短期竹-菌套作对竹林生态的影响

王光剑, 王晓娟, 先锐, 杨东生, 李呈翔, 马光良*, 王燕, 杨斌

1.泸州市林业科学研究院 四川 泸州 646000；

2.泸州市经济作物站 四川 泸州 646000

四川省预计现有竹林面积近120 万hm2[1]，竹产业发展条件得天独厚，已成为国民经济的重要组成部分。针对低质低效林偏多、竹林空间利用不足、单作竹子产值有限等问题，竹下种养殖已成为当前的重点手段之一。

食用菌富含多糖、多酚、矿质元素等，食药两用，养生功能多样，加上单位面积产量高、效益好[2,3]，逐渐发展为四川省竹下经济的常见配置组分，对于广大竹农脱贫致富和竹产业提质增效产生了重要意义，发展前景广阔。有研究表明，毛竹（Phyllostachys edulis）林下种植秀珍菇（Pleurotus geesteranus）、姬菇（Pleurotus cornucopiae）等，效益可达8.5～16 万元·hm−2，是单作毛竹的14～26 倍[4]；麻竹（Dendrocalamus latiflorus）林地套种竹荪（Dictyophora indusiata），正常情况下收入亦超万元·667m−2[5]。竹林套种食用菌能够获得非常可观的经济效益几乎已成业界共识，但该模式带来的生态效应仍缺乏系统研究，尽管不少学者指出其有利于农林废料循环利用、降低环境污染和减少化肥施用[6]。

本研究通过在不同地下茎类型（单轴散生、合轴丛生和复轴混生）的竹林下种植食用菌，对比分析了食用菌套作前后立竹生长、竹笋品质、土壤理化性质以及竹篼腐烂进程的变化，以期为竹-食用菌复合模式的生态效应评价及科学经营管理提供基础数据。

1 研究区概况

试验在泸州市叙永县水尾镇邬高林下种植产业园内进行，地理坐标为东经105°29′42″，北纬28°19′53″，海拔620～670 m，属中亚热带湿润季风气候；年均降雨量1 286 mm，年均气温16.1 ℃，年日照1 170 h，无霜期320 d 左右；土壤属山地黄壤，微酸性至酸性，黏度轻或中等。

2 材料与方法

2.1 竹林

三种代表性竹林分别为毛竹、梁山慈竹（Dendrocalamus farinosus）和斑苦竹（Pleioblastus maculatus）林，其中，毛竹林立竹平均密度约300 株·667 m−2，郁闭度0.8～0.9；梁山慈竹林竹丛平均密度为49 丛·667 m−2，郁闭度0.7～0.9；斑苦竹林立竹平均密度为954 株·667 m−2，郁闭度0.5～0.8。

2.2 菌种与培养栽培

菌种由叙永县邬高林下种植产业园自制，本研究用到凉性菌大球盖菇（Stropharia rugosannulata）和热性菌竹荪（Dictyophora indusiata）的长裙品种，每袋菌种约0.5 kg，待菌丝生长布满培养袋用于种植。培养料由竹屑、秸秆等农林生产废料，配合玉米粉、糖类等按一定配比混合、堆沤发酵制成。采用林下播种覆土栽培的方法，根据地势及立竹分布情况，将培养料在竹林内铺设成行。厚度约为15～20 cm，行宽、行间距根据实际情况而定，培养料用量为5t·667 m−2。将每袋菌种掰成16 块，均匀点播在培养料上，用量为250 kg·667 m−2；最后挖取种植行两侧的表层土连带竹叶杂草等进行覆盖。

2.3 试验设计

采用完全随机试验设计，在毛竹、梁山慈竹和斑苦竹林内分别按上述方法播种球盖菇和竹荪（大球盖菇种植期为9 月，采收期为翌年3—5 月；竹荪种植期为2—3 月，采收期为当年6—8 月）。每种竹林选择3 块样地（3 次重复，面积均不小于667 m2），共有样地3（竹种）×3（重复）×2（菌种）=18 个。试验开展前开展本底调查，调查立竹（竹丛）密度、胸径、郁闭度等，并采集土壤样品以便与套作后的土样进行对比分析，适当进行清林。由于当地水分充足，竹林遮荫环境亦佳，因此食用菌播种完毕后几乎不需进行特别管理，只需定期巡查以防人畜对样方的破坏。

2.4 样品采集与指标测定

立竹胸径：竹林本底立竹胸径以及食用菌套作后老竹、新竹胸径采用游标卡尺（精度0.02 mm）测量。

竹笋营养成分：以毛竹笋为例，在3 月底分别选择两块单作毛竹林和两块正套作球盖菇的毛竹林，各自随机挖取新出土的竹笋数个，立即带回实验室制成长宽0.5 cm 左右的块状样品。其中总游离氨基酸含量采用茚三酮显色法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G250 法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，维生素C 含量采用钼蓝比色法测定[7]。

土壤酸碱度：以水为浸提剂，原位pH 计测定[8]。

土壤有效和全量养分：参考鲁如坤[9]及相应的国家标准测定。其中，硝态氮、铵态氮在2 mol/L KCl浸提后分别采用紫外分光光度法和靛酚蓝比色法测定，有效磷含量采用盐酸-硫酸浸提比色法测定，速效钾含量采用乙酸铵浸提-原子吸收分光光度计测定，全氮采用半微量凯氏法测定，全磷、全钾在NaOH 碱熔后分别采用钼锑抗比色法和原子吸收分光光度计测定，有机质含量采用重铬酸钾氧化-外加热法测定。

竹篼木质素和纤维素：均采用硫酸-重铬酸钾氧化法测定[10]。

2.5 数据分析

采用SPSS 16.0 软件（SPSS Ⅰnc., USA）对数据进行统计分析。其中，以配对T 检验结合非参数Wilcoxon 检验分析食用菌套作前后立竹胸径和土壤理化指标的差异，以单因素方差分析（One-way ANOVA）判断不同毛竹林竹笋营养成分的差异，LSD法进行多重比较，以重复测量方差分析结合配对T 检验判断自然分解和种菌促腐的竹篼木质素、纤维素含量的差异。考虑到土壤异质性较大，相应指标检验显著水平定为0.1，其余均为0.05。使用Excel 2010 制图。

3 结果与分析

3.1 套种食用菌对立竹生长的影响

由图1 可见，三种类型的竹林内套种食用菌（球盖菇或竹荪）后，竹子生长受到不同程度的促进。其中，套种后毛竹的新竹胸径显著大于老竹和套种前的立竹，增幅分别约21.1%和18.0%，套种后斑苦竹的新竹胸径显著大于老竹，增幅约14.7%，但与套种前立竹胸径的差异未达到显著水平。相比之下，梁山慈竹竹株生长受套种的影响较小。不论竹林类型的总体配对T 检验则表明，套种后的新竹胸径显著大于老竹和套种前的立竹。

图1 竹林套种食用菌对立竹胸径的影响Fig.1 Effect of intercropping edible fungi in bamboo forest on DBH of bamboos

3.2 套种食用菌对竹笋品质的影响

试验分别选取了两块未进行套种和两块进行套种的毛竹林地，采笋分析了4 种典型营养成分。结果发现，套种食用菌后的毛竹笋总游离氨基酸、可溶性蛋白和维生素C含量更有保证，但可能也取决于林地本身养分水平。套种两地块的竹笋维生素C 含量显著高于不套种地块Ⅰ（平均高约88.2%），而总游离氨基酸和可溶性蛋白含量均出现了显著高于不套种地块Ⅱ的情况（分别平均高约60.5%和23.4%）。不过，套作后竹笋可溶性糖含量显著较低，意味着食用菌套作可能致使竹笋内部营养物质间发生了转化（见图2）。

3.3 套种食用菌对竹林土壤酸碱度的影响

毛竹、梁山慈竹和苦竹林下套种食用菌后，土壤pH 值均有微弱上升，各自套作前后的差异并未达到显著水平（见图3）。不过，将三种竹林总体进行比较发现，套作后土壤pH 显著高于套作前（配对检验P=0.025，非参数Wilcoxon 检验P=0.017）。由此可见，竹林内套作食用菌过程中堆料短期内并不会导致土壤酸化，反而对偏酸土壤有一定的缓解作用。

图2 毛竹林下套种食用菌后竹笋营养指标的变化Fig.2 Nutritional index changes of bamboo shoots after intercropping edible fungi in bamboo forest

3.4 套种食用菌对竹林土壤速效养分含量的影响

图3 食用菌套作对竹林土壤酸碱度的影响Fig.3 Effect of edible fungi intercropping on soil pH value in bamboo forests

套种食用菌过程中，培养料堆放对竹林土壤速效N 的影响大体表现为增加硝态N 含量（总体配对T 检验P=0.031）而降低铵态N 含量（铵态N/硝态N 比值降低），只是斑苦竹林的硝态N、毛竹和斑苦竹林的铵态N 变化并未达到显著水平；与此同时，土壤速效K 含量总体升高（配对T 检验P=0.036），有效P 含量仅在梁山慈竹林内显著降低（见图4）。这为竹林套种食用菌后的养分管理提供了参考依据。

3.5 套种食用菌对竹林土壤全量养分和有机质含量的影响

3 种竹林土壤全N、全P、全K 和有机质含量几乎均未受到食用菌套种的显著影响，仅苦竹林土壤全K 相比套种前显著升高（见图5）。这可能是培养料在林内堆放时间较短（9～12 个月），养分尚未大量释放，而耕作活动又在一定程度上增加了养分的淋溶。

3.6 伐篼内栽培食用菌对伐篼腐烂进程的影响

图4 竹林套作食用菌后土壤速效养分的变化Fig.4 Changes of soil available nutrients after intercropping with edible fungi in bamboo forests

毛竹伐篼内栽培竹荪后的约250d 内，木质素含量始终低于自然分解状态的竹篼，平均低2.62%，总体上经重复测量方差分析和配对T 检验均达到显著水平，P值分别为0.010 和0.044。相比之下，食用菌栽培促腐对竹篼纤维素分解的影响较木质素小，不过77d、104 d 和162 d 3 次测定结果仍达到显著水平（配对T 检验P=0.024），平均较自然分解的竹篼低1.63%（见图6）。说明伐篼内栽培食用菌可以加速竹篼腐烂，但单茬（短期）作用非常微弱。

4 讨论

图5 竹林套作食用菌后土壤全量养分及有机质含量的变化Fig.5 Changes of soil total nutrients and organic matter after intercropping with edible fungi in bamboo forests

图6 毛竹伐篼内栽培竹荪后木质素和纤维素含量的变化Fig.6 Changes of lignin and cellulose content during bamboo stump decomposition after intercropping with edible fungi in bamboo forests

以往关于竹-食用菌套作生态效应的研究大多在毛竹林内展开，且普遍发现土壤理化性质得到不同程度改良。毛竹林在套种大球盖菇和竹荪后，土壤有机质、全P、全K、速效P 含量明显增加[11]；套作棘托竹荪后的毛竹林土壤有机质、全N、全P、速效N、K 活性、土壤微生物多样性、细菌和真菌含量、土壤酶活性均显著增加，pH 值升高[12]；应国华等[13]还发现速效P 成倍增加和土壤容重降低。本试验在土壤理化方面所得结果与上述研究不尽相同：短期内（种菌一茬）效果不会十分明显，因为培养料只是成行堆砌到林间，其中的养分并不会迅速分解、大量淋溶到土壤中，反而可能显著改变原有的土壤化学过程和养分平衡，如本试验检测到铵态N/硝态N 比例降低，暗示微生物的增殖和土壤颗粒团聚性的改变[14]。结合梁山慈竹林土壤有效P 含量下降，说明套作经营的同时可能应注意铵态N 和P 的适当补充。当然，培养料中部分淋溶或近地分解释放的有效养分应是被发笋成竹利用了，故而立竹生长表现更佳，竹笋总游离氨基酸、可溶性蛋白和维生素C 含量更有保证。

人工挖凿竹篼费时费工，近年湖州林业局发明了以燃油为能源的除篼机，但似乎并未得到大范围推广。实践生产中，部分竹农会以碳酸氢铵、尿素等进行竹篼施肥，起到了一定的促腐效果[15]。中国林科院亚林所研制出以KOH 为有效成分的促腐剂，试验效果虽好[16]，但持续施用对土壤理化性质的影响如何尚不明确，毕竟KOH 是强碱。考虑到真菌在自然界本就扮演着分解者的角色，人工制作培养基采用的正是富含纤维素、木质素的材料，因此本研究创新性地将食用菌种植在打破横隔的竹篼中，观察其能否实现生物促腐。尽管由于试验时间较短，种菌促腐作用较弱，但至少为更快速有效的生物（生态）促腐方案的研制提供了新的思路。

此外，本研究组了解到，针对笋用竹林（如斑苦竹），有些种植户会在笋期之前将种菌后的培养料铺开，相当于采用了促笋早出丰产的覆盖措施，该方法进一步实现了农林废料的再利用，一举两得，节约成本，效益很好。只是可能不适于连年采用，因为竹林连年覆盖会带来等土壤酸化、养分比例失衡、酶活性降低等退化问题[17]。考虑到竹下食用菌套作实践中，同一地块通常都要歇年或轮作，况且不少竹种都具有“大小年”的生育特征，因此建议种菌剩余培养料覆盖笋用竹林亦间歇一年进行。