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      基于豐產(chǎn)目的下毛竹生長調(diào)控技術(shù)研究進(jìn)展

      2015-12-30 02:52:51彭丹莉晏聞博陳俊任吳家森葉正錢
      浙江林業(yè)科技 2015年1期
      關(guān)鍵詞:毛竹林毛竹空間結(jié)構(gòu)

      彭丹莉,柳 丹,晏聞博,李 松,陳俊任,吳家森,葉正錢

      (浙江農(nóng)林大學(xué) 浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與固碳減排重點實驗室,浙江 臨安 311300)

      基于豐產(chǎn)目的下毛竹生長調(diào)控技術(shù)研究進(jìn)展

      彭丹莉,柳 丹*,晏聞博,李 松,陳俊任,吳家森,葉正錢

      (浙江農(nóng)林大學(xué) 浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與固碳減排重點實驗室,浙江 臨安 311300)

      從林分結(jié)構(gòu)調(diào)整、水肥營養(yǎng)管理以及其他經(jīng)營措施3個方面梳理了各種毛竹生長豐產(chǎn)調(diào)控技術(shù):在毛竹經(jīng)營管理中,可以通過砍竹和留筍等措施優(yōu)化毛竹林空間結(jié)構(gòu),增加具有高產(chǎn)空間結(jié)構(gòu)的目標(biāo)竹比例,調(diào)控包括年齡結(jié)構(gòu)、林分密度、樹種組成以及地下鞭根分布等;在毛竹的生長周期內(nèi)需要通過施加水、肥等營養(yǎng)來滿足毛竹林生長所需要,進(jìn)而提高產(chǎn)量;對毛竹林土壤進(jìn)行墾復(fù)、除草等人工撫育措施能有效提高土壤肥力,有助于毛竹的增產(chǎn)增收。

      豐產(chǎn);毛竹;豐產(chǎn)技術(shù)

      我國作為竹業(yè)資源大國,在當(dāng)前木材資源緊張的情況下,以竹代木,是解決目前森林資源嚴(yán)重匱乏的最佳途徑[1]。而毛竹是中國分布最廣、面積最大、經(jīng)濟(jì)價值最高的竹種之一[2]。它的生長發(fā)育有別于一般喬、灌木樹種,它在幼筍出土后出現(xiàn)一個“爆發(fā)式”生長階段,在短短幾個月內(nèi)完成桿形生長[3]。而在毛竹快速生長的過程中由于營養(yǎng)消耗大,容易造成林地養(yǎng)分匱乏,進(jìn)而導(dǎo)致竹林生產(chǎn)力下降。然而,近年為了追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化,將毛竹混交林改為純林、深翻墾復(fù)以及大量施肥等手段被廣泛使用,導(dǎo)致許多地區(qū)的毛竹林出現(xiàn)了肥力較低、土壤質(zhì)量下降和持續(xù)生產(chǎn)力難以維持等一系列問題[4]。

      近年來關(guān)于毛竹豐產(chǎn)經(jīng)營的研究日益增多,主要集中于低產(chǎn)林改造[5]、土壤養(yǎng)分調(diào)控[6]、林分經(jīng)營管理[7]等方面。本文基于毛竹豐產(chǎn)目的,系統(tǒng)梳理了各種毛竹生長調(diào)控技術(shù),尤其是對整個生長過程中所應(yīng)用的施肥、林分結(jié)構(gòu)調(diào)整等措施,對比評價了各種調(diào)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀,為毛竹的豐產(chǎn)增收提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

      1 毛竹豐產(chǎn)培育技術(shù)研究進(jìn)展

      圖1 毛竹豐產(chǎn)培育技術(shù)Figure 1 High-yield cultivation techniques forP. heterocycla cv. pubescens stand

      毛竹是中國竹類資源發(fā)展的重要部分,影響毛竹林產(chǎn)量的因素很多,主要取決于毛竹生物學(xué)特性、群體結(jié)構(gòu)規(guī)律和復(fù)雜而變化的生態(tài)條件。而針對毛竹的生長調(diào)控措施可以分為林分結(jié)構(gòu)調(diào)整、水肥營養(yǎng)管理以及其他經(jīng)營措施三個方面(圖1)。

      當(dāng)前國內(nèi)對于毛竹豐產(chǎn)培育技術(shù)主要以毛竹的非空間結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)、生長劑添加、劈草、墾復(fù)、施肥管理、水分管理為主。毛竹的非空間結(jié)構(gòu)研究為是當(dāng)前研究的熱點所在,包括立竹度、年齡結(jié)構(gòu)以及套種等方面;其次是施肥研究,包括有機肥以及平衡施肥等;而對于毛竹林的空間結(jié)構(gòu)管理、生長劑添加、墾復(fù)、劈草、水分管理等方面則相對涉及較少。這可能由于毛竹林的生長調(diào)控主要與內(nèi)部結(jié)構(gòu)與土壤養(yǎng)分調(diào)控有關(guān)[8],而單一經(jīng)營措施對毛竹的生長調(diào)控較集約經(jīng)營來說成效較不明顯[9]。

      2 毛竹林分結(jié)構(gòu)管理

      對于毛竹而言,調(diào)整林分結(jié)構(gòu)是毛竹生長調(diào)控措施的重要組成部分,通過梳理毛竹林地上、地下部分的結(jié)構(gòu)來合理經(jīng)營竹林,從而提高毛竹生產(chǎn)力、獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。

      2.1 毛竹林的空間結(jié)構(gòu)管理

      林分空間結(jié)構(gòu)是指林木空間分布格局、樹種混交和樹木競爭[10]。它對林分的穩(wěn)定性和功能的發(fā)揮具有重要的影響,而調(diào)整毛竹林空間結(jié)構(gòu)是提高毛竹林產(chǎn)量的一個潛在途徑[11]。湯孟平[12]等通過研究天目山近自然毛竹林空間結(jié)構(gòu)與生物量的關(guān)系表明,兩者存在不可忽視的關(guān)系,各空間結(jié)構(gòu)因子重要性排序為聚集指數(shù)>年齡隔離度>最近鄰竹株數(shù)>競爭指數(shù)。在毛竹經(jīng)營管理中,還可以通過砍竹和留筍等措施優(yōu)化毛竹林空間結(jié)構(gòu),增加具有高產(chǎn)空間結(jié)構(gòu)的目標(biāo)竹比例,達(dá)到提高毛竹林產(chǎn)量的目的[13~14]。

      2.2 毛竹林的非空間結(jié)構(gòu)管理

      在對毛竹林進(jìn)行非空間結(jié)構(gòu)管理時,主要的生長調(diào)控措施包括年齡結(jié)構(gòu)、林分密度、樹種組成以及地下鞭根分布等。

      2.2.1 年齡結(jié)構(gòu) 毛竹種群生物量配置與年齡和大小結(jié)構(gòu)有關(guān),各齡級和徑級個體數(shù)目決定著生物量的多少[15]。楊紅衛(wèi)[16]剖析了龍游縣的一種低齡化立竹年齡結(jié)構(gòu)模式,表明該模式具有在提高林分光合作用效率、增加養(yǎng)分積累水平、增加筍竹產(chǎn)量等方面的效果。盧寅六[17]研究用材毛竹林最佳年齡結(jié)構(gòu)與年度新竹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系,表明合理的年齡結(jié)構(gòu)應(yīng)保留1 ~ 3個齡級的竹株,其齡級之間的株數(shù)比例,要求1伐竹占34%,2伐竹占36%,3伐竹占30%,這樣可使竹林始終保持旺盛生長,實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。

      2.2.2 林分密度 不同立竹密度對竹林的光能利用率、新竹和鮮筍產(chǎn)量以及毛竹胸徑、竹高、稈重、稈形等均有影響[18]。洪偉等[19]對毛竹材用豐產(chǎn)林密度效應(yīng)進(jìn)行定量研究,其最佳竹林密度為4 283株/hm2,平均胸徑9.0 cm,竹林可獲得最高產(chǎn)量54 801 kg/hm2。鄭郁善[18]對毛竹林合理經(jīng)營密度的研究,分別分析筍用、材用和筍材兩用豐產(chǎn)竹林的合理密度結(jié)構(gòu),提出筍用豐產(chǎn)竹林、材用豐產(chǎn)竹林和筍竹兩用豐產(chǎn)竹林的合理的經(jīng)營密度區(qū)間分別為1 650 ~ 2 250株/hm2、4 050 ~ 4 950株/hm2、2 100 ~ 2 700株/hm2。

      2.2.3 樹種組成 毛竹天然混交林在提高土壤肥力、抗御冰雪低溫、減輕病蟲危害、提高生物產(chǎn)量、提高竹林質(zhì)量等方面均優(yōu)于毛竹純林[20~21]。劉國武[22]研究表明楓香毛竹混交能夠提高毛竹成活率和成竹率,增加毛竹產(chǎn)量。毛竹肉桂混交促進(jìn)了造林母竹和新生毛竹地上、地下部分的生長[23]。毛竹油桐混交林在總生物量、林內(nèi)平均胸徑、改善土壤養(yǎng)分狀況方面明顯優(yōu)于純林[24]。陳開伍[25]對不同杉木密度的杉木毛竹混交林及其人工純林進(jìn)行調(diào)查與純林相比,杉木密度為1 800株/hm2的混交林營養(yǎng)空間利用充分,具有較高的生產(chǎn)力和較好的水源涵養(yǎng)功能。

      2.2.4 地下鞭根分布 毛竹的生長是竹連鞭、鞭生筍、筍成竹、竹養(yǎng)鞭的循環(huán)過程,因此地下部分的生長狀況是決定地上部分產(chǎn)量的重要因素。采用每年在毛竹筍竹兩用林中進(jìn)行地下鞭系修剪,能有效調(diào)控竹鞭生長、改善竹鞭地下分布,進(jìn)而增加竹鞭總量生長[26]。鄭郁善等[27]對毛竹豐產(chǎn)林竹鞭結(jié)構(gòu)特征研究表明,豐產(chǎn)毛竹林最好要有10 ~ 20個左右的鞭竹系統(tǒng),每個系統(tǒng)有立竹15 ~ 20株,且年齡結(jié)構(gòu)合理;地下竹鞭的年齡組成,要使幼壯齡鞭的鞭段數(shù)占總鞭數(shù)的80%左右為宜。

      盡管近幾年關(guān)于毛竹林空間結(jié)構(gòu)的研究為調(diào)高毛竹林產(chǎn)量找到了一條新的經(jīng)營途徑,但是也同樣需要把非空間結(jié)構(gòu)有機結(jié)合起來,協(xié)同促進(jìn)對于毛竹林的生長調(diào)控。此外,毛竹林的林分結(jié)構(gòu)是一個動態(tài)變化過程,應(yīng)根據(jù)實際生長情況來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

      3 水肥營養(yǎng)管理

      毛竹從鞭芽分化成筍,到材質(zhì)老化整個生命周期中,對于營養(yǎng)物質(zhì)的需要主要靠母竹來提供,所以在毛竹的生長周期內(nèi)需要通過施加水、肥等營養(yǎng)來滿足毛竹林生長所需要,進(jìn)而提高產(chǎn)量。

      3.1 水分管理

      水分是影響毛竹生長的重要因子,合理的水分管理對毛竹的光合速率、蒸騰速率、水分利用率及竹筍產(chǎn)量提高都有促進(jìn)作用,而缺乏水分可能會影響竹筍正常生長。毛美紅等[28]研究干旱對毛竹林新竹成竹影響發(fā)現(xiàn),干旱是造成新竹死亡的主要原因,而不同坡位、坡度、立地條件和經(jīng)營措施,其竹林的危害程度不同。

      毛竹的出筍和幼竹生長期如果有充足的水分供給,能顯著增加成竹率并提高新竹的材質(zhì),新竹的胸徑也隨著出筍期峰水量增加而增粗的趨勢[29]。朱會蕓[30]研究不同年份晚秋、冬季降水量對冬筍的影響,表明降水量在70 mm以下,冬筍的產(chǎn)量均偏低;降水量大于 200 mm,冬筍的個體發(fā)育好,產(chǎn)量大。艾文勝[31]、楊金滿[32]等在毛竹灌溉技術(shù)的研究均發(fā)現(xiàn),噴灌對毛竹林竹筍的生長具有多方面的影響,對竹筍數(shù)量、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響顯著。

      3.2 施肥管理

      施肥可以顯著提高林木的生產(chǎn)力,平均增產(chǎn)效果為30% ~ 50%,最高可達(dá)500%[33],具體的施肥技術(shù)可分為施肥量與施肥種類、施肥方式、施肥時間三大類。

      3.2.1 施肥量與施肥種類 邱曉東[34]研究表明,施有機肥有利于增加土壤的速效養(yǎng)分,增強土壤的供肥能力。因各地毛竹林生長條件不同,所需施肥量也不一樣。葉如春[35]研究不同施肥處理對毛竹產(chǎn)量及效益的影響,表明毛竹施用復(fù)合肥225 kg/hm2、埋青7.5 t/hm2的施肥處理產(chǎn)量較高、投資效益較好。吳中能等[36]表明,埋青施肥對竹林生長有明顯促進(jìn)作用;“壓土埋青”好于“開溝埋青”漫青效果較差;埋青量以30 000 ~ 37 500 kg/hm2為好。周航[37]研究表明,菜餅配施化肥對毛竹產(chǎn)量提高和土壤改良效果最明顯,欄肥配施化肥也是一條有效措施,但最佳施肥量應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的土壤氣候條件來確定。

      3.2.2 施肥方式 周東雄[38]通過毛竹林不同施肥方式對立竹質(zhì)量和產(chǎn)量的影響進(jìn)行研究,結(jié)果表明:伐樁施肥與溝施、穴施相比肥料損失少、輸送迅速,并能加速竹蔸腐爛,具有顯著的生長效應(yīng)。黃萍[39]在探索BNP毛竹增產(chǎn)劑及竹腔施肥的應(yīng)用效果后發(fā)現(xiàn),其效果與傳統(tǒng)施肥相比,省工且增產(chǎn),效果顯著。石全太等[40]對竹伐蔸施肥所做的田間試驗表明,竹蔸內(nèi)施肥比不施肥竹林顯著增產(chǎn)。

      3.2.3 施肥時間 何元蓀對浙江余姚集約經(jīng)營筍用毛竹林豐產(chǎn)撫育技術(shù)研究后發(fā)現(xiàn),林分春筍高產(chǎn)早出的施肥應(yīng)1年4次,第1次在6月初施引鞭肥,第2次在9月施催芽肥,第3次施肥在11月施孕筍肥,第4次在12月施增溫肥[41]。而陳建華在湖南省桃江縣經(jīng)過 13年的毛竹系列施肥試驗,發(fā)現(xiàn)每年施肥 3次效果較好,即 3月中旬每竹挖溝施尿素100 g,6月中旬每竹挖溝施復(fù)合肥150 g,7月下旬至8月上旬結(jié)合墾復(fù)撒施過磷酸鈣每塊標(biāo)準(zhǔn)地(600 m2)50 kg[42]。

      對于毛竹的水肥營養(yǎng)管理而言,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥罓顩r及生長條件因地制宜的進(jìn)行。施肥過多不僅增加生產(chǎn)成本,還可能導(dǎo)致土壤富營養(yǎng)化等負(fù)面影響。因此,應(yīng)選擇適宜的施肥時間、方式及數(shù)量,對提高毛竹產(chǎn)量等有重要的意義。

      4 其他經(jīng)營措施

      相比于水肥管理而言,對毛竹林土壤進(jìn)行墾復(fù)、除草等人工撫育措施能有效提高土壤肥力,有助于毛竹的增產(chǎn)增收。因而加強土壤管理是提高竹林產(chǎn)量、質(zhì)量、效益的重要措施[43]。

      4.1 墾復(fù)措施

      墾復(fù)能夠通過 降低土壤的活性酸度,減緩?fù)寥鲤B(yǎng)分的流失;同時增加了土壤養(yǎng)分的供給能力,為毛竹林的立地生產(chǎn)力維持提供了重要保障[44]。余集林[45]和呂錦水[46]對墾復(fù)毛竹林竹鞭的生長狀況進(jìn)行了調(diào)查后發(fā)現(xiàn),毛竹林經(jīng)過墾復(fù)可使竹鞭分布加深、數(shù)量增加、鞭徑增粗、節(jié)間增長、健壯芽比例增加,有利于毛竹的豐產(chǎn)增收。李昌棟等[47]對研究大別山區(qū)不同墾復(fù)時間和深度對毛竹生長發(fā)育的影響,探明復(fù)墾深度以20 cm為最好,但在山腳緩坡土層深厚、生長較好的竹林,以深度25 cm較好;墾復(fù)時間以7月最佳,8月次之,9月效果較差;在墾復(fù)的同時,結(jié)合埋青或施肥其效果會更佳。

      4.2 除草措施

      除草作業(yè)由于資金投入少,操作簡便,且有較明顯的增產(chǎn)效果,在我國竹林主產(chǎn)區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用[48]。范少輝等[49]研究不同除草時間毛竹林的生長特征,表明胸徑、樹高和新生竹株數(shù)與經(jīng)營時間顯著或極顯著相關(guān);隨著經(jīng)營時間的延長,毛竹林胸徑、樹高呈先上升后下降的趨勢,新生竹株數(shù)呈下降趨勢。同樣劉廣路等[50]研究表明除草可以顯著提高毛竹林的生產(chǎn)力,但是隨著除草時間的延長毛竹林增產(chǎn)效果降低。因此除草措施對于毛竹林的生長調(diào)控要遵循適時適量原則,在一定的經(jīng)營時間范圍內(nèi)是提高毛竹生產(chǎn)力的有利措施。

      4.3 植物生長劑

      除了生產(chǎn)上常用的農(nóng)藝措施,一些生長劑、營養(yǎng)液等也能有效促進(jìn)毛竹的生長。劉銀春[51]研究了營養(yǎng)液對毛竹葉綠體等超微結(jié)構(gòu)的影響,表明施用營養(yǎng)液不管對老竹或新竹的葉綠體等都可起到不同程度的改良作用,使毛竹的出筍量和新竹成竹量大大的提高。

      ABT生長劑是一種新型廣譜高效綠色植物生長調(diào)節(jié)劑,它通過強化、調(diào)控植物內(nèi)源激素的含量,提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。陳建寅等[52]和陳龍安等[53]通過研究ABT對毛竹林生產(chǎn)的影響表明,ABT4和ABT5混合使用,且濃度為30 mg/kg,能夠充分發(fā)揮ABT對地上、地下部分的增產(chǎn)效果。齊清琳等[54]對ABT生根粉應(yīng)用于毛竹豐產(chǎn)栽培試驗,表明施用ABT生根粉能明顯促進(jìn)毛竹竹鞭根孕筍能力,提高出筍數(shù)和筍產(chǎn)量,以ABT10號增產(chǎn)幅度最大,達(dá)383.5%;施用ABT生根粉能明顯促進(jìn)新竹的形成。

      5 結(jié)論

      綜上所述,各種毛竹林的豐產(chǎn)培育技術(shù),主要是從生境、植物、土壤三方面來對毛竹進(jìn)行生長調(diào)控。毛竹由鞭芽發(fā)育成筍、筍到幼竹直至發(fā)展成竹林,每個生長時期所需的調(diào)控措施以及施加對象各不相同,應(yīng)結(jié)合毛竹的生長周期與其相結(jié)合(圖 2),這對于合理高效的提高毛竹生長量具有重要的意義。

      圖2 毛竹生長調(diào)控措施示意圖Figure 2 Different management measures for P. heterocycla cv. p ubescens stand

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      Research Progress of High-yield Techniques for Phyllostachys heterocycla cv. pubescens Stand

      PENG Dan-li,LIU Dan*,YAN Wen-bo,LI Song,CHEN Jun-ren,WU Jia-sen,YE Zheng-qian (Zhejiang Province Key Laboratory of Carbon Cycling in Forest Ecosystems and Carbon Sequestration, Zhejiang A & F University, Lin’an 311300, Zhejiang, China)

      Reviews were made on high-yield techniques for Phyllostachys heterocycla cv. pubescens stand in terms of stand structure, water and nutrient management and other management measures. These techniques were as follows: cutting older bamboo and keeping bamboo shoot for better spatial structure, controlling age structure, stand density, species composition and rhizome distribution, watering and fertilizing during growth period, reclamation of stand soil, weeding, etc.

      high-yield; Phyllostachys heterocycla cv. pubescens; growing control

      S750

      A

      1001-3776(2015)01-0085-05

      2014-05-17;

      2014-12-05

      國家自然科學(xué)基金(31300520);浙江省科技廳公益項目〔2014C33043〕;浙江省自然科學(xué)基金(LY12C16004)

      彭丹莉(1990-),女,湖南郴州人,碩士生,從事土壤污染修復(fù)研究。*通訊作者。

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