大兴安岭地区立地条件对笃斯越橘生长的影响

王 冲 ，侯智霞 ，宫中志 ，杨 乐 ，杨俊枫

（北京林业大学a.省部共建森林培育与保护教育部重点实验室；b.蓝莓研究与发展中心，北京 100083）

大兴安岭地区立地条件对笃斯越橘生长的影响

王 冲a，b，侯智霞a，b，宫中志a，b，杨 乐a，b，杨俊枫a，b

（北京林业大学a.省部共建森林培育与保护教育部重点实验室；b.蓝莓研究与发展中心，北京 100083）

为给笃斯越橘资源的开发利用和栽培驯化提供参考依据，针对大兴安岭笃斯越橘的4种典型立地类型：水湿地无土壤层类型、水湿地有土壤层类型、水湿地沟谷草甸类型和山地类型，研究大兴安岭地区不同立地条件下着生基质的有机质含量、氮含量对笃斯越桔的株高、地径、果实大小、单果质量等指标的影响，以及各指标间的相互关系。结果表明：4种立地类型中，不同立地类型间的有机质含量和氮含量差异显著，并且呈显著正相关，相关系数r=0.818；不同立地类型间笃斯越橘的氮含量、株高、地径、果实横纵径和单果质量差异显著，其中笃斯越橘叶片氮含量与茎段氮含量、根段氮含量呈极显著的正相关，相关系数分别为r=0.906、r=0.854；4种立地类型的土壤有机质和土壤氮含量均能满足笃斯越橘正常生长的需要。

大兴安岭；笃斯越橘；有机质；氮；株高；单果质量

笃斯越橘Vaccinium uliginosumL.，为杜鹃花科Ericaceae越橘属VacciniumL.小灌木，在我国东北地区大小兴安岭分布尤其广泛[1]，其果实中含有较丰富的花青苷、黄酮类等抗氧化活性物质[2]，是很有研究和开发利用价值的一种植物。越橘属植物果实含有大量的花青苷等物质，营养丰富，备受人们喜爱，因果实呈蓝色浆果，统称为蓝莓。现在蓝莓主要推广的栽培品种是人们在青液果亚属中选育改良出来的优良品种[3]，大兴安岭地区笃斯越橘资源非常丰富，占全国笃斯越橘产量的70%以上[4]，也有着不可替代的优良特性，是珍贵的育种宝库。随着人们逐渐认识到蓝莓的营养和保健价值，其野生资源的开发力度也随之加大，致使该资源遭到严重破坏[5-6]，该种群也有逐渐退化的趋势[7]。因此，保护和利用好大兴安岭地区的笃斯越橘资源显得非常重要。

近几年大兴安岭笃斯越橘越来越被人们关注，研究的内容主要涉及到种质资源调查[1,8]、矿质营养特性[9-10]、生理生态特性[7,11-14]等方面。而大兴安岭地域广阔，立地类型多样，土壤组成成分有较大区别，有针对性的研究报道不多，立地条件与笃斯越橘生长的关系尚不清楚，而掌握土壤养分的空间分布，对林地土壤养分的管理及采取合理的施肥方式具有重要意义[15]。本文中研究了大兴安岭地区不同立地条件的土壤有机质和氮含量对笃斯越橘生长情况的影响，以期为笃斯越橘种质资源的栽培驯化以及育种工作提供科学依据。

1 研究区域概况

研究区域位于黑龙江省大兴安岭地区，南起 加 格 达 奇（N50°17′E124°07′）， 北 至 漠 河（N53°19′E122°09′），这一带是大兴安岭笃斯越橘的主要分布区，途经阿木尔、图强、新林、塔河县等地。该地区年平均降水量458 mm，年均温－2～－5 ℃，海拔400～1 000 m，土壤湿润，强酸性，pH值为4.5～5.5[1,8]。

2 材料与方法

2.1 样地选择

根据前期的研究结果[1]，本研究中将大兴安岭地区的笃斯越橘立地类型分为水湿地类型和山地类型，其中水湿地类型又分为有土层类型、无土层类型和沟谷草甸子类型3类[1]。采用自然实生居群典型样地调查法[1]，选择立地条件不同的8个典型样地，具体立地条件如表1所示。

表1 8个典型样地的基质类型和植被类型Table 1 Soil matrix types and vegetation types of eight typical sample plots

2.2 取样方法

在每个样地中选择笃斯越桔分布集中、均匀、生长良好的地块建立20 m×20 m的标准样方[1]，选样方的4个顶点和中心点为样点进行取样和调查，并记录其经纬度、海拔、生境、植株生长状况、周边植被类型、立地类型等内容。

在5个样点处采集垂直向下20 cm深（根系主要分布层）的着生基质层，带回实验室风干、粉碎、过筛，用于有机质和氮含量的测定。

采集样点附近的笃斯越橘植株共10株，收集果实，低温保存带回实验室进行果实大小和质量的测量，植株样品带回实验室把植株分成根、茎、叶3个部分，经过风干、粉碎、过筛等步骤，进行氮含量的测定。

2.3 测定方法

土壤有机质含量的测定：按照《国家林业行业标准》中土壤有机质的重铬酸钾氧化-外加热法进行测定，用硫酸亚铁进行滴定，计算出有机质含量[16]。

土壤和植物样品中N含量的测定：按照文献[17]中的半微量凯氏定氮法，用全自动凯式定氮仪进行氮含量测定。

土壤中C含量按照有机质含量进行换算，其换算公式为：

土壤有机质含量=土壤有机碳含量×1.724[16]。

2.4 数据处理

采用Excel软件对原始数据进行处理，用SPSS18.0软件进行方差分析和多重比较（LSD法）。

3 结果与分析

3.1 不同立地条件下笃斯越橘着生基质的有机质和氮素含量

不同立地条件下笃斯越橘着生基质的有机质和氮含量如表2所示。由表2可知，不同立地条件下笃斯越橘着生基质中有机质含量在10.34%～62.17%之间，N素含量在0.18%～1.04%之间，C/N保持在30左右。不同水湿地的3种类型与山地类型的立地条件下，各个样地的有机质含量和氮素含量差异显著。其中，水湿地无土壤层类型的着生基质中有机质含量高于其它类型，并且以腐殖质为主2号样地中有机质含量显著高于以苔藓为主1号样地，但是其N素含量显著低于1号样地（见表2）。其次是腐殖质层厚，土层位置深的3号水湿地有土壤层类型的立地类型下，有机质含量和氮素含量均较高。再次是沟谷草甸类的水湿地类型样地5号宏图7公里（薄枯落层+腐殖质位置+永冻层），以及6号阿木尔（薄枯落层+腐殖质位置，腐殖质位置浅），有机质含量与N素水平在各个样地中均处于中等水平，2个样地间差异不显著，与取样区间差异有关。

表2 不同立地条件下笃斯越橘着生基质的有机质和氮含量†Table 2 Organic matter and nitrogen contents in soil matrix planting V. uliginosum under different site conditions

山地类型：7号盘古（无腐殖质层），8号盘中（有腐殖质层）有机质和N含量均较低。分析土样中7号样地主要是含有较多石块的土层，8号样地是含有部分腐殖质以及较多石块土层，所以8号样地的有机质含量明显高于7号样地，但是差异不显著；而8号样地的N含量显著高于7号样地。有机质和N含量最低的是4号样地，分析土样中主要是积水情况下的土层，有机质含量和N含量显著低于其它样地，可能与水湿地的土壤环境有关。

3.2 不同立地条件下笃斯越橘植株不同部位的氮素含量

不同立地条件下笃斯越橘植株各部位的氮含量如表3所示。由表3可知，总体上笃斯越橘叶片氮元素含量在0.93%～2.05%之间，茎段氮元素含量在0.32%～0.66%之间，根段氮元素含量在0.22%～0.53%之间。通常氮元素由植物根部吸收，向地上部分运输，本研究中叶中氮元素含量远远高于茎段和根段氮元素含量，并且与茎段、根段相比不同立地条件的笃斯越橘叶片中氮元素含量的差异明显。以叶片中氮元素含量特征来分析不同立地条件与笃斯越橘氮元素水平的关系。

表3 不同立地条件下笃斯越橘植株各部位的氮含量Table 3 Nitrogen contents in different parts of V.uliginosum under different site conditions

水湿地有土壤和无土壤类型样地中笃斯越橘叶片的氮元素含量显著较高，似乎说明着生基质中的有机质含量和氮元素含量有重要作用。4号样地基质中的有机质和氮元素含量显著低于其它样地，但是其样地植株中叶片中的氮元素含量反而处于较高的水平，沟谷草甸与山地类型样地中的着生基质与植株中的营养情况也类似，说明在所测样地基质中的有机质与氮元素含量范围可以满足越橘植株的营养需求，不会成为植株生长的限制因子，同时，越橘植株的营养状况不仅仅取决于土壤有机质与氮元素含量。

3.3 不同立地条件下笃斯越橘植株的生长状况

不同立地条件下笃斯越橘植株生长状况如表4所示。由表4可知，笃斯越橘总体株高在37.4～55.9 cm之间，地径在3.88～5.38 mm之间。不同立地类型的株高差异显著，而地径差异不显著。但同一立地类型的2个不同样地1号和2号、5号和6号笃斯越橘株高差异显著，而3号和4号、7号和8号笃斯越橘株高差异不显著，还有水湿地无土壤层类型1号样地和山地类型7号样地的笃斯越橘株高均为较高类型且无显著差异，表明水湿地和山地类型中都有适合笃斯越橘生长的类型。笃斯越橘株高与着生基质的有机质含量、氮元素含量、叶片氮元素含量的变化不一致，表明影响笃斯越橘株高的因素是复杂的。

3.4 不同立地条件下笃斯越橘的果实发育状况

不同立地条件下笃斯越橘果实的发育状况如表5所示。由表5可知，总体上笃斯越橘果实横径在10.34～12.25 mm之间，果实纵径在10.35～14.35 mm之间，果型指数在0.92～1.17，单果质量在0.531～0.676 g之间。其中，水湿地无土壤层类型的1号样地（苔藓型）、水湿地沟谷草甸类型的6号样地（薄枯落层+腐殖质位置，腐殖质位置浅）和山地类型的7号样地（无腐殖质层），这3个立地类型的笃斯越橘果个显著高于其它类型，水湿地有土壤层类型的3号样地（腐殖质层厚）、水湿地有土壤层类型的4号样地（腐殖质层薄）和水湿地沟谷草甸类型的5号样地（薄枯落层+腐殖质位置+永冻层）的果个居于中等水平，水湿地无土壤层类型的2号样地（腐殖质为主）和山地类型的8号样地（有腐殖质层）的果个显著小于其它类型。表明水湿地类型和山地类型中均有果形较大的笃斯越橘种源。

表4 不同立地条件下笃斯越橘植株生长状况†Table 4 Growth status of V. uliginosum plants under different site conditions

表5 不同立地条件下笃斯越橘果实的发育状况Table 5 Development status of V. uliginosum fruits under different site conditions

3.5 立地条件与笃斯越橘生长指标间的相关性

对土壤状况指标和笃斯越橘生长指标进行相关分析，结果如表6所示。由表6可知，土壤有机质含量与土壤氮元素含量之间呈显著正相关，相关系数为0.818*。土壤氮元素含量与笃斯越橘植株茎氮元素含量之间呈显著正相关，相关系数为0.749*；叶片氮元素含量与茎氮元素含量、根氮元素含量之间呈极显著正相关，相关系数分别为0.906**、0.854**；其它指标两两之间没有显著的相关性。说明立地条件对笃斯越橘生长的影响是复杂的。

4 结论与讨论

对大兴安岭笃斯越橘生长区的立地类型进行分析，发现不同区域的立地类型差异较大，着生基质组成成分各不相同，植被类型也有差异，表现出了大兴安岭笃斯越橘生长环境的多样性。在大兴安岭笃斯越橘生长区，不但不同立地类型的土壤有机质和土壤氮元素含量差异显著，而且相同立地类型下的2个样地的土壤有机质和土壤氮元素含量因基质成分不同也存在显著差异，但各立地类型有机质和氮元素含量均在笃斯越橘正常生长所需的范围内，都能满足笃斯越橘正常生长的需要。本研究中笃斯越橘的土壤有机质含量为10.34%～62.17%，氮元素含量为0.18%～1.04%。李学等在对笃斯越橘生境研究中得到草甸土的土壤有机质含量为180.5～227.6 g/kg、氮元素含量为6.18～12.46 g/kg[12]；刘斌等在对大兴安岭主要沼泽湿地的碳氮垂直分布研究中得到表土层有机碳含量为229.09 g/kg、氮元素含量为8.36 g/kg[18]，这些研究结果大体一致。

表6 土壤有机质与氮元素含量与笃斯越橘各生长指标的相关性†Table 6 Correlation of organic matter and nitrogen content in soils with each growth indexes of V. uliginosum

Tisdale认为秸秆过量或增施氮肥过量和不足均会导致蓝莓生长势较弱，生长缓慢，果实品质下降[19]。Bailey认为土壤C/N值过高会影响蓝莓对氮素的吸收，影响花芽分化，导致植株矮小，产量降低[20]。在大兴安岭笃斯越橘生长区土壤C/N值保持在30左右，但2号样地土壤C/N值高达52，其植株偏矮，果实较小。若考虑人工抚育2号样地的笃斯越橘应增施氮肥改良土壤基质。

尹徳洁对大兴安岭笃斯越橘资源的SRAP遗传多样性分析结果表明笃斯越橘资源具有遗传多样性[21]，本研究中笃斯越橘在水湿地类型和山地类型中均能够正常生长，且都存在生长较好的株型和果个较大的种源，这可能与遗传多样性有关。

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Effects of site conditions on growth ofVaccinium uliginosumin Greater Khingan Range areas

WANG Chonga,b, HOU Zhi-xiaa,b, GONG Zhong-zhia,b, YANG Lea,b, YANG Jun-fenga,b
(a. Key Laboratory for Silviculture and Conservation Attached to China Ministry of Education;b. Research and Development Center of Blueberry, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

In order to provide a reference for developing, utilization, cultivating and domestication ofVaccinium uliginosumin Greater Khingan Range areas, in view of four typical site types, including the meadow bog without soil layer type, the meadow bog with soil layer type, the meadow bog in cleugh type, and the mountain land type, the effects of organic matter content and nitrogen content in soils on some growth indexes inV. uliginosumwere researched under different site conditions in Greater Khingan Range areas, such as plant height, ground diameter, fruit size, single fruit mass, and so on, and relationship between the indexes were analyzed. The results showed that organic matter content and nitrogen content had significant differences among different site types, organic matter content and nitrogen content had significant positive correlation, and the correlation coefficient was 0.818. Nitrogen content, plant height, ground diameter,fruit diameter and single fruit mass inV. uliginosumhad significant differences among different site types. Among them,nitrogen content in leaf was positively related to nitrogen contents in stem and root, and the correlation coefficient were 0.906 and 0.854 respectively. The organic matter and nitrogen contents in soil under the site types could meet the demands ofV. uliginosumnormal growth.

Greater Khingan Range;Vaccinium uliginosum; organic matter; nitrogen; plant height; single fruit mass

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.014 http: //qks.csuft.edu.cn

2015-04-13

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（YX2013-12）。

王 冲，硕士研究生。

侯智霞，副教授，博士。E-mail：hzxn2004@163.com

王 冲,侯智霞,宫中志,等. 大兴安岭地区立地条件对笃斯越橘生长的影响[J].经济林研究,2015,33(3):81－85, 107.

S663

A

1003—8981(2015)03—0081—05

[本文编校：闻 丽]