筇竹天然林与人工林土壤养分及竹笋品质分析

吴灵俐 沈俊华 肖学军 巫登峰 王 浩 黎书会 李志超

(凉山彝族自治州林业草原科学研究院 四川西昌 615000)

雷波县隶属于四川省凉山彝族自治州， 地处四川省西南边缘的横断山脉东段小凉山， 金沙江北岸， 地理坐标为北纬27°49′—28°36′、 东经103°10′—103°52′。 该县全年无霜期271 d， 年平均气温13.8 ℃， 年均日照1 211 h， 年均降水量850 mm， 其中55%的降水集中在6—8 月份， 具有云雾多、 阴天多、 日照少、 降水集中于夏秋季的气候特点。

筇竹为禾本科竹亚科筇竹属植物， 为我国特有竹种， 国家三级保护珍稀竹种之一。 筇竹材外观奇特， 可用于制作工艺品和家具， 笋可食用，味甘鲜嫩， 笋体脆爽， 富含多种营养物质， 是珍稀的笋材两用竹种， 具有重要的经济、 生态和观赏价值， 不少地区进行筇竹人工栽培[1-5]。 目前，有关筇竹生长的立地条件及生长环境等的研究已多见报道[6-10]， 但对于天然筇竹林和人工筇竹林的土壤成分及竹笋品质差异的研究少有报道。 本文测定分析了雷波县筇竹天然林和人工林的土壤养分状况以及竹笋生长情况及竹笋营养物质含量，以期为人工培育筇竹笋用林提供理论与实践参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于四川省雷波县菁口乡红岩村， 属于亚热带山地立体气候类型， 年平均降水量约890 mm， 年平均气温12.5 ℃。 天然林所处的地理位置为28°21′3″N、 103°42′45″E， 海拔1 919.6 m；上层乔木有少量厚朴(Houpoea officinalis)、 楤木(Aralia elata)、 山核桃(Carya cathayensis)， 林下生长有七叶一枝花 (Paris polyphylla)、 党参(Codonopsis pilosulaf.)、 白 叶 莓 (Rubus innominatus) 等。 人工林所处的地理位置为28°20′27″N、 103°41′48″E， 海拔1 695.0 m； 栽种有少量李 (Prunus salicina) 和胡桃 (Juglans regia)。 在筇竹人工林和天然林中分别选取立竹密度相近的10 m × 10 m 样方作为调查样地。

1.2 材料来源

2022 年4 月在筇竹笋出笋盛期， 在筇竹人工林和天然林样地中分别随机选取高度在5 ～6 cm(Ⅰ级)、 15～16 cm (Ⅱ级)、 25 ～26 cm (Ⅲ级)的竹笋各5 株， 分别测定每株竹笋的地径和笋高；同时， 在各类型样地分别取20 株大小适中、 生长正常、 无病虫害的笋样放入冰盒待检测。 清除地面凋落物后， 采用“五点取样法” 采集每个类型样地0～30 cm 的土壤样品， 混合均匀后在室内进行阴干筛分处理， 各取500 g 塑封袋装待检测。

1.3 检测指标与检测方法

竹笋和土壤样品寄送至四川省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所进行检测。 竹笋样品的检测指标包括蛋白质、 淀粉、 脂肪、 抗坏血酸、 总黄酮(以芦丁计)、 可溶性糖、 总酸(以柠檬酸计) 等的含量。 其中， 蛋白质含量采用标准GB5009.5—2016 第1 法测定， 淀粉含量采用标准GB5009.9—2016 第2 法测定， 脂肪含量采用标准GB5009.6—2016 第1 法测定， 抗坏血酸含量采用标准GB 009.86—2016 第2 法测定， 总黄酮(以芦丁计) 含量依据标准SN/T 4592—2016 测定， 可溶性糖含量依据标准NY/T 1278—2007 测定， 总酸 (以柠檬酸计) 含量依据标准GB 12456—2021 测定。

土壤样品的检测指标包括pH 值及有机质、全氮、 水解性氮、 全钾、 速效钾、 全磷和有效磷、有效硅等的含量。 其中， pH 值依据标准NY/T 121.2—2016 进行测定， 有机质、 全氮、 水解性氮、 全钾、 速效钾含量分别依据标准LY/T 1237—1999、 NY/T 1121.24—2012、 LY/T 1228—2015、 NY/T 87—1988、 NY/T 889—2004 进行测定， 全磷和有效磷含量依据标准LY/T 1232—2015 进行测定， 有效硅含量依据标准NY/T 1121.15—2006 进行测定。

2 结果与分析

2.1 筇竹天然林和人工林的竹笋基径

2 类筇竹林中不同笋高等级笋基径的测定结果显示(表1)， 筇竹天然林中各高度等级笋的基径均大于人工林中的相应值， 尤其是高度为Ⅰ级(5～6 cm) 的笋基径天然林与人工林的差异明显大于高度为Ⅱ级 (15 ～16 cm)、 Ⅲ级 (25 ～26 cm) 的笋基径的差异。

表1 筇竹天然林和人工林不同高度竹笋的基径Tab.1 The basal diameter of bamboo shoots at different heights in natural forest and artificial forest of Q. tumidinoda

2.2 筇竹天然林和人工林鲜笋营养成分

鲜笋营养成分的测定结果见表2。 由表2 可见， 不同类型筇竹林的鲜笋营养成分存在差异，其中笋中淀粉、 抗坏血酸和总酸含量天然林均高于人工林， 分别较人工林提高18.87%、 143.36%和18.18%； 而笋中蛋白质和可溶性糖含量则是人工林高于天然林， 人工林分别较天然林提高12.00%和12.79%； 笋中脂肪含量在2 种类型的林分间较为接近。

表2 筇竹天然林和人工林的鲜笋营养成分含量Tab.2 Nutrient content of fresh bamboo shoots in natural and artificial forest of Q. tumidinoda

2.3 筇竹天然林和人工林土壤养分

土壤养分含量是影响竹笋品质、 评价林地土壤状况的重要指标。 2 种类型筇竹土壤养分的测定结果见表3， 可以看出， 筇竹林土壤pH 值表现为人工林高于天然林， 而土壤水分含量则表现为天然林高于人工林； 筇竹林土壤的有机质、 全氮、水解氮、 全磷含量表现为天然林高于人工林， 各指标天然林较人工林分别提高 118.53%、117.65%、 153.09%和27.66%； 而土壤的全钾、速效钾、 有效磷、 有效硅含量则表现为人工林高于天然林， 各指标人工林较天然林分别提高44.58%、 5.49%、 163.64%和100.70%。

表3 筇竹天然林和人工林土壤养分状况Tab.3 Soil nutrient status in natural forest and artificial forest of Q. tumidinoda

3 讨论与结论

本研究对比分析了筇竹天然林和人工林的竹笋品质及土壤养分的差异性， 结果表明， 笋中抗坏血酸、 淀粉、 总酸含量表现为天然林明显高于人工林， 特别是笋中抗坏血酸含量天然林是人工林的2.43 倍， 笋中蛋白质和可溶性糖含量表现为天然林略低于人工林， 整体而言， 筇竹天然林的笋营养成分含量优于人工林； 在林地土壤养分中，土壤有机质、 氮肥以及水分含量天然林明显高于人工林， 而土壤有效磷和有效硅含量则表现为人工林明显高于天然林， 相比而言， 筇竹人工林土壤存在有机肥较低、 无机化肥配比不均匀等问题。

抗坏血酸是一种水溶性维生素， 又称为“维生素C”， 对人体至关重要， 是内源性儿茶酚胺、神经递质、 胶原、 皮质醇合成的辅助底物， 可充当抗氧化剂， 降低活性氧含量， 从而改善微循环，减少内皮细胞损伤， 是评价果蔬品质的重要指标。有研究表明适量施加氮肥可以增加植物抗坏血酸的含量[11-13]， 也有研究表明适量施加氮肥可以增加竹笋的产量和品质[14-15]。 本研究结果显示， 筇竹天然林土壤氮肥含量是人工林的2 倍多， 而相应林分的竹笋中抗坏血酸含量亦是天然林高于人工林， 说明在人工栽培筇竹的过程中适量增加氮肥可以提高竹笋中抗坏血酸的含量。

土壤酸碱性是土壤的基本属性之一， 土壤pH值是重要的化学性质指标， 影响土壤养分的有效性和植被营养状态。 本研究检测结果显示， 筇竹人工林和天然林土壤pH 值为5.39～6.03， 均呈微偏酸性， 这与夏莉等[16]的研究结果相似， 说明筇竹在微偏酸性的土壤中生长较为适宜。

土壤有效硅是指土壤中可供当季作物吸收利用的硅素， 包括土壤溶液中的单硅酸及各种易于转化为单硅酸的成分。 适量的硅肥可以增加作物产量， 但是过量的硅肥则对产量产生抑制作用[17-19]， 也有早期文献提到施加硅肥能促进竹子的生长且配合氮肥施用效果较佳[20]。 本研究结果显示， 筇竹天然林土壤中水解氮与有效硅的比值远高于人工林， 因此在人工栽培筇竹时可以适当调整氮肥与硅肥的施加比例， 但最佳配比有待于进一步研究。

土壤有机质是衡量土壤肥力的一个重要指标，是作物丰产、 优质的重要生产条件[21]。 施肥是土壤改良及丰产经营的主要技术措施之一， 由于施用化肥见效快， 近年来竹农对化肥的依赖增加，有机肥用量占肥料总用量的比例有所下降， 但化肥只能提供无机养分， 长期使用会对土壤造成不良影响， 使得土壤肥力降低[22]。 从本研究的结果来看， 筇竹人工林土壤中有效硅、 有效磷含量虽然高于天然林， 但有机质含量却显著低于天然林，这可能是由于人工林长期施用化肥导致土壤无机肥含量较高而有机质含量较低的状况。 为改善筇竹人工林的土壤肥力， 应适当增加有机肥的施入量。