不同经营措施对毛竹林出笋和竹材产量的影响

胡卫红，彭 超，莫晓春，刘迪钦，肖勇军，高朝霞

(1.桃江县林业局，湖南 桃江 413400；2.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；3.桃江县浮邱山国有林场，湖南 桃江 413400；4.桃江县桃花江国有林场，湖南 桃江 413400)

竹笋作为一种天然绿色健康食品，高蛋白、低脂肪，富含人体16种必需氨基酸，以其特有的清脆可口的口感，深受中国人民的喜爱[1]。“桃江笋，天下品”，桃江自古有“无笋不成席”之说。桃江县现有竹林面积7.67万hm2，在湖南省县级排名第一，全国排名第三；未来适宜发展毛竹(Phyllostachysedulis)高效笋用林的面积约3.33万hm2[2]。近年来，桃江县将竹笋产业打造成为一县一特产业，在各乡镇大力发展笋用林经营示范基地，积极推广笋用林丰产经营技术，已建成笋用林0.4万hm2，发展竹笋生产合作社38个，竹笋加工企业28家，年加工鲜笋3000万kg以上，竹笋产业产值达9.7亿元，农民人均林业收入 12500元，占农村家庭年纯收入的80%以上[3]。2016年桃江县获得“桃江竹笋”国家地理标志证明商标。

肥力管理为竹林经营的重要环节之一，前人从经营模式、营养诊断等方面对毛竹笋用林和材用林经营开展了大量研究[4-7]，为精准控制施肥打下基础。封焕英等[8]认为，竹林专用控释肥主要通过提高氮素利用率来促进立竹生物量;陈志阳等[9]通过建立竹叶养分含量与土壤肥力及竹林产量相关模型来指导肥力生产。然而，除肥力管理外，竹林经营受区域气候、立地条件和经营水平等综合因素影响，研究结果多表现出明显的区域限制性[10]。基于此，本研究对毛竹林开展了改造年度、立地等级和肥料种类的综合处理研究，以每一种处理的周期(一个大小年)均值为统计分析依据开展分析，为进一步推广毛竹笋用林丰产经营技术提供科学参考，并为做大做强桃江县竹笋产业，实现乡村振兴提供技术保障。

1 试验地概况

试验地选择在湖南省桃江县3个竹笋生产专业合作社笋用林基地(111°36′—112°19′ E，28°13′—28°41′ N)。桃江县属亚热带季风气候，年平均气温16.8 ℃，年平均降雨量1 568.9 mm。试验地为纯毛竹林，海拔120～230 m，坡度10°～22°，地形平缓。土壤为红壤，土层较薄，厚度40～60 cm。

表1 试验地立地条件概况Tab.1 Overview of site conditions of study plots基地号样地号海拔/m坡度/°坡向坡位土层厚度/cm郁闭度立竹密度/(株·hm-2)平均胸径/cm立地等级120018南上500.62 1308.6I1218020南中上450.62 1008.5II323020南上400.62 0258.9I420022南中上350.62 0408.6II

续表1 试验地立地条件概况Continued Tab.1 Overview of site conditions of study plots基地号样地号海拔/m坡度/°坡向坡位土层厚度/cm郁闭度立竹密度/(株·hm-2)平均胸径/cm立地等级513015东下550.52 5958.3I2616020东中450.52 6258.1II712020东南下450.62 4458.5I815020东南中400.52 4908.0II920010南下550.52 0109.4I31022015南中450.52 0409.0II1118020西南下500.62 1759.0I1221022西南中400.62 1308.5II

在试验开始前，1～4号样地已实施两个周期(4年，即两个大小年)的丰产林技术措施，5～12号样地已实施一个周期(2年，即一个大小年)的丰产林技术措施[11]。

2 研究方法

2.1 试验设计和安排

本研究采用L12(211)的正交试验设计，设置改造年度(PY)、立地等级(SG)和肥料种类(FS)3个因素，每个因素设置2个水平(见表2)。在全面踏查的基础上，选择经营状况和立地条件相似的笋用林基地设置标准样地12个(分别设置Ⅰ级、Ⅱ级林地各2个)，每个样地面积667 m2。

表2 试验处理组合表Tab.2 The treatment combinations处理号改造年度(PY)立地等级(SG)肥料种类(FS)11-20111-I1-专肥21-20112-II1-专肥31-20111-I2-普肥41-20112-II2-普肥52-20131-I1-专肥62-20132-II1-专肥72-20131-I2-普肥82-20132-II2-普肥92-20131-I1-专肥102-20132-II1-专肥112-20131-I2-普肥122-20132-II2-普肥 注: 表中各因素栏1、2表示因素水平。

试验开展于2015—2019年。首先，对不同立地级和改造年度样地分别施用毛竹专用肥(简称专肥)和普通肥(简称普肥)，试验因素水平见表2。本试验所用毛竹林专用肥由湖南省吉祥天生物科技有限公司生产，养分配比为N∶P∶K=45∶20∶35；普通复合肥由安徽省司尔特肥业股份有限公司生产，养分配比为N∶P∶K=15∶15∶15。在常规的笋用林丰产经营技术(林地除杂、留笋养竹、科学挖笋、适时施肥、灌溉抗旱、号竹钩梢、合理砍竹、防控灾害等[12])基础上，自施肥当年冬季开始，每块样地大年(2016、2018年)3月和 6月各施肥50 kg，小年(2015、2017年)9月各施肥50 kg。同时在大年盛期根据新竹合理替代老竹的原则选留健壮春笋20株左右成竹，小年视情况随机选留10株，一个周期合计30株，并在当年秋季砍除4个周期(8年)以上的老竹，竹林密度动态保持在1800株·hm-2左右。

2.2 指标测量

根据毛竹林的生长特性，先年冬季孕笋、当年春季春笋出土，然后成竹，故一个完整的生长年度从先年冬季开始直至当年秋季，年度笋产量的测算周期以此为据。本研究自2015年冬季开始每年测量冬笋、春笋的产量(kg)以及新竹胸径(cm)。冬笋和春笋产量通过直接全部挖取后称取鲜重(精确到0.1 kg)，竹材产量需采伐后才能测定。因竹材重量与新竹胸径呈线性相关[8]，为简化试验设计，在每个样地每周期待保留的竹笋成竹后测量新竹胸径(cm)(由于量小，不计入笋产量中)。

2.3 数据统计与分析

对产出比进行分析时，由于本研究投入的生产要素和产品价格相对固定，因此产品的产值与产量线性相关，同时因竹材生物量与新竹胸径呈线性相关[8]，为简化试验设计，本试验以新竹胸径代替竹材生物量进行分析。根据毛竹林的生长特性，投入产出按照一个完整的生长年度进行测算。数据采用EXCEL 2010进行统计和作图，并用SPSS 21.0进行方差分析和多重比较。

3 结果与分析

3.1 毛竹笋产量及新竹胸径年际变化

从图1可知，在经营过程中冬笋和春笋产量呈交替增减趋势，其中冬笋产量在大小年间的变化差异较春笋更大。小年(2017年和2019年)冬笋产量间差异不显著，均极显著低于大年(2016年和2018年)(P=0.000<0.01)；对比大年和小年产量可知，冬笋产量具有不同程度的提高，分别增加了31.6%和32.8%。春笋产量在2016—2019年间呈极显著增加(P=0.000<0.01)，大小年间分别增加30.6%和40.5%，且在处理后随着年份的增加而显著提高，2019年相对于2016年增加了87.4%。此外，新竹胸径在2016—2019年间极显著增大(P=0.000<0.01)，由2016年的8.8 cm提高至2019年的9.9 cm。综上可知，毛竹出笋量和竹材生物量在本经营过程中均有明显提高。

图1 笋用林笋产量及新竹胸径年际变化Fig.1 Annual variation of shoot yield and DBH of juvenile shoots in moso bamboo forest stand注： 大写字母代表指标在各年份具有极显著差异(P<0.01)。

3.2 处理间的笋产量及新竹胸径差异

对比同一处理水平间的出笋量和新竹生长差异可知，两个改造年度的笋产量和增幅分别有显著和极显著差异(见图2-A、B、C)，其中2011年改造林地的冬笋产量显著高于2013年改造林地(P=0.042<0.05)，但增幅显著低于2013年(P=0.036<0.05)。春笋具有类似的差异，春笋产量和增幅在两个改造年度间差异均达到极显著(P<0.01)。2011年改造林地新竹胸径极显著高于2013年改造林地(P=0.001<0.01)，但增幅差异不显著(P=0.66>0.05)。可见，改造期更长更有利于提高林地出笋量和新竹胸径。对比立地级可知(见图2-D、E、F)，I级立地的冬笋产量均显著高于Ⅱ级立地(P=0.028<0.05)，但增幅显著低于Ⅱ级立地(P=0.037<0.05)；春笋产量极显著高于II级立地(P=0.000<0.01),但增幅差异不显著。I级立地新竹胸径显著高于II级立地(P=0.041<0.05)，但增幅差异不显著。由此表明，立地级高的林地出笋量更高，且新竹胸径更大。此外，肥料处理间(见图2-G、H、I)，专肥对冬笋和春笋产量的影响均极显著高于普肥(P=0.000<0.01)，尽管专肥对冬笋增幅的影响显著低于普肥(P=0.017<0.05)，但对春笋增幅的影响并不显著(P=0.058>0.05)，同时施用专肥对新竹胸径的提高优于普肥。由此，从单一处理因素来看，改造年度越长，立地级高以及施用专肥均更有利于提高年度笋产量和新竹胸径，反之则具有更高的经营潜力。

图2 3种经营措施下平均年度笋产量和新竹胸径差异对比Fig.2 Contrastive study between mean annual-shoot yield and juvenile DBH of moso bamboo within three treatments注: *和**分别表示指标间差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)； 小写字母和大写字母分别表示周期增幅间差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)，无标注为差异不显著。

3.3 主次因子分析

由表3可知，极差结果显示冬笋产量受肥料的影响大于立地条件，而春笋产量和新竹胸径受立地条件的影响则更大。优水平对比可知，三组指标均以经营时间更长、立地条件I级和施专肥效果最好，因此理论最佳处理组合为PY1+SG1+FS1，即长期经营的毛竹林，选择立体条件更好的林地施用专肥，笋用林整体产量更高。结合实际生产结果可知，该理论组合在实际试验结果中均具有最高值，分析结果可靠。因此，在实际生产过程中，选择立地条件较好的林地施用专肥，笋材年度产量更高；但对于春笋产量和新竹胸径而言，因其与冬笋生产上的条件因素仍存在一定的差异，需根据生产对象的不同侧重调整立地条件和专肥使用。

表3 因素处理间的极差及优水平Tab.3 Range and optimal level of treatments指标极差因子主次优水平最佳组合冬笋产量RPY=7.75RFS=7.06RSG=11.52SG>PY>FSPY1+SG1+FS1春笋产量RPY=975.6RFS=516.0RSG=396.0PY>FS>SGPY1+SG1+FS1PY1+SG1+FS1新竹胸径RPY=0.61RFS=0.25RSG=0.18PY>FS>SGPY1+SG1+FS1 注:PY为改造年度;FS为肥料种类;SG为立地等级。

3.4 经济效益分析

成本和经济收益分析表明(见表4)，产值最高为处理1，达到255145.5元，收支比达到137.42%；其次为处理2，产值为193599元，收支比达到119.47%；最小为处理8，产值近85597.5元，仅为最高处理的33.5%，收支比为58.91%。因此，无论是从产值还是收支比角度来分析，处理1的栽培效果均最为理想。结合最佳处理可知，在长期经营的林地，通过改善林地立地条件和配施专用肥能显著提高年度笋产量和收益。

表4 笋用林经营生产要素及经济效益分析Tab.4 Analysis of productive factors and economic benefit of bamboo shoot forest management处理冬笋产量/(kg·hm-2)春笋产量/(kg·hm-2)新竹胸径/cm产值/元成本/元收益/元收支比/%11 275.00115 462.510.0255 145.5107 463.0147 681.0137.4221 065.0085 650.09.8193 599.088 210.5105 387.0119.473821.2580 550.09.8179 692.582 846.596 846.0116.904697.5066 600.09.6150 478.573 672.576 806.0104.255990.0067 987.59.0156 066.077 122.578 943.5102.366757.5055 125.08.8127 206.067 893.059 311.587.367667.5047 812.58.7111 484.562 200.549 282.579.238420.0036 600.08.585 597.553 865.031 732.558.9191 005.0078 075.010.1177 852.083 275.594 576.5113.5710802.5063 900.09.8146 920.573 455.073 465.5100.0111735.0061 875.09.5141 874.571 080.570 794.099.6012480.0051 000.09.2114 652.562 895.051 757.582.29 注: 产品价格按2016—2019年的平均市场价计算,其中冬笋16.25元·kg-1,春笋1.95元·kg-1,竹材500元·t-1。成本要素按2015—2019年的市场价均值进行换算,其中专用肥2 880元·t-1,复合肥2 800元·t-1,施肥劳务费440元·t-1,挖冬笋用工6.5元·kg-1,挖春笋用工0.6元·kg-1,竹材采伐230元·t-1。

4 结论与讨论

4.1 讨论

笋用林经营模式下，大量采挖冬、春笋易使林分养分大量流失。因此，人为增加土壤肥力是保证竹林生产力的重要手段。前人对毛竹林笋用林培育技术进行了大量探讨[13-14]。受当地的立地条件、区域气候以及经营水平等影响，竹林经营成效具有明显的区域性特征。本研究通过对不同改造年度、立地条件和肥料种类进行综合研究发现，经营措施对毛竹林年度笋产量和竹材的提高具有极显著的促进作用，且毛竹大小年生长特性对冬笋产量的影响明显，这与前人研究结果一致[15-16]。改造时间长短决定了林地立竹结构和林地土壤结构调整状况。研究表明，II～III度母株( I度竹为1～2年生竹，II度竹为3～4年生竹)的数量和胸径直接影响新竹产量[17]，通过伐竹和垦复等措施可有效改善林地的光照条件和土壤理化性质[18]，提高养分的利用效率。

本研究中，I级立地的笋产量和新竹胸径均显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于II级立地，反映出立地条件较好的样地在整个改造周期内仍有绝对优势；而立地条件较差的样地增幅相对更大，说明Ⅱ级立地具有较大的经营潜力。因此，在立地条件改善的过程中，Ⅰ级样地更容易实现高产，Ⅱ级样地可通过经营措施来弥补立地条件的不足。

施肥为毛竹经营中最重要的环节之一[19]。本研究中，专肥对冬笋和春笋产量的提高有非常明显的作用，这与前人研究结果一致[20]，但专肥和普肥对冬笋和春笋产量增幅作用并不一致，表现出专肥对春笋产量增幅的影响更大，而普肥对冬笋产量增幅的影响更大(见图2)，这可能与普肥的养分释放效率和竹子对养分的吸收效率有关。此外，施肥也可显著提高竹林立竹度、胸径和新竹量等[14]，增加土壤肥效，改善土壤微生物量碳、氮含量，可作为毛竹林地土壤质量的衡量指标[21]。大量研究表明，相对于穴施，竹篼施肥的肥效利用更为高效，能有效增加竹林生态系统碳储量[15，22]。因此，接下来有必要开展相关研究。从笋用林培育角度而言，应立足现有技术，大力推广专肥，大幅度增加年度笋产量，增加笋用林经营者效益，为做大做强竹笋产业奠定基础。

4.2 结论

本研究认为，影响毛竹出笋量和出材量的综合主次因子为改造年度、施用专肥和立地条件。从市场有效消纳、竹笋产业链良性循环的角度出发，增加单位面积效益的主要方面是提高春笋产量，对改造年度和立地条件已经确定的在建笋用林基地，提高产量、增加效益的主要方法是施用专肥(养分配比为N∶P∶K=45∶20∶35)。