不同郁閉度下香榧-多花黃精復(fù)合經(jīng)營(yíng)生長(zhǎng)狀況研究

葉邦宣，張深梅，闕利芳，林秀明，葉曉明，何禎，沈愛華

（1. 松陽縣自然資源和規(guī)劃局，浙江 松陽 323400；2.浙江省林業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 杭州 310020）

香榧Torreya grandis‘Merrillii’是紅豆杉科Taxaceae 榧樹屬Torreya榧樹T.grandis的優(yōu)良變異類型，經(jīng)人工選育后嫁接繁殖栽培的優(yōu)良種質(zhì)[1]，是我國(guó)特有的珍稀干果，經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常高[2-3]。香榧生長(zhǎng)緩慢，用“2+5”（2 年生砧木嫁接接穗后再種植5 年的嫁接苗）大苗造林需要10 年左右才能進(jìn)入投產(chǎn)期，15 年后進(jìn)入盛果期[4]，因此，香榧高效栽培、香榧幼林與經(jīng)濟(jì)作物復(fù)合經(jīng)營(yíng)，是近年來的一個(gè)研究方向[4]。多花黃精Polygonatum cyrtonema的根狀莖為我國(guó)的名貴中藥材“黃精”，可以藥食兩用，故利用價(jià)值較高[5-8]，常在杉木Cunninghamia lanceolata林、毛竹Phyllostachys edulis林等進(jìn)行林下套種[9-11]。

多花黃精喜陰濕的生長(zhǎng)環(huán)境，以林下套種的方式種植經(jīng)營(yíng)既有利于延長(zhǎng)多花黃精的生長(zhǎng)期，又不會(huì)影響主要經(jīng)濟(jì)林的生長(zhǎng)。周文彬等[12]對(duì)油茶Camellia oleifera林下套種多個(gè)作物的模式進(jìn)行對(duì)比后認(rèn)為，油茶幼齡林下套種多花黃精既不影響油茶生長(zhǎng)，又可促進(jìn)多花黃精的生長(zhǎng)；王雅娟等[13]認(rèn)為將多花黃精套種在山核桃Carya cathayensis、毛竹、杉木和樟Cinnamomum camphora4 種林分林冠下，均可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效栽培。松陽縣香榧種植面積大，香榧林下套種多花黃精有利于幼齡香榧和多花黃精的生長(zhǎng)，推遲多花黃精倒苗時(shí)間，增加經(jīng)濟(jì)收入，是當(dāng)?shù)刂饕膹?fù)合經(jīng)營(yíng)模式[14]。

本研究在不同郁閉度的香榧林下套種多花黃精，通過對(duì)不同郁閉度下香榧、多花黃精的生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析，并對(duì)套種前后的林地土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行檢測(cè)分析，探討郁閉度對(duì)香榧與多花黃精生長(zhǎng)指標(biāo)的影響以及復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式中兩種作物的交互作用，旨在為香榧林下套種多花黃精的合理性提供理論依據(jù)，為在林藥復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式中提高早期收益做進(jìn)一步探索。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于浙江省麗水市松陽縣君凱安農(nóng)家庭農(nóng)場(chǎng)，地理坐標(biāo)為28°24′58.87″N，119°14′24.47″E，海拔為1 150 m。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，季風(fēng)交替明顯，氣候溫暖濕潤(rùn)，四季分明，冬暖春早，氣候垂直差異明顯。年平均氣溫在14.2～ 17.7℃，極端最高氣溫為40.1℃，極端最低氣溫為－9.7℃，無霜期為206～ 236 d，年降水量在1 500～ 2 000 mm，年蒸發(fā)量為1 294 mm，相對(duì)濕度在79%左右。

試驗(yàn)地為中坡位，坡向朝東，坡度為25°，土壤為沙質(zhì)黃壤土，pH 為5.5～ 6.2，土層厚度約為60 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)香榧的種植密度測(cè)算出郁閉度，將郁閉度為0.5、0.7 和0.9 套種多花黃精的香榧林作為3 個(gè)處理，分別記為C1、C2 和C3，在其中各設(shè)置1 塊6 m×6 m 的樣地作為試驗(yàn)樣地，每塊樣地中的香榧不少于3 株，重復(fù)3 次，3 個(gè)處理共計(jì)9 塊樣地；另選取郁閉度為0.7 不做套種的香榧林地作為對(duì)照處理，記為CK，在其中設(shè)置3 塊6 m×6 m 的樣地作為對(duì)照樣地。在每塊試驗(yàn)樣地中隨機(jī)選擇3 株香榧及每株香榧樹下套種的5 棵多花黃精作為本次試驗(yàn)材料，在每塊對(duì)照樣地中隨機(jī)選擇3 株香榧作為對(duì)照材料進(jìn)行測(cè)定。香榧苗均為2009 年種植的“2+1”的‘細(xì)榧’嫁接苗（2 年生砧木嫁接接穗后再種植1 年的嫁接苗），于2017 年進(jìn)入初果期，2019 年9月上旬果實(shí)自然成熟時(shí)，采摘并測(cè)定單株榧蒲產(chǎn)量。套種所用多花黃精為3 年生的多花黃精根狀莖，由麗水市林業(yè)科學(xué)研究院提供，將其切成質(zhì)量約為50 g 的小塊，于2018 年10 月平整土地后在樹冠下和兩樹之間的空地進(jìn)行挖穴種植，每穴施適量有機(jī)肥作底肥，種植間距為40 cm×40 cm，種植前對(duì)其稱量并記錄。

1.3 香榧與多花黃精生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定

1.3.1 香榧指標(biāo)的測(cè)定 2019 年10 月，均勻選擇各樣地中香榧外側(cè)中上部5 個(gè)方向的當(dāng)年生枝條各1 個(gè)，用卷尺測(cè)定其新梢長(zhǎng)度計(jì)算平均值作為新梢生長(zhǎng)量；在香榧自然成熟后采摘，用天平測(cè)定每株榧蒲的總質(zhì)量得到單株榧蒲產(chǎn)量；將用圍尺繞香榧根頸部一圈所測(cè)得周長(zhǎng)換算成香榧地徑；在晴朗天氣的12:00，用米尺測(cè)定香榧東西、南北兩個(gè)方向的樹冠寬度，計(jì)算其平均值得到冠幅；用測(cè)高儀測(cè)定樹高。香榧地徑、冠幅和樹高等均于2018 年10 月多花黃精種植前首次測(cè)定，并于2019 年10 月進(jìn)行第二次測(cè)定，兩次測(cè)定值的差值分別得到地徑增長(zhǎng)量、樹高增長(zhǎng)量和冠幅增長(zhǎng)量。

1.3.2 多花黃精生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 于2019 年8 月20 日測(cè)定多花黃精的高度、地徑、葉片數(shù)及地上部分存活數(shù)量，多花黃精根狀莖質(zhì)量于2019 年10 月倒苗后測(cè)定。試驗(yàn)前后所有樣地的土、肥、水管理方式均一致。用卷尺測(cè)定多花黃精從地面至頂葉基部的長(zhǎng)度作為其高度；用游標(biāo)卡尺測(cè)定多花黃精的地徑；用天平對(duì)生長(zhǎng)1 年的多花黃精地下部分進(jìn)行稱量后減去其初始質(zhì)量作為其根狀莖的生長(zhǎng)量；調(diào)查各個(gè)處理中多花黃精地上部分的存活數(shù)量，計(jì)算其占比，取3 次重復(fù)的平均值得到存活率，如果全部存活記為100%。

1.3.3 土壤理化性質(zhì)測(cè)定 在C2 組和CK 組中各隨機(jī)選擇一塊樣地，分別在多花黃精種植前（2018 年9 月，記為T1）及地上部分枯死后（2019 年10 月，記為T2），采用5 點(diǎn)交叉法對(duì)0～ 20 cm 土層的土壤進(jìn)行充分混合，對(duì)土樣進(jìn)行烘干過篩后送至麗水藍(lán)城農(nóng)科檢測(cè)技術(shù)有限公司，測(cè)定以下8 個(gè)指標(biāo)：有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀含量和pH。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

以上所有數(shù)據(jù)在Excel 2007 中整理，在SPSS 22.0 中進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA）和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下香榧的生長(zhǎng)指標(biāo)分析

由表1 可知，香榧新梢生長(zhǎng)量、地徑增長(zhǎng)量、樹高增長(zhǎng)量、冠幅增長(zhǎng)量和單株榧蒲產(chǎn)量均在C1 處理時(shí)達(dá)到最大，在C2 和C3 處理時(shí)依次減小，在CK 中最小。多重比較結(jié)果顯示，香榧新梢生長(zhǎng)量、地徑增長(zhǎng)量在C2和C3 處理之間差異不顯著，但與其他處理之間均存在顯著差異（P<0.05）；樹高增長(zhǎng)量和冠幅增長(zhǎng)量在C1 與C2 處理、C2 與C3 處理、C3 與CK 之間均差異不顯著；單株榧蒲產(chǎn)量在C1、C2 處理間差異不顯著，但C1 和C2 兩個(gè)處理均與C3 和CK 之間存在顯著差異（P<0.05）；除樹高增長(zhǎng)量外，其他4 項(xiàng)香榧生長(zhǎng)指標(biāo)均在C2 與CK 之間差異顯著（P<0.05）。C2 處理的香榧新梢生長(zhǎng)量、地徑增長(zhǎng)量、樹高增長(zhǎng)量、冠幅增長(zhǎng)量和單株榧蒲產(chǎn)量相比CK 香榧的分別高出18.97%、14.18%、24.55%、20.79%和40.00%；C3 處理的香榧的上述各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)也比CK 香榧的分別高出了12.46%、10.64%、16.25%、11.88%和23.24%。以上結(jié)果表明，套種多花黃精的香榧長(zhǎng)勢(shì)明顯好于未套種的香榧，即多花黃精的套種能夠促進(jìn)13 年生香榧的生長(zhǎng)和增收。

表1 不同處理香榧的生長(zhǎng)狀況Table 1 Growth traits of T.grandis ‘Merrillii’ with different canopy density

2.2 不同處理下多花黃精的生長(zhǎng)差異分析

由表2 可知，不同處理下多花黃精的高度、地徑、葉片數(shù)和根狀莖生長(zhǎng)量均在C2 處理中達(dá)到最大值，C1 處理次之，C3 處理最??；多花黃精地上部分存活率以C3 處理最大，C2 處理次之，C1 處理最小，但C2 處理與C1、C3 處理之間差異不顯著（P?0.05）。除葉片數(shù)在C3 和C1 處理中差異不顯著外，多花黃精的高度、地徑、根狀莖生長(zhǎng)量在3 個(gè)處理中均存在顯著差異（P<0.05）。在C2 處理中的多花黃精的高度、地徑、葉片數(shù)和根狀莖生長(zhǎng)量比C3 處理中對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)指標(biāo)分別高出123.37%、107.81%、70.29%和86.22%，比C1 處理中的分別高出36.48%、33.28%、45.71%和20.89%。在C3 處理中的多花黃精地上部分的存活率比在C2和C1 處理中的分別高出16.00%和52.61%。在C2 處理下，除存活率外，多花黃精的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均為最佳，即郁閉度為0.7 的環(huán)境更適宜多花黃精的生長(zhǎng)。

表2 不同處理下多花黃精的生長(zhǎng)狀況Table 2 Growth traits of P.cyrtonema under different canopy

2.3 套種多花黃精前后土壤養(yǎng)分及pH 的變化情況分析

分別于2018 年9 月和2019 年10 月對(duì)C2 和CK 處理的土壤進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表3。由表3 可知，與CK相比，C2 處理在套種多花黃精一年后土壤的pH 和有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效鉀含量均有所增加，8項(xiàng)指標(biāo)的平均增加幅度為39.07%，其中堿解氮含量的增加幅度最大，達(dá)96.90%；土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷的含量均增加了50%以上，速效鉀含量增加了27.57%；而土壤有效磷和全鉀的含量分別減少了18.50%和24.57%。CK 的土壤在一年后，各項(xiàng)指標(biāo)的平均增加幅度為0.44%，其中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全磷含量和pH 均有小幅度的增加，除全磷含量增加了11.76%外，其余三個(gè)指標(biāo)的增加量均不超過5%。相較于C2 處理中土壤全氮和速效鉀含量有較大幅度的增加，CK 處理中香榧生長(zhǎng)一年后土壤全氮和速效鉀的含量分別減少了1.97%和6.75%；有效磷和全鉀的含量減少幅度也較小，分別為6.75%和2.77%。以上結(jié)果顯示，套種多花黃精后土壤中的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全磷含量和pH 不但大幅度增加，而且全氮、速效鉀的含量也不降反升，表明套種多花黃精可增加土壤肥力并改善土壤酸堿性，有效磷、全鉀含量的降低表明這兩種養(yǎng)分均易被多花黃精和香榧吸收。

表3 香榧林下套種多花黃精前后土壤養(yǎng)分及pH 的變化Table 3 Changes of soil nutrients and pH at T.grandis ‘Merrillii’ stand before and after interplanting of P.cyrtonema

3 討論與結(jié)論

3.1 郁閉度對(duì)香榧與多花黃精生長(zhǎng)狀況的影響

成年香榧對(duì)于光照要求較高，其枝葉向光性強(qiáng)，需要通過光合作用不斷積累養(yǎng)分，而幼苗需要適當(dāng)遮陰以避免高溫、強(qiáng)光照對(duì)其造成損傷。在郁閉度為0.5 時(shí)，香榧新梢生長(zhǎng)量、單株榧蒲產(chǎn)量、地徑增長(zhǎng)量、樹高增長(zhǎng)量、冠幅增長(zhǎng)量均達(dá)到最佳，表明郁閉度為0.5 時(shí)更適宜香榧生長(zhǎng)。此結(jié)論與楊先裕等的研究結(jié)論一致[15]。隨著郁閉度的增加，香榧的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均減少，但多重比較的結(jié)果顯示，香榧的單株榧蒲產(chǎn)量、樹高增長(zhǎng)量及冠幅增長(zhǎng)量在郁閉度為0.5 和0.7 時(shí)的差異不顯著，即郁閉度為0.7 時(shí)會(huì)影響到香榧新梢長(zhǎng)度和地徑粗度的增長(zhǎng)，但并不會(huì)影響香榧的單株榧蒲產(chǎn)量。

多花黃精地上部分的存活率隨著香榧林郁閉度的增大而增大，在郁閉度達(dá)到0.9 時(shí)，其存活率達(dá)到最大（80.55%±4.81%），但其高度、地徑、葉片數(shù)、根莖生長(zhǎng)量均小于郁閉度為0.7 時(shí)的生長(zhǎng)指標(biāo)。這說明多花黃精的耐陰性較強(qiáng)，但是在極微弱的光照下，其光合作用受到影響導(dǎo)致有機(jī)物積累減少，根莖多糖含量降低[16]，其他器官的生長(zhǎng)也受到限制。香榧林郁閉度為0.7 時(shí)，除多花黃精地上部分的存活率之外，其他各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均為最大，因此，香榧林郁閉度為0.7 是多花黃精生長(zhǎng)的最佳郁閉度，此結(jié)果與章文前等[9]對(duì)毛竹林下套種多花黃精的最適郁閉度為0.6～ 0.8 的研究結(jié)果一致[9]，與蔣海隴等認(rèn)為郁閉度為0.68 時(shí)杉木林下多花黃精產(chǎn)量為最佳較一致[17]。因此，郁閉度為0.7 是香榧和多花黃精復(fù)合經(jīng)營(yíng)的最佳郁閉度，在此郁閉度下多花黃精生長(zhǎng)狀況最佳，根狀莖生長(zhǎng)量最大，香榧的單株榧蒲產(chǎn)量也較大，此時(shí)的經(jīng)濟(jì)收益可達(dá)到最大。

3.2 香榧與多花黃精復(fù)合經(jīng)營(yíng)的優(yōu)勢(shì)

在郁閉度為0.7 時(shí)，香榧林下套種的多花黃精生長(zhǎng)狀況達(dá)到最佳，香榧的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)及單株榧蒲產(chǎn)量也較佳，且相對(duì)于未套種多花黃精的香榧林，香榧的新梢生長(zhǎng)量、地徑增長(zhǎng)量、樹高增長(zhǎng)量、冠幅增長(zhǎng)量和單株榧蒲產(chǎn)量分別高出18.97%、14.18%、24.55%、20.79%和40.00%。而且套種多花黃精后，土壤養(yǎng)分也有了較大幅度的改善，此結(jié)果與毛云飛等發(fā)現(xiàn)的套種多花黃精后的老油茶Camellia oleosa林土壤養(yǎng)分和單位面積油茶鮮果平均產(chǎn)量均有提高較一致[18]；與劉躍鈞等認(rèn)為套種藥材能顯著或極顯著提高錐栗Castanea henryi林耕作層土壤的9 項(xiàng)理化性質(zhì)指標(biāo)較一致[19]。我們推測(cè)，多花黃精的塊根與香榧根系之間可能存在著某種共生關(guān)系。樊瑞鋒等報(bào)道了在多花黃精根際土中真菌群落的多樣性豐富，其中以腐生菌類群占比最高，這類真菌參與了藥用植物活性成分的合成和有機(jī)物的降解，也間接促進(jìn)了香榧的生長(zhǎng)[20-21]。每年冬季倒苗后的多花黃精腐爛枝葉給香榧根系提供了有機(jī)養(yǎng)分，同時(shí)又起到為土壤保溫、保濕的作用，多花黃精根系的生長(zhǎng)也能有效減少林地泥沙的流失量，這是土壤有機(jī)質(zhì)含量大幅度提升的主要原因。

3.3 結(jié)論

綜上所述，在郁閉度為0.7 的香榧林下套種的多花黃精長(zhǎng)勢(shì)最好，在此郁閉度下的香榧的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)及單株榧蒲產(chǎn)量也較佳，此時(shí)香榧與多花黃精復(fù)合經(jīng)營(yíng)的綜合效益最高。套種多花黃精后，土壤的各項(xiàng)養(yǎng)分含量和酸堿性均得到較大幅度地改善，香榧長(zhǎng)勢(shì)顯著好轉(zhuǎn)，單株榧蒲產(chǎn)量明顯增加。本研究為香榧林下套種多花黃精的合理性及高收益提供了理論依據(jù)，為香榧林下合理套種多花黃精提供行動(dòng)指導(dǎo)。