王立明,孙黎黎,张 毅,纪 宏
(新宾县林业局,辽宁 新宾 113200)
抚顺龙岗山省级自然保护区,地处辽宁东部林区,行政属抚顺市新宾县。位于辽宁、吉林两省交界龙岗山脉北坡,主峰岗山(1347.0m)。这里森林茂密,生态稳定,植被保存完好,具有物种多样性和生态系统的完整性,尤其龙岗山上部尚有原始林分布,对抚顺市乃至辽宁省的森林生态及生物多样性保护和研究,都具有重要意义。以往对于龙岗山自然保护区的相关文献未见报导,本研究主要针对龙岗山自然保护区8种药用植物进行了根系系统调查,得出所调查8种药用植物对光照、土壤、水分的不同要求,以及根系的无性繁殖特性和生长习性。在林药经营时选择良好的适生环境等方面具有参考价值,对增加经济植物产量和提高经济植物价值具有一定意义,为龙岗山自然保护区提出保护和开发利用的具体建议。
研究区位于辽宁省抚顺市新宾县东南部旺清门镇和响水河子乡境内,西部是富尔江,南部是桓仁县,东部则以抚顺龙岗山省级自然保护区与吉林省通化地区相隔。地理坐标 E125°20′59″~125°27′30″,N41°32′28″~41°39′52″。调查地区海拔350~600m左右,全年降雨量750~840mm,且降水多集中在6、7、8 3个月份,年平均相对湿度75%。全区年均气温7.5℃,≥10℃的年积温2300~2500℃,无霜期118~120d,年均日照时数为2254h,日照百分率为51%~57%。最高气温36.5℃,最低气温-40.5℃。土壤为棕壤和暗棕壤。
区内森林茂密,有原始林561.6hm2,区域平均森林覆被率96.0%,其中钢山林场森林覆被率达94.2%。区内野生动、植物资源丰富,呈物种多样性,是辽宁省植物资源分布较典型的地区。据调查,本区有木本植物32科153种,草本植物60科242种。其中被列为国家重点保护的珍稀濒危植物有:人参、黄檗、紫椴、胡桃楸等;被列为辽宁省珍稀濒危植物的有东北刺人参、天女木兰、东北绣线菊、刺楸、辽细辛、木通、红松、刺五加、党参、龙胆草等。本区药用植物非常丰富,本研究选取有代表性的8种药用植物:天南星(Arisaema erubescens(Wall.)Schott),玉竹(Polygonatum odoratumDruce),轮叶党参(Codonopsis pilosula(Franch)Nannf), 轮 叶 沙 参 (Adenophoratetraphylla(Thunb.)Fisch),月见草(Oenothera biennisL.),龙胆草(Gentiana scabra Bunge),细辛(Asarum heterotropoides SchmidtVar.manshuricum Kit),大力子(Arctium lappaL.)作为调查对象。
样地设置考虑南坡(正南向左右30°以内)、北坡(正北向左右30°以内)、东坡(正南向左右30°以内)、西坡(正南向左右30°以内)及各自的坡位(坡上部和下部),充分考虑不同生境条件的代表性,共设置12块样地。
1.2.1 土壤水分测定 全部样地土样采集于1d内进行,采集时间为2010年7月上旬,取样前10d至取样期间无雨。每个样地沿对角线,取0~20cm混合土样3个,当天测定湿重,封闭后带回室内测定水分,测定应用烘干(105℃)法测定。
1.2.2 根系生长调查 调查时首先掘开根系周围土壤,露出根系,绘制根系图,测量根深、根幅等各项指标,然后挖出根系称鲜重,之后将样本带回烘干后称取干重。每种调查对象均采多个样本,从中选取两个比较完整,长势适中有代表性的样本进行比较分析。
所调查草本经济植物生长环境条件、根系生长状况数据见表1、表2。
表1 不同生境药用植物生长环境条件
表2 不同生境根系生长状况
根据以上所列2表,并结合在调查时所观察的植株地上部分长势,对调查对象逐种分析根系生长习性。
(1)天南星。比较两个样本,两者的根幅、根深、根长相差无几,但一号样本块茎直径大,饱满,这说明一号样本所生长的土壤条件适于其生长,根系能够充分吸收养分,同时块茎对地上部分光合产物贮存能力强。由此可见,天南星可分布于阳坡、半阴坡或阴坡,它能耐阴,又具一定的喜光性,在湿润、表层腐殖质含量高的土壤中生长良好。
天南星根系地下部生有块茎,扁球形,上部着生有芽;须根生于块茎顶部,向四周水平发散分布,根白色光滑,无毛根。根据其根系特点,可采用分离法繁殖天南星,即将块茎按芽数分割成块,每块至少含1个芽,栽培时覆土3~5cm即可。
(2)玉竹。一号样本为5a生,二号样本为8a生,两者根长相差1cm,而一号样本根干重却为二号样本的4倍,这说明一号样本长势旺盛,明显高于二号,分析一号样本的生活环境,可以发现玉竹适于生长在比较阴湿,土壤表层腐殖质含量高的林下或灌丛中。
玉竹地下贮存营养部分为根茎,在根茎上生有不定根;根茎延长横卧,肉质较粗,有明显的节和节间,节的前端有顶芽,旁有侧芽,根茎每年向前延伸1节。鉴于这些特点,玉竹的繁殖可采用分根繁殖,将根茎切成段,每段至少含1节,栽入土中后可由节上的侧芽萌发成为新的植株。
(3)轮叶党参。比较两个样本,可发现在根重、根长、地上茎长等方面一号均优于二号,这是由于二号生长在北坡,虽郁闭度低,但由于土层薄,土壤含水量较少,长势不如一号旺盛。所以,轮叶党参的适生环境应该是光照充足,土层深厚,土壤湿润、肥沃的林下、林缘、荒草坡中。
轮叶党参根系为圆柱形至圆锥形,肉质、较粗,单一不分枝,根头膨大,具多数茎痕,表面有少数粗直的纵纹和较多的横纹及疣状突起,越往上端,横纹愈密集。党参的根系不能被用来进行繁殖。
(4)轮叶沙参。两个样本大小不一,相对而言,一号样本生长在土层厚,湿润、肥沃的土壤中,养分供应充足,其长势要旺一些,由此分析,轮叶沙参喜光,多生于阳坡或半阳坡郁闭度不大的杂木林下或灌丛中,土壤要求湿润,腐殖质含量高,土层深厚。
轮叶沙参根系呈圆锥状,有时分枝,表面有环纹和皱纹,靠近根的顶端横纹密集,根顶有明显的茎痕。同党参一样,轮叶沙参的繁殖亦采用种子繁殖,而不利用其根。
(5)月见草。两个样本根系上的差别主要在于根深和根幅,二号样本所生长的土壤条件较好,土层厚,湿度大,因而根系生长范围要深、宽一些。一号样本所处北坡坡度较缓,光照也比较充足,和东坡均可看作半阳坡,二者周围都没有其他植物荫蔽。由此分析可知月见草喜光性较强,对土壤要求不严,在湿润、水分充足的条件下生长良好,它适于生长在荒山草坡,田间地头,不宜生长在林下或灌丛中。
月见草根系有明显的主、侧根,一般有分枝,根较长。月见草的根无营养繁殖能力,一般采用种子繁殖。
(6)龙胆草。比较两个样本,主要差别在二号样本的根幅和根深大一些。这是因为它生长在土层较厚、湿润的土壤中,两者的光照都比较足。由此可知,龙胆草喜光、喜湿润、肥厚的土壤,适于生长在林缘灌丛中以及荒草坡上。
龙胆草无主根,簇生根生于短小的根茎上,须根绳状,光滑少毛根。根据其根的特点,在繁殖时可采用分根繁殖,即把根茎剪成段,每段上需带有3~4条须根,然后将根茎向上埋于土中,覆土5~7cm。
(7)大力子。两个样本中,二号样本生长在土层深厚、疏松、湿润的土壤中,根系明显较一号样本粗长,而且地上部分高大,一号样本所生长的土壤土层薄,而且含石砾较多,因而整体长势较二号差。这说明,大力子对土壤条件要求不严,但喜光,喜湿润、肥厚的土壤,适于生在沟谷、溪流旁,荒草坡上。
大力子有肉质粗壮较长的主根,极少分枝,根幅较小,但分布很深。其根无营养繁殖能力。
(8)细辛。两个样本均生长在土层深厚、肥沃的土壤中,光照条件差、阴湿。二者的根系无太大差异,但一号样本生长较二号样本旺盛。由此可知,细辛喜欢阴湿、肥厚、腐殖质含量高的土壤,适生于林内或灌木郁闭度大的林缘以及谷床、溪流两旁的灌丛中。
细辛根茎较长,横走,节明显,毛发状。细长的须根生于根茎上,繁殖时可采用分根繁殖,将根茎剪成3~5cm长小段,每段上需带2~3个芽苞,将根茎埋于土中,覆土5cm。
综上所述,从水平条件来看,各种药用植物尽管有些差异,但都喜生于湿润的条件,从它们对光照的要求来看有些差异,可分为喜光型(轮叶党参、轮叶沙参、月见草、大力子),半喜光半耐阴型(天南星、玉竹、龙胆草)、耐阴型(细辛)3种类型;从它们的适生环境来看,都离不开森林条件和森林土壤条件,只不过因它们对光照和土壤条件的不同而分别适生于林内,林缘、林间空地、灌丛、荒山荒坡等;从它们根系分布深度来看可分为浅根性(天南星、玉竹、细辛),深根性(轮叶党参,轮叶沙参、月见草、龙胆草,大力子),其中大力子根系分布最深;在这8种植物当中,有天南星、玉竹、龙胆草、细辛这4种可利用根系萌蘖来进行无性繁殖。以上这些根系的生长习性,在大田培植经济植物时选取适宜的土壤和采取适当的栽培管理措施方面具有参考价值,对增加药用植物产量和提高经济价值具有一定的意义。
[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,1982.
[2]中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴[M].北京:科学出版社,1972.
[3]李书心.辽宁植物志[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1988.
[4]刘慎谔.东北植物检索表[M].北京:科学出版社,1959.
[5]高信曾.植物学(上、下)[M].北京:人民教育出版社,1978.
[6]胡先彇.植物分类学简编[M].北京:科学技术出版社,1958.
[7]陆时万.植物学(上、下册)[M].北京:人民教育出版社,1983.
[8]国家自然科学基金委员会.植物科学[M].北京:科学出版社,1993.
[9]曹慧娟.植物学[M],中国林业出版社,1992.
[10]马炜良,等.植物学(上下册)[M].北京:高等教育出版社,1992.
[11]姚敦义.植物学导论[M].北京:高等教育出版社,1999.
[12]张文辉.裂叶沙参种群生态学研究[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1998,44-54.