毛竹伐桩储水灌溉技术在干旱年份的防灾效果研究

许正武，黄志强，张玮，黄良根

（1.休宁县国有林场，安徽黄山 245000；2.休宁县西田国有林场，安徽 黄山 245000；3.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 杭州 311400；4.休宁县林业科技推广中心，安徽 黄山 245000）

毛竹（Phyllostachys edulis）是我国竹林类型中栽培面积最大、经济价值最高的竹种[1]。2021 年，我国毛竹林种植面积已达527.76 万hm2，且呈现持续增长的趋势[2]。毛竹伐桩储水灌溉技术是指利用毛竹伐桩竹腔内壁具有储水的功能，储存于伐桩竹腔内的水分在干旱季节通过竹腔内壁缓慢渗透到整个鞭竹系统，为竹林生长和竹笋孕育提供水分支持，发挥防旱作用。该技术由中国林科院亚林所和浙江省杭州市富阳区农林局于2018 年研究完成，2019 年被国家林草局选定为重点推广林草科技成果100 项之一。其初期研究主要针对无水源地竹林的间歇性干旱防治，对提高竹材径级和大径竹比例有较好的效果。但在持续干旱条件下对竹笋产量和竹材径级的影响尚未见报道。2022 年，安徽黄山市休宁县林业局在承建中央财政“毛竹大径材节水培育技术推广示范项目”时，开展了毛竹笋材两用林培育中不同灌水量的对比试验，以探讨该技术的抗旱和竹林效益的应用效果。特别是实施当年，黄山地区出现了百年一遇的极端干旱天气，当年的竹笋产量下降到有历史记录以来的最低点，大部分竹园竹笋减产减收，竹林抚育的投入亏损严重。因此，本试验的结果对竹林伐桩储水灌溉技术在极端干旱条件下应用效果具有极高的指导价值。

研究表明，笋期和竹鞭生长期的水分状况对竹林影响明显，干旱严重抑制毛竹林鞭根系统更新及笋芽分化，从而影响新竹形成和竹笋产量[3-6]。研究有效的灌溉技术对维护毛竹林的生态功能和提高经济产出具有十分重要的实践意义。本试验调查、统计了不同处理的出笋量、成竹数、新竹径级，计算了竹笋收入、综合盈亏等竹林经营经济效益指标，为伐桩储水灌溉技术的推广应用提供参考。

1 试验地概况

试验地位于休宁县西田国有林场山斗管护区土名新岭脚，海拔280～300 m；年均气温16.2 ℃，年均降水量1 620 mm；成土基岩为千枚岩，土壤为黄红壤，疏松、肥沃，土层厚度50 cm 以上；坡度16°～25°。

2 材料和方法

2.1 试验材料

试验林面积0.4 hm2，原始竹林密度3 600 株/hm2，平均胸径9.0 cm，1 至4 度竹比例大体为1∶1∶1∶1。2023 年为春笋大年，有简易作业道通达。

2.2 试验方法

2.2.1 试验设计与布局

采用随机区组设计，将试验林自上而下，按照60 m×22.22 m 等分为A、B、C 3 个区组，每个区组自西而东按照20 m×22.22 m 等分为3 个长方形小区，在同一区组内，每个小区随机确定为1 个处理。

试验于2022 年3 月开始，设置不同灌水量处理，处理1（2 700 L/hm2）、处理2（5 400 L/hm2）、CK（无灌溉），每个处理3 次重复。各处理的抚育措施基本一致，即分别于2022 年3 月份进行立竹结构调整，控制密度在2 700 株/ hm2左右，调整1 至4 度竹比例为1∶1∶1∶0 至3∶3∶3∶1；5 月下旬和8 月下旬各施肥1 次。各处理对应的技术措施详见表1，各处理布局详见表2。

表1 各处理伐桩储水灌溉技术

表2 试验处理布局示意

2.2.2 用工和物料成本统计

立竹结构调整用工（200 元/工，50%计入试验成本，50%由竹材采伐利用环节分摊）、施肥用工（160元/工）和肥料费用由3 个处理均摊；伐桩打孔用工（160 元/工）由处理1、处理2 均摊；蓄水设施搭建（200 元/工）、伐桩灌水（160 元/工）用工及其物料成本由处理1、处理2 根据实际情况分摊。

2.2.3 出笋量、成竹数及新竹径级调查与统计

试验林于2023 年春节前挖1 次冬笋，2023 年盛笋期按“留壮挖弱，均匀分布”的原则，优先留养种笋≥40 根/小区（以成竹40 根为基准），余笋每隔3～5 d 挖1 次，并现场称重统计。于6 月新竹完全展叶后，对当年实际成竹数和径级进行调查，并计算新竹平均胸径。

2.2.3 竹笋收入计算

竹笋收入根据当日竹笋收购价确定，挖笋劳务根据当地习惯结合笋价与雇工面议，冬、春笋均按售笋收入的50%计算。竹笋纯收入=售笋收入-挖笋劳务。

2.2.4 综合利计算

综合盈利=竹笋纯收入-竹林抚育成本-伐桩储水灌溉成本。

2.3 数据处理

使用EXCEL 软件对数据进行处理，使用SPSS19.0 进行方差分析，并用成对比较的方法计算同一区组各处理间的差值d 及所有区组的平均差值D，用T 检验对各处理间的出笋量和新竹平均胸径作差异显著性检验。

3 结果与分析

3.1 不同灌水量对毛竹出笋量、成竹数和新竹径级的影响

由表3 可知，在秋季毛竹笋芽分化和孕笋期出现严重干旱时，实施伐桩储水灌溉具有显著的增产效果，且增产量与灌水量成正相关。与对照相比，处理1 竹笋增产2 787 kg/hm2，增幅为106.5%；处理2增产5 299 kg/hm2，增幅为202.5%；同时，处理2 竹笋增产量高于处理1。与对照相比，处理1 新竹平均胸径提高0.29 cm，增幅为3.2%；处理2 的新竹平均胸径提高0.56 cm，增幅为6.1%，且处理2 的新竹平均胸径要高于处理1 的。各处理间当年成竹数均在900 根/hm2左右，与灌溉与否没有关系。这是由于成竹数量是由人为控制种笋留养的结果。

表3 各处理出笋量、成竹数及新竹平均胸径

由表4 可知，不同处理间毛竹出笋量的差异达0.01 显著水平。综合分析表3 和表4 结果可以发现，各处理间当年成竹数在900 根/hm2左右，差异不明显，但在种笋选留规则相同时，灌溉能提高新竹径级，其规律与出笋量相同。各处理间新竹平均胸径的差异显著性为：处理1 与对照、处理1 与处理2 达0.05 显著水平，处理2 与对照达0.01 显著水平。

表4 各处理间出笋量和新竹平均胸径差异显著性检验

3.2 不同灌水量对投入成本的影响

由表5 可知，所有处理竹林抚育投入相同，均为14 100 元/hm2。伐桩储水灌溉投入主要与蓄水设施、干旱程度有关，其中蓄水设施投入主要取决于蓄水量，蓄水5 700 L/hm2比2 850 L/hm2投入增加1 575元/hm2。伐桩灌水投入主要取决于天气，如干旱严重，灌水次数多，所需投入就越高，如遇常态年份，灌水用工就会减少甚至无需人工灌溉；其与伐桩单次灌水量亦有一定关系，每个伐桩单次灌水600 mL比单次灌水300 mL（浇灌次数均为10 次）增加投入300 元/hm2。

表5 各处理用工、物料成本

3.3 不同灌水量对竹笋收入和综合盈亏的影响

由表6 可以看出，竹笋收入与灌水量呈正相关。其中对照减收最严重，竹笋纯收入仅6 345 元/hm2，综合盈亏为-7 755 元/hm2。这说明，在严重干旱年份，不采取灌溉措施的竹园，经济损失较大。处理1 比对照增收7 380 元/hm2，但投入增加了5 100 元/hm2，综合盈亏为-5 475 元/hm2，减亏2 280 元/hm2。这说明，在严重干旱年份实施伐桩储水灌溉能够提高经营效益。处理2 比对照增收了15 510 元/hm2，虽投入增加了6 975 元/hm2，但综合盈利为780 元/hm2，增加收益6 255 元/hm2。综合对比，在干旱年份，灌水可以消除自然灾害的影响，但要发挥伐桩灌溉技术的最大效益，需要根据干旱程度确定合理的灌溉量。

表6 各处理竹笋收入及综合盈亏

4 结论与讨论

（1）本研究结果表明，毛竹伐桩储水灌溉技术在干旱年份的防灾、增效效果明显，且初始投入不大，技术简单易行，适用于水源受限竹林的间歇性干旱和小面积零星分布的笋用林和笋材两用林培育，值得推广应用；但要发挥毛竹伐桩储水灌溉技术的最佳效益，必须根据干旱程度确定合理的灌溉量。

（2）基于当前竹材价格较低，扣除采伐劳务后，纯收入已不多的现实情况，本研究未将当年新竹可能取得的收入纳入盈亏核算。由于各处理种笋选留规则相同，当年成竹数基本一致，径级大小依次为处理2、处理1、对照，因此，即使把当年新竹可能取得的收入纳入盈亏核算，各处理的盈亏排序亦不会改变。

（3）由于毛竹伐桩储水灌溉技术的防旱效果主要取决于灌水量，因此，在采取措施时应根据经营强度和经营目标确定蓄水量。如投资不大的低强度经营或只要求防间歇性干旱，可选择较小的蓄水量，以减少蓄水设施投入，如1 500 L/hm2即可；如投资较大的高强度经营或要防持续性干旱，则应扩大蓄水量至5 400 L/hm2以上，才能取得更好的防旱效果。

（4）本试验所在年份（2022 年）恰遇百年难见的长时间持续性干旱，竹笋产量大幅下降，但笋价也大幅攀升，特别是冬笋价格涨到了历史最高点（春节前，冬笋收购价40 元/kg 以上，其中超市、农贸市场60 元/kg 以上）。如果笋价下降，则维持盈亏平衡的竹笋产量必然增加，因此，决定蓄水投入时还应综合考虑笋价对盈亏的影响。

（5）本试验只设灌水量2 700 L/hm2、5 400 L/hm2和对照3 个处理，在整个笋芽分化期和孕笋期都无降雨的情况下，仅凭伐桩储水灌溉能否达到常态年份的出笋量，以及达到常态年份出笋量需要灌水多少尚不得而知，有待今后继续观察研究。