杉木林分郁闭度对林下黄花倒水莲生长及皂苷含量的影响

王邦富

(福建三明林业学校，福建 三明 365001)

黄花倒水莲(PolygalafallaxHemsl.)又名黄花远志，倒吊黄，黄花参等，为远志科远志属半落叶小灌木。黄花倒水莲根茎入药，主要有效成分为远志皂苷、黄酮、多糖等，具有滋补筋骨、活血化瘀、降血脂、抗炎、抗氧化、抗病毒、祛风除湿等功效[1-7]；目前，国内在黄花倒水莲林下套种的试验研究方面已有相关报道[8-22]，而林分郁闭度对黄花倒水莲生长影响的试验研究仅见张海龙的报道。该报道分析了杉阔混交林下套种黄花倒水莲的生长效果，但该研究采用的黄花倒水莲苗为1 年生小苗，仅对杉阔混交林下套种的当年生黄花倒水莲生长效果进行分析，未达到适宜的收获期，自然未涉及收获期的生物量[8]；由于杉阔混交林的阔叶树种复杂多样，林分的垂直结构及水平结构参差不齐，林分郁闭度难以通过人为措施进行调整，无法达到黄花倒水莲生长的适宜林分环境；此外，还出现过黄花倒水莲杉木林下的套种密度及2者相互促进生长的相关研究。上述研究均未对杉木人工纯林的中龄林不同林分郁闭度套种黄花倒水莲生长及根茎远志皂苷含量进行试验比较。杉木人工纯林林分结构简单，林分郁闭度可以通过抚育间伐及修枝等技术措施进行调整，能达到黄花倒水莲生长的适宜林分环境。本文研究了不同林分郁闭度对套种黄花倒水莲的生长及其根茎远志皂苷含量的影响，旨在为黄花倒水莲林下套种的适宜林分郁闭度选择提供技术参考。

1 试验地概况

试验地选择福建省三明市三元区楼源国有林场仕坑山场，地理位置为东经117°42′81″—117°42′87″，北纬26°15′59″—26°15′63″；海拔132—368 m；坡度19—24°，坡向东南；土壤为山地红壤，立地质量等级Ⅲ级。试验区年平均温度 18—21 ℃，极端高温37 ℃，极端低温-5 ℃，年均降水量1 700—1 900 mm，无霜期312—345 d，属中亚热带季风气候；试验区的地理环境及气候条件适宜黄花倒水莲等药用植物生长[7-22]。试验林面积10.2 hm2，林龄12 a，为杉木人工纯林中龄林。试验林于种植前采用间伐杉木并进行修枝调整林分郁闭度，未间伐前林分郁闭度为0.9，杉木密度为2 850株/hm2，平均胸径12.6 cm，平均树高7.3 m，平均枝下高2.1 m；间伐修枝后，保留木平均枝下高为3.2 m，郁闭度0.1—0.2，保留杉木密度480株/hm2，郁闭度0.2—0.4，保留杉木密度960株/hm2，郁闭度0.4—0.6，保留杉木密度1 560株/hm2，郁闭度0.6—0.8，保留杉木密度2 220株/hm2，郁闭度0.8—0.9，保留杉木密度2 700株/hm2。

2 试验方法

2.1 试验材料

采用黄花倒水莲2 年生苗木，平均苗高41.6 cm,平均地径0.47 cm，根系完整无病虫害。

2.2 试验设计

选择相同立地因子地段作为试验地，于种植前通过对试验林进行间伐及修枝调整林分郁闭度，试验设计5个林分郁闭度0.1—0.2，0.2—0.4，0.4—0.6，0.6—0.8，0.8—0.9，对黄花倒水莲生长效果进行比较。各试验处理采用完全随机设计，样地20 m×20 m，在半阳坡的上坡、中坡、下坡各重复设置3个。

黄花倒水莲栽培管理技术措施：于2015年秋冬季节进行林地清理及整地，沿等高线挖规格(长×宽×深)为40 cm×40 cm×30 cm的种植穴，初植密度13 950株/hm2；于2016年2月中旬栽植，栽后每年生长季节4—10月进行扩穴松土，锄草3次，并结合锄草施肥1次，施复合肥25—30 g/株。

2.3 调查方法及统计分析

于2018年11月中旬，在不同坡位按试验设计布设的每个样地内均匀设置9个2 m×2 m的小样方，调查小样方内的黄花倒水莲保存率、地径、高度、冠幅；并以样方内黄花倒水莲的平均地径、平均高为参照标准，在样地内随机挖取标准株30株(误差±5%)，测定根茎鲜质量，洗净根茎在80 ℃的烘箱中烘干至恒质量，测定根茎干质量；并将烘干根茎委托“青岛亿信检测技术服务有限公司”采用“高效液相色谱法”对根茎远志皂苷含量进行检测。试验数据采用DPSv 9.50版统计软件进行统计分析与多重比较检验。

3 结果与分析

3.1 不同郁闭度杉木林对黄花倒水莲保存率的影响

杉木林的郁闭度在0.2—0.4，0.4—0.6的范围内，黄花倒水莲植株平均保存率分别达84.1%，85.5%；较低的郁闭度(0.1—0.2)和较高的郁闭度(0.6—0.8)的平均保存率均较低，分别为65.0%，66.3%；郁闭度0.8—0.9的平均保存率最低，仅为21.3%(见表1)。不同郁闭度杉木林下的黄花倒水莲保存率经分析检验及多重比较，郁闭度0.2—0.4与0.4—0.6之间，0.1—0.2与0.6—0.8之间无显著差异，但郁闭度0.2—0.4，0.4—0.6均与0.1—0.2，0.6—0.8之间具有极显著差异(P≤0.01)，郁闭度0.1—0.2，0.2—0.4，0.4—0.6，0.6—0.8均与郁闭度0.8—0.9之间具有极显著差异(P≤0.01)。

表1 不同郁闭度杉木林下黄花倒水莲的生长量、根茎总质量及远志皂苷含量多重比较

3.2 不同郁闭度杉木林对黄花倒水莲地径生长的影响

经调查，郁闭度在0.2—0.4，0.4—0.6范围内的杉木林下，黄花倒水莲地径生长量均较高，平均地径分别达1.80，2.15 cm；较低的郁闭度(0.1—0.2)和较高的郁闭度(0.6—0.8)的平均地径均较低，分别为1.21，1.33 cm；郁闭度0.8—0.9的平均地径最低，仅为 0.85 cm(见表1)。经分析检验及多重比较，5个不同郁闭度之间的黄花倒水莲地径生长量指标均具有极显著差异(P≤0.01)。

3.3 不同郁闭度杉木林对黄花倒水莲高生长的影响

经调查，郁闭度在0.2—0.4，0.4—0.6范围内的杉木林下，黄花倒水莲高生长量均较大，平均分别达119.9，123.0 cm；较低的郁闭度(0.1—0.2)和较高的郁闭度(0.6—0.8)的平均高均较低，分别为81.9，100.8 cm；郁闭度0.8—0.9的平均高最小，仅为 76.9 cm(见表1)。经分析检验及多重比较，郁闭度0.2—0.4，0.4—0.6之间的高生长量指标无显著差异，但均与郁闭度0.1—0.2，0.6—0.8，0.8—0.9之间的高生长量指标具有极显著差异(P≤0.01)，且郁闭度0.1—0.2，0.6—0.8，0.8—0.9之间具有极显著差异(P≤0.01)。

3.4 不同郁闭度杉木林对黄花倒水莲冠幅生长的影响

经调查，郁闭度在0.2—0.4，0.4—0.6范围内的杉木林下，黄花倒水莲冠幅生长量均较高，平均冠幅分别达90.4，92.7 cm；较低的郁闭度(0.1—0.2)和较高的郁闭度(0.6—0.8)的平均冠幅生长量均较低，分别为70.5，74.5 cm；郁闭度0.8—0.9的平均冠幅生长量最低，仅为 52.0 cm(见表1)。经分析检验及多重比较，郁闭度0.2—0.4与0.4—0.6之间，0.1—0.2与0.6—0.8之间的黄花倒水莲冠幅生长量指标无显著差异，但郁闭度0.2—0.4，0.4—0.6均与0.1—0.2，0.6—0.8之间具有极显著差异(P≤0.01)，而郁闭度0.1—0.2，0.2—0.4，0.4—0.6，0.6—0.8均与郁闭度0.8—0.9的黄花倒水莲冠幅生长量指标之间存在极显著差异(P≤0.01)。

3.5 不同郁闭度杉木林对黄花倒水莲根茎总质量的影响

经调查，郁闭度在0.2—0.4，0.4—0.6范围内的杉木林下，400 m2黄花倒水莲根茎质量均较高，平均根茎总干质量分别达38.67，39.71 kg/；较低的郁闭度(0.1—0.2)和较高的郁闭度(0.6—0.8)杉木林下，400 m2黄花倒水莲平均根茎总质量(干质量)均较低，分别为30.36，31.71 kg；郁闭度0.8—0.9的杉木林下，400 m2的黄花倒水莲平均根茎总干质量最低，仅为22.09 kg(见表1)。经分析检验及多重比较，郁闭度0.2—0.4与0.4—0.6之间杉木林下，黄花倒水莲根茎总质量指标无显著差异，但郁闭度0.2—0.4，0.4—0.6均与0.1—0.2，0.6—0.8，0.8—0.9之间杉木林下，黄花倒水莲根茎总质量指标具有极显著差异(P≤0.01)，郁闭度为0.1—0.2与0.6—0.8之间杉木林下，黄花倒水莲根茎总质量指标存在显著差异(P≤0.05)，但郁闭度0.1—0.2，0.6—0.8均与郁闭度0.8—0.9之间的杉木林下，黄花倒水莲根茎总质量指标具有极显著差异(P≤0.01)。

3.6 不同郁闭度杉木林对黄花倒水莲根茎远志皂苷含量的影响

郁闭度以0.4—0.6的杉木林下，黄花倒水莲根茎远志皂苷平均含量最高，达1 939.12 mg/kg；0.2—0.4，0.6—0.8郁闭度杉木林下，黄花倒水莲根茎远志皂苷平均含量次之，分别为1 775.06，1 401.62 mg/kg；郁闭度0.1—0.2，0.8—0.9杉木林下的黄花倒水莲根茎远志皂苷平均含量均较低，分别为1 260.43，1 027.73 mg/kg(见表1)。经分析检验及多重比较，5个不同郁闭度之间的林下黄花倒水莲根茎远志皂苷含量均具有极显著差异(P≤0.01)。

4 结论与讨论

黄花倒水莲在低郁闭度(0.1—0.2)的杉木林下套种时，因林下白天光照太强，特别是夏、秋高温季节，黄花倒水莲叶片受到灼伤并提早落叶，保存率降低，长势不良；加之较强的光照容易引起林地杂灌、杂草滋生，与黄花倒水莲争夺水分和营养空间，导致黄花倒水莲生长量及根茎药材产量质量降低，这与张海龙[8]的研究结果差异较大。黄花倒水莲在高郁闭度0.8—0.9的杉木林下套种时，虽然林下环境阴凉湿润，与黄花倒水莲争夺水分和营养空间的杂灌、杂草较少，但因过于荫蔽，影响光合作用及营养物质的积累，导致黄花倒水莲生长不良，保存率降低；这与张海龙[8]的研究结果一致。黄花倒水莲在郁闭度0.2—0.4的杉木林下套种时，长势良好，生长量开始逐渐提高，在郁闭度0.4—0.6杉木林下其生长量、根茎总质量及远志皂苷含量达到最大值，这与林贤山[23]对南方红豆杉幼树在杉木林冠下不同郁闭度生长影响的研究结果较为相似；在郁闭度达到0.6 以后，其生长量开始逐渐下降，这与张海龙[8]的研究结果一致。

黄花倒水莲虽属较耐荫植物，但在林下生长仍需要一定的光照条件[1,7-22]；李双喜等[24]的研究认为，林下光资源条件会影响下层植物的生长。因此，在林冠下套种黄花倒水莲，林分郁闭度是影响黄花倒水莲生长及根茎药材产量质量的主要因子之一，如何选择适宜郁闭度的林分或通过人为措施对林分郁闭度进行调整，提高黄花倒水莲的生长量及根茎药材产量质量，是黄花倒水莲林下套种需要解决的关键技术之一。

本研究的不同郁闭度杉木林分套种的黄花倒水莲各项指标值经分析比较，中等郁闭度(0.2—0.6)杉木林下黄花倒水莲植株保存率、地径、高度、冠幅生长量、根茎质量及远志皂苷含量均与低郁闭度(0.1—0.2)及较高郁闭度(0.6—0.9)之间具有极显著差异(P≤0.01)，说明杉木人工纯林套种黄花倒水莲时，选择郁闭度0.4—0.6的林分, 可以提高黄花倒水莲的生长量及根茎药材产量与质量。