毛竹伐樁儲(chǔ)水灌溉技術(shù)在干旱年份的防災(zāi)效果研究

許正武，黃志強(qiáng)，張瑋，黃良根

（1.休寧縣國(guó)有林場(chǎng)，安徽黃山 245000；2.休寧縣西田國(guó)有林場(chǎng)，安徽 黃山 245000；3.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 杭州 311400；4.休寧縣林業(yè)科技推廣中心，安徽 黃山 245000）

毛竹（Phyllostachys edulis）是我國(guó)竹林類(lèi)型中栽培面積最大、經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的竹種[1]。2021 年，我國(guó)毛竹林種植面積已達(dá)527.76 萬(wàn)hm2，且呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)[2]。毛竹伐樁儲(chǔ)水灌溉技術(shù)是指利用毛竹伐樁竹腔內(nèi)壁具有儲(chǔ)水的功能，儲(chǔ)存于伐樁竹腔內(nèi)的水分在干旱季節(jié)通過(guò)竹腔內(nèi)壁緩慢滲透到整個(gè)鞭竹系統(tǒng)，為竹林生長(zhǎng)和竹筍孕育提供水分支持，發(fā)揮防旱作用。該技術(shù)由中國(guó)林科院亞林所和浙江省杭州市富陽(yáng)區(qū)農(nóng)林局于2018 年研究完成，2019 年被國(guó)家林草局選定為重點(diǎn)推廣林草科技成果100 項(xiàng)之一。其初期研究主要針對(duì)無(wú)水源地竹林的間歇性干旱防治，對(duì)提高竹材徑級(jí)和大徑竹比例有較好的效果。但在持續(xù)干旱條件下對(duì)竹筍產(chǎn)量和竹材徑級(jí)的影響尚未見(jiàn)報(bào)道。2022 年，安徽黃山市休寧縣林業(yè)局在承建中央財(cái)政“毛竹大徑材節(jié)水培育技術(shù)推廣示范項(xiàng)目”時(shí)，開(kāi)展了毛竹筍材兩用林培育中不同灌水量的對(duì)比試驗(yàn)，以探討該技術(shù)的抗旱和竹林效益的應(yīng)用效果。特別是實(shí)施當(dāng)年，黃山地區(qū)出現(xiàn)了百年一遇的極端干旱天氣，當(dāng)年的竹筍產(chǎn)量下降到有歷史記錄以來(lái)的最低點(diǎn)，大部分竹園竹筍減產(chǎn)減收，竹林撫育的投入虧損嚴(yán)重。因此，本試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)竹林伐樁儲(chǔ)水灌溉技術(shù)在極端干旱條件下應(yīng)用效果具有極高的指導(dǎo)價(jià)值。

研究表明，筍期和竹鞭生長(zhǎng)期的水分狀況對(duì)竹林影響明顯，干旱嚴(yán)重抑制毛竹林鞭根系統(tǒng)更新及筍芽分化，從而影響新竹形成和竹筍產(chǎn)量[3-6]。研究有效的灌溉技術(shù)對(duì)維護(hù)毛竹林的生態(tài)功能和提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出具有十分重要的實(shí)踐意義。本試驗(yàn)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)了不同處理的出筍量、成竹數(shù)、新竹徑級(jí)，計(jì)算了竹筍收入、綜合盈虧等竹林經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，為伐樁儲(chǔ)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于休寧縣西田國(guó)有林場(chǎng)山斗管護(hù)區(qū)土名新嶺腳，海拔280～300 m；年均氣溫16.2 ℃，年均降水量1 620 mm；成土基巖為千枚巖，土壤為黃紅壤，疏松、肥沃，土層厚度50 cm 以上；坡度16°～25°。

2 材料和方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)林面積0.4 hm2，原始竹林密度3 600 株/hm2，平均胸徑9.0 cm，1 至4 度竹比例大體為1∶1∶1∶1。2023 年為春筍大年，有簡(jiǎn)易作業(yè)道通達(dá)。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與布局

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，將試驗(yàn)林自上而下，按照60 m×22.22 m 等分為A、B、C 3 個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組自西而東按照20 m×22.22 m 等分為3 個(gè)長(zhǎng)方形小區(qū)，在同一區(qū)組內(nèi)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)確定為1 個(gè)處理。

試驗(yàn)于2022 年3 月開(kāi)始，設(shè)置不同灌水量處理，處理1（2 700 L/hm2）、處理2（5 400 L/hm2）、CK（無(wú)灌溉），每個(gè)處理3 次重復(fù)。各處理的撫育措施基本一致，即分別于2022 年3 月份進(jìn)行立竹結(jié)構(gòu)調(diào)整，控制密度在2 700 株/ hm2左右，調(diào)整1 至4 度竹比例為1∶1∶1∶0 至3∶3∶3∶1；5 月下旬和8 月下旬各施肥1 次。各處理對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施詳見(jiàn)表1，各處理布局詳見(jiàn)表2。

表1 各處理伐樁儲(chǔ)水灌溉技術(shù)

表2 試驗(yàn)處理布局示意

2.2.2 用工和物料成本統(tǒng)計(jì)

立竹結(jié)構(gòu)調(diào)整用工（200 元/工，50%計(jì)入試驗(yàn)成本，50%由竹材采伐利用環(huán)節(jié)分?jǐn)偅?、施肥用工?60元/工）和肥料費(fèi)用由3 個(gè)處理均攤；伐樁打孔用工（160 元/工）由處理1、處理2 均攤；蓄水設(shè)施搭建（200 元/工）、伐樁灌水（160 元/工）用工及其物料成本由處理1、處理2 根據(jù)實(shí)際情況分?jǐn)偂?/p>

2.2.3 出筍量、成竹數(shù)及新竹徑級(jí)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)林于2023 年春節(jié)前挖1 次冬筍，2023 年盛筍期按“留壯挖弱，均勻分布”的原則，優(yōu)先留養(yǎng)種筍≥40 根/小區(qū)（以成竹40 根為基準(zhǔn)），余筍每隔3～5 d 挖1 次，并現(xiàn)場(chǎng)稱(chēng)重統(tǒng)計(jì)。于6 月新竹完全展葉后，對(duì)當(dāng)年實(shí)際成竹數(shù)和徑級(jí)進(jìn)行調(diào)查，并計(jì)算新竹平均胸徑。

2.2.3 竹筍收入計(jì)算

竹筍收入根據(jù)當(dāng)日竹筍收購(gòu)價(jià)確定，挖筍勞務(wù)根據(jù)當(dāng)?shù)亓?xí)慣結(jié)合筍價(jià)與雇工面議，冬、春筍均按售筍收入的50%計(jì)算。竹筍純收入=售筍收入-挖筍勞務(wù)。

2.2.4 綜合利計(jì)算

綜合盈利=竹筍純收入-竹林撫育成本-伐樁儲(chǔ)水灌溉成本。

2.3 數(shù)據(jù)處理

使用EXCEL 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使用SPSS19.0 進(jìn)行方差分析，并用成對(duì)比較的方法計(jì)算同一區(qū)組各處理間的差值d 及所有區(qū)組的平均差值D，用T 檢驗(yàn)對(duì)各處理間的出筍量和新竹平均胸徑作差異顯著性檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同灌水量對(duì)毛竹出筍量、成竹數(shù)和新竹徑級(jí)的影響

由表3 可知，在秋季毛竹筍芽分化和孕筍期出現(xiàn)嚴(yán)重干旱時(shí)，實(shí)施伐樁儲(chǔ)水灌溉具有顯著的增產(chǎn)效果，且增產(chǎn)量與灌水量成正相關(guān)。與對(duì)照相比，處理1 竹筍增產(chǎn)2 787 kg/hm2，增幅為106.5%；處理2增產(chǎn)5 299 kg/hm2，增幅為202.5%；同時(shí)，處理2 竹筍增產(chǎn)量高于處理1。與對(duì)照相比，處理1 新竹平均胸徑提高0.29 cm，增幅為3.2%；處理2 的新竹平均胸徑提高0.56 cm，增幅為6.1%，且處理2 的新竹平均胸徑要高于處理1 的。各處理間當(dāng)年成竹數(shù)均在900 根/hm2左右，與灌溉與否沒(méi)有關(guān)系。這是由于成竹數(shù)量是由人為控制種筍留養(yǎng)的結(jié)果。

表3 各處理出筍量、成竹數(shù)及新竹平均胸徑

由表4 可知，不同處理間毛竹出筍量的差異達(dá)0.01 顯著水平。綜合分析表3 和表4 結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，各處理間當(dāng)年成竹數(shù)在900 根/hm2左右，差異不明顯，但在種筍選留規(guī)則相同時(shí)，灌溉能提高新竹徑級(jí)，其規(guī)律與出筍量相同。各處理間新竹平均胸徑的差異顯著性為：處理1 與對(duì)照、處理1 與處理2 達(dá)0.05 顯著水平，處理2 與對(duì)照達(dá)0.01 顯著水平。

表4 各處理間出筍量和新竹平均胸徑差異顯著性檢驗(yàn)

3.2 不同灌水量對(duì)投入成本的影響

由表5 可知，所有處理竹林撫育投入相同，均為14 100 元/hm2。伐樁儲(chǔ)水灌溉投入主要與蓄水設(shè)施、干旱程度有關(guān)，其中蓄水設(shè)施投入主要取決于蓄水量，蓄水5 700 L/hm2比2 850 L/hm2投入增加1 575元/hm2。伐樁灌水投入主要取決于天氣，如干旱嚴(yán)重，灌水次數(shù)多，所需投入就越高，如遇常態(tài)年份，灌水用工就會(huì)減少甚至無(wú)需人工灌溉；其與伐樁單次灌水量亦有一定關(guān)系，每個(gè)伐樁單次灌水600 mL比單次灌水300 mL（澆灌次數(shù)均為10 次）增加投入300 元/hm2。

表5 各處理用工、物料成本

3.3 不同灌水量對(duì)竹筍收入和綜合盈虧的影響

由表6 可以看出，竹筍收入與灌水量呈正相關(guān)。其中對(duì)照減收最嚴(yán)重，竹筍純收入僅6 345 元/hm2，綜合盈虧為-7 755 元/hm2。這說(shuō)明，在嚴(yán)重干旱年份，不采取灌溉措施的竹園，經(jīng)濟(jì)損失較大。處理1 比對(duì)照增收7 380 元/hm2，但投入增加了5 100 元/hm2，綜合盈虧為-5 475 元/hm2，減虧2 280 元/hm2。這說(shuō)明，在嚴(yán)重干旱年份實(shí)施伐樁儲(chǔ)水灌溉能夠提高經(jīng)營(yíng)效益。處理2 比對(duì)照增收了15 510 元/hm2，雖投入增加了6 975 元/hm2，但綜合盈利為780 元/hm2，增加收益6 255 元/hm2。綜合對(duì)比，在干旱年份，灌水可以消除自然災(zāi)害的影響，但要發(fā)揮伐樁灌溉技術(shù)的最大效益，需要根據(jù)干旱程度確定合理的灌溉量。

表6 各處理竹筍收入及綜合盈虧

4 結(jié)論與討論

（1）本研究結(jié)果表明，毛竹伐樁儲(chǔ)水灌溉技術(shù)在干旱年份的防災(zāi)、增效效果明顯，且初始投入不大，技術(shù)簡(jiǎn)單易行，適用于水源受限竹林的間歇性干旱和小面積零星分布的筍用林和筍材兩用林培育，值得推廣應(yīng)用；但要發(fā)揮毛竹伐樁儲(chǔ)水灌溉技術(shù)的最佳效益，必須根據(jù)干旱程度確定合理的灌溉量。

（2）基于當(dāng)前竹材價(jià)格較低，扣除采伐勞務(wù)后，純收入已不多的現(xiàn)實(shí)情況，本研究未將當(dāng)年新竹可能取得的收入納入盈虧核算。由于各處理種筍選留規(guī)則相同，當(dāng)年成竹數(shù)基本一致，徑級(jí)大小依次為處理2、處理1、對(duì)照，因此，即使把當(dāng)年新竹可能取得的收入納入盈虧核算，各處理的盈虧排序亦不會(huì)改變。

（3）由于毛竹伐樁儲(chǔ)水灌溉技術(shù)的防旱效果主要取決于灌水量，因此，在采取措施時(shí)應(yīng)根據(jù)經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)確定蓄水量。如投資不大的低強(qiáng)度經(jīng)營(yíng)或只要求防間歇性干旱，可選擇較小的蓄水量，以減少蓄水設(shè)施投入，如1 500 L/hm2即可；如投資較大的高強(qiáng)度經(jīng)營(yíng)或要防持續(xù)性干旱，則應(yīng)擴(kuò)大蓄水量至5 400 L/hm2以上，才能取得更好的防旱效果。

（4）本試驗(yàn)所在年份（2022 年）恰遇百年難見(jiàn)的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性干旱，竹筍產(chǎn)量大幅下降，但筍價(jià)也大幅攀升，特別是冬筍價(jià)格漲到了歷史最高點(diǎn)（春節(jié)前，冬筍收購(gòu)價(jià)40 元/kg 以上，其中超市、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)60 元/kg 以上）。如果筍價(jià)下降，則維持盈虧平衡的竹筍產(chǎn)量必然增加，因此，決定蓄水投入時(shí)還應(yīng)綜合考慮筍價(jià)對(duì)盈虧的影響。

（5）本試驗(yàn)只設(shè)灌水量2 700 L/hm2、5 400 L/hm2和對(duì)照3 個(gè)處理，在整個(gè)筍芽分化期和孕筍期都無(wú)降雨的情況下，僅憑伐樁儲(chǔ)水灌溉能否達(dá)到常態(tài)年份的出筍量，以及達(dá)到常態(tài)年份出筍量需要灌水多少尚不得而知，有待今后繼續(xù)觀察研究。