毛竹林下复合经营七叶一枝花效果分析

2020-03-08 06:14殷莲华
防护林科技 2020年12期
关键词:毛竹林毛竹根茎

殷莲华

(连城县自然资源局不动产登记中心,福建 龙岩 366200)

七叶一枝花(Parispolyphylla)又名重楼,系百合科多年生宿根草本植物,其根茎入药,具有清热解毒,止痛散淤,消肿散结,定惊息风等功效[1,2],可用于治疗咽喉肿痛,扁桃体炎,跌打损伤,肿瘤等病症[3,4],此外,七叶一枝花的根茎还是云南白药的主要成分之一[5],也是季德胜蛇药片、抗病毒颗粒等许多中成药的主要原料[6]。据测算[7]:全国每年七叶一枝花需求量在3 000 t左右,而现有供应量仅为1 500多t,且大部分为野生资源,突出的供需矛盾导致七叶一枝花野生资源因乱采滥挖而处于渐危状态,被列为国家二级重点保护野生植物。

毛竹林是连城县的主要林分类型,全县现有毛竹林面积3.2万hm2,且大多数为毛竹纯林。但毛竹纯林病虫害多,植物种类单一,竹林结构不稳定,生态功能有待提高[15,16]。利用毛竹林现有的生长环境,在林中套种七叶一枝花,做到毛竹林和七叶一枝花复合经营,在提高林地利用效率的同时,收获珍贵药材,进而保护七叶一枝花野生资源,同时又可以满足国内外市场对其需求,对贯彻习总书记提出的“两山”理论,增加山区群众收入,具有现实的生产价值和长远的生态意义与社会效益。

1 研究方法

1.1 试验地概况

试验地位于连城县菇田镇山峰水库旁13林班25大班2小班,面积25.2 hm2。连城县地处福建省西部,地理坐标为24°13′—25°26′ N,116°32′—117°10′ E,气候属中亚热带季风区,年平均气温18.9 ℃,平均降雨量1 680 mm,无霜期281 d。地带性植被为闽西博平岭常绿槠类阔叶林小区。2014年底调查测定,毛竹林现存密度2 940~3 075株hm-2,竹林分郁闭度0.7~0.8,林下主要植被为黄瑞木(Adinandramillettii)、乌饭(Vacciniummandarinorum)、中华鳞毛蕨(Dryopterischinensis)、铁绒蕨(Adiantumcapillus-veneris)、矩形叶鼠刺 (Iteachinensis)、虎耳草(Saxifragastolonifera)等。

1.2 试验方法

采用完全随机区组设计,于2014年底在试验地的毛竹林中设立3个区组试验,每个区组内设4个小区,每小区面积25.8 m×25.8 m。试验设4个水平:(1)RT处理。保留毛竹立竹数2 250株hm-2,其余砍伐。于2015年3月采用七叶一枝花根茎种植。七叶一枝花种植在直径40 cm,高40 cm规格的控根容器中。控根容器水平方向株距100 cm,上下方向行距150 cm。(2)DT处理。保留毛竹立竹数2 250株hm-2,其余砍伐。于2015年4月上旬采用七叶一枝花1年生种子实生苗种植。控根容器规格和摆放位置,与RT处理相同。(3)CK1处理。保留立竹数2 250株hm-2,其余砍伐,不套种七叶一枝花。(4)CK2处理。保持原有竹林的立竹数,不砍伐,不套种七叶一枝花。各组试验设置完成后,每年的5月和9月各抚育一次,及时拔去控根容器内长出的杂草,避免杂草与七叶一枝花争夺养分、水分和光照。

1.3 试验数据调查与处理

种植当年调查七叶一枝花的成活率。每年调查保存率,测定株高和基径,计算茎高增长率、茎粗增长率(当年高或径比前一年高或径增加的百分率)。基于七叶一枝花为多年生宿根性植物。每年在地上部分停止生长后,选择5株样株,齐地切断,置于80 ℃的烘干箱中烘干,至恒质量,计算地上部分生物量,累加统计经营周期内地上部分总生物量。2019年底进行全面测定,挖取地下根茎及根系,现场测定地下部分鲜质量。同样采用80 ℃烘干箱烘干枝至恒质量。计算地下部分与地上部分的比值。毛竹林每年进行新竹数量统计和高度、胸径等主要因子测定。现场秤取毛竹竹笋产量。产材量和现存竹材量采用下式计算。

W=0.06D1.467 8H

式中:D、H分别为毛竹的胸径和高度。

2 结果与分析

2.1 七叶一枝花生长发育分析

2.1.1 栽植成活情况 在已有毛竹林中种植七叶一枝花,存活情况与自身生物学特性及上层毛竹林的郁闭状况有关。表1是不同处理毛竹林中种植七叶一枝花生长发育状况。由表1可知:RT处理、DT处理七叶一枝花保存率较高,均在90%以上,上层保存的毛竹林为林中种植的七叶一枝花提供了上方和侧方庇荫,有利于耐荫植物七叶一枝花的存活和生长。由表1中可以看出:RT处理与DT处理比,RT处理种植的保存率分别比DT处理增加2.7百分点。RT处理采用根茎种植,根茎中贮存较多的营养,维持着七叶一枝花在种植初期的物质供应,而DT处理采用1年生实生苗。系统生长发育较短,根茎较小,须根在移栽过程中受到一定程度损伤,在一定程度上影响了成活率。

表1 不同处理七叶一枝花地上茎生长发育状况

2.1.2 地上茎生长分析 已有研究表明,七叶一枝花地上茎生长与根茎生长发育呈正相关[17]。从表1中可知,RT处理和DT处理间地上茎生长存在差异。无论RT处理,还是DT处理,每年抽出的地上茎呈逐年增高、增粗。RT处理2019年茎高、茎粗与2015年比,增高98.8%,增粗50.5%。逐年茎高比率最大为种植后第3年,茎粗比率也出现在种植后第3年,第4~5年无论茎高比率,还是茎粗比率都开始下降。DT处理2019年茎高、茎粗与2015年比,增高133.8%,增粗224.4%。逐年茎高比率、茎粗比率最大均为种植后第4年和第3年。与RT处理比最大茎高比率、茎粗比率推迟1~2年,表明采用根茎和实生苗种植的地上茎生长规律不同。RT处理生长发育快速,持续时间较短,DT处理生长发育较慢,但持续时间较长。需要指出的是,毛竹林立竹数控制在同样的数量,但毛竹林郁闭度会逐年增大,这种竹林状况,对七叶一枝花地上茎生长,有一定的有抑制和胁迫影响。七叶一枝花随着年龄增长,对光照需求增大。而随着郁闭度增大,地上茎增高、增粗率趋缓。因此,在毛竹林中种植七叶一枝花,经营周期以4~5年较为适宜。

由表2可知,RT处理单株地上部分生物量比DT处理增加35.3%。两者间单株地上部分生物量在0.05水平存在显著差异。RT处理中逐年地上部分生物量最高出现在种植后的第5年。但从趋势分析,地上部分生物量增长量开始下降。

表2 不同处理七叶一枝花生物量测定结果

2.1.3 开花结实情况 植物的生殖年龄、生殖频度等是重要的植物学特征[18],它对植物生长及不同器官的生物量分配有深刻影响。RT处理种植后第3年陆续开始开花结实,标志着RT处理达到了生育年龄;DT处理在种植第5年才开始部分个体开花结实,开花结实数量约占20%。DT处理开花结实年龄比RT处理迟2~3年。七叶一枝花从4月中旬开始开花,花期长达3个月多,到7月份后开始形成种子,占全年整个生长期的40%~60%。与其他植物同样,七叶一枝花在开花结实期间,需要消耗大量的营养物质。为此,应该根据经营目的采取相应的经营策略。以收获根茎药材为主时,可在开花伊始就剪除花朵;以收获种实或观赏为主要目的时,则可保留花朵,同时做好人工授粉工作,适当施肥。七叶一枝花为两性花,自然条件下开花结实率较低,通过授粉以提高结实率。

2.1.4 根茎生长分析 由表2可知,5年生RT处理单株根茎干质量达67.9 g株-1,单位面积根茎干质量达421.4 kghm-2,DT处理单株和单位面积根茎干质量分别仅43.1 g株-1和259.7 kghm-2。RT处理比DT处理根茎干质量增加57.5%。两者根茎干质量间在0.01水平上差异达到显著水平(见表2),表明在毛竹林中种植七叶一枝花以根茎种植比实生苗种植产量更高,且经营周期4~5年即可收获。

由表2可知,RT处理地下部分生物量与地上部分生物量比值为0.15,而DT处理则为0.13,表明RT处理用于根茎生长所消耗的营养物质比DT处理更大。这可能与RT处理开花结实较早、消耗较多营养有关。以根茎种植有“速生”、“丰产”的经营特征,但在以收获根茎药材为主的实际生产中,应该及时剪除花朵,减少生殖生长所带来的营养物质消耗,同时应该适当增加外源营养物质补充,以提高根茎产量。有关七叶一枝花施肥方法及效果分析正在进一步试验中。

2.2 毛竹林生长状况分析

2.2.1 立竹数的变化 表3是毛竹林生长状况测定结果。由表3可知,由于各处理均采取控制性经营措施。立竹数保持原有的竹林立竹数。CK2处理立竹数比RT处理、DT处理、CK1处理立竹数增加28.6%~31.1%,RT处理、DT处理、CK1处理立竹数大致一致。

表3 不同处理毛竹林生长发育状况

2.2.2 新竹高径生长 平均胸径和平均竹高对毛竹林的产量和质量有重要影响。由表3可知,不同处理新竹的高径生长存在差异。新竹平均胸径、平均株高在试验第1~2年,从大到小依次为:RT处理、DT处理、CK1处理和CK2处理。但在试验第5年从大到小则表现为:CK2处理、DT处理、RT处理和CK1处理。在试验第1~2年竹林依靠原有竹鞭积累的养分,提供给了保留立竹数较少竹林的新竹,新竹高径生长量较大,但经过3~4 a时间,由于毛竹林集体觅食的生物学特性,需要较大面积的叶面积指数支撑。RT处理、DT处理、CK1处理单位面积叶面积指数降低,光合产物下降,相应新竹高径生长有所降低,经方差分析,各处理间毛竹林平均胸径、平均竹高均未达到显著水平。

2.2.3 产量分析

(1)产笋量。由表3可知,毛竹林产笋量从大到小依次为: RT处理、 DT处理、CK1处理和CK2处理。DT处理、RT处理、CK1处理比CK2处理产笋量分别增加54.2%、48.7%和30.2%。经方差分析,DT处理、RT处理与CK2处理产笋量达到极显著水平(P<0.01)。CK1处理与CK2处理产笋量达到显著水平(P<0.05)。DT处理、RT处理与CK1处理产笋量差异未达到显著水平(P>0.05)。这与DT处理、RT处理和CK1处理保留立竹数较少,林地光照强度较大,刺激了鞭芽生长发育,并转化为笋芽有关,产笋量提高。RT处理、DT处理产笋量比CK1处理与种植七叶一枝花有关。

(2)产材量。由表3可知,产材量以CK2处理最高,分别比RT处理、DT处理、CK1处理增加30.9%、32.1%和33.7%。经方差分析,CK2处理与RT处理、DT处理、CK1处理产材量间差异达到显著水平(P<0.05)。显然是CK2处理砍伐较多毛竹数量的缘故。

(3)现存竹材量。由表3可知,现存竹材量也是以CK2处理最高,分别比RT处理、DT处理、CK1处理增加21.8%、27.0%和26.3%。经方差分析,CK2处理与RT处理、DT处理、CK1处理现存竹材量间差异达到显著水平(P<0.05)。同样是CK2处理砍伐较多毛竹数量的缘故。

3 小结

复合经营是一种发展趋势。在毛竹林中种植七叶一枝花具有较好的经营效果。试验结果表明:利用毛竹林已有的森林环境,控制性降低立竹数,适当释放空间,七叶一枝花生长状况良好。利用根茎种植5年七叶一枝花保存率在90%以上,根茎单株干质量可达67.9 g株-1,单位面积可达421.4 kghm-2,显著高于采用1年生实生苗种植的根茎产量。经营周期4~5 a。

毛竹与七叶一枝花复合经营,对毛竹林高径生长没有显著影响,但对产笋量、产材量和现存竹材量有影响。降低立竹数套种七叶一枝花产笋量在0.01水平上显著高于毛竹传统经营(不间伐,不套种七叶一枝花)。相反,后者产材量和现存竹材量在0.05水平上显著高于前者。在现有毛竹林经营面积较大,客观存在诸多不利影响的现实问题时,选择毛竹与七叶一枝花复合经营不失为一种较好的途径。

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