不同因素对林下参保存率的影响

罗 也，李奎友，李雪萌，李逵全，王秀琴，董淑英，王云龙，刘 迪，王元兴

(1.吉林省林业科学研究院，吉林 长春 130033；2.露水河林业局，吉林 白山 134500；3.吉林森工集团，吉林 长春 130012)

人参(Panaxginseng)，五加科人参属多年生草本植物，素有“百草之王”的美誉，是大宗名贵中药材[1]，加之人参具有良好的药用价值和保健功能而备受人们的青睐，在长白山地区，林下参种植为农村经济的发展起到了至关重要的作用。但是，由于林下参种植周期长，土壤养分消耗大，对于土壤等相关因素的要求较高[2]，所以，准确了解林下参生长所处的土壤及相关林分因素情况至关重要。

土壤是林下参赖以生存的物质基础，良好的土壤环境不仅能够为林下参的生长提供水和养分，同时决定着林下参保存率和生长质量，因此，了解林下参土壤元素变化情况变得越来越重要。许多学者针对种植林下参的土壤元素进行了相关研究[3]，闫毅等通过对林下参土壤物理性质的研究表明，林下参土壤中团粒、微团聚体、总孔隙度和土壤容重等与林下参产量存在显著相关性，其中，总孔隙度在56.92 %～73.52 %、土壤容重为0.85 g·cm-3时，林下参产量最好[4]。李星硕通过不同立地条件对林下参生长影响的研究发现，在东北坡向，坡度为24°左右，土壤容重在0.85～0.95 g·cm-3时，林下参生长最好[5]。程海涛等对土壤化学性质与人参生长关系的研究发现，氮、磷、钾的配合作用对于林下参的生长与保存非常重要[6]。同时相关研究同样探讨了种植林下参后，土壤营养元素的变化情况[7,8]。但是，关于土壤化学性质和林型等相关因素的共同作用对林下参保存率的影响鲜有报道。

本研究主要分析不同林型及土壤营养因素下林下参保存率情况，以及各因素之间相互作用对其影响。从而更好地掌握影响林下参保存率的主要因素，为林下参的合理种植提供理论基础。

1研究区概况

研究区位于吉林省靖宇县，地理位置为126°30′～127°16′E，42°06′～42°48′N，地处长白山山脉西北部，属北温带东亚季风气候。冬季漫长寒冷，夏季潮热多雨，春秋两季干燥，无霜期110 d左右，属典型的长白山地带气候。研究区内乔木树种主要为红松(Pinuskoraiensis)、樟子松(Pinussylvestris)、落叶松(Larixgmelinii)、核桃楸(Juglansmandshurica)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、黄檗(Phellodendronamurense)、蒙古栎(Quercusmongolica)、春榆(Ulmuspumila)、怀槐(Maackiaamurensis)、色木槭(Acermono)、山杨(Populusdavidiana)、紫椴(Tiliaamurensis)、白桦(Betulaplatyphylla)等。灌木树种主要有胡枝子(Lespedezabicolor)、平榛(Corylusheterophylla)、山荆子(Malusbaccata)、卫矛(Euonymusalatus)、刺五加(Acanthopanaxsenticosus)、忍冬(Lonicerajaponica)等。草本植物主要有铃兰(Convallariamajalis)、莎草(Cyperusrotundus)、细叶苔草(Carexrigescens)、荨麻(Urticafissa)、小叶芹(Aegopodiumalpestre)、早熟禾(Poaannua)等。

2研究方法

2.1样地选择

在靖宇县选取种植林下参的3种不同林分类型的样地共6块，分别为樟子松林下参样地2块(林下参年龄为7年和12年)、落叶松林下参样地2块(林下参年龄为7年和12年)和杂木林下参样地2块(林下参年龄为7年和12年)，样地基本情况见表1。

随后在每块样地对角线上分别重复采集土样3次，用土壤袋储存并标号，带回实验室进行相关化学性质测定。

表1 林地基本情况

2.2研究方法

主要测定土壤中有机质、pH、全氮、全磷和全钾含量的变化情况，土壤测定采用常规分析方法[9]。土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法测定，土壤pH采用精密pH计测定，土壤全氮含量采用凯氏定氮法测定，土壤全磷含量采用酸溶-钼锑抗比色法测定，土壤全钾含量采用火焰光度计法测定。并应用通径分析法对林下参保存率和各影响因素之间关系进行分析。

2.3数据处理

主要应用SPSS19.0进行数据处理和分析，应用SifmaPlot12.5进行绘图。

3结果与分析

3.1林型对林下参保存率的影响

通过对不同林分类型下林下参保存率研究发现(见表2)，在樟子松林、落叶松林和杂木林下分别种植林下参后，其保存率存在显著差异(P<0.05)，平均保存率大小关系为樟子松林(52.53 %)>落叶松林(46.07 %)>杂木林(15.38 %)。此外，同一林型下，随着林下参种植年龄的增大，其保存率会发生明显改变。其中，樟子松林中随着林下参年龄的增加，林下参保存率由84.42 %下降到20.63 %，保存率减少了63.79 %；落叶松林中随着林下参年龄的增加，林下参保存率由67.58 %下降到24.55 %，保存率减少了43.03 %；杂木林中随着林下参年龄的增加，林下参保存率由21.00 %减少到9.75 %，保存率减少了11.25 %。

表2 不同林型下林下参保存率

3.2土层和腐殖层深度对林下参保存率的影响

分别测定各样地内土层深度和腐殖层深度，测定的土层深度在48～57 cm之间，腐殖层深度在11～23 cm之间，通过研究各土层深度和腐殖层深度下林下参保存率情况(见表3)，可以发现，二者对于林下参的保存率无显著影响。

表3 不同土层和腐殖层深度下林下参保存率

3.3土壤化学性质对林下参保存率的影响

通过土壤各化学性质变化对林下参保存率影响的研究发现(见图1)，土壤pH在4.91～5.39之间，土壤整体呈弱酸性，土壤pH为5.02时，林下参保存率最低，但从整体水平看，随着土壤pH的增加，林下参保存率逐渐增加，pH达到5.39时，林下参保存率最大，保存率可达到84.42 %。土壤全氮含量在2.34～3.38 g·kg-1之间，随着含氮量的增加，林下参保存率呈现先增加后降低的趋势，含氮量为2.61～3.26 g·kg-1时，林下参保存率最大。土壤全磷含量测量值在0.26～0.41 g·kg-1之间，随着含磷量的增加，林下参保存率逐渐增加，含磷量在0.35 g·kg-1时，林下参保存率最高。土壤全钾测定量在0.62～0.80 g·kg-1之间，全钾含量为0.79 g·kg-1时，林下参保存率最低，但从整体来看，随着含钾量的增加，林下参保存率逐渐增加，含钾量为0.8 g·kg-1时，林下参保存率最高。

图1 不同土壤化学性质下林下参保存率

3.4林下参保存率与各因素之间影响关系分析

为进一步了解林下参保存率和各因素之间的相互关系，应用通径分析进行相关研究，在进行通径分析之前，需要对统计分析的数据进行正态检验(表4)，从表4中可以看出，正态检验结果有2种，分别为Kolmogorov-Smirnova检验和Shapiro-Wilk检验，Kolmogorov-Smirnova检验适用于大样本检验，而Shapiro-Wilk检验适合小样本检验，本试验样本数为6，属于小样本数，因此，使用Shapiro-Wilk检验，显著性0.893>0.05。林下参保存率服从正态分布，可进行通径分析研究。

表4 正态检验结果

通过对林下参保存率和各因素之间通径分析的相关研究发现(表5)，各因素对林下参保存率的直接影响最大的是全磷含量，直接通径系数达到1.553，且属于正相关关系，其次为pH、全氮含量和全钾含量。通过分析各因素间接通径系数发现，全钾通过全磷对林下参保存率的作用最大，其间接通径系数达到0.889 9，其次是全氮通过全磷对林下参保存率的影响，对林下参保存率的作用最小的是pH通过全钾的间接作用。因此，结合直接和间接通径分析发现，影响林下参保存率最主要的因素是全磷含量，其次是土壤pH、全氮含量和全钾含量。

表5 林下参保存率与各因素之间通径分析

4讨论与结论

本研究通过选取种植林下参的不同林分类型(樟子松林、落叶松林、杂木林)，测定其林下参保存率，同时对其林下土壤进行相关因素分析，测定土壤土层深度、腐殖层深度、pH、全氮、全磷和全钾的含量，分析不同林型和不同因素对林下参保存率的影响。结果表明，在不同林分类型下，林下参平均保存率大小关系为樟子松林(52.53 %)>落叶松林(46.07 %)>杂木林(15.38 %)，这与阮晓佳研究的在不同林型下种植林下参优先选择樟子松林结果相一致[10]。在同一林型下，随着林下参种植年龄的增大，林下参保存率均会降低。此外，土层深度和腐殖层深度对林下参保存率的变化无明显影响。土壤各化学性质变化对林下参保存率影响研究的结果表明，在一定区间范围内，土壤pH、全氮含量、全磷含量和全钾含量的增加均会提高林下参的保存率，以往也做过类似的研究，孟祥颖等研究发现氮、磷、钾对人参生长有促进作用[11]，而赵寿经等研究发现林下参高产的pH在5.4左右[12]，这均与本研究结果相一致。

通径分析作为遗传学方面的多元统计技术，对于自变量和因变量之间的直接和间接相关性分析极为重要和准确，在众多领域得到广泛应用[13]。为了进一步了解林下参保存率和各因素之间的相互关系，找出对林下参保存率最主要的影响因子，本试验应用通径分析进行了相关研究，结果表明，结合直接和间接通径分析发现，影响林下参保存率最主要的因素是全磷含量，其次是土壤pH、全氮含量和全钾含量。因此，为提高林下参种植的成活率和保存率，初步建议在樟子松林下种植人参，土壤pH保持在5.39左右，适当增加土壤内氮、磷含量。

通过本试验的研究分析，能够较好地了解靖宇县不同林型下林下参的土壤营养元素变化情况及提高林下参保存率的因素条件，可为林下参的种植提供参考数据。