范偉青，黃明文，謝愛香,藍(lán)本寬，畢雅瑩，周成敏

(1.遂昌縣自然資源和規(guī)劃局，浙江 遂昌 323300； 2.麗水市農(nóng)林科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000)

毛竹(Phyllostachysedulis)是一種重要的禾本科植物，雖然具有生長快、周期短、產(chǎn)量高、用途廣等特點(diǎn)[1]，但目前竹產(chǎn)業(yè)面臨市場、成本、生態(tài)等多重壓力，毛竹竹材價(jià)格2017年比2012年最高峰時的價(jià)格幾乎下降了50%[2]，然而竹制工藝品的竹材需求卻越來越大，由于自然界生長特異的竹子數(shù)量較少，研究主稈人工造型的報(bào)道甚少，開展這方面的研究，不僅能為制造竹制工藝品提供特殊材料，達(dá)到竹材增值的目的，還能幫助竹農(nóng)解決賣竹難的問題。為此，根據(jù)毛竹主稈的粗生長在竹筍出土前就基本定型規(guī)律[3]和在毛竹竹筍長成新竹的過程中，其主稈形狀有可塑性[4]以及在很大程度上是不直接需光的[5]，且毛竹幼竹在林內(nèi)的弱光條件也能很好地進(jìn)行光合作用[6],研究試圖通過對毛竹竹筍套方形鉆孔不銹鋼模具，觀測透氣孔對毛竹主稈形狀和竹節(jié)生長的影響，以期探索出毛竹竹筍在模具內(nèi)的生長規(guī)律，為竹制工藝品特殊竹材人工造型提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于浙江省麗水市遂昌縣西北部的應(yīng)村鄉(xiāng)，地理坐標(biāo)119°8′32″E，28°41′1″N，全年平均氣溫為17.1 ℃，最高氣溫為40.1 ℃，最低氣溫為-9.7 ℃，年降水量為1 212.5 mm，大于10 ℃年積溫1 273.3 ℃，無霜期223 d，相對濕度79%。試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在高棠村，土名：后山，海拔610 m，土壤為山地紅壤，pH 5.5-6.5，土層深度60 cm以上，林分是經(jīng)過改建、大小年明顯的筍竹兩用林基地(2019年為出筍大年)，立竹量為2 250株·hm-2，平均胸徑12.2 cm，竹林年齡結(jié)構(gòu)比例1、2、3度(含3度以上)立竹株數(shù)比為41∶27∶32。

1.2 試驗(yàn)材料

在立地條件基本一致、經(jīng)營管理水平相同的竹林里，選擇筍體粗度(距離地面5 cm處)外圍周長在40～45 cm之間，筍高度在25～35 cm之間健壯的竹筍為供試對象。模具委托浙江省遂昌雄立鋁合金經(jīng)營部加工，采用0.12 cm、0.15 cm、0.18 cm厚的不銹鋼做成錐臺型的正方形模具，上底面直徑為10.5 cm，下底面為12 cm，高為200 cm，為了防止模具被風(fēng)吹倒和促使竹筍能順利入模生長，在模具下端增加高20 cm，上底面直徑為12 cm，下底面為15 cm開口型的基座，正方形模具可一分為二，合起來就成方形，中間為鏍絲釘固定。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1不同厚度處理 鋼板厚度設(shè)3個處理，處理A為0.12 cm，處理B為0.15 cm，處理C為0.18 cm，3個重復(fù)，每個處理3株，共計(jì)36株。

1.3.2不同孔隙大小處理 設(shè)4個處理，處理A無孔模具，處理B為64個直徑1.5 cm孔模具，處理C為64個直徑3.0 cm孔模具，對照處理(CK)為不用模具，3個重復(fù)，每個處理3株，共計(jì)36株。

1.4 上模造型

2019年4月10日前后，當(dāng)筍長出地面25～35 cm時，筍體大小基本可分辨時即可進(jìn)行上模。上模時，將筍直接套入模具中，然后，用鐵絲在模具3個不同方向牽拉固定，以保證造型的強(qiáng)制力，防止竹筍生長時偏倒。

1.5 數(shù)據(jù)采集與分析

2019年7月10-11日拆模，調(diào)查經(jīng)過造型和對照(自然生長)的200 cm主稈中每節(jié)的節(jié)間長度和竹節(jié)數(shù)量，測量時，最后一節(jié)如有一半以上在模具內(nèi)按一節(jié)計(jì)算，不到一半不計(jì)節(jié)數(shù)。測量節(jié)間長度工具用300 cm的鋼卷尺。主稈高指對照樣株與套模樣株相對應(yīng)節(jié)數(shù)的總高度；對照樣株記錄從地面開始至200 cm(模具高)自然高度的竹節(jié)個數(shù)，套模的從地面開始向上記錄與對照相同節(jié)數(shù)的長度。胸徑測量主稈130 cm處的直徑，測量工具用200 cm的測樹圍尺。

為了對比鉆孔處理對幼竹成竹過程的影響，數(shù)據(jù)采用DPS軟件LSD法進(jìn)行多重比較及差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鋼板厚度對竹筍生長膨脹力的影響

從試驗(yàn)現(xiàn)場觀察，隨著竹筍生長膨大，處理B和處理C的模具，鋼板沒有向外突出變形，鏍絲釘固定接口處也沒有突出；處理A模具，鋼板沒有向外突出變形，但兩塊模具連接鏍絲釘固定處略微突出。3個處理的鋼板厚度都能承受竹筍生長向外膨脹力。

2.2 模具孔隙對竹節(jié)的影響

竹筍套模后，經(jīng)2～3 d觀察1次，有洞孔處理模具B、C，發(fā)現(xiàn)15 d左右出模，B比C遲1～2 d出模，自模具下端至上口，生長規(guī)律呈現(xiàn)先緩慢后逐漸加快，直至出模后恢復(fù)自然生長；處理A(無孔模具)的竹筍，套模15 d后全部死亡，最高的長度110 cm，為此，處理A未作分析，僅對處理B、處理C和對照進(jìn)行分析，現(xiàn)將套模具3個月后調(diào)查的表觀數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，見表1。

表1 模具孔隙對竹節(jié)的影響

表1可見，B、C處理，隨著孔隙增大，毛竹節(jié)間的平均長度也增長，B處理的平均節(jié)間長為11.76 cm，C處理的平均節(jié)長為13.33 cm。所有處理的節(jié)間長度分別比對照16.67 cm減少了29.45%和20.04%。處理間達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，B、C處理之間達(dá)顯著差異，B、C處理與對照之間達(dá)到極顯著差異；毛竹的竹節(jié)個數(shù)隨著孔隙增大竹節(jié)個數(shù)減少，B處理的竹節(jié)個數(shù)最多，為17個；對照的竹節(jié)個數(shù)最少，為12個。所有處理的竹節(jié)個數(shù)分別比對照增加了41.67%、25.00%，B、C處理之間差異不顯著，B、C處理與對照之間達(dá)到顯著差異。由此可見，光照強(qiáng)度和透氣強(qiáng)度與竹筍的縱向生長有直接的影響，這與方飛燕等研究的不同光照強(qiáng)度對毛竹幼竹成竹過程有顯著差異[7]以及鄭林水等分析竹筍高生長細(xì)胞分裂所生產(chǎn)的熱量無法及時散發(fā)會造成竹筍死亡[4]結(jié)果一致。

由表1中的毛竹節(jié)間平均長度可見，隨著模具孔隙增大，毛竹節(jié)間的平均長度增長，而毛竹竹節(jié)個數(shù)卻隨著模具孔隙增大是減少的。為此，為分析模具孔隙對竹節(jié)的相關(guān)關(guān)系，對毛竹節(jié)間長度(Y)、竹節(jié)個數(shù)(Y)與模具孔隙(X)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相關(guān)性回歸分析，得出回歸方程式和相關(guān)系數(shù)(R2):毛竹節(jié)間長度：y=4.199 6x+12.478，R2=0.91；竹節(jié)個數(shù)：y=-4.076 1x+16.066，R2=0.85，根據(jù)相關(guān)性回歸分析結(jié)果：毛竹節(jié)間長度與模具孔隙之間呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，毛竹竹節(jié)個數(shù)與模具孔隙之間呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2均達(dá)到0.85以上，這說明毛竹節(jié)間長度、竹節(jié)個數(shù)與模具孔隙相關(guān)關(guān)系緊密，在生產(chǎn)中可以根據(jù)需要，對模具孔隙進(jìn)行調(diào)整，以培育出相應(yīng)的竹材。

2.3 模具孔隙對竹材的影響

試驗(yàn)結(jié)果(表2)發(fā)現(xiàn)，竹節(jié)高度隨著模具孔隙增大而增高， B處理的平均竹稈高度為110.53 cm，C處理的平均竹稈高度為152.57 cm。B、C處理的竹稈高度分別比對照207.10 cm減少了46.63%和26.33%。處理間達(dá)到極顯著水平(P<0.01)；毛竹的胸徑B處理與C處理相同，對照的大了0.46 cm，經(jīng)分差分析和多重比較，處理之間差異不顯著。由此可見，模具孔隙對竹稈高度生長有直接的影響，但不會影響竹稈胸徑的生長。分析原因，新竹主稈高度，可能是用模具強(qiáng)制改變毛竹主稈形狀，造成部分竹筍養(yǎng)分輸送通道遭壓，養(yǎng)分供給減少，致使竹筍高生長受影響，加上模具孔隙度不同，對竹筍高生長細(xì)胞分裂所生產(chǎn)的熱量散發(fā)有快有慢，所以，新竹主稈矮化有差異；新竹胸徑，竹類植物只有初生生長，沒有次生生長，形態(tài)生長在短期內(nèi)一次完成。一株竹的竹稈粗細(xì)在竹筍出土?xí)r就已決定了[8]，所以新竹胸徑的生長幾乎不受光照強(qiáng)度的影響,而取決于竹筍的大小。

表2 模具孔隙對竹材的影響

2.4 模具孔隙對毛竹主稈形狀的影響

從試驗(yàn)現(xiàn)場觀察，模具大小配置和竹筍大小有較大關(guān)系，如模具大而竹筍偏小，毛竹主稈成不了方形，如竹筍比模具偏大，毛竹主稈形成方形時，會導(dǎo)致主稈竹壁輕微內(nèi)凹；如竹筍體積過大，導(dǎo)致整個毛竹主稈竹壁和竹節(jié)內(nèi)凹，形成夾層(見圖A)；只有模具大小與竹筍大小(竹筍直徑略大模具直徑)相對一致時，工藝竹材造型較好，模具孔隙對毛竹主稈形狀不會造成影響(見圖B)。

圖A 竹筍比模具大 圖B竹筍與模具大小相等Fig.A Bamboo shoots are larger than molds Fig.B Bamboo shoots are comparable to the molds

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著竹筍生長膨大，3個厚度處理模具，都能承受其向竹筍生長向外膨脹力，模具鋼板不會變形，不影響竹稈成形。但從觀察分析，模具鋼板厚度不宜低于0.12 cm，因?yàn)樵谠摵穸葧r，兩塊模具連接鏍絲釘固定處略微突出，說明低于該厚度的鋼板承受力已不能抵御竹筍生長向外的膨脹力。毛竹竹筍長成新竹的過程中，利用不同孔隙的不銹鋼模具套住筍體，新竹主稈隨著孔隙增大，節(jié)間的平均長度也隨著增長，而竹節(jié)個數(shù)卻隨著孔隙增大而減少，竹稈高度會隨著模具孔隙增大而增高，但對竹稈胸徑大小沒有影響。為此，在生產(chǎn)中可以根據(jù)需要，通過模具孔隙的調(diào)整，按照人為設(shè)定的長度培育出所需要的工藝毛竹竹材，通過竹筍粗度和模具的大小選擇，培育出市場需要的不同大小規(guī)格的工藝毛竹竹材。

3.2 討論

筍高度在25～35 cm之間，對毛竹筍套上200 cm長的無孔不銹鋼模具，超出了竹筍生長抵御外界干擾的承受能力，容易造成死亡，但試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)當(dāng)筍高度處于65 cm左右時，套上200 cm長的無孔不銹鋼模具，也有個別樣株能生長發(fā)育成幼竹的現(xiàn)象存在，原因是筍高度已近模具1/3，相對離上模洞口光熱環(huán)境、透氣條件，隨模具縮短而發(fā)生了變化。根據(jù)植物生長狀況與其所處的光環(huán)境密切相關(guān)[9]，在影響植物結(jié)構(gòu)特性的生態(tài)因子 (光 、溫度 、水分及營養(yǎng)等)中，光照強(qiáng)度的作用最為顯著[10]，還有透氣強(qiáng)度，模具四周無孔隙不透氣，竹筍高生長細(xì)胞分裂所生產(chǎn)的熱量無法及時散發(fā)[4]，造成氣孔部分關(guān)閉及生理功能減弱[11]，生長發(fā)育受到嚴(yán)重阻礙，表現(xiàn)出黃花、瘦弱及死亡[12]。說明由竹筍過渡到幼竹前盡管未展枝放葉也是離不開透氣的環(huán)境和一定的光照條件，而毛竹筍套上不同孔隙的模具，其節(jié)間長度均小于自然條件下的節(jié)間長度，特別是不同孔隙之間的節(jié)間長度有顯著差異，適當(dāng)?shù)亟o竹筍一些透光和透氣的條件，竹筍就能生長發(fā)育成幼竹。這也說明毛竹從竹筍到幼竹這個生長過程中很大程度上是可以不需強(qiáng)光的[5]，能夠在弱光和有透氣的條件下生長，這與楊迪蝶等[6]的研究結(jié)果相似。