杉木林分郁閉度對林下黃花倒水蓮生長及皂苷含量的影響

王邦富

(福建三明林業(yè)學校，福建 三明 365001)

黃花倒水蓮(PolygalafallaxHemsl.)又名黃花遠志，倒吊黃，黃花參等，為遠志科遠志屬半落葉小灌木。黃花倒水蓮根莖入藥，主要有效成分為遠志皂苷、黃酮、多糖等，具有滋補筋骨、活血化瘀、降血脂、抗炎、抗氧化、抗病毒、祛風除濕等功效[1-7]；目前，國內在黃花倒水蓮林下套種的試驗研究方面已有相關報道[8-22]，而林分郁閉度對黃花倒水蓮生長影響的試驗研究僅見張海龍的報道。該報道分析了杉闊混交林下套種黃花倒水蓮的生長效果，但該研究采用的黃花倒水蓮苗為1 年生小苗，僅對杉闊混交林下套種的當年生黃花倒水蓮生長效果進行分析，未達到適宜的收獲期，自然未涉及收獲期的生物量[8]；由于杉闊混交林的闊葉樹種復雜多樣，林分的垂直結構及水平結構參差不齊，林分郁閉度難以通過人為措施進行調整，無法達到黃花倒水蓮生長的適宜林分環(huán)境；此外，還出現過黃花倒水蓮杉木林下的套種密度及2者相互促進生長的相關研究。上述研究均未對杉木人工純林的中齡林不同林分郁閉度套種黃花倒水蓮生長及根莖遠志皂苷含量進行試驗比較。杉木人工純林林分結構簡單，林分郁閉度可以通過撫育間伐及修枝等技術措施進行調整，能達到黃花倒水蓮生長的適宜林分環(huán)境。本文研究了不同林分郁閉度對套種黃花倒水蓮的生長及其根莖遠志皂苷含量的影響，旨在為黃花倒水蓮林下套種的適宜林分郁閉度選擇提供技術參考。

1 試驗地概況

試驗地選擇福建省三明市三元區(qū)樓源國有林場仕坑山場，地理位置為東經117°42′81″—117°42′87″，北緯26°15′59″—26°15′63″；海拔132—368 m；坡度19—24°，坡向東南；土壤為山地紅壤，立地質量等級Ⅲ級。試驗區(qū)年平均溫度 18—21 ℃，極端高溫37 ℃，極端低溫-5 ℃，年均降水量1 700—1 900 mm，無霜期312—345 d，屬中亞熱帶季風氣候；試驗區(qū)的地理環(huán)境及氣候條件適宜黃花倒水蓮等藥用植物生長[7-22]。試驗林面積10.2 hm2，林齡12 a，為杉木人工純林中齡林。試驗林于種植前采用間伐杉木并進行修枝調整林分郁閉度，未間伐前林分郁閉度為0.9，杉木密度為2 850株/hm2，平均胸徑12.6 cm，平均樹高7.3 m，平均枝下高2.1 m；間伐修枝后，保留木平均枝下高為3.2 m，郁閉度0.1—0.2，保留杉木密度480株/hm2，郁閉度0.2—0.4，保留杉木密度960株/hm2，郁閉度0.4—0.6，保留杉木密度1 560株/hm2，郁閉度0.6—0.8，保留杉木密度2 220株/hm2，郁閉度0.8—0.9，保留杉木密度2 700株/hm2。

2 試驗方法

2.1 試驗材料

采用黃花倒水蓮2 年生苗木，平均苗高41.6 cm,平均地徑0.47 cm，根系完整無病蟲害。

2.2 試驗設計

選擇相同立地因子地段作為試驗地，于種植前通過對試驗林進行間伐及修枝調整林分郁閉度，試驗設計5個林分郁閉度0.1—0.2，0.2—0.4，0.4—0.6，0.6—0.8，0.8—0.9，對黃花倒水蓮生長效果進行比較。各試驗處理采用完全隨機設計，樣地20 m×20 m，在半陽坡的上坡、中坡、下坡各重復設置3個。

黃花倒水蓮栽培管理技術措施：于2015年秋冬季節(jié)進行林地清理及整地，沿等高線挖規(guī)格(長×寬×深)為40 cm×40 cm×30 cm的種植穴，初植密度13 950株/hm2；于2016年2月中旬栽植，栽后每年生長季節(jié)4—10月進行擴穴松土，鋤草3次，并結合鋤草施肥1次，施復合肥25—30 g/株。

2.3 調查方法及統(tǒng)計分析

于2018年11月中旬，在不同坡位按試驗設計布設的每個樣地內均勻設置9個2 m×2 m的小樣方，調查小樣方內的黃花倒水蓮保存率、地徑、高度、冠幅；并以樣方內黃花倒水蓮的平均地徑、平均高為參照標準，在樣地內隨機挖取標準株30株(誤差±5%)，測定根莖鮮質量，洗凈根莖在80 ℃的烘箱中烘干至恒質量，測定根莖干質量；并將烘干根莖委托“青島億信檢測技術服務有限公司”采用“高效液相色譜法”對根莖遠志皂苷含量進行檢測。試驗數據采用DPSv 9.50版統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析與多重比較檢驗。

3 結果與分析

3.1 不同郁閉度杉木林對黃花倒水蓮保存率的影響

杉木林的郁閉度在0.2—0.4，0.4—0.6的范圍內，黃花倒水蓮植株平均保存率分別達84.1%，85.5%；較低的郁閉度(0.1—0.2)和較高的郁閉度(0.6—0.8)的平均保存率均較低，分別為65.0%，66.3%；郁閉度0.8—0.9的平均保存率最低，僅為21.3%(見表1)。不同郁閉度杉木林下的黃花倒水蓮保存率經分析檢驗及多重比較，郁閉度0.2—0.4與0.4—0.6之間，0.1—0.2與0.6—0.8之間無顯著差異，但郁閉度0.2—0.4，0.4—0.6均與0.1—0.2，0.6—0.8之間具有極顯著差異(P≤0.01)，郁閉度0.1—0.2，0.2—0.4，0.4—0.6，0.6—0.8均與郁閉度0.8—0.9之間具有極顯著差異(P≤0.01)。

表1 不同郁閉度杉木林下黃花倒水蓮的生長量、根莖總質量及遠志皂苷含量多重比較

3.2 不同郁閉度杉木林對黃花倒水蓮地徑生長的影響

經調查，郁閉度在0.2—0.4，0.4—0.6范圍內的杉木林下，黃花倒水蓮地徑生長量均較高，平均地徑分別達1.80，2.15 cm；較低的郁閉度(0.1—0.2)和較高的郁閉度(0.6—0.8)的平均地徑均較低，分別為1.21，1.33 cm；郁閉度0.8—0.9的平均地徑最低，僅為 0.85 cm(見表1)。經分析檢驗及多重比較，5個不同郁閉度之間的黃花倒水蓮地徑生長量指標均具有極顯著差異(P≤0.01)。

3.3 不同郁閉度杉木林對黃花倒水蓮高生長的影響

經調查，郁閉度在0.2—0.4，0.4—0.6范圍內的杉木林下，黃花倒水蓮高生長量均較大，平均分別達119.9，123.0 cm；較低的郁閉度(0.1—0.2)和較高的郁閉度(0.6—0.8)的平均高均較低，分別為81.9，100.8 cm；郁閉度0.8—0.9的平均高最小，僅為 76.9 cm(見表1)。經分析檢驗及多重比較，郁閉度0.2—0.4，0.4—0.6之間的高生長量指標無顯著差異，但均與郁閉度0.1—0.2，0.6—0.8，0.8—0.9之間的高生長量指標具有極顯著差異(P≤0.01)，且郁閉度0.1—0.2，0.6—0.8，0.8—0.9之間具有極顯著差異(P≤0.01)。

3.4 不同郁閉度杉木林對黃花倒水蓮冠幅生長的影響

經調查，郁閉度在0.2—0.4，0.4—0.6范圍內的杉木林下，黃花倒水蓮冠幅生長量均較高，平均冠幅分別達90.4，92.7 cm；較低的郁閉度(0.1—0.2)和較高的郁閉度(0.6—0.8)的平均冠幅生長量均較低，分別為70.5，74.5 cm；郁閉度0.8—0.9的平均冠幅生長量最低，僅為 52.0 cm(見表1)。經分析檢驗及多重比較，郁閉度0.2—0.4與0.4—0.6之間，0.1—0.2與0.6—0.8之間的黃花倒水蓮冠幅生長量指標無顯著差異，但郁閉度0.2—0.4，0.4—0.6均與0.1—0.2，0.6—0.8之間具有極顯著差異(P≤0.01)，而郁閉度0.1—0.2，0.2—0.4，0.4—0.6，0.6—0.8均與郁閉度0.8—0.9的黃花倒水蓮冠幅生長量指標之間存在極顯著差異(P≤0.01)。

3.5 不同郁閉度杉木林對黃花倒水蓮根莖總質量的影響

經調查，郁閉度在0.2—0.4，0.4—0.6范圍內的杉木林下，400 m2黃花倒水蓮根莖質量均較高，平均根莖總干質量分別達38.67，39.71 kg/；較低的郁閉度(0.1—0.2)和較高的郁閉度(0.6—0.8)杉木林下，400 m2黃花倒水蓮平均根莖總質量(干質量)均較低，分別為30.36，31.71 kg；郁閉度0.8—0.9的杉木林下，400 m2的黃花倒水蓮平均根莖總干質量最低，僅為22.09 kg(見表1)。經分析檢驗及多重比較，郁閉度0.2—0.4與0.4—0.6之間杉木林下，黃花倒水蓮根莖總質量指標無顯著差異，但郁閉度0.2—0.4，0.4—0.6均與0.1—0.2，0.6—0.8，0.8—0.9之間杉木林下，黃花倒水蓮根莖總質量指標具有極顯著差異(P≤0.01)，郁閉度為0.1—0.2與0.6—0.8之間杉木林下，黃花倒水蓮根莖總質量指標存在顯著差異(P≤0.05)，但郁閉度0.1—0.2，0.6—0.8均與郁閉度0.8—0.9之間的杉木林下，黃花倒水蓮根莖總質量指標具有極顯著差異(P≤0.01)。

3.6 不同郁閉度杉木林對黃花倒水蓮根莖遠志皂苷含量的影響

郁閉度以0.4—0.6的杉木林下，黃花倒水蓮根莖遠志皂苷平均含量最高，達1 939.12 mg/kg；0.2—0.4，0.6—0.8郁閉度杉木林下，黃花倒水蓮根莖遠志皂苷平均含量次之，分別為1 775.06，1 401.62 mg/kg；郁閉度0.1—0.2，0.8—0.9杉木林下的黃花倒水蓮根莖遠志皂苷平均含量均較低，分別為1 260.43，1 027.73 mg/kg(見表1)。經分析檢驗及多重比較，5個不同郁閉度之間的林下黃花倒水蓮根莖遠志皂苷含量均具有極顯著差異(P≤0.01)。

4 結論與討論

黃花倒水蓮在低郁閉度(0.1—0.2)的杉木林下套種時，因林下白天光照太強，特別是夏、秋高溫季節(jié)，黃花倒水蓮葉片受到灼傷并提早落葉，保存率降低，長勢不良；加之較強的光照容易引起林地雜灌、雜草滋生，與黃花倒水蓮爭奪水分和營養(yǎng)空間，導致黃花倒水蓮生長量及根莖藥材產量質量降低，這與張海龍[8]的研究結果差異較大。黃花倒水蓮在高郁閉度0.8—0.9的杉木林下套種時，雖然林下環(huán)境陰涼濕潤，與黃花倒水蓮爭奪水分和營養(yǎng)空間的雜灌、雜草較少，但因過于蔭蔽，影響光合作用及營養(yǎng)物質的積累，導致黃花倒水蓮生長不良，保存率降低；這與張海龍[8]的研究結果一致。黃花倒水蓮在郁閉度0.2—0.4的杉木林下套種時，長勢良好，生長量開始逐漸提高，在郁閉度0.4—0.6杉木林下其生長量、根莖總質量及遠志皂苷含量達到最大值，這與林賢山[23]對南方紅豆杉幼樹在杉木林冠下不同郁閉度生長影響的研究結果較為相似；在郁閉度達到0.6 以后，其生長量開始逐漸下降，這與張海龍[8]的研究結果一致。

黃花倒水蓮雖屬較耐蔭植物，但在林下生長仍需要一定的光照條件[1,7-22]；李雙喜等[24]的研究認為，林下光資源條件會影響下層植物的生長。因此，在林冠下套種黃花倒水蓮，林分郁閉度是影響黃花倒水蓮生長及根莖藥材產量質量的主要因子之一，如何選擇適宜郁閉度的林分或通過人為措施對林分郁閉度進行調整，提高黃花倒水蓮的生長量及根莖藥材產量質量，是黃花倒水蓮林下套種需要解決的關鍵技術之一。

本研究的不同郁閉度杉木林分套種的黃花倒水蓮各項指標值經分析比較，中等郁閉度(0.2—0.6)杉木林下黃花倒水蓮植株保存率、地徑、高度、冠幅生長量、根莖質量及遠志皂苷含量均與低郁閉度(0.1—0.2)及較高郁閉度(0.6—0.9)之間具有極顯著差異(P≤0.01)，說明杉木人工純林套種黃花倒水蓮時，選擇郁閉度0.4—0.6的林分, 可以提高黃花倒水蓮的生長量及根莖藥材產量與質量。