劉蔚漪,輝朝茂,鄒學(xué)明,王 友
(1.西南林業(yè)大學(xué),叢生竹工程技術(shù)研究中心,云南 昆明650224;2.滄源佤族自治縣林業(yè)和草原局,云南 滄源677400;3.云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,云南 安寧650106)
覆蓋增溫技術(shù),最早始于20世紀(jì)70年代的美國和澳大利亞[1-2],利用覆蓋有機(jī)物腐爛過程中產(chǎn)生的熱量作為增溫的熱源,提高土壤溫度,促進(jìn)春小麥和高粱提前發(fā)芽、生長的過程[3],廣泛應(yīng)用在農(nóng)作物栽培方面,可有效減少土壤水分蒸發(fā),顯著提高土壤儲(chǔ)水量[4],保持土壤的溫度、濕度,提高作物水分利用率、出芽率[5],增加作物產(chǎn)量[7];在竹林栽培中也廣泛應(yīng)用于毛竹(Phyllostachys edulis)、雷竹(Ph.praecox)、黃甜竹(Acidosasa edulis)、紅哺雞竹(Ph.iridescens)等少部分散生竹種。竹林覆蓋增溫技術(shù)通過覆蓋薄膜、稻草、木屑等提高土壤和地面的溫度,促使竹子提早發(fā)筍,以增加竹筍產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)還能改善林地土壤性質(zhì),提高林地生產(chǎn)力,減少水土流失。研究表明,稻草覆蓋后,土壤耗水系數(shù)降低,土壤的水分利用率、蓄水能力提高,在相同水分處理?xiàng)l件下,稻草覆蓋處理的毛竹筍質(zhì)量要顯著高于對(duì)照[8]。利用稻草和谷殼(2:1)混合后覆蓋雷竹,能夠提早筍期56 d,延長筍期36 d,早期筍產(chǎn)量為1.41 kg·m-2,利潤為5.96元·m-2,投入產(chǎn)出比為1∶2.81[3]。但也有覆蓋后失敗的例子,如覆蓋材料選擇不當(dāng),使用兔子糞便或未經(jīng)發(fā)酵的牲畜糞便,造成土壤溫度控制不當(dāng),筍芽燒死;或排水不當(dāng)造成內(nèi)澇積水、鞭根腐爛;或覆蓋材料厚度控制不當(dāng),太薄起不到保溫作用,太厚澆水后通氣性變差等[9],甚至引起竹林提早退化,竹筍品質(zhì)下降,林地土壤酸化、重金屬含量超標(biāo)、生產(chǎn)力下降等問題,嚴(yán)重影響竹農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入[10]。因此,覆蓋材料的選擇、覆蓋厚度、覆蓋時(shí)間、肥料用量、水分、溫度控制等關(guān)鍵技術(shù)仍是竹筍提早出筍技術(shù)研究中應(yīng)解決的問題[11]。
甜龍竹(Dendrocalamus brandisii(Munro)Kurz)屬禾本科(Gramineae)牡竹屬(Dendrocalamus)大型叢生竹類,又稱勃氏甜龍竹、云南甜竹,是云南省南亞熱帶推廣前景最為廣闊的優(yōu)良筍、材兩用竹種[12]。在“退耕還林”和“以竹代木”政策的提倡下,云南省甜龍竹的栽培面積迅速擴(kuò)大。但由于甜龍竹發(fā)筍期較晚,一般6月進(jìn)入雨季后才能大量發(fā)筍,在雨季前難以滿足人們對(duì)竹筍的需求,且進(jìn)入發(fā)筍期后,甜竹筍大批量涌入市場,供大于求,新鮮竹筍的市場價(jià)格由最初的30元·kg-1迅速降到6元·kg-1,甜龍竹栽培經(jīng)濟(jì)效益較低,難以形成規(guī)?;a(chǎn)。因此,要增加竹農(nóng)收益,發(fā)展甜龍竹提前發(fā)筍栽培技術(shù)勢在必行。甜龍竹不同于毛竹、雷竹等散生竹種,其筍期是在雨熱同期的夏季,因此,土壤溫度和含水量需要同時(shí)滿足一定指標(biāo),才能促使甜龍竹發(fā)筍,而冬季則是云南的旱季,即使覆蓋后提高了土壤溫度,也無法保證土壤含水量達(dá)到甜龍竹發(fā)筍的要求。鑒于覆蓋增溫作用下,甜龍竹土壤水熱環(huán)境變化,筍芽分化的時(shí)間和產(chǎn)量效應(yīng)作用機(jī)制、林地肥力可持續(xù)性等尚不清楚。研究設(shè)置田間試驗(yàn),以高效培育示范基地的甜龍竹為試驗(yàn)材料,設(shè)計(jì)了覆蓋與灌溉次數(shù)2因素裂區(qū)試驗(yàn),分析土壤含水量及土壤溫度與發(fā)筍時(shí)間、發(fā)筍量的關(guān)系,通過收支平衡計(jì)算,探尋收益最佳的試驗(yàn)方案,為甜龍竹的栽培技術(shù)提供一定的參考依據(jù)。
試驗(yàn)地位于云南省滄源縣勐角鄉(xiāng)勐甘村,平均坡度在20℃左右,坡向主要面朝東北方向,少部分面朝東面及東南面。海拔1 474~1 850 m,在東經(jīng)99°13′23″~99°15′24″,北緯23°12′01″~23°10′18″之間,土層厚度80 cm以上,肥力中上,土壤為紅壤,適宜竹亞科中大部分竹種生長。
通過2016~2018年的定位試驗(yàn),2016~2018年3 a的降雨量和氣溫基本情況見圖1所示。
圖1 2016~2018年試驗(yàn)區(qū)降水量和氣溫的變化Fig.1 Precipitation and air temperature in the test area from2016 to 2018
2016~2018年試驗(yàn)區(qū)降水量3年分別為1 586.40 mm、1 887.40 mm、1 841.40 mm。其中雨季降雨量(5月~10月)分別占到全年的90.68%、76.22%、90.05%,干濕季節(jié)非常明顯,全年日平均氣溫分別為18.6℃、18.6℃、18.0℃,日平均氣溫最高值均出現(xiàn)在8月,而全年日最高氣溫出現(xiàn)在9月,分別為28.9℃、27.9℃、28.1℃,全年日最低氣溫出現(xiàn)在1月,分別為6.1℃、6.1℃、6.7℃。由圖1可知,滄源地區(qū)全年日平均氣溫相對(duì)穩(wěn)定,早晚溫差較大,是真正冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑之地。
表1 試驗(yàn)前樣地土壤基礎(chǔ)性狀Tab.1 Soil properties before experiment
試驗(yàn)前樣地土壤基礎(chǔ)性狀如表1所示。試驗(yàn)地土壤為磚紅壤,土壤含水量從旱季到雨季變化較大,為13.25%~58.24%,土壤酸堿度為5,為酸性土壤,有機(jī)質(zhì)含量等級(jí)為二級(jí)(有機(jī)質(zhì)含量3.01%~4.00%),土壤全氮、全磷、全鉀分別為1.59 g·kg-1、0.73 g·kg-1、11.41 g·kg-1,水解性氮139 mg·kg-1、有效磷24.4 mg·kg-1、速效鉀58 mg·kg-1,肥力中等偏下,表現(xiàn)缺氮、少磷、富鉀特點(diǎn)。針對(duì)這一特點(diǎn),選擇弱堿性有機(jī)肥,該有機(jī)肥為當(dāng)?shù)胤柿蠌S提供,其不僅含有豐富的有機(jī)質(zhì),全氮、全磷及水解性氮、有效磷、速效鉀等含量較高,具有改良土壤結(jié)構(gòu),增加土壤的保水、保肥和通透性能,還有肥效長等優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)浙江省雷竹覆蓋提前發(fā)筍的經(jīng)驗(yàn),開展甜龍竹反季節(jié)栽培研究。為闡明覆蓋和土壤含水量,以及2因素交互作用對(duì)甜龍竹發(fā)筍時(shí)間及產(chǎn)量形成的影響,以高效培育示范基地的甜龍竹為試驗(yàn)材料。甜龍竹示范竹林的豐產(chǎn)結(jié)構(gòu)為,竹叢直徑2~3 m,竹叢度300叢·hm-2,叢稈數(shù)8~12稈·叢-1,竹稈平均胸徑11.5 cm,立竹度3 600稈·hm-2,竹叢分布均勻度0.7,整齊度6.0,葉面積指數(shù)4.0,稈齡結(jié)構(gòu)比例:Ⅰ年生稈、Ⅱ年生稈、Ⅲ年生稈分別為45%、45%、10%。全部竹叢從8節(jié)開始截頂,保留3~4盤枝。每年定期測量數(shù)據(jù),通過計(jì)算分析試驗(yàn)方案中不同豐產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)劣。在保持食品綠色無毒的原則下,采用農(nóng)家肥代替化肥,在竹叢上方,采用溝施的方法,每叢施有機(jī)肥10 kg,清理地表雜草和3年生以上老竹,松土20 cm,稻草覆蓋30 cm(稻草上加蓋薄膜,水管置于薄膜下),設(shè)計(jì)了覆蓋(覆蓋T,不覆蓋T0)與旱季灌溉次數(shù)(1次/3 dW1、1次/7 dW2、1次/15 dW3、不澆水W4)2因素裂區(qū)試驗(yàn),每次處理30叢竹子重復(fù)試驗(yàn),試驗(yàn)處理如表2所示。
表2 裂區(qū)試驗(yàn)處理組合表Tab.2 Treatment combination of the split zone design
將試驗(yàn)地分為2個(gè)大區(qū),覆蓋區(qū)和不覆蓋區(qū),每個(gè)大區(qū)放置1個(gè)微型氣象站,再按照灌溉次數(shù)分為4個(gè)小區(qū),為避免坡上灌溉影響坡下的竹子,按照等高線依次從上到下灌溉次數(shù)遞減,總共8個(gè)試驗(yàn)小區(qū),每小區(qū)設(shè)計(jì)不少于30叢竹子,放置3個(gè)WatchDog B-100土壤溫濕度儀。試驗(yàn)時(shí)間:2~10月,每2 h記錄一次數(shù)據(jù),研究中土壤溫度和濕度所有數(shù)據(jù)為每半月數(shù)據(jù)的平均值。
表3 試驗(yàn)小區(qū)示意Tab.3 Scheme of every test zone
為避免坡上土壤水分過大而影響坡下的土壤含水量,澆水相隔時(shí)間短的樣地設(shè)置在坡上,相隔時(shí)間長的樣地設(shè)置在坡下。
1.3.1 土壤養(yǎng)分 按“S”形取樣法取樣,取5個(gè)樣點(diǎn),20 cm混合土樣1 kg,測定土壤養(yǎng)分含量。土壤有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀-硫酸氧化法測定,速效氮用堿解擴(kuò)散法測定,速效磷用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定(Olsen法),速效鉀用中性乙酸氨浸提、原子吸收分光光度計(jì)測定[13]。
1.3.2 土壤溫度和濕度 將WatchDog B-100分別埋在各試驗(yàn)小區(qū)0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm土層土壤中,每個(gè)土層1個(gè)記錄儀,每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)3個(gè)重復(fù),每24 h記錄一次土壤溫度和濕度的數(shù)據(jù),每2個(gè)月取1次數(shù)據(jù)。
1.3.3 產(chǎn)量 從竹筍發(fā)筍時(shí)即開始記錄數(shù)據(jù),試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)所有發(fā)筍量都記錄在冊(cè),賣入市場后及時(shí)記錄價(jià)格。
1.3.4 降水量及溫度 林地降水量及溫度數(shù)據(jù)來源于滄源縣氣象局。
1.3.5 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013和SPSS軟件進(jìn)行方差分析和圖表處理。
考慮到試驗(yàn)地為集約經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)林,地表除因試驗(yàn)需要覆蓋的稻草和薄膜外,并無其他雜草和植被,因此未覆蓋的試驗(yàn)地在灌溉的作用下,極容易受到水滴的沖擊,形成地表徑流,從而減少土壤水分下滲的速度。且受到蒸騰作用的影響,未覆蓋的試驗(yàn)小區(qū)表層土壤的含水量變化更加劇烈,數(shù)據(jù)跳動(dòng)性太大,不具備說服力。故文章選取10~30 cm層土壤的含水量進(jìn)行變化趨勢的分析。
圖2 試驗(yàn)小區(qū)10~30 cm土層平均土壤含水量的變化Fig.2 Mean relative water content in the top 10~30 cm soil layer of every test tone
由圖2可以看出,各小區(qū)內(nèi)土壤含水率的變化趨勢基本上是隨著時(shí)間的推移,土壤含水率逐漸增加,進(jìn)入雨季后趨于平衡。但各小區(qū)土壤含水率的變化趨勢各有特點(diǎn)。小區(qū)3在5月份前與小區(qū)2無差異,可能與長期干旱有關(guān),雖然澆灌頻率加大了,但對(duì)于處于長期干旱的土壤來說,如杯水車薪,無法顯著改變土壤的含水量;進(jìn)入5月后,在前期澆灌的作用,加上降雨量開始陸續(xù)增加,土壤含水量較小區(qū)1、2增加了1% ~5%左右;進(jìn)入9月后,因雨季正式來臨,各試驗(yàn)小區(qū)土壤含水量變化不再受試驗(yàn)措施的影響,變化趨勢也開始平緩,基本處于土壤含水量的峰值。小區(qū)5(覆蓋不澆水),5月份之前與小區(qū)1不覆蓋不澆水的變化趨勢基本一致,土壤含水量在4月份后稍高于小區(qū)1的土壤含水量;6月份后,雖有降雨量陸續(xù)進(jìn)入林地,但由于受到塑料薄膜的隔離,雨水并不能進(jìn)入小區(qū)5的土壤,而是在薄膜表層形成徑流,流入小區(qū)外,所以小區(qū)5的土壤水分始終處于較低值;進(jìn)入9月后,由于筍芽出土刺破薄膜,使得降雨量能夠順利進(jìn)入土壤,土壤含水量出現(xiàn)回升的趨勢。小區(qū)6與小區(qū)2在7月份前變化趨勢基本一致,小區(qū)6因薄膜的覆蓋作用,減少了水分的蒸發(fā),土壤含水量始終較小區(qū)2高2%左右,再加上覆蓋作用增加了土壤溫度,小區(qū)6在7月已進(jìn)入發(fā)筍高峰期,筍芽刺破塑料薄膜后,使降雨量能夠順利進(jìn)入土壤,因此小區(qū)6從7月開始,土壤含水量持續(xù)增加。各試驗(yàn)小區(qū)平均土壤含水量排序依次為:小區(qū)8(33.31%)>小區(qū)7(29.66%)>小區(qū)4(28.16%)>小區(qū)6(28.12%)>小區(qū)3(26.79%)>小區(qū)2(26.14%)>小區(qū)1(24.39%)>小區(qū)5(20.90%)。
圖3 試驗(yàn)小區(qū)10~30 cm土層平均土壤含水量的變化Fig.3 Mean soil temperature in the top 10~30 cm soil layer of every test tone
圖3為試驗(yàn)期間,每隔半個(gè)月10~30 cm土層在全監(jiān)測內(nèi)的平均溫度的變化趨勢,由圖3可以看出,2月1日~4月16日2個(gè)月內(nèi)為試驗(yàn)前期,各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)的土壤溫度差異不顯著(P>0.05)。從4月16日后,各試驗(yàn)小區(qū)的土壤溫度差異顯著(P<0.05)。其中小區(qū)5(覆蓋不澆水)土壤溫度最高,小區(qū)4(不覆蓋,每3 d澆水1次)溫度最低。從變化趨勢上來,小區(qū)5、6、7、8變化趨勢基本一致,且差異不顯著(P>0.05),溫度相差在0.1~0.6℃之間。覆蓋的試驗(yàn)小區(qū)土壤溫度變化趨勢從4月16日后顯著高于不覆蓋的試驗(yàn)小區(qū),且隨著外界氣溫升高而逐漸升高,自7月15日后,有小幅下降的趨勢,可能與竹筍陸續(xù)出土后刺破薄膜,降低了薄膜的保溫效果有關(guān)[14]。小區(qū)1、2、3變化基本一致,溫度相差在0.4~1.2℃之間。小區(qū)4在試驗(yàn)前期和中期與小區(qū)1、2、3保持一致,但到后期變化不大,且土壤溫度始終是幾個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)最低的。各試驗(yàn)小區(qū)5月前差異不大,5月后覆蓋處理的試驗(yàn)小區(qū)變化趨勢基本一致,且溫度差異不大,無覆蓋處理的試驗(yàn)小區(qū)前期變化趨勢一致,后期差異較大。各試驗(yàn)小區(qū)土壤平均溫度排序?yàn)椋盒^(qū)5(24.61℃)>小區(qū)6(24.52℃)>小區(qū)7(24.33℃)>小區(qū)8(24.18℃)>小區(qū)1(22.70℃)>小區(qū)2(22.67℃)>小區(qū)3(21.92℃)>小區(qū)4(20.55℃)。
土壤含水量對(duì)甜龍竹筍產(chǎn)量存在極顯著的影響(P<0.01),如圖4所示,甜龍竹筍產(chǎn)量隨著土壤含水量的增加急速增加,當(dāng)土壤含水量達(dá)25%時(shí),筍產(chǎn)量增加趨勢逐漸平緩,土壤含水量為30% ~45%的時(shí)候,產(chǎn)量最高,且該階段含水量與產(chǎn)量的差異性不顯著(P>0.05),含水量超過45%后,產(chǎn)量出現(xiàn)下降的趨勢,但高于10%~25%時(shí)的產(chǎn)量。當(dāng)土壤含水量為10%時(shí),土壤極干旱,筍產(chǎn)量最低,僅為4 242.42 kg·hm-2,為最高產(chǎn)量的1/3。
圖4 土壤含水量與筍產(chǎn)量的關(guān)系Fig.4 Relationship between yield of shoots and soil water content
圖5 土壤溫度與筍產(chǎn)量的關(guān)系Fig.5 Relationship between yield of shoots and soil temperature
土壤溫度對(duì)甜龍竹筍產(chǎn)量存在極顯著的影響(P<0.01),如圖5所示,當(dāng)土壤平均溫度在15~20℃區(qū)間內(nèi),隨著土壤溫度的增高,筍產(chǎn)量急速增加,當(dāng)土壤溫度達(dá)到19℃時(shí),筍產(chǎn)量趨于飽和狀態(tài),曲線不再升高,且各樣地的產(chǎn)量出現(xiàn)分散狀態(tài),產(chǎn)量不穩(wěn)定。
由圖6可知,小區(qū)7出筍時(shí)間最早,為4月7日;其次是小區(qū)6,為4月20日;不澆水、不覆蓋的小區(qū)1出筍時(shí)間最晚,為7月5日。總的來看,不覆蓋的試驗(yàn)小區(qū)始出筍時(shí)間都要比覆蓋后的試驗(yàn)小區(qū)始出筍時(shí)間晚20~40 d不等。從早到晚,各試驗(yàn)小區(qū)的排列順序?yàn)?,小區(qū)7(4月7日)>小區(qū)6(4月20日)>小區(qū)5(5月10日)>小區(qū)8(5月15日)>小區(qū)4(5月28日)>小區(qū)3(6月12日)>小區(qū)2(6月28日)>小區(qū)1(7月5日)。小區(qū)8出筍終止日為10月8日,歷時(shí)146 d;小區(qū)7出筍終止日為9月13日,歷時(shí)159 d;小區(qū)6出筍終止日為9月28日,歷時(shí)161 d;小區(qū)5出筍終止日為9月21日,歷時(shí)134 d;小區(qū)4出筍終止日為9月29日,歷時(shí)124 d;小區(qū)3出筍終止日為9月25日,歷時(shí)104 d;小區(qū)2出筍終止日為9月20日,歷時(shí)84 d;小區(qū)1出筍終止日為8月30日,歷時(shí)57 d。數(shù)據(jù)表明,甜龍竹覆蓋加灌溉對(duì)竹筍提前出筍具有非常顯著的作用,最早出筍的7號(hào)小區(qū),比對(duì)照小區(qū)1的出筍提前了將近90 d,筍期延長3倍。
根據(jù)觀測記錄,從第1個(gè)筍芽發(fā)出日期開始,按每7 d為一時(shí)間段統(tǒng)計(jì)[15]。試驗(yàn)地云南甜龍竹從4月中下旬開始零星發(fā)筍,比常規(guī)培育發(fā)筍時(shí)間提前2個(gè)月,7月中旬進(jìn)入發(fā)筍高峰,大量發(fā)筍持續(xù)到8月下旬,9月發(fā)筍數(shù)量減少,進(jìn)入末期。如果將筍期分為初期、盛期、末期3個(gè)時(shí)期,則甜龍竹發(fā)筍初期為4月初至6月底,中期為7月初至8月底,末期為9月初至9月底。由圖7可知,發(fā)筍期不同階段的數(shù)據(jù)表明,甜龍竹竹林盛期出筍量多,初、末期少,符合竹林出筍的一般規(guī)律。不同試驗(yàn)小區(qū)總產(chǎn)量及各階段的產(chǎn)筍量差異顯著(P<0.05),其中小區(qū)7竹筍產(chǎn)量早期和中期顯著高于其他試驗(yàn)小區(qū),但后期產(chǎn)量除高于5號(hào)小區(qū)外,相比較其他小區(qū)都低。小區(qū)4、6、8總產(chǎn)量相差不大,但前期小區(qū)6高于小區(qū)4高于小區(qū)8,小區(qū)4中期高于其他兩個(gè)小區(qū),小區(qū)8后期產(chǎn)量最高。小區(qū)1總產(chǎn)量最低,前期產(chǎn)量也是最低,后期較小區(qū)5、7稍高,整體來看,總產(chǎn)量覆蓋小區(qū)要優(yōu)于不覆蓋的小區(qū)??偖a(chǎn)量排序?yàn)椋盒^(qū)7(13 689 kg·hm-2)>小區(qū)8(11 678 kg·hm-2)>小區(qū)6(11 229 kg·hm-2)>小區(qū)4(10 424 kg·hm-2)>小區(qū)5(9 315 kg·hm-2)>小區(qū)3(7 725 kg·hm-2)>小區(qū)2(5 947 kg·m-2)>小區(qū)1(4 030 kg·hm-2),前期產(chǎn)量:小區(qū)7(4 563 kg·hm-2)>小區(qū)6(2 656 kg·hm-2)>小區(qū)5(2 231 kg·hm-2)>小區(qū)3(1 662 kg·hm-2)>小區(qū)4(1 532 kg·hm-2)>小區(qū)8(1 363 kg·hm-2)>小區(qū)2(863 kg·hm-2)>小區(qū)1(526 kg·hm-2),中期產(chǎn)量:小區(qū)7(8 203 kg·hm-2)>小區(qū)5(6 521 kg·hm-2)>小區(qū)4(7 356 kg·hm-2)>小區(qū)8(6 953 kg·hm-2)>小區(qū)6(5 942 kg·hm-2)>小區(qū)3(4 632 kg·hm-2)>小區(qū)2(3 621 kg·hm-2)>小區(qū)1(2 548 kg·hm-2),后期產(chǎn)量:小區(qū)8(3 362 kg·hm-2)>小區(qū)6(2 631 kg·hm-2)>小區(qū)4(1 536 kg·hm-2)>小區(qū)2(1 463 kg·hm-2)>小區(qū)3(1 431 kg·hm-2)>小區(qū)1(956 kg·hm-2)>小區(qū)7(923 kg·hm-2)>小區(qū)5(563 kg·hm-2)。
圖6 試驗(yàn)小區(qū)出筍的開始期和終止期Fig.6 Start and end date of bamboo shoot germination in each test zone
圖7 試驗(yàn)小區(qū)前期、中期、后期的筍產(chǎn)量Fig.7 Yield of bamboo shoots at the early,middle and later stage in every test tone
前期市場價(jià)為30元·kg-1,中期由于鮮筍大量上市,市價(jià)僅為6元·kg-1,后期筍量減少,市價(jià)稍有回升,為10元·kg-1。由表4可以看出,不同處理之間經(jīng)濟(jì)效益明顯不同,從高到底依次為:小區(qū)7(195 338元·hm-2)>小區(qū)6(141 642元·hm-2)>小區(qū)8(116 228元·hm-2)>小區(qū)5(111 686元·hm-2)>小區(qū)4(105 456元·hm-2)>小區(qū)3(91 962元·hm-2)>小區(qū)2(62 246元·hm-2)>小區(qū)1(40 628元·hm-2)。產(chǎn)量及收入遠(yuǎn)超羅建梅在云南省景東縣的試驗(yàn)地,產(chǎn)鮮筍8 118 kg·hm-2,收入85 245元·hm-2[16]。
表4 不同發(fā)筍時(shí)期的經(jīng)濟(jì)效益Tab.4 The economic efficiency of different shooting periods
如果按根系深1 m,行距為3 m測算,每畝地滴灌灌溉量最多是6~10 m3,一方水按市價(jià)2.80元·m-3,灌溉時(shí)間5個(gè)月,每月分別為0、2、4、10次,每畝地每個(gè)灌溉量按8方算,則平均每畝地所需灌溉費(fèi)用分別為0元、224元、448元、1 120元,換算成每公頃的費(fèi)用,如表5所示,小區(qū)4和8每年灌溉費(fèi)用高達(dá)16 969.7元·hm-2。地膜每畝地費(fèi)用平均為200元,稻草為農(nóng)民自有,不需費(fèi)用。施肥量每叢10 kg,每畝地平均10×18叢=180 kg,相當(dāng)于5袋肥料,每畝用肥均價(jià)240元。勞力:請(qǐng)了1個(gè)工人,工資1 600元·月-1,1 a 19 200元,試驗(yàn)地總共200畝,平均每畝工錢96元。
表5 試驗(yàn)小區(qū)經(jīng)濟(jì)效益收支平衡計(jì)算Tab.5 Balanced budget of economic efficiency in every test tone
通過收支平衡計(jì)算,小區(qū)7的收入最高,為180 428.91元·hm-2(10 736.28元·畝-1),比不澆水,不覆蓋的小區(qū)1高出了80%??偟膩砜?,覆蓋后的試驗(yàn)小區(qū)要比不覆蓋的試驗(yàn)小區(qū)收入高,澆水的試驗(yàn)小區(qū)比不澆水的試驗(yàn)小區(qū)收入高,但因水價(jià)過高的問題,每月澆水10次的小區(qū)4、8收入并不高,僅有83 395.39元·hm-2(4 871.36元·畝-1)和91 137.09元·hm-2(5 317.68元·畝-1)。
為提高水資源利用率,地膜覆蓋栽培技術(shù)在干旱和半干旱地區(qū)廣泛應(yīng)用,許多研究都證明了覆蓋栽培在調(diào)控旱地土壤水肥環(huán)境、提高作物產(chǎn)量方面的高效性[17]。但塑料地膜在生產(chǎn)中的應(yīng)用也容易造成環(huán)境污染等問題,隨著科技的發(fā)達(dá),可降解的液體地膜面市,并得到市場的認(rèn)可,在今后的生產(chǎn)中,可逐漸代替現(xiàn)有的塑料薄膜,降低對(duì)環(huán)境的污染[18]。稻草在農(nóng)村隨處可見,農(nóng)民可以就地取材,研究表明地膜+稻草覆蓋使毛竹冬筍的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值顯著提高,受到廣大竹農(nóng)的青睞[19]。稻草覆蓋的同時(shí),還能保持和提高土壤肥力,增加土壤中的N元素[20],并有效改善土壤結(jié)構(gòu),保持土壤水分,避免土壤板結(jié)[21]。覆蓋增溫技術(shù)雖已廣泛應(yīng)用于毛竹、雷竹等散生竹種,但在云南地區(qū)的大型叢生竹甜龍竹中進(jìn)行覆蓋栽培相關(guān)研究及推廣工作相對(duì)較少。本試驗(yàn)首次在甜龍竹栽培中嘗試“覆蓋+灌溉技術(shù)”,探討最佳的增產(chǎn)增效方式,取得一定成效,覆蓋加灌溉在本試驗(yàn)區(qū)所在地區(qū)乃至滇西南甜龍竹的主產(chǎn)地都具有很好的增產(chǎn)效果和推廣前景。
甜龍竹屬于大型叢生竹,是云南及東南亞熱帶至南亞熱帶地區(qū)最重要的筍用竹種之一,筍體肥壯、產(chǎn)量較高、品質(zhì)優(yōu)良、肉質(zhì)細(xì)嫩、食無苦味、鮮甜可口,無論燉炒都是宴上佳品[22],也可加工成保鮮筍和調(diào)味筍產(chǎn)品,是國內(nèi)外品質(zhì)一流的特種優(yōu)質(zhì)筍用竹種。廣泛分布于云南南部至西部地區(qū),栽培于村旁寨邊,因此也是產(chǎn)區(qū)群眾廣泛栽培食用的傳統(tǒng)筍用竹。在不同地域,其發(fā)筍成竹的總體規(guī)律相似的。根據(jù)地域不同,甜龍竹發(fā)筍時(shí)間稍有不同,云南新平甜龍竹6月上旬開始發(fā)筍,發(fā)筍歷期120 d左右[15],云南普洱通過反季節(jié)栽培,使甜龍竹發(fā)筍時(shí)間由5月底提前到1~2月[23]。本試驗(yàn)中,覆蓋加灌溉顯著改善了土壤的水熱環(huán)境,緩解缺水與低溫兩大限制因素,促進(jìn)了甜龍竹筍體分化,使甜龍竹發(fā)筍期最多提前了90 d,筍期最長延遲到161 d。試驗(yàn)地云南甜龍竹從4月中下旬開始零星發(fā)筍,比常規(guī)培育發(fā)筍時(shí)間提前2個(gè)月。在本實(shí)驗(yàn)中覆蓋處理較不覆蓋的小區(qū)均顯著提高了土壤溫度,這與前人的研究結(jié)果相似[24],有研究表明,覆蓋種植方式具有調(diào)節(jié)地溫、提高水熱利用效率、改善土壤結(jié)構(gòu)等作用[25]。同時(shí)稻草腐爛分解也能增加土壤的有機(jī)質(zhì),促進(jìn)竹筍發(fā)育。如在無灌溉條件的情況下,覆蓋措施也能顯著提高竹林的收益,小區(qū)5(覆蓋+無灌溉),因?yàn)楦采w增加了地溫,使得小區(qū)發(fā)筍期提前,雖然小區(qū)5后期筍產(chǎn)量在幾個(gè)小區(qū)中最低,但由于前期筍價(jià)高,最后的收益也較對(duì)照高了3倍。并且覆膜能有效抑制土壤水分蒸發(fā)損失,調(diào)控土壤水分增加土壤濕度[26]。研究表明土下覆膜顯著改善了土壤上層的水分狀況,使0~60 cm土層的土壤含水量增加6.1%~6.4%,促進(jìn)了冬小麥的水分利用[27]。試驗(yàn)中,同等灌溉條件下,除小區(qū)5比小區(qū)1平均土壤含水量低以外,其它小區(qū)6、7、8均比對(duì)應(yīng)的小區(qū)2、3、4高。小區(qū)5的研究結(jié)果與前人的研究有沖突,分析原因,可能與土壤前期極度干旱,覆蓋增加了土壤溫度,加速了竹子地下莖對(duì)水分的吸收有關(guān);也可能是因?yàn)樵囼?yàn)設(shè)計(jì)中,地膜的使用隔絕了偶爾的降雨量,在進(jìn)入6月后,小區(qū)1有降雨量的輸入而小區(qū)5沒有,所以平均下來土壤含水量低于小區(qū)1。
試驗(yàn)中的澆灌次數(shù)并不是越密集越好,小區(qū)8(覆蓋+澆灌1次·3 d-1)的土壤含水量在所有小區(qū)中最高(30%~45%),土壤溫度在地膜的作用下,也能保持在一定的高度(20~28℃),筍期歷時(shí)146 d,產(chǎn)值也高達(dá)116 228.00元·hm-2,但由于耗水過多,通過收支平衡計(jì)算后,純收入只有91 137.09元·hm-2,僅為小區(qū)7純收入的一半。澆水次數(shù)過多,不僅會(huì)造成水資源及財(cái)力物力的浪費(fèi),也可能造成土壤缺氧,影響筍體發(fā)芽。小區(qū)4的澆灌措施與小區(qū)8一樣,但未覆蓋,所以發(fā)筍期較晚,但在發(fā)筍中期,因土壤水分充足,其最終產(chǎn)量與小區(qū)8接近,說明土壤含水量是影響甜龍竹發(fā)筍的主要因子,但由于澆灌次數(shù)頻繁,土壤溫度無法保持,使得小區(qū)4的土壤溫度在幾個(gè)試驗(yàn)小區(qū)中最低,5月28日才發(fā)筍,比發(fā)筍最早的小區(qū)7(4月7日)晚了51 d。
筆者認(rèn)為“覆蓋加灌溉甜龍竹提前發(fā)筍技術(shù)”不失為一種提高甜龍竹林經(jīng)濟(jì)效益的途徑,鑒于甜龍竹的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性與毛竹、雷竹等散生竹具有本質(zhì)的區(qū)別,其中仍有許多技術(shù)性和生產(chǎn)性問題有待解決。在雷竹和毛竹的覆蓋經(jīng)營過程中,長期的林地覆蓋會(huì)導(dǎo)致一系列的問題,如地力衰退、林地結(jié)構(gòu)維護(hù)困難、竹林抗逆能力下降、容易遭受病蟲害等[28],這些問題,或許也會(huì)成為甜龍竹長期覆蓋經(jīng)營將要面對(duì)的問題。但甜龍竹屬叢生竹,且種植地多為山區(qū),種植面積也相對(duì)較少,多與其他樹種塊狀混交,在經(jīng)營中如能吸取散生竹覆蓋技術(shù)的精華,針對(duì)性地研究甜龍竹覆蓋技術(shù),可避免散生竹覆蓋技術(shù)出現(xiàn)的問題。在今后的研究中還需系統(tǒng)地開展覆蓋時(shí)間、厚度、澆灌水量以及采筍的時(shí)間、數(shù)量、林分結(jié)構(gòu)調(diào)整等配套培育措施的研究。
(1)各小區(qū)內(nèi)土壤含水率的變化趨勢基本上是隨著時(shí)間的推移,土壤含水率逐漸增加,進(jìn)入雨季后趨于平衡。但各小區(qū)土壤含水率的變化趨勢各有特點(diǎn),各試驗(yàn)小區(qū)平均土壤含水量排序依次為:小區(qū)8(33.31%)>小區(qū)7(29.66%)>小區(qū)4(28.16%)>小區(qū)6(28.12%)>小區(qū)3(26.79%)>小區(qū)2(26.14%)>小區(qū)1(24.39%)>小區(qū)5(20.90%)。土壤含水量對(duì)甜龍竹筍產(chǎn)量存在極顯著的影響(P<0.01),甜龍竹筍產(chǎn)量隨著土壤含水量的增加急速增加,當(dāng)土壤含水量達(dá)25%時(shí),筍產(chǎn)量增加趨勢逐漸平緩,土壤含水量為30%~45%的時(shí)候,產(chǎn)量最高且該階段含水量與產(chǎn)量的差異性不顯著(P>0.05),含水量超過45%后,產(chǎn)量出現(xiàn)下降的趨勢,但高于10%~25%時(shí)的產(chǎn)量。
(2)各試驗(yàn)小區(qū)5月前差異不大,5月后覆蓋處理的試驗(yàn)小區(qū)變化趨勢基本一致,且溫度差異不大,無覆蓋處理的試驗(yàn)小區(qū)前期變化趨勢一致,后期差異較大。各試驗(yàn)小區(qū)土壤平均溫度排序?yàn)椋盒^(qū)5(24.61℃)>小區(qū)6(24.52℃)>小區(qū)7(24.33℃)>小區(qū)8(24.18℃)>小區(qū)3(21.92℃)>小區(qū)1(22.70℃)>小區(qū)2(22.67℃)>小區(qū)4(20.55℃)。土壤溫度對(duì)甜龍竹筍產(chǎn)量存在極顯著的影響(P<0.01),當(dāng)土壤平均溫度在15~20℃區(qū)間內(nèi),隨著土壤溫度的增高,筍產(chǎn)量急速增加,當(dāng)土壤溫度達(dá)到19℃時(shí),筍產(chǎn)量趨于飽和狀態(tài),曲線不再升高。
(3)甜龍竹覆蓋加灌溉對(duì)竹筍提前出筍具有非常顯著的作用,最早出筍的7號(hào)小區(qū),比對(duì)照小區(qū)1的出筍提前了將近90 d,筍期延長3倍。總的來看,不覆蓋的試驗(yàn)小區(qū)始出筍時(shí)間都要比覆蓋后的試驗(yàn)小區(qū)始出筍時(shí)間晚20~40 d不等。
(4)不同試驗(yàn)小區(qū)總產(chǎn)量及各階段的產(chǎn)筍量差異顯著(P<0.05),其中小區(qū)7竹筍產(chǎn)量早期和中期顯著高于其他試驗(yàn)小區(qū),但后期產(chǎn)量除高于5號(hào)小區(qū)外,相比較其他小區(qū)都低。小區(qū)4、6、8總產(chǎn)量相差不大,但前期小區(qū)6高于小區(qū)4高于小區(qū)8,小區(qū)4中期高于其他兩個(gè)小區(qū),小區(qū)8后期產(chǎn)量最高。小區(qū)1總產(chǎn)量最低,前期產(chǎn)量也是最低,后期較小區(qū)5、7稍高,整體來看,總產(chǎn)量覆蓋小區(qū)要優(yōu)于不覆蓋的小區(qū)。
(5)不同試驗(yàn)小區(qū)經(jīng)濟(jì)效益明顯不同,從高到底依次為:小區(qū)7(195 338元·hm-2)>小區(qū)6(141 642元·hm-2)>小區(qū)8(116 228元·hm-2)>小區(qū)5(111 686元·hm-2)>小區(qū)4(105 456元·hm-2)>小區(qū)3(91 962元·hm-2)>小區(qū)2(62 246元·hm-2)>小區(qū)1(40 628元·hm-2)。通過收支平衡計(jì)算,小區(qū)7的收入最高,為180 428.91元·hm-2(10 736.28元·畝-1),比不澆水、不覆蓋的小區(qū)1高出了80%。總的來看,覆蓋后的試驗(yàn)小區(qū)要比不覆蓋的試驗(yàn)小區(qū)收入高,澆水的試驗(yàn)小區(qū)比不澆水的試驗(yàn)小區(qū)收入高,通過收支平衡計(jì)算,小區(qū)7(覆蓋+澆水/7 d)最值得推廣應(yīng)用。