不同林分郁闭度对竹芋生长和产量的影响

梁梅华，安家成，黎创基，隆卫革，廖英汉，朱昌叁

（1.广西生态工程职业技术学院，广西柳州 505004；2.广西壮族自治区林业科学研究院，广西南宁 530002）

竹芋（Maranta arundinacea）又名竹薯、冬笋薯和葛郁金[1]，是竹芋科（Marantaceae）竹芋属多年生草本植物。竹芋地下根茎肉质，纺锤形，富含淀粉，是优质淀粉原料，在我国广西、广东和云南等大部分南方地区栽培[2-5]。竹芋原产热带[6-7]，可在温湿、弱光或半荫环境及间接的辐射光或散射性光下生长[8-9]，全光照不适于竹芋生长，对其进行适当遮荫或林下栽培，效果更好。林亦曦[10]、连大鹏[11]和苏晋伙[12]的研究结果表明，林分郁闭度影响林内光线条件（光强、光质），郁闭度过低或过高均不利于林下植物生长。光调节植物生长、发育和形态建成，是绿色植物进行光合作用的重要能源和基础[13]。郁闭度的选择与调节是林下套种成功与否的关键[10-12，14-15]。

马尾松（Pinus massoniana）是广西分布面积最广的树种[16]，其成熟林透光率高。在马尾松林下种植竹芋，一方面可利用马尾松林内土壤湿润、疏松及肥沃的优势，促进竹芋生长；另一方面，可充分利用有限的林地资源，发展林粮立体栽培，提高人工林经济效益。本研究将竹芋种植在不同郁闭度的马尾松林下，分析不同郁闭度对竹芋生长与产量的影响，为林下栽培竹芋提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在广西生态工程职业技术学院教学实验林场16 林班（109°23′E，24°28′N），属亚热带季风气候，年均气温20.1 ℃，最高气温39.4 ℃，最低气温-5.8 ℃；年均相对湿度78%；海拔123 ～126 m。土壤为壤土，pH值5 ～6，土层厚度105 cm。

1.2 试验材料

竹芋种薯来自广西防城港防城区。2019年11月，将竹芋的小薯覆土浅埋，至2020年春季发芽后作为种苗种植。

1.3 试验方法

通过选择与间伐，在马尾松成熟林的纯林下设置3 个郁闭度，分别为0.2（T1）、0.4（T2）和0.6（T3），以林外空地（郁闭度为0）为对照（CK）；每处理3次重复。提前半个月整地，清除种植地上的杂灌，整地深度50 cm，耕后细耙起垄（长× 宽× 高：4 m × 2 m ×10 m，垄面积8 m2），起垄后定点挖穴，穴距50 cm ×50 cm，栽培密度为34 782株/hm2。2020年3月25日定植，每穴提前施入有效养分含量51%的复合肥（N∶P∶K为17∶17∶17）75 g，与土壤充分混匀，避免复合肥与种茎直接接触，以免烧伤种苗。栽植时选择大小均匀的竹芋苗，埋土深约4 cm。分别在6月20日和9月25日除草抚育各1次。

1.4 指标测定

11月下旬，竹芋枝叶黄萎，采收并测定生长指标及产量指标。每个重复随机抽取15 株竹芋进行测量，用钢卷尺测定竹芋株高（最长茎条从根到叶尖的长度）、最长茎条的第1 茎节长与第2 茎节长。记录最长茎条的茎节数、结薯数量。用电子天平（精确至0.01 g）称量植株鲜重（不含薯）、单株薯鲜重和各垄竹芋重量，将各垄竹芋重量折合成公顷产量。

1.5 数据处理

采用Excel 2010 和SPSS 20.0 进行统计分析，采用Duncan多重比较法分析数据间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 林分不同郁闭度对竹芋地上部分生长的影响

不同郁闭度下，株高差异极显著（P＜0.01），植株鲜重（不含薯）和第2 茎节长均差异显著（P＜0.05），茎节数和第1茎节长均差异不显著（表1）。植株鲜重（不含薯）随林分郁闭度增加而逐渐减少；不同郁闭度下，植株鲜重（不含薯）均高于CK；郁闭度为0.2 和0.4 时，植株鲜重（不含薯）均显著高于CK（P＜0.05），郁闭度为0.6 时，与CK 差异不显著。茎节数随林分郁闭度增加而逐渐减少；不同郁闭度下，茎节数均高于CK，但与CK 差异不显著。株高、第1茎节长和第2茎节长均随林分郁闭度增加呈先增后减的趋势；郁闭度为0.4 时，株高极显著高于其他处理（P＜0.01）；第2 茎节长显著高于其他处理（P＜0.05），与CK 差异不显著。不同郁闭度下，第1 茎节长与CK差异不显著。全光照不利于竹芋正常生长；林分郁闭度过高（郁闭度为0.6 时），林内散射光不足，也会影响竹芋的光合作用和有机物积累。这可能与竹芋原产热带，性喜温湿的生态学特性有关。

表1 不同郁闭度对竹芋生长的影响Tab.1 Effects of different crown densities on M.arundinacea growths

续表1 Continued

2.2 林分不同郁闭度对竹芋产量的影响

不同郁闭度下，单株薯鲜重和单薯平均重量均差异显著（P＜0.05），单株薯数量和薯产量均差异极显著（P＜0.01）（表2）。单株薯鲜重随林分郁闭度增加而降低；郁闭度为0.2 时，单株薯鲜重最大（132.76 g），显著高于其他处理（P＜0.05）。单株薯数量随郁闭度增加呈先增后减的趋势；郁闭度为0.2和0.6 时，单株薯数量均极显著低于CK（P＜0.01），郁闭度为0.4 时，与CK 差异不显著。单薯平均重量随林分郁闭度增加呈先减后增的趋势；郁闭度为0.2时，单薯平均重量最大（34.90 g），显著高于其他处理（P＜0.05）。薯产量随林分郁闭度增加而逐渐降低；郁闭度0.6时，薯产量最低（2 705.33 kg/hm2）；郁闭度为0.2时，薯产量最高（4 617.54 kg/hm2），极显著高于其他处理（P＜0.01）。

表2 不同郁闭度对竹芋产量的影响Tab.2 Effects of different crown densities on M.arundinacea yields

2.3 竹芋各指标间的相关性分析

植株鲜重（不含薯）与单株薯鲜重、单株薯数量、茎节数和株高均呈极显著正相关（P＜0.01），与第2 茎节长呈显著正相关（P＜0.05）；单株薯鲜重与单株薯数量、单薯平均重量均呈极显著正相关（P＜0.01）；单株薯数量与茎节数呈极显著正相关（P＜0.01），与株高呈显著正相关（P＜0.05）；茎节数与株高呈极显著正相关（P＜0.01）；株高与第1 茎节长、第2 茎节长均呈极显著正相关（P＜0.01）；第1 茎节长与第2茎节长呈极显著正相关（P＜0.01）（表3）。

表3 各指标相关性分析Tab.3 Correlation analysis on all indexes

3 讨论与结论

植物适应环境变异最直接的外在表现就是其形态性状变异[17]。不同郁闭度林下，竹芋植株鲜重（不含薯）和茎节数均随林分郁闭度增加而逐渐减少；竹芋株高、第1 茎节长和第2 茎节长均随林分郁闭度增加先增加后减少，且均在林分郁闭度为0.4时达最大值。不同郁闭度下，竹芋植株鲜重（不含薯）显著高于对照。试验结果与袁清风等[9]的研究结果（竹芋性喜温湿，不能在低光度的环境生长，也不能在强光下曝晒）一致。光是植物生长的限制因子，植物叶片所受光照不同，其光合作用不同，光照强度过低会限制植物叶片的光合作用和植物的生长；光照强度过高易对植物光合器官造成伤害，对植物生长产生不利影响。低光照强度和高光照强度都不利于植物生长，应根据植物对光的生长特性提供适宜的光环境[18-21]。

竹芋产量和单薯平均重量是2 个主要经济性状。竹芋产量随林分郁闭度增加逐渐降低，不同郁闭度间薯产量差异极显著。林分郁闭度为0.2 时，薯产量及单薯平均重量均极显著或显著高于其他郁闭度和CK。林分郁闭度增加，透光率逐渐减少，竹芋光合产物更多的向地上部分分配，以便尽可能多的捕获光能，维持碳同化能力，从而确保植物的正常生长；薯产量及单薯平均重量在林分郁闭度为0.4 和0.6 时较低。可见，选择适宜的光照强度对提高竹芋产量十分重要。

竹芋各产量指标与地上部分生长量指标存在一定相关性，但相关性弱，表明地上部分生长状况对产量有一定影响。单株薯鲜重与竹芋植株鲜重（不含薯）呈极显著正相关，说明增加竹芋植株鲜重（不含薯）能提高竹芋产量；单株薯数量与茎节数呈极显著正相关，说明促进竹芋分枝可以在一定程度上增加竹芋结薯数量；单薯平均重量与茎节数呈负相关，表明适当控制茎节数能提高单薯平均重量。茎节数影响竹芋结薯数量和单薯平均重量。可通过调控光照强度改善竹芋生长环境条件，适当促进竹芋株高生长，控制茎节数，从而提高竹芋的产量和质量。