邢增俊,麥志通,陳偉玉,姚海榮,韋茂山,陳運(yùn)雷
(三亞市林業(yè)科學(xué)研究院,海南三亞 572000)
林下經(jīng)濟(jì)是充分利用現(xiàn)有的林下土地資源和林蔭優(yōu)勢(shì),借助林地的生態(tài)環(huán)境,在林冠下開展林下養(yǎng)殖、種植等立體復(fù)合生產(chǎn)經(jīng)營,從而使農(nóng)林牧各業(yè)實(shí)現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、循環(huán)相生、協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式[1]。
益智(Alpinia oxyphylla)和海南砂仁(Amomumlongiligulare)均為海南“四大南藥”之一。益智較為喜蔭,大量分布于海南瓊中、澄邁、陵水等市縣,益智為海南道地藥材[2]。海南砂仁喜溫暖潮濕、適度蔭蔽環(huán)境中生長(zhǎng),主要分布于澄邁、儋州、三亞、樂東等地。海南砂仁主要以果實(shí)入藥,氣微香,性味辛溫,具有理氣開胃等功效[3],是中國重要中藥材之一。近幾年,海南政府積極加大引導(dǎo)農(nóng)民發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè),發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)益智和海南砂仁,使之成為海南農(nóng)民增收致富產(chǎn)業(yè)之一。有關(guān)益智和海南砂仁的研究主要在資源調(diào)查、開發(fā)利用等方面,該研究9 年生檀香林下種植的益智和海南砂仁,比較其生長(zhǎng)和生理特性,為海南島林下南藥資源的可持續(xù)開發(fā)利用提供參考。
試驗(yàn)地點(diǎn)為三亞市林業(yè)科學(xué)研究院苗圃基地檀香林(18°21′11″N,109°26′11″E),該地區(qū)屬熱帶季風(fēng)性氣候,光熱充足,雨水充沛,氣候溫和,年平均氣溫25.4℃,年降水量為1500~1800mm。該林分于2009 年種植,樹齡9a,郁閉度為0.5,平均樹高5.6m,平均胸徑為6.45cm,株行距為3m×3m。
2018 年2 月在檀香林下栽植益智和海南砂仁,益智苗齡為2 年生,海南砂仁苗齡為1 年生,每穴3~5 株苗木。栽植45d 后,選擇長(zhǎng)勢(shì)較為一致,無病蟲害的益智和海南砂仁苗木進(jìn)行試驗(yàn),每隔60d 統(tǒng)計(jì)其成活率和測(cè)定其生長(zhǎng)量。試驗(yàn)期間,苗木水肥正常管理。
2.2.1 光合參數(shù)測(cè)定
選擇晴天上午9:00~11:00,使用便攜式光合作用測(cè)定儀,測(cè)定苗木功能葉的瞬時(shí)凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)和瞬時(shí)氣孔導(dǎo)度。每組隨機(jī)選取10 株長(zhǎng)勢(shì)中等且健康的植株,每株取3~5 片葉子進(jìn)行測(cè)定,每葉片重復(fù)測(cè)定3 次。
2.2.2 葉綠素?zé)晒鉁y(cè)定
選擇健康、長(zhǎng)勢(shì)良好的功能葉,采用葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定初始熒光(F0)、最大熒光(Fm)、變動(dòng)熒光值(Fv)和最大光能轉(zhuǎn)換效率(Fv/Fm),測(cè)定結(jié)果取平均值。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析采用Microsoft excel 2010 和SPSS19.0 (Statistical product and service solutions)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。
益智為姜科山姜屬,屬熱帶雨林植物,喜溫暖、濕潤(rùn)氣候,生長(zhǎng)于林下陰濕處。益智株高1~3m;莖叢生;葉片披針形;總狀花序在花蕾時(shí)全部包藏于一帽狀總苞片中;唇瓣倒卵形,粉白色而具紅色脈紋(圖1-A);蒴果鮮時(shí)球形(圖1-B)。海南砂仁為姜科豆蔻屬多年生草本植物,喜溫暖潮濕、適度蔭蔽環(huán)境中生長(zhǎng)。海南砂仁株高1.5~2.5m,根莖圓柱形,葉片線狀披針形;唇瓣圓匙形,黃色而染紫紅(圖1-C);蒴果近球形或橢圓,成熟時(shí)紫紅色(圖1-D)。
圖1 益智和海南砂仁花和果實(shí)(A、B 益智;C、D 海南砂仁)Figure 1 The flower and fruit of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare (A,B Alpinia oxyphylla;C,D Amomumlongiligulare)
監(jiān)測(cè)半年后,益智和海南砂仁苗木生長(zhǎng)表現(xiàn)較好,海南砂仁的成活率較高,為95.4%,益智成活率為87.5%。從苗木生長(zhǎng)量來看,海南砂仁苗高凈生長(zhǎng)量為66.08cm,葉片數(shù)量為9;益智苗高凈生長(zhǎng)量為35.68cm,葉片數(shù)為5(表1)。
表1 益智和海南砂仁苗木的成活率和生長(zhǎng)量比較Table 1 Compared the survival rate and growth of Alpiniaoxyphylla and Amomum longiligulare
3.3.1 光合特性
生長(zhǎng)半年后,益智和海南砂仁苗木葉片的瞬時(shí)光合特性結(jié)果顯示,益智和海南砂仁的瞬時(shí)光合速率、瞬時(shí)蒸騰速率和瞬時(shí)氣孔導(dǎo)度均較高,益智葉片瞬時(shí)凈光合速率為8.91mmol·m-2·s-1和瞬時(shí)蒸騰速率為2.08mmol·m-2·s-1。海南砂仁瞬時(shí)凈光合速率為5.24mmol·m-2·s-1,瞬時(shí)蒸騰速率為1.35mmol·m-2·s-1(表2)。方差分析結(jié)果表明,益智的瞬時(shí)凈光合速率和瞬時(shí)蒸騰速率顯著高于海南砂仁。由此可見,益智的光合特性表現(xiàn)較高的光合能力,高于海南砂仁。注:表中同一列不同小寫字母表示在p<0.05 水平達(dá)到顯著差異,下同。
表2 益智和海南砂仁苗木的瞬時(shí)光合特性比較Table 2 Compared the photosynthetic characteristics of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare seedlings
3.3.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)
葉綠素?zé)晒鈪?shù)結(jié)果顯示,兩種苗木F0 值在1.76~2.18 之間,F(xiàn)m 值在0.61~0.64 之間,海南砂仁苗木葉片F(xiàn)0、Fm、Fv/Fm 和F0/Fm 比值稍高于益智。方差分析結(jié)果表明,海南砂仁F0 顯著高于益智,但兩個(gè)樹種間Fm、Fv、Fv/Fm 和F0/Fm 差異不明顯。
表3 益智和海南砂仁苗木的葉綠素?zé)晒鈪?shù)比較Table 3 Compared the chlorophyll fluorescence of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare seedlings
該研究結(jié)果顯示,檀香林下栽植益智和海南砂仁早期生長(zhǎng)表現(xiàn)良好,苗木成活率在90%以上,海南砂仁的苗高凈生長(zhǎng)量高于益智。譚業(yè)華等[4]研究結(jié)果表明,肉豆蔻植物能在萬寧市早期生長(zhǎng)正常,前3年的生長(zhǎng)較慢,第4 年起植株加速生長(zhǎng)。
植物葉片數(shù)、最大凈光合速率與耐陰性有一定的相關(guān)性[5]。該研究結(jié)果顯示,益智光合作用強(qiáng)于海南砂仁,益智葉片瞬時(shí)凈光合速率為8.91mmol·m-2·s-1和瞬時(shí)蒸騰速率為2.08mmol·m-2·s-1。與野生益智相比[6],該研究的益智光合速率和蒸騰速率較低;但與半野生栽培益智光合作用較為相近。由此可見,光照強(qiáng)弱直接影響葉片光合作用能力大小。研究表明,姜科植物為半陽性,能忍受較強(qiáng)的光照,也具有較強(qiáng)的耐陰性,管理上較為粗放[7~8]。益智和海南砂仁均為喜蔭植物,人工栽培需優(yōu)化光照條件,有利于其生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高。
該研究中益智和海南砂仁均生長(zhǎng)在較為蔭蔽的環(huán)境。葉綠素?zé)晒鈪?shù)結(jié)果顯示,海南砂仁F0、Fm、Fv/Fm 稍高于益智,反映海南砂仁具有較高的光系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率,同時(shí)通過提高光能的利用以熱的形式耗散,耐蔭性強(qiáng)于益智。
該研究表明,益智和海南砂仁在生長(zhǎng)中需要一定的遮蔭,生長(zhǎng)適應(yīng)性較強(qiáng)。海南省各市縣種植大規(guī)模橡膠、檳榔、桉樹等經(jīng)濟(jì)林,可以充分利用林下的土地資源種植益智、海南砂仁等藥用植物,將其作為林內(nèi)間作物的復(fù)合經(jīng)營,這種模式目前在瓊中、五指山等地得到較好的發(fā)展和推廣,為農(nóng)民創(chuàng)收提供了良好的途徑。