方形毛竹竹材培育技术研究

范伟青，黄明文，谢爱香,蓝本宽，毕雅莹，周成敏

(1.遂昌县自然资源和规划局，浙江 遂昌 323300； 2.丽水市农林科学研究院，浙江 丽水 323000)

毛竹(Phyllostachysedulis)是一种重要的禾本科植物，虽然具有生长快、周期短、产量高、用途广等特点[1]，但目前竹产业面临市场、成本、生态等多重压力，毛竹竹材价格2017年比2012年最高峰时的价格几乎下降了50%[2]，然而竹制工艺品的竹材需求却越来越大，由于自然界生长特异的竹子数量较少，研究主秆人工造型的报道甚少，开展这方面的研究，不仅能为制造竹制工艺品提供特殊材料，达到竹材增值的目的，还能帮助竹农解决卖竹难的问题。为此，根据毛竹主秆的粗生长在竹笋出土前就基本定型规律[3]和在毛竹竹笋长成新竹的过程中，其主秆形状有可塑性[4]以及在很大程度上是不直接需光的[5]，且毛竹幼竹在林内的弱光条件也能很好地进行光合作用[6],研究试图通过对毛竹竹笋套方形钻孔不锈钢模具，观测透气孔对毛竹主秆形状和竹节生长的影响，以期探索出毛竹竹笋在模具内的生长规律，为竹制工艺品特殊竹材人工造型提供理论依据和技术支持。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况

试验区位于浙江省丽水市遂昌县西北部的应村乡，地理坐标119°8′32″E，28°41′1″N，全年平均气温为17.1 ℃，最高气温为40.1 ℃，最低气温为-9.7 ℃，年降水量为1 212.5 mm，大于10 ℃年积温1 273.3 ℃，无霜期223 d，相对湿度79%。试验点设在高棠村，土名：后山，海拔610 m，土壤为山地红壤，pH 5.5-6.5，土层深度60 cm以上，林分是经过改建、大小年明显的笋竹两用林基地(2019年为出笋大年)，立竹量为2 250株·hm-2，平均胸径12.2 cm，竹林年龄结构比例1、2、3度(含3度以上)立竹株数比为41∶27∶32。

1.2 试验材料

在立地条件基本一致、经营管理水平相同的竹林里，选择笋体粗度(距离地面5 cm处)外围周长在40～45 cm之间，笋高度在25～35 cm之间健壮的竹笋为供试对象。模具委托浙江省遂昌雄立铝合金经营部加工，采用0.12 cm、0.15 cm、0.18 cm厚的不锈钢做成锥台型的正方形模具，上底面直径为10.5 cm，下底面为12 cm，高为200 cm，为了防止模具被风吹倒和促使竹笋能顺利入模生长，在模具下端增加高20 cm，上底面直径为12 cm，下底面为15 cm开口型的基座，正方形模具可一分为二，合起来就成方形，中间为镙丝钉固定。

1.3 试验设计

1.3.1不同厚度处理 钢板厚度设3个处理，处理A为0.12 cm，处理B为0.15 cm，处理C为0.18 cm，3个重复，每个处理3株，共计36株。

1.3.2不同孔隙大小处理 设4个处理，处理A无孔模具，处理B为64个直径1.5 cm孔模具，处理C为64个直径3.0 cm孔模具，对照处理(CK)为不用模具，3个重复，每个处理3株，共计36株。

1.4 上模造型

2019年4月10日前后，当笋长出地面25～35 cm时，笋体大小基本可分辨时即可进行上模。上模时，将笋直接套入模具中，然后，用铁丝在模具3个不同方向牵拉固定，以保证造型的强制力，防止竹笋生长时偏倒。

1.5 数据采集与分析

2019年7月10-11日拆模，调查经过造型和对照(自然生长)的200 cm主秆中每节的节间长度和竹节数量，测量时，最后一节如有一半以上在模具内按一节计算，不到一半不计节数。测量节间长度工具用300 cm的钢卷尺。主秆高指对照样株与套模样株相对应节数的总高度；对照样株记录从地面开始至200 cm(模具高)自然高度的竹节个数，套模的从地面开始向上记录与对照相同节数的长度。胸径测量主秆130 cm处的直径，测量工具用200 cm的测树围尺。

为了对比钻孔处理对幼竹成竹过程的影响，数据采用DPS软件LSD法进行多重比较及差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 钢板厚度对竹笋生长膨胀力的影响

从试验现场观察，随着竹笋生长膨大，处理B和处理C的模具，钢板没有向外突出变形，镙丝钉固定接口处也没有突出；处理A模具，钢板没有向外突出变形，但两块模具连接镙丝钉固定处略微突出。3个处理的钢板厚度都能承受竹笋生长向外膨胀力。

2.2 模具孔隙对竹节的影响

竹笋套模后，经2～3 d观察1次，有洞孔处理模具B、C，发现15 d左右出模，B比C迟1～2 d出模，自模具下端至上口，生长规律呈现先缓慢后逐渐加快，直至出模后恢复自然生长；处理A(无孔模具)的竹笋，套模15 d后全部死亡，最高的长度110 cm，为此，处理A未作分析，仅对处理B、处理C和对照进行分析，现将套模具3个月后调查的表观数据进行整理分析，见表1。

表1 模具孔隙对竹节的影响

表1可见，B、C处理，随着孔隙增大，毛竹节间的平均长度也增长，B处理的平均节间长为11.76 cm，C处理的平均节长为13.33 cm。所有处理的节间长度分别比对照16.67 cm减少了29.45%和20.04%。处理间达到极显著水平(P<0.01)，B、C处理之间达显著差异，B、C处理与对照之间达到极显著差异；毛竹的竹节个数随着孔隙增大竹节个数减少，B处理的竹节个数最多，为17个；对照的竹节个数最少，为12个。所有处理的竹节个数分别比对照增加了41.67%、25.00%，B、C处理之间差异不显著，B、C处理与对照之间达到显著差异。由此可见，光照强度和透气强度与竹笋的纵向生长有直接的影响，这与方飞燕等研究的不同光照强度对毛竹幼竹成竹过程有显著差异[7]以及郑林水等分析竹笋高生长细胞分裂所生产的热量无法及时散发会造成竹笋死亡[4]结果一致。

由表1中的毛竹节间平均长度可见，随着模具孔隙增大，毛竹节间的平均长度增长，而毛竹竹节个数却随着模具孔隙增大是减少的。为此，为分析模具孔隙对竹节的相关关系，对毛竹节间长度(Y)、竹节个数(Y)与模具孔隙(X)数据分别进行相关性回归分析，得出回归方程式和相关系数(R2):毛竹节间长度：y=4.199 6x+12.478，R2=0.91；竹节个数：y=-4.076 1x+16.066，R2=0.85，根据相关性回归分析结果：毛竹节间长度与模具孔隙之间呈明显的正相关关系，毛竹竹节个数与模具孔隙之间呈明显的负相关关系，相关系数R2均达到0.85以上，这说明毛竹节间长度、竹节个数与模具孔隙相关关系紧密，在生产中可以根据需要，对模具孔隙进行调整，以培育出相应的竹材。

2.3 模具孔隙对竹材的影响

试验结果(表2)发现，竹节高度随着模具孔隙增大而增高， B处理的平均竹秆高度为110.53 cm，C处理的平均竹秆高度为152.57 cm。B、C处理的竹秆高度分别比对照207.10 cm减少了46.63%和26.33%。处理间达到极显著水平(P<0.01)；毛竹的胸径B处理与C处理相同，对照的大了0.46 cm，经分差分析和多重比较，处理之间差异不显著。由此可见，模具孔隙对竹秆高度生长有直接的影响，但不会影响竹秆胸径的生长。分析原因，新竹主秆高度，可能是用模具强制改变毛竹主秆形状，造成部分竹笋养分输送通道遭压，养分供给减少，致使竹笋高生长受影响，加上模具孔隙度不同，对竹笋高生长细胞分裂所生产的热量散发有快有慢，所以，新竹主秆矮化有差异；新竹胸径，竹类植物只有初生生长，没有次生生长，形态生长在短期内一次完成。一株竹的竹秆粗细在竹笋出土时就已决定了[8]，所以新竹胸径的生长几乎不受光照强度的影响,而取决于竹笋的大小。

表2 模具孔隙对竹材的影响

2.4 模具孔隙对毛竹主秆形状的影响

从试验现场观察，模具大小配置和竹笋大小有较大关系，如模具大而竹笋偏小，毛竹主秆成不了方形，如竹笋比模具偏大，毛竹主秆形成方形时，会导致主秆竹壁轻微内凹；如竹笋体积过大，导致整个毛竹主秆竹壁和竹节内凹，形成夹层(见图A)；只有模具大小与竹笋大小(竹笋直径略大模具直径)相对一致时，工艺竹材造型较好，模具孔隙对毛竹主秆形状不会造成影响(见图B)。

图A 竹笋比模具大 图B竹笋与模具大小相等Fig.A Bamboo shoots are larger than molds Fig.B Bamboo shoots are comparable to the molds

3 结论与讨论

3.1 结论

试验结果表明，随着竹笋生长膨大，3个厚度处理模具，都能承受其向竹笋生长向外膨胀力，模具钢板不会变形，不影响竹秆成形。但从观察分析，模具钢板厚度不宜低于0.12 cm，因为在该厚度时，两块模具连接镙丝钉固定处略微突出，说明低于该厚度的钢板承受力已不能抵御竹笋生长向外的膨胀力。毛竹竹笋长成新竹的过程中，利用不同孔隙的不锈钢模具套住笋体，新竹主秆随着孔隙增大，节间的平均长度也随着增长，而竹节个数却随着孔隙增大而减少，竹秆高度会随着模具孔隙增大而增高，但对竹秆胸径大小没有影响。为此，在生产中可以根据需要，通过模具孔隙的调整，按照人为设定的长度培育出所需要的工艺毛竹竹材，通过竹笋粗度和模具的大小选择，培育出市场需要的不同大小规格的工艺毛竹竹材。

3.2 讨论

笋高度在25～35 cm之间，对毛竹笋套上200 cm长的无孔不锈钢模具，超出了竹笋生长抵御外界干扰的承受能力，容易造成死亡，但试验中还发现当笋高度处于65 cm左右时，套上200 cm长的无孔不锈钢模具，也有个别样株能生长发育成幼竹的现象存在，原因是笋高度已近模具1/3，相对离上模洞口光热环境、透气条件，随模具缩短而发生了变化。根据植物生长状况与其所处的光环境密切相关[9]，在影响植物结构特性的生态因子 (光 、温度 、水分及营养等)中，光照强度的作用最为显著[10]，还有透气强度，模具四周无孔隙不透气，竹笋高生长细胞分裂所生产的热量无法及时散发[4]，造成气孔部分关闭及生理功能减弱[11]，生长发育受到严重阻碍，表现出黄花、瘦弱及死亡[12]。说明由竹笋过渡到幼竹前尽管未展枝放叶也是离不开透气的环境和一定的光照条件，而毛竹笋套上不同孔隙的模具，其节间长度均小于自然条件下的节间长度，特别是不同孔隙之间的节间长度有显著差异，适当地给竹笋一些透光和透气的条件，竹笋就能生长发育成幼竹。这也说明毛竹从竹笋到幼竹这个生长过程中很大程度上是可以不需强光的[5]，能够在弱光和有透气的条件下生长，这与杨迪蝶等[6]的研究结果相似。