机械抚育对笃斯越橘植株、光合及结实的影响

魏殿文　孙波　王福德

摘要：  采用不同强度平剪处理，研究机械抚育对笃斯越橘的植株形态、光合及结实的影响。结果表明，强、中（Tms、Tmm）处理对新枝长和枝粗具有显著的促进效应；机械抚育处理总体上改变了笃斯越橘光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的日变化进程，均值与对照相比局部差异达到显著水平；Tms、Tmm处理对提高果实产量具有显著影响。机械抚育处理经过生长恢复后，笃斯越橘生长势、产量效果与留茬高度呈反向相关。

关键词：  笃斯越橘；  机械抚育；  植株形态

中图分类号：   S 666. 2               文献标识码：   A                文章编号：１００1 － 9499（２０23）03 － 0014 － 04

Abstract Use different intensity trimming， studied the effects of mechanical tending on photosynthetic characteristics， Fruit characteristics and community diversity of Vaccinium uliginosum The results showed that strong and medium （Tms， Tmm） treatments significantly promoted the length and diameter of new branches;The mechanical tending treatment changed the diurnal variation process of photosynthetic rate， transpiration rate and water use efficiency of Vaccinium uliginosum in general， and the local difference between the mean value and the control reached a significant level;Tms and Tmm treatments had significant effects on fruit yield. After mechanical tending and growth recovery， the growth potential， yield effect and stubble height of Vaccinium uliginosum were inversely correlated.

Key words Vaccinium uliginosum; mechanical tending; plant morphology

篤斯越橘（Vaccinium uliginosum）为杜鹃花科（Ericaceae）越橘属（Vaccinium）落叶小灌木[ 1 ]，是东北寒区最具开发价值的小浆果之一，野生资源人工经营已成为大、小兴安岭林区发展林下经济的重要特色产业。但多年的无序采摘和环境变迁等因素的影响导致野生资源退化，分布面积逐年减少，产量急剧下降。对野生笃斯越橘进行抚育恢复已成为一项十分必要和紧迫的工作。前人对此做了大量的探索，但多集中在理论层面，可操作性不强[ 2 - 4 ]。因此，本文以野生笃斯越橘为研究对象，使用割灌机开展不同强度平剪试验，研究机械抚育处理对其植株形态特征、光合及结实状况的影响，探讨可操作性强、适于机械化应用的高效野生资源抚育技术，以期为规模化抚育应用提供科学参考。

1 材料与方法

1. 1 试验地概况

试验地位于大兴安岭韩家园林业局外河家庭林场（125°09′22 E，50°45′12 N），地处大兴安岭山脉东部，为低山丘陵地貌，平均海拔约350 m。属寒温带大陆性气候，年积温1 800℃，年平均温度-2.1℃，极端最低温度-48.2℃，极端最高温度38.0℃，无霜期100～110天，年均降水量450 mm，年均日照时数2 563.7 h。土壤以暗棕壤和棕色针叶林土为主。试验样地位于外河家庭林场野生蓝莓管护区，为山间笃斯草甸，平坦开阔，偶见点状分布落叶松和白桦丛，样地面积7.9 hm2。

1. 2 试验方法

试验时间：机械抚育试验于2018年3月进行。

处理方法：将试验区划分为19个小区，每小区规格为50 m×10 m，抚育试验小区与对照小区呈条带状间隔分布。采用割灌机进行3种不同强度机械平剪处理（表1），每个处理3次重复。

1.3测定指标与方法

观测时间：2020年8月1日至20日。

笃斯越橘的形态指标观测：采用大田观测法[ 5 ]，在各试验小区内随机选择30株，测量冠幅、株高、枝长、枝粗，计算平均值。

光合特征测定：采用光合仪法[ 6 ]，在各试验小区内随机选择植株15丛，每丛随机选择3株规格相同的笃斯越橘，以每株主茎中部枝条上健康成熟的功能叶作为测试叶。选择晴天6：00～18：00，利用Li-6400光合仪测定光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr），每2 h 1次，每株重复3次，每次重复读取3次数据。水分利用效率（WUE）：WUE= Pn/Tr。

果实产量测定：参照徐海军[ 7 ]等的方法，采用样方法调查每个试验小区内笃斯越橘的株数（N） ，随机选取100株，记录果粒数量（M），并取其均值（M）。将样方划分若干个3 m×3 m的小样方，随机选择3个采集果实，封装、带回进行计数、称量，计算千粒果实质量（G）及单位面积产量（T），公式：

T=G×N×M/1000×S

1. 4 数据处理

采用Excel2013、SPSS19等软件进行数据分析处理。

2 结果与分析

2. 1 机械抚育对笃斯越橘植株形态特征的影响

由表2可知，株高各处理与CK之间差异不显著；冠幅各处理与CK之间均无显著差异；枝长和枝粗Tms、Tmm处理与CK均存在显著差异，且处理间变异显著；而Tmw处理与CK差异不显著。从外表形态观测结果看，CK处理植株生长势较弱，枯枝比例较高，并表现出一定的病虫害症状。Tms处理有利于新枝的萌发和生长，新枝生长量可达25 cm以上，而且生长势最强，Tmw处理对植株生长影响最小，新生枝和生长势均较弱，但对祛除病虫害枝与枯枝具有一定的作用，Tmm处理效果介于二者之间。说明机械平剪处理促进了笃斯越橘枝条更新，调整了树体结构，提高了生长势。

2. 2 机械抚育处理对笃斯越橘光合特征的影响

由图1可知，对照处理（CK）Pn曲线呈“单峰型”，首次峰值出现在14时前后；而经过机械平剪的各处理（Tms、Tmm、Tmw）Pn曲线呈“双峰型”，且首次峰值均出现在10时前后，二次峰值出现在16时前后，二次峰值明显低于首次峰值，低谷值出现在14时前后。其中Tms处理的首次峰值最高，处理Tmm居中，处理Tmw最低。就各种极限值而言，各处理与CK间差异总体达到显著水平，18时前后略低。

由图2可知，各处理Tr曲线均呈“单峰型”，共同趋势为先升后降。但对照处理（CK）的最大峰值出现在14时前后，而机械平剪处理（Tms、Tmm、Tmw）各峰值均出现在12时左右，其中Tms最高，Tmm、Tmw次之。就极限值和平均值而言，各机械平剪处理与CK之间差异主要集中在一天内上午10～12时的迅速升温时段，达到显著水平，下午14时后差异不显著。

由图3可知，各处理（含CK）WUE曲线均呈“U”形，最低值出现在12～14时，其中CK的最低值出现在14时左右，而经过机械平剪处理的最低值均出现在12时左右，曲线变化幅度较大。就极限值和平均值而言，各机械平剪处理与CK间在早（6时左右）、中（12～14时）、晚（18时左右）差异显著。各机械平剪处理在中午时段水分利用效率明显低于CK处理，其中Tms最低。

上述结果说明机械抚育调节了灌木层群落结构，优化了笃斯越橘的生长环境，使其生命活动更加旺盛。分析原因是经过机械平剪处理后，上层柴桦、杜鹃等伴生灌木及落叶松、白桦更新幼苗等遮蔽灌木被清除，增加光照和通风效果明显。而光合作用受到光照强度、温度、湿度等多因素的影响，一天中不同时段各因素变化周期和幅度不同，综合作用导致光合作用各指标的规律性变化。机械平剪处理使各指标变化曲线更趋于全光状态，即在中午时段光照强、叶表温度高、空气湿度小，导致蒸腾旺盛，水分利用效率下降，光合速率“午休”，而在10时和16时左右各条件较为适宜，表现出良好的光合效果；而CK处理保留了原有相对高大的灌木，庇护效应明显，作为底层灌木的笃斯越橘，受光、升温、降湿速度缓慢，光合、蒸腾响应延后。

2. 3 机械抚育处理对笃斯越橘结果特性的影响

由表3可知，果实产量Tms、Tmm处理差异不显著，但与CK之间存在显著差异，分别达到3.79倍、3.35倍，而Tmw处理与CK之间差异不显著。千粒重Tms、Tmm处理间差异不显著，但与Tmw处理和CK均存在显著差异，CK千粒重最小。说明机械平剪处理可有效提高笃斯越橘单位面积产量，增大果粒。

3 小结与讨论

人工抚育是野生笃斯越橘恢复和经营的重要措施，采用割灌机平剪法，从可操作性、高效可规模化应用的切入点初步定量化分析了不同强度机械抚育处理对笃斯越橘的植株形态特征、光合、结果特性的影响，通过处理后第3年的观测结果分析得出结论：

各强度的机械抚育处理经过3年的生长，笃斯越橘株高、冠幅均可有效恢复，植株进入正常生长状态，Tms、Tmm处理对对植株的复壮作用明显。机械抚育处理优化了笃斯越橘生长环境，光合作用日变化规律更趋全光状态，有效促进植株发育。机械抚育处理有效提高了笃斯越橘果实产量、增大果粒，尤其Tms、Tmm处理影响显著，产量均达到对照的3倍以上。

综上：在使用机械对笃斯草甸灌丛进行无差别平剪抚育的情况下，经过3年的生长恢复后，笃斯越橘的生长势、产量表现与留茬高度呈反相关，即Tms＞Tmm＞Tmw，说明采用低位平剪（平茬）为最佳机械化抚育方式。但若要除去病老枝、增加新枝率、降低病虫害，且注重时效和短期经济效益宜采用中度平剪措施。轻度平剪主要用于减少上层灌木遮阴，可去除一定量的枯、老枝条，对减少病虫害有一定作用，对笃斯越橘复壮效果不明显，可酌情使用。

此外，观测结果显示，机械平剪抚育对苔藓层发育也有一定影响，这与前人的研究结果一致，应是由于上层植被透光、通风性增强所致[ 8 - 10 ]，明确相关性尚需进一步深入研究。

參考文献

［1］ 中国植物志编辑委员会.  中国植物志第57（3）卷［M］.  北京：科学出版社， 1991， 156.

［2］ 吴林.  中国蓝莓35年—科学研究与产业发展［J］.  吉林农业大学学报，  2016， 38（1）： 1 - 11.

［3］ 宁心哲，  耿庆春，  钟贵廷，  等.  内蒙古大兴安岭野生笃斯越橘和越桔资源状况研究［J］.  内蒙古林业科技，  2016， 42（1）： 17 - 20.

［4］ 刘金江.  黑龙江省笃斯越橘资源利用现状及发展对策研究［D］.北京：  中国农业科学院研究生院，  2013．

［5］ 尹德洁，  苏淑钗，  侯智霞.  大兴安岭地区笃斯越桔种质资源调查［J］.  经济林研究，  2011， 29（2）： 114 - 118.

［6］ 陈英敏，  李根柱，  张自川.  不同品种蓝莓的光合特性比较研究［J］.  辽宁林业科技，  2016， 26（1）： 1 - 4，8.

［7］ 徐海军，  沈光.  生境因子调控对笃斯越橘产量的影响［J］.  东北林业大学学报，  2013， 41（1）： 59 - 67.

［8］ 李恒文，  商永亮，  尹智勇，  等.  笃斯越橘天然林改培及人工丰产园建立的几点建议［J］.  中国林副特产，  2018， 29（2）： 38 - 39.

［9］ 肖辉杰.  土壤保水剂持水特性及对土壤结构和林木生长的影响研究［D］.  北京：  北京林业大学，  2004.

［10］ 赵丙申.  草甸化沼泽化采伐迹地人工更新整合技术研究［D］.哈尔滨：  东北林业大学，  2004.