林下生境對(duì)草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和質(zhì)量的影響

王生華

（福建省三明市三元區(qū)林業(yè)局，福建三明365001）

林下生境對(duì)草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和質(zhì)量的影響

王生華

（福建省三明市三元區(qū)林業(yè)局，福建三明365001）

利用三明市三元區(qū)林下栽培的4年生草珊瑚，系統(tǒng)研究杉木純林的坡向、郁閉度等生境因子及杉木純林、杉木擬赤楊林和杉木木荷林對(duì)人工栽培草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量的影響，以期提出科學(xué)的栽培措施。結(jié)果表明，杉木純林的坡向和郁閉度對(duì)草珊瑚生長(zhǎng)和藥材質(zhì)量的影響顯著。東坡的高度和冠幅最大，北坡的地徑、分枝數(shù)、全株重量、枝葉重量和根系重量均最大，但北坡、東坡和南坡的枝葉干重沒(méi)有顯著差異。郁閉度0.7最適宜草珊瑚生長(zhǎng)，其全株干重和枝葉干重是最小值的2.60倍和2.82倍。西坡和郁閉度0.4的異嗪皮啶和迷迭香酸含量最高，但生長(zhǎng)較差。不同坡向和郁閉度的杉木純林下，草珊瑚個(gè)體間變異大，枝葉干重、迷迭香酸和異嗪皮啶含量變異系數(shù)分別達(dá)50.29％、71.99％和26.74％。除根系含水率外，其它性狀均存在極顯著的坡向×郁閉度互作效應(yīng)，林下栽培草珊瑚需綜合考慮坡向和郁閉度。杉木木荷林和杉木純林下栽培草珊瑚的生長(zhǎng)量要顯著高于杉木擬赤楊林，林下栽培草珊瑚可優(yōu)先選擇常綠林分。

草珊瑚；林下栽培；坡向；郁閉度；林分類(lèi)型；生長(zhǎng)性狀；藥材質(zhì)量

植物生長(zhǎng)不但受自身遺傳物質(zhì)控制，還受環(huán)境因子影響。掌握影響植物生長(zhǎng)的環(huán)境因子，是野生植物馴化栽培能否成功的關(guān)鍵。林分類(lèi)型和坡向都能影響林地內(nèi)光照、溫度和水分等氣候資源的分配，不同林分還可能以各種不同性質(zhì)的分泌物（氣體的和液體的）影響周?chē)渌锏纳L(zhǎng)。植物的生物量是植物生長(zhǎng)最主要的性狀參數(shù)[1]，干物質(zhì)積累是衡量植物生產(chǎn)力高低的重要指標(biāo)[2]，藥典規(guī)定的含量指標(biāo)是評(píng)價(jià)中藥材質(zhì)量的最重要指標(biāo)[3]，含量指標(biāo)的高低與測(cè)定方法有關(guān)[4]。

草珊瑚（Sarcandra labra(Thunb.)Nakai）為金粟蘭科植物，是我國(guó)傳統(tǒng)中藥材，國(guó)家藥典以異嗪皮啶和迷迭香酸的含量來(lái)控制草珊瑚藥材的質(zhì)量[3]。近年來(lái)，人工栽培草珊瑚備受關(guān)注，在組織培養(yǎng)[5-6]、育苗方式[7-8]和光合特性[9]等方面開(kāi)展了相關(guān)研究，張文遠(yuǎn)、楊紅梅等對(duì)草珊瑚種植管理措施進(jìn)行了初步探討[10-11]。不同生境因子和林分類(lèi)型對(duì)草珊瑚生長(zhǎng)和藥材質(zhì)量的影響尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。福建省三明市三元區(qū)是我國(guó)野生草珊瑚分布的中心區(qū)，從2002年開(kāi)始人工種植草珊瑚，至今已林下栽培草珊瑚2萬(wàn)多畝，是全國(guó)唯一“中國(guó)草珊瑚之鄉(xiāng)”。本文利用該地區(qū)的草珊瑚林下栽培基地，系統(tǒng)研究影響草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量的坡向、郁閉度和林分類(lèi)型的主效應(yīng)以及坡向×郁閉度的互作效應(yīng)，掌握林下栽培草珊瑚最佳的生境因子和林分類(lèi)型，為大規(guī)模發(fā)展草珊瑚林下栽培提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源

試驗(yàn)材料取自三明市三元區(qū)樓源國(guó)有林場(chǎng)(N26°9′3″，E117°26′35″)的草珊瑚林下栽培基地。試驗(yàn)區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)性氣候，年降雨量為1500～1800 mm，年平均氣溫19.4℃。試驗(yàn)地為低山丘陵，海拔175～250 m，土壤為山地紅壤，肥力中等，土層厚度在80 cm以上，立地條件基本一致。樣地所在林分的林齡為21年。草珊瑚種植年限4年，密度12000～15000株/hm2，種植期間采用相同的常規(guī)管理措施，且均未采割過(guò)。

共選擇20個(gè)3m×9m樣地，樣地沿等高線水平布設(shè)，調(diào)查時(shí)間2013年7月20日。其中16個(gè)樣地在人工杉木（Cunninghamialanceolata（Lamb.）Hook.）純林內(nèi)，因種植地坡長(zhǎng)較短，統(tǒng)一在山坡中部按坡向（東坡、南坡、西坡、北坡）和郁閉度（0.4、0.6、0.7、0.8）選擇；另外分別在杉木擬赤楊（Alniphyllum fortunei(Hemsl.)Makino）林和杉木木荷（Schima superba）林2種人工闊葉混交林內(nèi)的東坡和北坡中部各選擇1個(gè)，共4個(gè)樣地?；旖涣只旖槐壤?∶3左右，即杉木占7成，混交樹(shù)種占3成，郁閉度均為0.7，詳見(jiàn)表1。

表1 樣地基本情況表

1.2 數(shù)據(jù)調(diào)查

樣地內(nèi)每木調(diào)查草珊瑚的高度、冠幅、最大地徑、平均地徑和分枝數(shù)。分枝數(shù)計(jì)算離地面5 cm以下的活枝數(shù)量。在每個(gè)樣地內(nèi)，隨機(jī)選擇3株平均大小的草珊瑚植株，連根系完整挖出，洗凈晾干，用電子稱(chēng)分別量稱(chēng)枝葉鮮重和根系鮮重，經(jīng)日光曝曬至恒重，分別量稱(chēng)枝葉干重和根系干重。為規(guī)范檢測(cè)異嗪皮啶和迷迭香酸的含量，將全株根莖葉研磨粉碎后，混合均勻過(guò)3號(hào)篩，精密稱(chēng)取1 g粉末，按國(guó)家藥典[3]規(guī)定的HPLC方法，儀器為島津LC-2010A型高效液相色譜儀，對(duì)照品購(gòu)于中國(guó)食品藥品檢定研究院。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel計(jì)算草珊瑚個(gè)體的全株鮮重、全株干重和含水率，含水率=1-干重/鮮重。利用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。用16個(gè)杉木純林下栽培草珊瑚的樣地（1～16號(hào)）進(jìn)行方差分析，驗(yàn)證坡向、郁閉度和坡向×郁閉度互作效應(yīng)。利用郁閉度0.7杉木純林東坡和北坡的2個(gè)樣地（3、15號(hào)）和4個(gè)混交林下栽培草珊瑚樣地（17～20號(hào)）共6個(gè)樣地，以林分類(lèi)型為變量，坡向?yàn)閰f(xié)變量，進(jìn)行協(xié)方差分析，驗(yàn)證3種林分類(lèi)型的效應(yīng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同坡向?qū)Σ萆汉魃L(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量的影響

表2結(jié)果表明，草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量等主要性狀皆存在顯著或極顯著的坡向效應(yīng)。高度和冠幅以東坡最大，分別達(dá)到106.00 cm和81.17 cm，其次是北坡，西坡最小，分別是東坡的84.20％和84.90％。北坡的地徑、分枝數(shù)最大，是最小值南坡的1.11倍和1.53倍，其次是東坡。

草珊瑚最重要的經(jīng)濟(jì)性狀為生長(zhǎng)量。北坡的生長(zhǎng)量最大、其次是東坡，西坡最小。北坡的全株干重和枝葉干重均達(dá)到西坡的1.50倍。北坡的全株重量和根系重量都顯著高于東坡，但枝葉重量未達(dá)到顯著高于東坡的水平。南坡的枝葉干重與北坡和東坡的差異不顯著，西坡的枝葉重量顯著低于其它三個(gè)坡向。對(duì)于含水率性狀，以西坡的全株含水率和枝葉含水率最大，其次是東坡，南坡最小且達(dá)到顯著差異。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，西坡的草珊瑚根冠比（根冠比=根系干重/枝葉干重）最高，達(dá)0.41，說(shuō)明西坡的草珊瑚根系更發(fā)達(dá)，能吸收更多的水分[1]，含水率更大。

對(duì)于藥材質(zhì)量性狀，西坡的異嗪皮啶和迷迭香酸含量均最高，南坡的異嗪皮啶含量最低，東坡的迷迭香酸含量最低，但所有坡向的含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于藥典規(guī)定指標(biāo)。

表2 不同坡向草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量表現(xiàn)

2.2 不同郁閉度對(duì)草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量的影響

表3結(jié)果表明，草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量等主要性狀皆存在顯著或極顯著的郁閉度效應(yīng)。分枝數(shù)和含水率是郁閉度0.8的最大，其余指標(biāo)均是郁閉度0.7的最大。除含水率外，郁閉度0.4的各項(xiàng)指標(biāo)均最小。不同郁閉度間，草珊瑚生長(zhǎng)量存在顯著差異，郁閉度0.7的最高，其次是郁閉度0.8，郁閉度0.4的最小。郁閉度0.7的高度、冠幅、全株干重和枝葉干重分別達(dá)到109.17 cm、83.75 cm、327.58 g和244.58 g，分別是最小值的1.34、1.43、2.60和2.82倍。

對(duì)于含水率性狀，郁閉度0.8的含水率最大，郁閉度0.7的最小。通過(guò)計(jì)算各郁閉度草珊瑚的根冠比發(fā)現(xiàn)，郁閉度0.4的草珊瑚根冠比最高，為0.45，其次是郁閉度0.8的0.39，郁閉度0.7的根冠比0.34最小。郁閉度0.4的全株含水率、枝葉含水率與郁閉度0.8的差異不顯著，可能與郁閉度0.4的根系相對(duì)更發(fā)達(dá)有關(guān)。郁閉度0.7的含水率最小且顯著低于其它郁閉度，可能與郁閉度0.7時(shí)根系發(fā)育相對(duì)不發(fā)達(dá)（根冠比最小）有關(guān)。不同郁閉度間，根系含水率均低于枝葉含水率。

對(duì)于藥材質(zhì)量性狀，郁閉度0.4時(shí)的異嗪皮啶和迷迭香酸含量均最高。郁閉度0.7時(shí)的異嗪皮啶含量最低，顯著低于其它3個(gè)郁閉度的。郁閉度0.8時(shí)的迷迭香酸含量最低，亦顯著低于其它3個(gè)郁閉度的，但所有郁閉度的含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于藥典規(guī)定指標(biāo)。

表3 不同郁閉度草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量表現(xiàn)

2.3 生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量在草珊瑚個(gè)體間的變異及坡向×郁閉度間的互作效應(yīng)

4年生草珊瑚個(gè)體在高度、冠幅、分枝數(shù)、最大地徑和平均地徑等形態(tài)性狀中，分枝數(shù)在各坡向、郁閉度的變異系數(shù)最大，達(dá)到52.26％，平均值為16.63條，分枝數(shù)最多個(gè)體是最少個(gè)體的8.60倍。生長(zhǎng)量性狀的變異很大，變異系數(shù)都在45.00％以上。其中枝葉干重的變異最大，變異系數(shù)為50.29％，變幅為38.00～355.00g，枝葉干重最大個(gè)體是最小個(gè)體的9.34倍。各部位含水率在個(gè)體間的變異較小，變異系數(shù)僅為2.75％～3.86％，表明草珊瑚個(gè)體間含水率相對(duì)穩(wěn)定。藥材質(zhì)量性狀方面，迷迭香酸的變異系數(shù)達(dá)71.99％，最大值是最小值的14.09倍；異嗪皮啶的變異系數(shù)為26.74％，最大值是最小值的3.14倍。

雙因素方差分析結(jié)果(表4)顯示，高度、冠幅、分枝數(shù)、地徑、全株重量、枝葉重量、根系重量、全株含水率和枝葉含水率存在極顯著的坡向×郁閉度互作效應(yīng)，根系含水率也存在顯著的坡向×郁閉度互作，說(shuō)明林下栽培草珊瑚需要確定適宜的坡向和郁閉度優(yōu)化配置。

草珊瑚是多年生植物，收獲時(shí)割取地上枝葉，留下的根莖可重新萌發(fā)新枝。因此枝葉干重更適宜衡量種植草珊瑚的經(jīng)濟(jì)效益。因此本文以枝葉干重和總干重高于平均值25％作為選擇指標(biāo)，共選出5個(gè)最佳的坡向和郁閉度組合（表5），分別為郁閉度0.7、0.8的南坡，郁閉度0.6、0.7的北坡和郁閉度0.8的東坡。

表4 草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量的方差分析

表5 草珊瑚坡向、郁閉度的優(yōu)化配置

2.4 不同林分類(lèi)型對(duì)草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量的影響

由表6知，杉木木荷林下栽培的草珊瑚在生長(zhǎng)、形態(tài)方面的表現(xiàn)均優(yōu)于杉木純林下的草珊瑚，但在地徑（最大地徑和平均地徑）性狀存在顯著差異。杉木擬赤楊林下栽培的草珊瑚在冠幅、地徑和生長(zhǎng)量性狀方面都顯著小于杉木木荷林的，其全株干重和枝葉干重分別是后者的60.74％和68.30％，在平均地徑、全株重量和枝葉干重方面還顯著小于杉木純林下栽培的草珊瑚。在3種林分類(lèi)型下，草珊瑚在高度、分枝數(shù)和各部位含水率方面受林分類(lèi)型的影響較小，差異皆不顯著。在藥材質(zhì)量性狀方面，杉木擬赤楊林下栽培的草珊瑚的異嗪皮啶含量最高，但迷迭香酸含量最低，且均達(dá)到顯著差異水平，其它二種林分栽培的草珊瑚藥材質(zhì)量差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

杉木純林下栽培的4年生草珊瑚生長(zhǎng)情況調(diào)查研究結(jié)果表明，坡向?qū)Σ萆汉鞯挠绊懸蛐誀疃?。東坡的光照適中，高度和冠幅生長(zhǎng)最好，但北坡環(huán)境條件更有利于萌發(fā)新枝，萌發(fā)新枝多且地徑更粗，生長(zhǎng)量最大。枝葉干重對(duì)種植草珊瑚的經(jīng)濟(jì)效益影響更大，西坡的枝葉干重都顯著低于其它三個(gè)坡向，其它三個(gè)坡向的枝葉干重差異不顯著，種植草珊瑚時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)西坡。郁閉度0.7時(shí)，草珊瑚各部位生長(zhǎng)量都顯著高于其他郁閉度，郁閉度0.7更適宜草珊瑚生長(zhǎng)。坡向和郁閉度交互效應(yīng)可形成最適宜草珊瑚生長(zhǎng)的環(huán)境。

表6 不同林分類(lèi)型對(duì)草珊瑚生長(zhǎng)、形態(tài)和藥材質(zhì)量的影響

通過(guò)對(duì)杉木純林、杉木擬赤楊林和杉木木荷林3種林分類(lèi)型下種植的草珊瑚進(jìn)行研究，杉木木荷林下草珊瑚生長(zhǎng)量最大，其次為杉木純林，二者均顯著高于杉木擬赤楊林下的生長(zhǎng)量。這可能是因?yàn)槌＞G林分為草珊瑚生長(zhǎng)提供穩(wěn)定的遮蔭條件，而擬赤楊是落葉樹(shù)種，一年內(nèi)林分郁閉度變化幅度很大，不利于性喜蔭濕的草珊瑚生長(zhǎng)，即常綠林分營(yíng)造的林下環(huán)境更符合草珊瑚的生物學(xué)特性，有利于草珊瑚生長(zhǎng)，栽培草珊瑚可優(yōu)先選擇常綠林分。

三元區(qū)極為適宜發(fā)展草珊瑚林下栽培，其異嗪皮啶和迷迭香酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家藥典規(guī)定指標(biāo)。西坡和郁閉度0.4的異嗪皮啶和迷迭香酸含量均最高，杉木擬赤楊林下栽培的草珊瑚的異嗪皮啶含量最高，但迷迭香酸含量最低。異嗪皮啶和迷迭香酸含量與環(huán)境脅迫可能存在一定的相關(guān)關(guān)系，需作進(jìn)一步的研究。

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Effects of Understory Environment on the Growth Morphology and Medicinal Quality of Sarcandra labra

WANG Sheng-hua
(Sanyuan District Forestry Bureau in Sanming City of Fujian Province,Sanming 365001,China)

Effects of understory habitats which include canopy density,slope positions and forest types on the growth, morphology and medicinal quality of four-years-old Sarcandra labra cultivated in Sanyuan district,Samming city,Fujian province were explored in this paper in order to propose scientific cultivation pattern.The research results indicated that the growth,morphology and medicinal quality of Sarcandra labra could be significantly influenced by the slop and canopy density. The height and coronary of Sarcandra labra which grew in eastern slope were the largest.The ground diameter,branch number, total plant weight,branches and leaves weight and root weight of Sarcandra labra which grew in north slope were the biggest. However,the leaf dry weight of branch of north slope,east slope and south slope did not differ significantly.The optimal canopy density for the growth of Sarcandra labra was 0.7,and in this condition the whole plant dry weight and branches-leaf dry weight were 2.60 times and 2.82 times of the minimum ones.When Sarcandra labra grew in the west slope or the canopy density was 0.4,the content of isofraxidin and rosmarinic acid was the highest,but the growth was poor.The variation between individuals was large when Sarcandra labra grew in the different slope or the canopy density.The variation coefficient of branches and leaves dry weight,rosmarinic acid and isofraxidin content was 50.29％,71.99％and 26.74％respectively.Except for the moisture content of root system,the interaction of slope position and canopy density was significant.Therefore,the slope position and canopy density should be comprehensively considered for the planting of Sarcandra labra.The increment of Sarcandra labra which grew in the forest type of Chinese Fir and schima superba was higher than that of Chinese Fir and Alniphyllum fortunei mixed plantation.As a result,the understory planting of Sarcandra labra should prefer evergreen forest.

Sarcandra labra;understory cultivation;slope position;canopy density;forest types;morphology;medici nal quality

S567.239

A

1673-4343（2013）06-0081-06

2013-09-10

王生華，男，福建永春人，高級(jí)工程師。研究方向：森林培育技術(shù)研究和推廣。