林下生境对草珊瑚生长、形态和质量的影响

王生华

（福建省三明市三元区林业局，福建三明365001）

林下生境对草珊瑚生长、形态和质量的影响

王生华

（福建省三明市三元区林业局，福建三明365001）

利用三明市三元区林下栽培的4年生草珊瑚，系统研究杉木纯林的坡向、郁闭度等生境因子及杉木纯林、杉木拟赤杨林和杉木木荷林对人工栽培草珊瑚生长、形态和药材质量的影响，以期提出科学的栽培措施。结果表明，杉木纯林的坡向和郁闭度对草珊瑚生长和药材质量的影响显著。东坡的高度和冠幅最大，北坡的地径、分枝数、全株重量、枝叶重量和根系重量均最大，但北坡、东坡和南坡的枝叶干重没有显著差异。郁闭度0.7最适宜草珊瑚生长，其全株干重和枝叶干重是最小值的2.60倍和2.82倍。西坡和郁闭度0.4的异嗪皮啶和迷迭香酸含量最高，但生长较差。不同坡向和郁闭度的杉木纯林下，草珊瑚个体间变异大，枝叶干重、迷迭香酸和异嗪皮啶含量变异系数分别达50.29％、71.99％和26.74％。除根系含水率外，其它性状均存在极显著的坡向×郁闭度互作效应，林下栽培草珊瑚需综合考虑坡向和郁闭度。杉木木荷林和杉木纯林下栽培草珊瑚的生长量要显著高于杉木拟赤杨林，林下栽培草珊瑚可优先选择常绿林分。

草珊瑚；林下栽培；坡向；郁闭度；林分类型；生长性状；药材质量

植物生长不但受自身遗传物质控制，还受环境因子影响。掌握影响植物生长的环境因子，是野生植物驯化栽培能否成功的关键。林分类型和坡向都能影响林地内光照、温度和水分等气候资源的分配，不同林分还可能以各种不同性质的分泌物（气体的和液体的）影响周围其他生物的生长。植物的生物量是植物生长最主要的性状参数[1]，干物质积累是衡量植物生产力高低的重要指标[2]，药典规定的含量指标是评价中药材质量的最重要指标[3]，含量指标的高低与测定方法有关[4]。

草珊瑚（Sarcandra labra(Thunb.)Nakai）为金粟兰科植物，是我国传统中药材，国家药典以异嗪皮啶和迷迭香酸的含量来控制草珊瑚药材的质量[3]。近年来，人工栽培草珊瑚备受关注，在组织培养[5-6]、育苗方式[7-8]和光合特性[9]等方面开展了相关研究，张文远、杨红梅等对草珊瑚种植管理措施进行了初步探讨[10-11]。不同生境因子和林分类型对草珊瑚生长和药材质量的影响尚未见相关报道。福建省三明市三元区是我国野生草珊瑚分布的中心区，从2002年开始人工种植草珊瑚，至今已林下栽培草珊瑚2万多亩，是全国唯一“中国草珊瑚之乡”。本文利用该地区的草珊瑚林下栽培基地，系统研究影响草珊瑚生长、形态和药材质量的坡向、郁闭度和林分类型的主效应以及坡向×郁闭度的互作效应，掌握林下栽培草珊瑚最佳的生境因子和林分类型，为大规模发展草珊瑚林下栽培提供科学依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料来源

试验材料取自三明市三元区楼源国有林场(N26°9′3″，E117°26′35″)的草珊瑚林下栽培基地。试验区属中亚热带季风性气候，年降雨量为1500～1800 mm，年平均气温19.4℃。试验地为低山丘陵，海拔175～250 m，土壤为山地红壤，肥力中等，土层厚度在80 cm以上，立地条件基本一致。样地所在林分的林龄为21年。草珊瑚种植年限4年，密度12000～15000株/hm2，种植期间采用相同的常规管理措施，且均未采割过。

共选择20个3m×9m样地，样地沿等高线水平布设，调查时间2013年7月20日。其中16个样地在人工杉木（Cunninghamialanceolata（Lamb.）Hook.）纯林内，因种植地坡长较短，统一在山坡中部按坡向（东坡、南坡、西坡、北坡）和郁闭度（0.4、0.6、0.7、0.8）选择；另外分别在杉木拟赤杨（Alniphyllum fortunei(Hemsl.)Makino）林和杉木木荷（Schima superba）林2种人工阔叶混交林内的东坡和北坡中部各选择1个，共4个样地。混交林混交比例在7∶3左右，即杉木占7成，混交树种占3成，郁闭度均为0.7，详见表1。

表1 样地基本情况表

1.2 数据调查

样地内每木调查草珊瑚的高度、冠幅、最大地径、平均地径和分枝数。分枝数计算离地面5 cm以下的活枝数量。在每个样地内，随机选择3株平均大小的草珊瑚植株，连根系完整挖出，洗净晾干，用电子称分别量称枝叶鲜重和根系鲜重，经日光曝晒至恒重，分别量称枝叶干重和根系干重。为规范检测异嗪皮啶和迷迭香酸的含量，将全株根茎叶研磨粉碎后，混合均匀过3号筛，精密称取1 g粉末，按国家药典[3]规定的HPLC方法，仪器为岛津LC-2010A型高效液相色谱仪，对照品购于中国食品药品检定研究院。

1.3 数据分析

用Excel计算草珊瑚个体的全株鲜重、全株干重和含水率，含水率=1-干重/鲜重。利用SPSS13.0统计软件进行数据分析。用16个杉木纯林下栽培草珊瑚的样地（1～16号）进行方差分析，验证坡向、郁闭度和坡向×郁闭度互作效应。利用郁闭度0.7杉木纯林东坡和北坡的2个样地（3、15号）和4个混交林下栽培草珊瑚样地（17～20号）共6个样地，以林分类型为变量，坡向为协变量，进行协方差分析，验证3种林分类型的效应。

2 结果与分析

2.1 不同坡向对草珊瑚生长、形态和药材质量的影响

表2结果表明，草珊瑚生长、形态和药材质量等主要性状皆存在显著或极显著的坡向效应。高度和冠幅以东坡最大，分别达到106.00 cm和81.17 cm，其次是北坡，西坡最小，分别是东坡的84.20％和84.90％。北坡的地径、分枝数最大，是最小值南坡的1.11倍和1.53倍，其次是东坡。

草珊瑚最重要的经济性状为生长量。北坡的生长量最大、其次是东坡，西坡最小。北坡的全株干重和枝叶干重均达到西坡的1.50倍。北坡的全株重量和根系重量都显著高于东坡，但枝叶重量未达到显著高于东坡的水平。南坡的枝叶干重与北坡和东坡的差异不显著，西坡的枝叶重量显著低于其它三个坡向。对于含水率性状，以西坡的全株含水率和枝叶含水率最大，其次是东坡，南坡最小且达到显著差异。通过计算发现，西坡的草珊瑚根冠比（根冠比=根系干重/枝叶干重）最高，达0.41，说明西坡的草珊瑚根系更发达，能吸收更多的水分[1]，含水率更大。

对于药材质量性状，西坡的异嗪皮啶和迷迭香酸含量均最高，南坡的异嗪皮啶含量最低，东坡的迷迭香酸含量最低，但所有坡向的含量都远远高于药典规定指标。

表2 不同坡向草珊瑚生长、形态和药材质量表现

2.2 不同郁闭度对草珊瑚生长、形态和药材质量的影响

表3结果表明，草珊瑚生长、形态和药材质量等主要性状皆存在显著或极显著的郁闭度效应。分枝数和含水率是郁闭度0.8的最大，其余指标均是郁闭度0.7的最大。除含水率外，郁闭度0.4的各项指标均最小。不同郁闭度间，草珊瑚生长量存在显著差异，郁闭度0.7的最高，其次是郁闭度0.8，郁闭度0.4的最小。郁闭度0.7的高度、冠幅、全株干重和枝叶干重分别达到109.17 cm、83.75 cm、327.58 g和244.58 g，分别是最小值的1.34、1.43、2.60和2.82倍。

对于含水率性状，郁闭度0.8的含水率最大，郁闭度0.7的最小。通过计算各郁闭度草珊瑚的根冠比发现，郁闭度0.4的草珊瑚根冠比最高，为0.45，其次是郁闭度0.8的0.39，郁闭度0.7的根冠比0.34最小。郁闭度0.4的全株含水率、枝叶含水率与郁闭度0.8的差异不显著，可能与郁闭度0.4的根系相对更发达有关。郁闭度0.7的含水率最小且显著低于其它郁闭度，可能与郁闭度0.7时根系发育相对不发达（根冠比最小）有关。不同郁闭度间，根系含水率均低于枝叶含水率。

对于药材质量性状，郁闭度0.4时的异嗪皮啶和迷迭香酸含量均最高。郁闭度0.7时的异嗪皮啶含量最低，显著低于其它3个郁闭度的。郁闭度0.8时的迷迭香酸含量最低，亦显著低于其它3个郁闭度的，但所有郁闭度的含量都远远高于药典规定指标。

表3 不同郁闭度草珊瑚生长、形态和药材质量表现

2.3 生长、形态和药材质量在草珊瑚个体间的变异及坡向×郁闭度间的互作效应

4年生草珊瑚个体在高度、冠幅、分枝数、最大地径和平均地径等形态性状中，分枝数在各坡向、郁闭度的变异系数最大，达到52.26％，平均值为16.63条，分枝数最多个体是最少个体的8.60倍。生长量性状的变异很大，变异系数都在45.00％以上。其中枝叶干重的变异最大，变异系数为50.29％，变幅为38.00～355.00g，枝叶干重最大个体是最小个体的9.34倍。各部位含水率在个体间的变异较小，变异系数仅为2.75％～3.86％，表明草珊瑚个体间含水率相对稳定。药材质量性状方面，迷迭香酸的变异系数达71.99％，最大值是最小值的14.09倍；异嗪皮啶的变异系数为26.74％，最大值是最小值的3.14倍。

双因素方差分析结果(表4)显示，高度、冠幅、分枝数、地径、全株重量、枝叶重量、根系重量、全株含水率和枝叶含水率存在极显著的坡向×郁闭度互作效应，根系含水率也存在显著的坡向×郁闭度互作，说明林下栽培草珊瑚需要确定适宜的坡向和郁闭度优化配置。

草珊瑚是多年生植物，收获时割取地上枝叶，留下的根茎可重新萌发新枝。因此枝叶干重更适宜衡量种植草珊瑚的经济效益。因此本文以枝叶干重和总干重高于平均值25％作为选择指标，共选出5个最佳的坡向和郁闭度组合（表5），分别为郁闭度0.7、0.8的南坡，郁闭度0.6、0.7的北坡和郁闭度0.8的东坡。

表4 草珊瑚生长、形态和药材质量的方差分析

表5 草珊瑚坡向、郁闭度的优化配置

2.4 不同林分类型对草珊瑚生长、形态和药材质量的影响

由表6知，杉木木荷林下栽培的草珊瑚在生长、形态方面的表现均优于杉木纯林下的草珊瑚，但在地径（最大地径和平均地径）性状存在显著差异。杉木拟赤杨林下栽培的草珊瑚在冠幅、地径和生长量性状方面都显著小于杉木木荷林的，其全株干重和枝叶干重分别是后者的60.74％和68.30％，在平均地径、全株重量和枝叶干重方面还显著小于杉木纯林下栽培的草珊瑚。在3种林分类型下，草珊瑚在高度、分枝数和各部位含水率方面受林分类型的影响较小，差异皆不显著。在药材质量性状方面，杉木拟赤杨林下栽培的草珊瑚的异嗪皮啶含量最高，但迷迭香酸含量最低，且均达到显著差异水平，其它二种林分栽培的草珊瑚药材质量差异不显著。

3 结论与讨论

杉木纯林下栽培的4年生草珊瑚生长情况调查研究结果表明，坡向对草珊瑚的影响因性状而异。东坡的光照适中，高度和冠幅生长最好，但北坡环境条件更有利于萌发新枝，萌发新枝多且地径更粗，生长量最大。枝叶干重对种植草珊瑚的经济效益影响更大，西坡的枝叶干重都显著低于其它三个坡向，其它三个坡向的枝叶干重差异不显著，种植草珊瑚时应尽量避开西坡。郁闭度0.7时，草珊瑚各部位生长量都显著高于其他郁闭度，郁闭度0.7更适宜草珊瑚生长。坡向和郁闭度交互效应可形成最适宜草珊瑚生长的环境。

表6 不同林分类型对草珊瑚生长、形态和药材质量的影响

通过对杉木纯林、杉木拟赤杨林和杉木木荷林3种林分类型下种植的草珊瑚进行研究，杉木木荷林下草珊瑚生长量最大，其次为杉木纯林，二者均显著高于杉木拟赤杨林下的生长量。这可能是因为常绿林分为草珊瑚生长提供稳定的遮荫条件，而拟赤杨是落叶树种，一年内林分郁闭度变化幅度很大，不利于性喜荫湿的草珊瑚生长，即常绿林分营造的林下环境更符合草珊瑚的生物学特性，有利于草珊瑚生长，栽培草珊瑚可优先选择常绿林分。

三元区极为适宜发展草珊瑚林下栽培，其异嗪皮啶和迷迭香酸含量远远高于国家药典规定指标。西坡和郁闭度0.4的异嗪皮啶和迷迭香酸含量均最高，杉木拟赤杨林下栽培的草珊瑚的异嗪皮啶含量最高，但迷迭香酸含量最低。异嗪皮啶和迷迭香酸含量与环境胁迫可能存在一定的相关关系，需作进一步的研究。

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Effects of Understory Environment on the Growth Morphology and Medicinal Quality of Sarcandra labra

WANG Sheng-hua
(Sanyuan District Forestry Bureau in Sanming City of Fujian Province,Sanming 365001,China)

Effects of understory habitats which include canopy density,slope positions and forest types on the growth, morphology and medicinal quality of four-years-old Sarcandra labra cultivated in Sanyuan district,Samming city,Fujian province were explored in this paper in order to propose scientific cultivation pattern.The research results indicated that the growth,morphology and medicinal quality of Sarcandra labra could be significantly influenced by the slop and canopy density. The height and coronary of Sarcandra labra which grew in eastern slope were the largest.The ground diameter,branch number, total plant weight,branches and leaves weight and root weight of Sarcandra labra which grew in north slope were the biggest. However,the leaf dry weight of branch of north slope,east slope and south slope did not differ significantly.The optimal canopy density for the growth of Sarcandra labra was 0.7,and in this condition the whole plant dry weight and branches-leaf dry weight were 2.60 times and 2.82 times of the minimum ones.When Sarcandra labra grew in the west slope or the canopy density was 0.4,the content of isofraxidin and rosmarinic acid was the highest,but the growth was poor.The variation between individuals was large when Sarcandra labra grew in the different slope or the canopy density.The variation coefficient of branches and leaves dry weight,rosmarinic acid and isofraxidin content was 50.29％,71.99％and 26.74％respectively.Except for the moisture content of root system,the interaction of slope position and canopy density was significant.Therefore,the slope position and canopy density should be comprehensively considered for the planting of Sarcandra labra.The increment of Sarcandra labra which grew in the forest type of Chinese Fir and schima superba was higher than that of Chinese Fir and Alniphyllum fortunei mixed plantation.As a result,the understory planting of Sarcandra labra should prefer evergreen forest.

Sarcandra labra;understory cultivation;slope position;canopy density;forest types;morphology;medici nal quality

S567.239

A

1673-4343（2013）06-0081-06

2013-09-10

王生华，男，福建永春人，高级工程师。研究方向：森林培育技术研究和推广。