稻草覆盖增温保湿规律及其对雷笋产量的影响

王斌， 张佳丽， 王先挺*， 许善杰

(1.宁波市鄞州区农业技术推广站，浙江 宁波 315700； 2.宁波市鄞州区农产品质量安全管理站，浙江 宁波 315700)

雷竹稻草覆盖栽培是将新鲜稻草作为发热物质，以砻糠作为保温材料，促使地温提升，进而使竹笋提早萌发，并延长出笋期，提高竹笋产量和效益[1]。雷笋稻草覆盖栽培不仅是促进雷竹提早产笋、提高竹笋产量的有效途径，也是大量消纳水稻秸秆、推进秸秆综合利用的有力举措，具有重要的经济、生态和社会价值。为了提升雷笋产量和产出效益，相关学者围绕雷竹覆盖栽培技术，从施肥处理、覆盖材料、覆盖方式、覆盖时机、降水变化等因素开展了大量研究[2-6]。丁胜华等[7-8]研究结果表明，稻草覆盖型和稻草谷壳覆盖型效益显著优于竹叶覆盖型和半荒芜型；肖创伟等[9]研究结果表明，采用谷壳、稻草、稻草加谷壳等覆盖处理对雷竹提早出笋、笋期延长、产量增加、效益提升等方面均有效果。

有研究[10]表明，相同材料不同覆盖厚度，竹笋产量和出土时间存在显著差异；覆盖物产热过多会产生高温胁迫，甚至烧死竹林，给林农带来巨大的经济损失[1]，宁波本地也存在笋户稻草覆盖过多，导致雷笋减产情况。然而目前对雷笋稻草覆盖厚度的产热保温保湿规律、不同稻草覆盖厚度对竹笋产量的影响研究较少。因此，本研究以田间小区试验为基础，研究不同稻草覆盖厚度增温保湿规律及其对雷竹出笋规律的影响，以探索适合宁波本地的雷笋稻草覆盖技术，为科学推进笋农增收和秸秆综合利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地设在浙江省宁波海曙区洞桥镇蕙江村(121°22′43.47″E，29°45′59.77″N)，林地坡度平缓，土层深厚。试验雷笋竹林6 a。该地区多年平均气温16.4 ℃，平均气温以7月份最高，为28.0 ℃，1月份最低，为4.7 ℃。全年无霜期一般为230～240 d。年降水量为1 480 mm，5—9月占全年降水量的60%，年日照时数1 850 h。

1.2 处理设计

覆盖材料是稻草和砻糠，整体覆盖厚度25 cm，试验设3个处理，分别为稻草覆盖0 cm(即纯砻糠覆盖)、稻草覆盖5 cm和稻草覆盖10 cm处理。每个试验小区选择立地条件和抚育管理措施基本相同的雷竹林150 m2，其他农艺措施一致。

1.3 样品采集

稻草覆盖时，在地表放置精创实时温湿度记录仪(MSL-51H)，温度分辨率0.1 ℃，湿度分辨率0.1%，实时记录秸秆覆盖条件下的温度和湿度。覆盖期内每天上午挖取各个试验样地中刚露出覆盖层的竹笋，记录全部竹笋的出笋日期和质量。

1.4 数据统计

采用Excel和SPSS 22数据处理软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 对土壤温度的影响

整个笋期气温和地表温度一直处于动态变化的状态(图1)。气温呈现先降后升的趋势，1月29日达到最低温0 ℃；0 cm和5 cm稻草覆盖处理地表温度基本呈现上升趋势；10 cm稻草覆盖处理地表温度呈现前期逐步上升，后期呈现持平略降的趋势。覆盖处理条件下地表温度基本保持在10 ℃以上，前期远高于气温，而且不同稻草覆盖处理气温波动远小于日气温的波动幅度，表现出良好的保温性。

图1 不同稻草覆盖厚度对地表温度的影响

覆盖栽培条件下，笋地地表温度随着稻草覆盖厚度的增加而增加，覆盖27 d后(2月16日)，0 cm、5 cm及10 cm稻草覆盖处理地表温度分别为13.8、17.4、22.9 ℃。不同处理之间的温差呈现先增后减的趋势，特别是0 cm和5 cm稻草覆盖处理在覆盖46 d(3月7日)后，两者地表温度及其变化趋势基本一致。

表1为气温与不同稻草覆盖处理的相关性分析结果，随着稻草覆盖厚度的增加，雷笋地表温度受外界气温的影响越小，整个笋期0 cm、5 cm及10 cm稻草覆盖处理地表温度与气温变化间的皮尔逊相关性系数依次分别为0.857**、0.758**、0.493**，0 cm和5 cm稻草覆盖地表温度与气温为强相关，而10 cm稻草覆盖地表温度与气温为弱相关。

表1 气温与不同稻草覆盖处理皮尔逊相关性分析

进一步根据升温效果将不同处理分为出笋前期和后期，分别测算地表温度和气温的相关性。结果表明，0 cm稻草覆盖处理的整个笋期地表温度和气温呈现强相关(皮尔逊相关性系数0.690**～0.749**)，而5 cm稻草覆盖处理前期(皮尔逊相关性系数0.489**)地表温度和气温的相关性明显低于后期(皮尔逊相关性系数0.729**)，10 cm稻草处理的整个笋期地表温度与气温基本呈现弱～极弱相关性。由此可见，0 cm稻草覆盖基本处于一个保温状态，5 cm与10 cm稻草覆盖处理地表温度维持机理不同。

笋用林覆盖栽培是利用微生物繁殖、分解和发酵时产生的热量进行增温，从而提高土壤温度，促进笋芽分化生长[11]。覆盖层包括发酵层和保温层，砻糠主要起的是保温作用，为进一步研究稻草覆盖栽培的产热规律，将0 cm稻草覆盖作为对照，获得5 cm及10 cm稻草覆盖处理的产热温度曲线(图2)。整个笋期，稻草产热过程呈现不断升温-降温，逐步减弱的过程。根据前期升温-降温过程，获得不同处理温度方程：5 cm稻草覆盖处理为y=-0.010 7x2+919.31x-2×107(R2=0.922)，10 cm稻草覆盖处理为y=-0.010 7x2+919.30x-2×107(R2=0.859)，方程曲线相关性系数平方均达到0.859～0.922，表明方程能很好地模拟稻草发热过程，稻草覆盖产热过程都遵循自然发酵过程。10 cm稻草覆盖基本处于较高的产热过程，而5 cm稻草覆盖处理后期发酵产热减少，温度降低，这与出笋后期其地表温度和气温的相关性提升相关。

图2 不同稻草覆盖产热规律

2.2 对地表湿度的影响效果

图3为不同稻草覆盖厚度对地表湿度的影响。由图可知，由于前期充分浇地，覆盖栽培条件下地表湿度与外界降水无相关性，0 cm和5 cm稻草覆盖地表湿度始终保持在100%，而10 cm稻草覆盖初期地表湿度基本保持在100%，秸秆发酵高温阶段地表湿度下降到80%，后期上升到100%。可见覆盖栽培保湿性良好，覆盖稻草过厚导致高温，进而影响环境湿度。

图3 不同稻草覆盖厚度、降水量对地表湿度的影响

2.3 对雷笋生长的影响

不同稻草覆盖厚度的增温保温效果直接影响雷笋的产笋规律。由表2可知，雷笋的始笋时间和终笋时间随着稻草覆盖厚度的增加而提前，5 cm和10 cm稻草覆盖栽培处理始笋时间较0 cm稻草覆盖栽培处理分别提前了5和10 d，终笋时间分别提前了4和21 d。笋期持续时间为5 cm稻草覆盖>0 cm稻草覆盖>10 cm稻草覆盖，可见雷笋稻草覆盖可以提升地温，进而提前出笋，但是稻草覆盖过多，反而导致土壤增温过快，造成笋鞭退化，笋期缩短。

表2 不同稻草覆盖厚度对雷笋产笋规律的影响

通过测算稻草覆盖至始笋时间地表累计温度，0 cm、5 cm、10 cm稻草覆盖条件下出笋累计温度依次分别为312.15、308及311.8 ℃，可见本试验条件下，雷竹出笋的地表累计温度需要300 ℃以上。不同稻草覆盖厚度处理，雷笋的产量不同，具体产量规律为5 cm稻草覆盖>0 cm稻草覆盖>10 cm稻草覆盖，可见稻草覆盖过厚，反而抑制雷笋的出笋量。5 cm稻草覆盖处理是合适的覆盖厚度，最高产量达161.31 kg·hm-2，较0 cm与10 cm稻草覆盖处理雷笋产量分别高27.5%、49.4%。

3 小结与结论

雷笋稻草覆盖早熟栽培技术不仅是促进农户增产增收的有利措施，更是推进秸秆综合利用的有效举措。本研究表明，覆盖处理地表温度均保持在10 ℃以上，稻草覆盖对雷笋地有着良好的保温保湿效果。地表温度随着稻草覆盖厚度的增加而增加，而气温对地表温度的影响随着稻草覆盖厚度的增加而减少，整个笋期0、5及10 cm稻草覆盖处理地表温度与气温变化间的皮尔逊相关性系数分别为0.857**、0.758**、0.493**。

笋用林覆盖栽培中发热物质发酵分解释放热量是土壤增温的动力，其发热规律和发热量直接决定土壤的增温效果及覆盖期土壤温度的变化规律[12]。根据前期稻草覆盖产热温度变化，获得5 cm和10 cm稻草覆盖栽培处理温度方程，分别为y=-0.010 7x2+919.31x-2×107(R2=0.922)和y=-0.010 7x2+919.30x-2×107(R2=0.859)，虽然覆盖厚度不同，但产热规律一致。微生物的活动是覆盖材料的驱动力，充足的营养物质和适宜的环境有利于微生物活动产热，进而提高土壤温度[12]。因此，10 cm稻草覆盖条件下，营养物质丰富，产热多且持久，地表温度高，受气温影响小；而5 cm稻草覆盖处理，后期微生物活动减弱，产热少，受气温影响显著提升。本研究条件下，覆盖栽培后地表温度达到10 ℃以上，地表积温达到300 ℃后开始采笋，符合雷笋出笋温度[13-14]和有效积温要求[15]。

稻草覆盖的厚度直接影响土壤的温度和竹笋出土时间[16]，土壤温度越高，竹笋生长速度越快[17]。值得注意的是，10 cm覆盖稻草处理虽然地表温度最高，始笋时间大幅提前，但是由于覆盖过厚，温度过高反而导致笋期缩短，地表湿度下降，产量减少[10]。本研究中，雷笋覆盖5 cm稻草为最优处理，地表温度维持在16 ℃左右，拥有最优产量161.31 kg·hm-2。建议在雷笋生产过程中，控制稻草覆盖厚度，及时关注覆盖层温度，温度过高时及时采取剥离砻糠等降温措施，防止高温胁迫造成产量下降。进一步研究稻草覆盖产热规律，结合雷笋采笋有效温度，掌握雷笋产出规律，与销售规律相结合，获得高产高收。