毛竹林伐桩处理方式对笋竹生长的影响

曹碧凤，涂年旺，刘昌社，张 玮，吴锦华，李志坚，许国强

(1.永安市林业局，福建 永安 366000； 2.永安市林业科学技术推广中心，福建 永安 366000；3.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 富阳 311400； 4.永安市洪田镇林业站，福建 永安 366000； 5.永安市上坪乡林业站，福建 永安 366000)

毛竹(Phyllostachysedulis)为禾本科竹亚科刚竹属植物，其生长快、采伐周期短、成材早而且经济价值高，是目前世界上分布最广、栽培面积最大、经济效益显著的竹种。广泛分布于我国南方山地、丘陵地区，是我国亚热带地区具有显著代表性的经济林类型之一[1-2]。福建是全国范围内竹类资源最丰富的省份，拥有毛竹林资源约83.58万hm2[3]。毛竹是一种克隆植物，毛竹林地下鞭系相连构成有机的整体，能够通过地下鞭根在克隆分株间进行水分、营养物质的运输和传递。因此开展对毛竹伐桩的研究显得尤为重要，伐桩灌水施肥等研究对于竹材的培育和毛竹林节水灌溉措施的制定均具有重要的现实意义[3-5]。

毛竹的经营多实行选择性采伐，每度采伐毛竹量高达600株·hm-2。但是，采伐后的伐桩仍具有从土壤中吸收水分甚至养分的能力，自然条件下其腐烂速度极度缓慢，很难自发腐烂分解，在砍伐3～5 a后仍能保持青绿色，有的能存留10 a甚至更长时间，大量的伐桩占据了毛竹林土壤空间，造成了毛竹林地的浪费，严重影响毛竹林的产量。此外，由于竹蔸与地下鞭根相连结，未腐烂的伐桩又会阻碍毛竹地下鞭的生长和延伸，对整个毛竹林的经济效益产出造成不良影响[4]。近年来，随着毛竹伐桩处理专用机械的研发成功及应用，在毛竹林中大面积开展伐桩处理操作已具有很好的可行性和操作性，然而伐桩处理对毛竹林培育的影响研究尚未有定论[5-7]。

当前对于毛竹伐桩的研究多集中在毛竹林内伐桩分布及其促腐[8]，毛竹伐桩腐烂后生成的物质对毛竹林土壤性质的影响[9]及氢氧化钾、除草剂、化肥、微生物等促腐对毛竹林的生长和生理的不利影响[10-13]。已开展的研究中，关于毛竹林竹蔸施肥效果、竹蔸腐烂及对毛竹林出笋等的影响研究已经取得一定的研究成果。如杨慧英等[14]指出毛竹伐桩促腐施肥作为一种新型竹林生态施肥技术，不易造成环境污染，且施肥可加快竹蔸腐烂和恢复出笋空间，进而提高毛竹林的经济效益；郑瑞钰[15]发现竹蔸施肥有利于加速毛竹林竹蔸的腐烂，可以使大部分竹蔸在3 a内完全腐烂。且在不同肥料种类中，碳酸氢氨的促进作用表现得最为明显，其竹蔸完全腐烂的比例达到71%；林桂明[16]对福建省南平市的毛竹低产林进行竹蔸配方施肥试验，其试验结果表明竹蔸配方施肥均可加快竹蔸的腐烂速度，采用施有机肥+ EM生物肥效果最好，4 a内竹蔸完全腐烂数高达89%。而对于采伐后的毛竹纯林，如何将其伐桩利用起来并促进毛竹林笋竹生长方面的研究较少，譬如在毛竹伐桩后，不同的灌水和施肥处理对其笋竹生长等的影响研究则相对较少。本研究在毛竹伐桩节隔处理的基础上，对其伐桩实施不同的处理方式(灌水、灌水+施肥、施肥)，通过测定和比较毛竹林内冬笋产量、春笋出笋数、退笋数和成竹株数等相关指标，分析不同处理方式对毛竹林笋竹生长的影响，以期为伐桩后的毛竹林经营和高效生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验毛竹林地位于福建省永安市上坪乡和洪田镇。永安位于福建省中部偏西，北纬25°33′—26°12′、东经116°56′—117°47′，地处武夷山脉和戴云山脉的过渡地带，四面环山，山地和丘陵面积占总面积的90%，自古有“九山半水半分田”之称。属中亚热带海洋性季风气候，四季分明，温和多雨，光照充足，年均降水量1569 mm，森林覆盖率达83.2%，当地农民人均毛竹面积达0.45 hm2，居全国之首。

试验毛竹林为纯林，土壤为黄红壤，土层厚度约80 cm，林地坡度15°～20°，密度2550～2850株·hm-2。平均竹高9.8 m，平均胸径9.3 cm，林龄3～5 a。该毛竹林每年抚育1～2次，林分大小年比较明显，2017年为毛竹春笋小年，林内有零星小灌木分布，杂草较少，凋落物较少，试验观测期间禁止其他人为活动的干扰。

1.2 试验设计和方法

2015年3月在永安市洪田镇试验毛竹林中选取立地条件、地形和毛竹生长状况等均基本相同的样地(20 m×20 m) 12块，对每块样地内3度以上及部分3度毛竹进行砍伐，每块样地砍伐毛竹20～40株，确保各块样地在砍伐后毛竹株数(2250株·hm-2)完全相同。每个样地选择均匀分布的伐桩12个，利用毛竹破桩机将伐桩内部的蜡质层和节隔打破，保证灌水和施肥处理的顺利实施；其他竹蔸则不做处理。

根据前期试验设计方案，试验设置对照(即不灌水也不施肥处理)、灌水处理、灌水+施肥处理、施肥处理，每处理3次重复。伐桩处理方式：利用伐桩机切割伐桩至地表水平，同时切破其内的蜡质层和竹簧，保持切面平滑[17]。在试验期间，灌水处理为伐桩后每20 d灌水1次，灌水时间从9月—翌年2月，伐桩平均灌水量为380 mL·个-1·次-1；施肥处理为每年的6月、9月各施肥1次，施肥方式为伐桩内施肥，施后盖上土，肥料选用螯合型笋竹专用肥(含量N∶P∶K=17∶8∶5)，每次施肥量为750 kg·hm-2；灌水+施肥处理为6个伐桩灌水，6个伐桩施肥，均匀分布。样地的其它经营措施按照常规办法实施[18]。为确保试验环境稳定，每个样地设置10～15 m宽的隔离缓冲带，隔离缓冲带内均不进行伐桩施肥等经营，也不进行额外的人为活动。

2016年11月—2017年5月，调查试验地不同伐桩处理方式的各个样地内所有冬笋产量、春笋新出笋个数、退笋个数和成竹株数，测定鲜重和含水率。其中新竹鲜重(产量)采用鲜重×含水率的方法测算。2017年6月上旬调查当年新竹的胸径、高度。试验数据采用Excel 2007和SPSS 18.0进行统计整理、分析。

2 结果与分析

2.1 不同伐桩处理对毛竹林冬笋和春笋产出的影响

经调查发现，与对照相比，伐桩后的毛竹林每公顷毛竹林冬笋的产量大小为灌水+施肥>施肥>灌水(表1)。其中：灌水+施肥的冬笋产量达到2478 kg·hm-2，比对照高22.2%；施肥、灌水的平均冬笋产量分别达2154.0、2107.5 kg·hm-2，比对照高6.2%、3.9%。灌水+施肥的春笋新出笋个数为1105个·hm-2，是对照毛竹林的1.61倍；施肥、灌水的平均春笋新出笋个数分别达958、962个·hm-2，均为对照毛竹林的1.40倍。春笋退笋个数中，灌水+施肥、施肥、灌水的平均退笋个数高于对照，三者的退笋率分别为27.2%、23.1%、24.8%，平均退笋率为25.0%，低于对照毛竹林的34.3%。该结果表明，3种伐桩处理能够在一定程度上提高其冬笋产量，有效降低春笋的退笋率，有利于毛竹林生产力的提高。

表1 不同处理对毛竹林冬笋和春笋产出的影响

*：不同小写字母为各指标不同处理间差异显著(P<0.05)，下同。

2.2 不同伐桩处理对毛竹林出笋成竹量的影响

由表2分析可知，毛竹林出笋成竹总量大小为灌水+施肥>施肥>灌水。其中：灌水+施肥的平均春笋出笋数达到830个·hm-2，比对照高84.4%；施肥、灌水的平均春笋出笋数分别达720、700个·hm-2，比对照高60.0%、55.6%；灌水+施肥的平均成竹数为810个·hm-2，比对照高102.5%；施肥、灌水的平均成竹数分别达690、670个·hm-2，比对照高72.5%、67.5%。灌水+施肥、施肥、灌水的平均成竹率分别为97.6%、95.8%、95.7%，均高于对照。

表2 不同处理对毛竹林出笋成竹及生长指标的影响

2.3 不同伐桩处理对毛竹林新竹生长情况的影响

经调查发现，灌水+施肥、施肥、灌水3种伐桩处理均能促进毛竹林新竹生长量的提高。其中：灌水+施肥的平均胸径、平均竹高、平均竹节长分别为10.8 cm、12.2 m、21.2 cm，分别比对照高20.0%、27.1%、14.6%；施肥处理的平均胸径、平均竹高、平均竹节长分别为10.0 cm、10.8 m、19.8 cm，分别比对照高11.1%、12.5%、7.0%；灌水处理的平均胸径、平均竹高、平均竹节长分别为9.8 cm、11.5 m、20.5 cm，分别比对照高8.9%、19.8%、10.8%(表2)。经方差分析和显著性检验，新竹平均胸径、平均竹高、平均竹节长指标不同处理间差异均达显著水平，春笋平均出笋数、平均成竹数和平均成竹率指标不同处理间差异达到极显著水平(P<0.01)。

2.4 不同伐桩处理对毛竹林新竹产量的影响

竹林伐桩后，采用不同的灌水和施肥处理能显著提高新竹的生物量，4种伐桩处理的新竹生物量大小为灌水+施肥>施肥>灌水>对照。灌水+施肥的新竹生物量高达32.5 t·hm-2，比对照竹林新竹生物量提高了26.0%。对2017年新竹生物量进行Duncan多重比较分析，结果显示毛竹林伐桩的处理方式不同，处理间的新竹生物量存在α=0.05 水平的显著差异。其中灌水+施肥、施肥、灌水3种处理均与对照差异显著，灌水+施肥与施肥、灌水2种处理间差异显著，施肥处理与灌水处理二者之间差异不显著(表3)。

表3 不同伐桩处理毛竹林新竹产量Duncan多重比较

3 结论与讨论

1)本试验以不灌水也不施肥为对照，结果表明3种伐桩处理均能在一定程度上提高毛竹林的冬笋产量，有效降低其春笋的退笋率，提高其新竹生长量，有利于毛竹林生产力的提高。其中：灌水+施肥、灌水、施肥的冬笋产量分别比对照高22.2%、3.9%、6.2%；退笋率分别为27.2%、24.8%、23.1%，均低于对照毛竹林的34.3%；平均春笋出笋数分别达到830、700、720个·hm-2，分别比对照高84.4%、55.6%、60.0%。此外，不同伐桩处理的春笋平均出笋数、平均成竹数和平均成竹率的差异达到极显著水平。由于试验时间较短，仅观测了2 a，毛竹的生长效应及伐桩处理的后续生理和生长效应尚未完全显现出来，仍有待进一步的持续观测研究。

2)毛竹生长迅速，具有很好的经济效益，可做笋用林，亦可做笋竹两用林推广，也是区域生态环境保护的重要植物资源。当前由于气候变化的影响，导致干旱现象经常发生，非常不利于毛竹的正常生长和经营管理，以往的大水漫灌会浪费大量水资源，已经很难满足毛竹林高效培育的需求[19]。因此迫切需要一种节水灌溉措施来解决毛竹林的灌溉和经营管理问题，本文中的伐桩灌水施肥处理有助于毛竹林经营过程中抵御干旱胁迫。本研究与已有的伐桩施肥研究有相似的结论，即毛竹伐桩灌水、施肥技术简单方便、操作性强，同时能够改善毛竹林的生长，而且是一种经济实用的毛竹林经营管理技术[5，20-23]。毛竹伐桩灌水和施肥既能增加毛竹林的产值，又能较好地发挥其保持水土、减少肥分损失的功效，该项技术施肥效果受天气变化的影响较小，适宜在山区毛竹林推广应用，同时也能够避免施肥后造成土壤板结和土壤污染等情况。此外，据初步研究的结果表明，对毛竹林伐桩进行合适的施肥和灌水处理能够一定程度的改善毛竹春笋小年的状况，其改善的程度大小仍需进一步的持续观测研究。

3)综合分析可知，本试验结果表明对毛竹纯林采伐桩进行灌水+施肥处理的综合效果最好。该机械处理伐桩的灌水成本约为2775元·hm-2·a-1，竹山增产带来的收益显著高于伐桩灌水的成本。在毛竹林经营过程中，建议控制其密度为2250株·hm-2左右，然后选择在林内均匀分布的伐桩用作灌水和施肥处理。其中，灌水约为每20 d灌水1次，伐桩平均灌水量为380 mL·个-1·次-1，灌水时间一般从每年9月—翌年2月；施肥处理为每年的6月、9月各施肥1次，施肥方式为伐桩内施肥，施后盖上土，肥料建议选用螯合型笋竹专用肥，每次施肥量控制为750 kg·hm-2左右。该技术措施对山地丘陵区尤其是易受干旱毛竹林的节水灌溉和竹材培育具有一定的指导意义。