不同坡位5年生無患子人工林生物量及結(jié)實量差異分析

劉淑萍

摘要[目的]研究不同坡位5年生無患子人工林生物量及結(jié)實量差異，為無患子科學(xué)合理種植提供理論依據(jù)。[方法]以5年生無患子人工林為研究對象，通過野外樣地調(diào)查，分析不同坡位對無患子生長量、生物量及結(jié)實量的影響。[結(jié)果]不同坡位無患子林分喬木層地上部分生物量變化范圍在4 370.22～21 456.08 kg/hm2，根系生物量變化范圍在3 507.69～8 898.01 kg/hm2，林下植被層生物量變化范圍在11 167.23～18 084.24 kg/hm2，林分結(jié)實量變化范圍在180.01～384.03 kg/hm2。[結(jié)論]無患子林分生長量、林分生物量及林分結(jié)實量均表現(xiàn)為下坡位最大，中坡位居中，上坡位最小。

關(guān)鍵詞 坡位；無患子人工林；生物量；結(jié)實量；差異分析

中圖分類號 S718 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）05-172-03

Abstract[Objective]To research the differences in biomass and cone crop of fiveyearold Sapindus mukorossi plantation under different slope positions，and to provide theoretical foundation for the rational and scientific planting of S.mukorossi.[Method]With fiveyearold S.mukorossi plantation as the research object，effects of slope position on the growth，biomass and cone crop of S.mukorossi were analyzed based on the investigation of field sample plot.[Result]Change range of aboveground part biomass of arbor layer was between 4 370.22 and 21 456.08 kg/hm2.Change range of underground part biomass was 3 507.69-8 898.01 kg/hm2.The change range of understory vegetation biomass was 11 167.23-18 084.24 kg/hm2.Change range of stand fruit setting amount was 180.01-384.03 kg/hm2.[Conclusion]Stand growth，stand biomass and stand cone crop of S.mukorossi are in the order of lowslope > midslope > upslope.

Key words Slope position； Sapindus mukorossi plantation； Biomass； Cone crop； Difference analysis

無患子（Sapindus mukorossi Gaertn）屬無患子科無患子屬落葉大喬木樹種，主要分布于我國東部、南部至西南部等地區(qū)。無患子對土壤要求不嚴(yán)，在酸性、微堿性及鈣質(zhì)土等地均能正常生長，多見于低山丘陵山地陽坡雜木林中。無患子冠幅龐大，春夏兩季綠樹成蔭，秋季葉色金黃，常被作為行道樹、庭蔭樹而廣泛種植[1]。研究表明，無患子果實的洗滌性能及泡沫性能在含有皂素的植物里是較好的，無患子果實可生產(chǎn)純天然的洗滌皂乳，其種仁含油率較高，是一種新型的制備生物柴油的原料[2-4]。

無患子是福建省順昌縣的鄉(xiāng)土樹種，當(dāng)?shù)貎?yōu)越的氣候條件和山地資源為無患子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件。2008年，順昌縣委、縣政府制定了發(fā)展無患子產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃，并出臺一系列鼓勵種植無患子的優(yōu)惠政策和措施。截至目前，順昌縣無患子種植面積3 833.33萬hm2，營建無患子基因庫4.00 hm2，采穗圃9.78 hm2，優(yōu)質(zhì)苗木基地13.33 hm2，為無患子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)對無患子的研究主要集中在苗木繁育技術(shù)[5-10]、造林技術(shù)[11-13]以及無患子的分子遺傳特性[14-16]等方面，而對其生物量及結(jié)實量的調(diào)查研究較少。筆者以5年生無患子人工林為研究對象，采用野外調(diào)查方法，分析不同坡位對其生長量、生物量及結(jié)實量的影響，以期為無患子產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于順昌埔上國有林場福介洋工區(qū)30林班53大班2（1）小班，地理坐標(biāo)為117°45′00″E，26°55′30″N，屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均日照時數(shù)1 716.8 h，年平均氣溫18.9 ℃，1月平均氣溫7.8 ℃，7月平均氣溫28.1 ℃，極端最高氣溫40.3 ℃，極端最低氣溫-7.0 ℃；年無霜期310 d；年平均降水量1 621.6 mm，以3～7月份居多，占全年總降水量的62%左右；年均空氣相對濕度82.4%，年均蒸發(fā)量1 372.1 mm。土壤為以花崗片麻巖為母巖發(fā)育而成的山地紅壤。調(diào)查林分為2011年2月營造的無患子純林，種苗來源為順昌縣林業(yè)局張墩苗圃地1年生實生苗。造林地前身為馬尾松純林。林地清理采用煉山清雜，初植密度3 000株/hm2，株行距1.7 m×1.7 m，挖小明穴，穴規(guī)格為40 cm×40 cm×30 cm，挖盡草頭、撿凈草根、石塊，回表土。幼林撫育方式為造林前3年每年全鋤2次，分別在每年5月和9月，造林第4年8月全劈1次。林下植被主要有鐵芒萁（Dicranopteris dichotoma）、五節(jié)芒（Miscanthus floridulu）、闊葉箬竹（Indocalamus latifolius）、蘆葦（Phragmites australis）及蓬蘽（Rubus hirsutus）等。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置及人工林生長量調(diào)查。

2015年8月，在5年生無患子人工林中按下坡、中坡及上坡分別設(shè)置3個20 m×20 m的樣地，共設(shè)立9個樣地。在每個樣地中部挖一土壤剖面，取0～20、20～40及40～60 cm厚土層土壤測定化學(xué)性質(zhì)。同一坡位同一土層土壤混勻后采用四分法取樣。土壤化學(xué)性質(zhì)測定方法參照1999年出版的《中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。每個樣地進(jìn)行每木調(diào)查，調(diào)查指標(biāo)包括胸徑、樹高、枝下高、冠幅等。

1.2.2 林分生物量調(diào)查。

在樣地每木調(diào)查的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，計算出不同樣地平均胸徑及平均樹高。根據(jù)每個樣地?zé)o患子平均胸徑及平均樹高數(shù)據(jù)，分別選取最接近于該值的平均木，共選取9株平均木。齊地表伐倒平均木后，分別用電子秤稱量葉、枝、干等無患子不同器官鮮生物量。挖出樹根，對不同徑級根進(jìn)行分級，其中<0.2 cm為細(xì)根，0.2～0.5 cm為小根，0.5～2.0 cm為中根，2.0～5.0 cm為大根，>5.0 cm為粗根，稱量不同徑級根生物量。林下植被層生物量采用1 m×1 m樣方收獲法測定。

1.2.3 林分果實特征及結(jié)實量調(diào)查。

對樣地內(nèi)結(jié)實的植株果實進(jìn)行全部采摘后稱鮮重。隨機(jī)挑選每個樣地30粒果實，測定果實長度、寬度及單果鮮重；剝除果皮及果肉部分，稱果仁鮮重；統(tǒng)計林分結(jié)實量。

1.3 數(shù)據(jù)處理 將所得各指標(biāo)數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)，應(yīng)用SPSS軟件進(jìn)行差異性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同坡位無患子人工林土壤化學(xué)性質(zhì) 測定結(jié)果見表1。

2.2 不同坡位無患子人工林生長量差異 由表2可知，不同坡位無患子人工林生長量表現(xiàn)不同，無論是從胸徑、樹高、枝下高，還是從冠幅生長指標(biāo)來看，均表現(xiàn)為下坡最高，中坡居中，上坡最低的規(guī)律，其中下坡林分的樹高、胸徑和枝下高分別比上坡增加了42.81%、54.48%及43.42%。多重比較結(jié)果表明，上坡與中坡無患子林分的各指標(biāo)生長量不存在顯著性差異，下坡無患子林分胸徑、樹高等生長量與上坡和中坡相比差異達(dá)極顯著水平，枝下高及冠幅等指標(biāo)與上坡和中坡相比差異達(dá)顯著水平。不同坡位無患子人工林生長的差異與不同坡位之間不同的立地條件有關(guān)。

2.3 不同坡位無患子人工林生物量差異

2.3.1 不同坡位無患子人工林地上部分生物量差異。

地上部分生物量是植物長期通過光合作用積累有機(jī)物質(zhì)的結(jié)果，地上部分生物量的大小一定程度上反映該物種適應(yīng)環(huán)境的能力。由表3可知，不同坡位對無患子人工林地上部生物量積累具有不同的影響。就不同坡位而言，下坡位無患子葉生物量、干生物量、總生物量和林下植被層生物量與上坡和中坡相比，分別提高了578.26%、303.21%、390.96%、61.94%以及61.77%、25.62%、23.30%、17.93%。枝生物量表現(xiàn)為中坡最大，下坡居中，上坡最小，其中中坡位枝生物量與上坡位和下坡位相比分別提高了501.63%及3.85%。同一坡位不同器官生物量均表現(xiàn)為干生物量>枝生物量>葉生物量（除下坡位外）。多重比較結(jié)果表明，不同坡位無患子人工林葉生物量、干生物量、總生物量及林下植被層生物量兩兩間差異達(dá)極顯著水平；中坡位及下坡位枝生物量與上坡位相比差異達(dá)極顯著水平，中坡位枝生物量與下坡位相比差異未達(dá)顯著水平。不同坡位無患子各器官生物量分配的差異是樹木長期適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。

2.3.2 不同坡位無患子人工林地下部分生物量差異。

根系是植物養(yǎng)分和水分吸收的主要器官，根系生物量的大小、空間分布與植物養(yǎng)分、水分吸收能力和效率密切相關(guān)。由表4可知，不同坡位根系生物量存在差異。就坡位差異而言，除中根生物量外，其他徑級根系生物量大小均表現(xiàn)為下坡最大，中坡居中，上坡最??；下坡細(xì)根、小根、大根、粗根和總根生物量分別比上坡增加了56.54%、74.90%、166.70%、304.50%和153.67%。此外，同一坡位各徑級根系生物量也存在較大差異，其中以對樹木起支撐作用的粗根和大根生物量較大，其次是中根生物量，隨后分別是負(fù)責(zé)樹木養(yǎng)分吸收的小根和細(xì)根生物量。多重比較結(jié)果表明，下坡位細(xì)根、小根生物量與中坡和上坡相比差異達(dá)極顯著水平，中坡位大根生物量與上坡位相比差異達(dá)極顯著水平，不同坡位粗根及根總生物量兩兩間對比差異達(dá)極顯著水平。小根和細(xì)根生物量的大小決定著樹木對養(yǎng)分的吸收能力，因此不同坡位無患子小根和細(xì)根生物量及它們之間的分配規(guī)律在一定程度上解釋了不同坡位無患子生長量的差異。

2.3.3 不同坡位無患子人工林總生物量差異。

由表5可知，不同坡位無患子林分各層次生物量存在較大不同。無患子林分各層次生物量均表現(xiàn)為下坡最大，中坡居中，上坡最小，其中下坡位喬木層生物量、林下植被層生物量、根系生物量和林分總生物量分別比上坡提高390.96%、61.94%、153.67%和154.33%，下坡林分總生物量為48 438.33 kg/hm2，而上坡林分總生物量僅為19 045.14 kg/hm2。此外，就同一坡位生物量而言，除了上坡位表現(xiàn)為林下植被層生物量>喬木層生物量>根系生物量外，中坡和下坡均表現(xiàn)為喬木層生物量>林下植被層生物量>根系生物量。多重比較結(jié)果表明，不同坡位間喬木層生物量、林下植被層生物量、根系生物量和林分總生物量差異均達(dá)極顯著水平。

2.4 不同坡位無患子人工林果實特征及結(jié)實量差異

由無患子果實特征可知，不同坡位無患子果實經(jīng)濟(jì)性狀存在一定的差異（表6）。就整體而言，下坡果實生長較好，中坡次之，而上坡果實生長最差，具體表現(xiàn)為下坡的果實長度、寬度、果仁鮮重、單果鮮重和林分結(jié)實量均為最大，而上坡果實相應(yīng)指標(biāo)均最小，且下坡的果實長度、寬度、果仁鮮重、單果鮮重和林分結(jié)實量比上坡高出9.48%、11.64%、53.49%、45.87%和113.34%；中坡果實各生長指標(biāo)也優(yōu)于上坡。多重比較結(jié)果表明，下坡位果實長度與中坡位及上坡位相比差異達(dá)顯著水平；下坡位、中坡位果實寬度與上坡位相比差異達(dá)顯著水平；下坡位及中坡位果仁鮮重及單果鮮重與上坡位相比差異達(dá)極顯著水平；林分結(jié)實量則表現(xiàn)為不同坡位之間兩兩對比差異均達(dá)極顯著水平。不同坡位對無患子果實的生長具有較大影響，中下坡有利于促進(jìn)果實的生長和發(fā)育。

3 結(jié)論與討論

該研究結(jié)果表明，不同坡位間無患子生長指標(biāo)、生物量指標(biāo)及林分結(jié)實量均體現(xiàn)為下坡位最大，中坡位居中，上坡位最小的變化特征。建議在今后發(fā)展無患子人工林中選擇立地條件較好的立地營造無患子人工林。此外，筆者觀察發(fā)現(xiàn)，種植在林緣以及道路邊緣的無患子生長及結(jié)實量均優(yōu)于生長在林中的無患子，這表明種植無患子密度不宜過大，應(yīng)適當(dāng)稀植，建議通過建立密度試驗林并長期觀測，確定合理的經(jīng)營密度。

目前我國大部分地區(qū)無患子都以純林種植為主。生產(chǎn)實踐表明，無患子純林蛀干害蟲比較嚴(yán)重，應(yīng)適當(dāng)考慮混交林種植，降低病蟲害。目前，在我國南方大多以種植杉木×無患子混交林為主，取得了較好的混交效果。從長期發(fā)展考慮，各地應(yīng)適當(dāng)種植一些無患子混交林，篩選適宜無患子混交的樹種。在選擇無患子混交樹種時，應(yīng)考慮陽性與陰性、深根與淺根合理搭配，并考慮樹種間的生化關(guān)系，從而降低混交林樹種間的競爭關(guān)系，實現(xiàn)無患子人工林的豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)[17]。

參考文獻(xiàn)

[1]黃順.優(yōu)良造景樹——無患子[J].園林，2004（9）：42.

[2]王秋成，陳奇，馬駿，等.無患子果皮提取物清洗礦物油污的可行性研究[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015，43（3）：241-245.

[3]呂瑋，陳登龍，余道國，等.無患子皂苷的提純工藝研究[J].化學(xué)工程與裝備，2013（10）：14-18，41.

[4]張敏杰.無患子的開發(fā)利用[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，1993，5（4）：76-78.

[5]李潤根，黃維峰.無患子種子不同處理方法育苗試驗[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（8）：165-166.

[6]孟德悅，劉細(xì)燕，王凡，等.層積催芽對無患子苗期生長的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014，36（2）：351-356.

[7]陳紹煌.無患子不同種源種子育苗試驗[J].福建林業(yè)科技，2014，40（3）：90-92，105.

[8]潘良田，夏尚光，丁增發(fā).皖東地區(qū)無患子大苗培育試驗及苗期生長規(guī)律研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2013，19（16）：107-108，126.

[9]林文榮.無患子當(dāng)年生砧苗嫁接育苗技術(shù)[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2007，3（3）：180-183.

[10]周倩，辜夕容，萬宇軒，等.無患子組培過程中愈傷組織誘導(dǎo)和芽苗增殖的培養(yǎng)基配方研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，25（4）：1382-1387.

[11]楊眾家.不同氮磷鉀處理對無患子幼齡林生長影響研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2011，17（5）：131-132.

[12]余紅英.無患子不同苗齡苗木造林初期效果分析[J].綠色科技，2015（5）：73-75.

[13]鄭龍海，單敖根，吳建中，等.不同用途的無患子培育技術(shù)[J].現(xiàn)代園藝，2008（7）：14-16.

[14]劉寶，范輝華，彭朱清.無患子總DNA 提取方法研究[J].福建林業(yè)科技，2013，40（2）：28-31.

[15]劉寶，范輝華，彭珠清，等.不同地理種源無患子的分子多態(tài)性分析[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報， 2014， 31（1）：151-155.

[16]彭珠清，范輝華，劉寶，等.無患子SRAP-PCR反應(yīng)體系的優(yōu)化[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2014，31（2）：322-328.

[17]曹光球，林思祖，胡宗慶，等.腐解3個月后杉木枯枝落葉及腐殖土中的化感成分對杉木種子的化感效應(yīng)[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報，2007，16（4）：56-60.