林下经济药用植物益智和海南砂仁早期生长及光合生理研究

邢增俊，麦志通，陈伟玉，姚海荣，韦茂山，陈运雷

（三亚市林业科学研究院，海南三亚 572000）

林下经济是充分利用现有的林下土地资源和林荫优势，借助林地的生态环境，在林冠下开展林下养殖、种植等立体复合生产经营，从而使农林牧各业实现资源共享、优势互补、循环相生、协调发展的生态农业模式[1]。

益智（Alpinia oxyphylla）和海南砂仁（Amomumlongiligulare）均为海南“四大南药”之一。益智较为喜荫，大量分布于海南琼中、澄迈、陵水等市县，益智为海南道地药材[2]。海南砂仁喜温暖潮湿、适度荫蔽环境中生长，主要分布于澄迈、儋州、三亚、乐东等地。海南砂仁主要以果实入药，气微香，性味辛温，具有理气开胃等功效[3]，是中国重要中药材之一。近几年，海南政府积极加大引导农民发展林下经济产业，发展林下经济益智和海南砂仁，使之成为海南农民增收致富产业之一。有关益智和海南砂仁的研究主要在资源调查、开发利用等方面，该研究9 年生檀香林下种植的益智和海南砂仁，比较其生长和生理特性，为海南岛林下南药资源的可持续开发利用提供参考。

1 研究区域概况

试验地点为三亚市林业科学研究院苗圃基地檀香林（18°21′11″N，109°26′11″E），该地区属热带季风性气候，光热充足，雨水充沛，气候温和，年平均气温25.4℃，年降水量为1500～1800mm。该林分于2009 年种植，树龄9a，郁闭度为0.5，平均树高5.6m，平均胸径为6.45cm，株行距为3m×3m。

2 材料与方法

2.1 试验材料

2018 年2 月在檀香林下栽植益智和海南砂仁，益智苗龄为2 年生，海南砂仁苗龄为1 年生，每穴3～5 株苗木。栽植45d 后，选择长势较为一致，无病虫害的益智和海南砂仁苗木进行试验，每隔60d 统计其成活率和测定其生长量。试验期间，苗木水肥正常管理。

2.2 测定指标

2.2.1 光合参数测定

选择晴天上午9：00～11：00，使用便携式光合作用测定仪，测定苗木功能叶的瞬时净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和瞬时气孔导度。每组随机选取10 株长势中等且健康的植株，每株取3～5 片叶子进行测定，每叶片重复测定3 次。

2.2.2 叶绿素荧光测定

选择健康、长势良好的功能叶，采用叶绿素荧光仪测定初始荧光（F0）、最大荧光（Fm）、变动荧光值（Fv）和最大光能转换效率（Fv/Fm），测定结果取平均值。

2.3 数据处理

试验数据分析采用Microsoft excel 2010 和SPSS19.0 （Statistical product and service solutions）分析软件进行数据处理与统计分析。

3 结果与分析

3.1 益智和海南砂仁生态学特性

益智为姜科山姜属，属热带雨林植物，喜温暖、湿润气候，生长于林下阴湿处。益智株高1～3m；茎丛生；叶片披针形；总状花序在花蕾时全部包藏于一帽状总苞片中；唇瓣倒卵形，粉白色而具红色脉纹（图1-A）；蒴果鲜时球形（图1-B）。海南砂仁为姜科豆蔻属多年生草本植物，喜温暖潮湿、适度荫蔽环境中生长。海南砂仁株高1.5～2.5m，根茎圆柱形，叶片线状披针形；唇瓣圆匙形，黄色而染紫红（图1-C）；蒴果近球形或椭圆，成熟时紫红色（图1-D）。

图1 益智和海南砂仁花和果实（A、B 益智；C、D 海南砂仁）Figure 1 The flower and fruit of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare (A，B Alpinia oxyphylla；C，D Amomumlongiligulare)

3.2 益智和海南砂仁生长量比较

监测半年后，益智和海南砂仁苗木生长表现较好，海南砂仁的成活率较高，为95.4%，益智成活率为87.5%。从苗木生长量来看，海南砂仁苗高净生长量为66.08cm，叶片数量为9；益智苗高净生长量为35.68cm，叶片数为5（表1）。

表1 益智和海南砂仁苗木的成活率和生长量比较Table 1 Compared the survival rate and growth of Alpiniaoxyphylla and Amomum longiligulare

3.3 益智和海南砂仁苗木的光合生理比较

3.3.1 光合特性

生长半年后，益智和海南砂仁苗木叶片的瞬时光合特性结果显示，益智和海南砂仁的瞬时光合速率、瞬时蒸腾速率和瞬时气孔导度均较高，益智叶片瞬时净光合速率为8.91mmol·m-2·s-1和瞬时蒸腾速率为2.08mmol·m-2·s-1。海南砂仁瞬时净光合速率为5.24mmol·m-2·s-1，瞬时蒸腾速率为1.35mmol·m-2·s-1（表2）。方差分析结果表明，益智的瞬时净光合速率和瞬时蒸腾速率显著高于海南砂仁。由此可见，益智的光合特性表现较高的光合能力，高于海南砂仁。注：表中同一列不同小写字母表示在p＜0.05 水平达到显著差异，下同。

表2 益智和海南砂仁苗木的瞬时光合特性比较Table 2 Compared the photosynthetic characteristics of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare seedlings

3.3.2 叶绿素荧光参数

叶绿素荧光参数结果显示，两种苗木F0 值在1.76～2.18 之间，Fm 值在0.61～0.64 之间，海南砂仁苗木叶片F0、Fm、Fv/Fm 和F0/Fm 比值稍高于益智。方差分析结果表明，海南砂仁F0 显著高于益智，但两个树种间Fm、Fv、Fv/Fm 和F0/Fm 差异不明显。

表3 益智和海南砂仁苗木的叶绿素荧光参数比较Table 3 Compared the chlorophyll fluorescence of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare seedlings

4 结论与讨论

该研究结果显示，檀香林下栽植益智和海南砂仁早期生长表现良好，苗木成活率在90%以上，海南砂仁的苗高净生长量高于益智。谭业华等[4]研究结果表明，肉豆蔻植物能在万宁市早期生长正常，前3年的生长较慢，第4 年起植株加速生长。

植物叶片数、最大净光合速率与耐阴性有一定的相关性[5]。该研究结果显示，益智光合作用强于海南砂仁，益智叶片瞬时净光合速率为8.91mmol·m-2·s-1和瞬时蒸腾速率为2.08mmol·m-2·s-1。与野生益智相比[6]，该研究的益智光合速率和蒸腾速率较低；但与半野生栽培益智光合作用较为相近。由此可见，光照强弱直接影响叶片光合作用能力大小。研究表明，姜科植物为半阳性，能忍受较强的光照，也具有较强的耐阴性，管理上较为粗放[7～8]。益智和海南砂仁均为喜荫植物，人工栽培需优化光照条件，有利于其生长和产量的提高。

该研究中益智和海南砂仁均生长在较为荫蔽的环境。叶绿素荧光参数结果显示，海南砂仁F0、Fm、Fv/Fm 稍高于益智，反映海南砂仁具有较高的光系统转化效率，同时通过提高光能的利用以热的形式耗散，耐荫性强于益智。

该研究表明，益智和海南砂仁在生长中需要一定的遮荫，生长适应性较强。海南省各市县种植大规模橡胶、槟榔、桉树等经济林，可以充分利用林下的土地资源种植益智、海南砂仁等药用植物，将其作为林内间作物的复合经营，这种模式目前在琼中、五指山等地得到较好的发展和推广，为农民创收提供了良好的途径。