皖西高海拔山区林地环境对西洋参生长的影响

2019-12-18刘华傅松玲汪本龙王兆成

安徽林业科技 2019年5期

刘华，傅松玲，汪本龙，王兆成

（安徽农业大学林学与园林学院，合肥230036）

西洋参（Panax quinquefolium）又名花旗参、西洋人参，属于五加科人参属多年生草本植物，原产于美国和加拿大[1]。其根部富含皂苷、三萜类化合物、多糖等多种生理活性物质，具有镇痛、抗氧化的作用，对保护心脑血管、调节免疫功能、减缓记忆衰退等也有功效[2-3]。该药用功效带来的高经济价值导致野生西洋参在18 世纪末期受到了掠夺性采挖，种群数量骤然下降，濒临灭绝[4]。近年来，林下仿野生栽培西洋参开始兴起。与大棚栽培相比，林下栽培可以减少农药、化肥的使用，降低投入成本，提高西洋参品质[1]。但是林下栽培西洋参的技术相对缺乏，要进行西洋参林下栽培推广，首先需要确定西洋参栽培适宜的林下立地条件。因此，本文测定了大别山山区不同立地条件下西洋参的生长特征因子，综合分析其相关性，筛选出适宜西洋参栽培的立地条件，为林下西洋参的栽培与管理提供参考依据。

1 试验地概况

试验地位于安徽省六安市金寨县马鬃岭，该区域属于北亚热带湿润季风气候，气候温和，四季分明，年平均气温在14～15 ℃，年降雨量1 300 mm 以上，无霜期约270 d。土壤为山地黄棕壤，pH 值为5.5～6.5。

2 研究方法

2.1 样地设置

试验样地设置在马鬃岭的林下西洋参种植基地，根据不同的海拔、林分类型、坡向共设置了6 个样地，具体见表1。不同林分的主要树种组成见表2。

表1 试验样地情况

表2 不同林分的主要树种组成

2.2 研究方法

在8 月下旬，对不同样地的西洋参进行随机取样，使用游标卡尺和卷尺测量其株高、径粗、小叶长、小叶宽等，记录数据。将不同样地的西洋参样株采挖后带回实验室，清洗干净根部泥土，使用游标卡尺和卷尺测量根部的长度和粗度，并记录数据。

将清洗干净的西洋参根部自然沥干，然后用电子天平称其鲜重，之后将其装入信封做好标记，放入60 ℃的烘箱烘干12 h 左右，直至恒重，再用电子天平称量其干重。

3 结果与分析

3.1 海拔对西洋参生长量的影响

由图1 可知，两种海拔下的西洋参株高、径粗、叶宽、主根粗度等生长指标存在显著差异（P＜0.05），海拔1 200～1 300 m 林下西洋参的株高、径粗、叶宽、主根粗度分别是海拔1 000～1 100 m 林下西洋参的1.46 倍、1.16 倍、1.20 倍和1.63 倍。而两种海拔在叶长和主根长度上差异不显著（P＞0.05）。总体上表现出海拔在1 200～1 300 m 的林下西洋参的生长状况更好。

图1 不同海拔林下西洋参总生长量

图2 不同海拔林下西洋参鲜重、干重

由图2 可知，两种海拔下西洋参茎叶鲜重、茎叶干重、根部鲜重、根部干重等指标存在显著差异（P＜0.05），表现出海拔1 200～1 300 m 的林下西洋参生长更好。在海拔1 200～1 300 m 范围内的林下西洋参根部鲜重、根部干重达到了8.24 g 和2.61 g，分别是海拔1 000～1 100 m 的林下西洋参的2.53 倍和2.55 倍；海拔在1 200～1 300 m 林下西洋参茎叶鲜重、茎叶干重达到了5.74 g 和0.96 g，分别是海拔1 000～1 100 m 的林下西洋参的3.19 倍和3.10 倍。

3.2 林分类型对西洋参生长量的影响

两种林分类型下西洋参个别生长指标存在差异（见图3）。阔叶林下西洋参的株高要显著高于针阔混交林下的西洋参株高（P＜0.05），其株高是针阔混交林下西洋参的1.17 倍。针阔混交林下西洋参叶片长度要显著高于阔叶林下西洋参叶片长度（P＜0.05），平均比阔叶林下西洋参叶片长度增长11.49 mm。而在径粗、叶宽、主根长度、主根粗度上，阔叶林和针阔混交林下西洋参不存在显著性差异（P＞0.05）。

图3 不同林分类型下西洋参生长量

由图4 可知，阔叶林下西洋参茎叶鲜重和茎叶干重要显著高于针阔混交林下的西洋参（P<0.05），分别是针阔混交林下西洋参茎叶鲜重和茎叶干重的1.62 倍和1.55 倍；而在根部鲜重和根部干重上，阔叶林和针阔混交林下的西洋参并没有显著性差异（P＞0.05）。

图4 不同林分类型下西洋参的鲜重、干重

3.3 坡向对西洋参生长量的影响

由图5 可知，阴坡下4 年生西洋参在径粗、叶长、叶宽、主根长度上都要显著高于阳坡下4 年生西洋参（P＜0.05），其径粗、叶长、叶宽、主根长度分别是阳坡下西洋参的1.18 倍、1.10 倍、1.14 倍和1.18 倍；而阳坡和阴坡下4 年生西洋参的株高和主根粗度上差异不显著（P＞0.05）。

图5 阳坡和阴坡的林下西洋参的生长量

图6 阳坡和阴坡的西洋参的鲜重、干重

由图6 可知，阳坡和阴坡下4 年生西洋参在茎叶鲜重和茎叶干重上差异不显著；而具有主要药用价值的根部，阳坡和阴坡下4 年生西洋参的根部鲜重和根部干重都差异显著（P＜0.05）。阴坡4 年生西洋参的茎叶鲜重比阳坡4 年生西洋参茎叶鲜重高出1.66 g，根部干重比阳坡4 年生西洋参高出0.53 g。

4 讨论与结论

4.1 海拔对西洋参生长量的影响

比较两种海拔林下西洋参地上部分和地下部分生长指标，发现海拔在1 200～1 300 m 下的西洋参总体上表现更好，产生差别的主要原因可能是林下温度的不同。海拔会直接或间接影响气候状况，不但对气温有重要影响，同时还会影响降水量。在一定范围内，海拔越高，气温越低，气温随着海拔的变化成正态分布的趋势[5]。西洋参适宜生长的温度是5 ℃～20 ℃，高于20 ℃或者低于5 ℃都不利于西洋参的生长，接近10 ℃或15 ℃时最有利于西洋参的生长[6]。叶殿秀等人的研究也验证了这一点，西洋参植株生长最适宜温度为14～18 ℃，参根生长最适宜温度为12～13.5 ℃[7]。说明温度相对较低有利于西洋参的生长和物质积累。6～8 月份是西洋参生长旺盛期，海拔1 200～1 300 m 的林下温度相对较低，更加有利于西洋参的生长发育。

4.2 林分类型对西洋参生长量的影响

对比阔叶林和针阔混交林下西洋参的各项生长指标，虽然两种林分的各生长指标总体上差异不显著，但是阔叶林下西洋参的各生长指标都要比针阔混交林下西洋参略高，可能与生长前期的物质积累有关。阔叶林下的空气湿度要比针阔混交林高，西洋参光合速率最高时要求的土壤相对含水量为80%[8]，仅从空气湿度上考虑，阔叶林下西洋参的光合作用更强；同时阔叶林下的空气温度、土壤温度都要比针阔混交林下的低，西洋参的呼吸作用相对较弱，有利于西洋参干物质积累。

西洋参的主要药用价值在于根部，根部的增长是生产实践所需要的。阔叶林和针阔混交林下西洋参的主根粗度、根部鲜重、根部干重都无显著差异，所以在实际林下西洋参栽培推广中，为避免林地资源浪费，阔叶林和针阔混交林都适合林下西洋参栽培。

4.3 坡向对西洋参生长量的影响

对不同坡向的西洋参生长指标进行比较，发现阴坡西洋参各生长指标要显著好于阳坡生，尤其是具有主要药用价值的根部，阴坡西洋参的生长显著好于阳坡西洋参。造成阳坡和阴坡西洋参生长指标差异的主要原因可能还是林下环境以及植物自身的光合、呼吸作用。阳坡林下的光照强度比阴坡要高，但是西洋参是草本植物，研究表明，光照强度对灌木层的影响要大于林下水分，而林下水分对草本层的影响要大于光照强度[9]。阴坡的林下空气湿度要比阳坡的林下空气湿度高，有利于西洋参的生长发育和物质积累。西洋参根系活力在一定范围内随着光合作用增强而增强[10]，可能不仅是西洋参根部出现显著性差异，也是茎叶鲜重和茎叶干重差异不显著的主要原因。同时阴坡的空气温度和土壤温度相对较低，呼吸作用相对较弱，更加有利于西洋参的生长和物质积累。

西洋参是喜阴的草本植物，适生区的年降水量在700 mm 以上，年平均空气相对湿度在70%以上较为适宜[11]。阴坡的空气湿度显著高于阳坡，更适于西洋参生长发育。