不同林分下多花黄精的生长指标与土壤容重的相关性分析

摘 要：多花黄精人工栽培过程中普遍存在对林分和土壤选擇不规范等问题，针对这些问题对不同林分套种多花黄精的生长特性及与土壤容重的相关性进行分析。结果表明：不同林分套种对多花黄精生长及土壤容重都有较大的影响，土壤容重与多花黄精地上部和地下部各生长指标均呈负相关，林缘种植的多花黄精产量最高，为253.77 g·株-1，木通林下地块土壤容重最大，为1.76 g·cm-3，且套种多花黄精产量最低，仅58.37 g·株-1。林缘为种植多花黄精优选的地块，多花黄精套种应加强土壤有机质和林分郁闭度的调控。

关键词：林分;土壤容重;多花黄精;农艺性状

中图分类号：S 567.239  文献标志码：A  文章编号：0253-2301（2021）12-0072-06

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.12.012

Correlation Analysis Between the Growth Indexes of Polygonatum Cyrtonema andSoil Bulk Density Under Different Stands

LIU Yong

（Guangze County Nursery， Nanping， Fujian， 354100， China）

Abstract： During the process of artificial cultivation of Polygonatum cyrtonema， there were widespread problems such as non-standard selection of stand and soil. In view of these problems， the growth characteristics of Polygonatum cyrtonema interplanted in different stands and its correlation with soil bulk density were analyzed. The results showed that： Interplanting in different stands had great influence on the growth of Polygonatum cyrtonema and the soil bulk density. The soil bulk density was negatively correlated with the growth indexes of the aboveground and underground parts of Polygonatum cyrtonema. The yield of Polygonatum cyrtonema planted at the edge of the forest was the highest （253.77 g·zhu-1）， and the soil bulk density was the highest （1.76 g·cm-3） in the understory plot of akebia stem， while the yield of Polygonatum cyrtonema interplanted was the lowest （58.37 g·zhu-1）. The edge of the forest was the optimal plot for planting Polygonatum cyrtonema. And the interplanting of Polygonatum cyrtonema should strengthen the regulation of soil organic matter and stand canopy density.

Key words： Stand; Soil bulk density; Polygonatum cyrtonema; Agronomic traits

多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua.又称姜形黄精，是《中国药典》收载3种黄精基源之一[1]，为百合科黄精属药食两用植物，主要药用部位为根茎，分布在我国福建、江西、浙江、湖北、湖南和贵州等地。早在宋代时福建省就有生产多花黄精的历史[2]。近年来，多花黄精也被列为福建省“福九味”之一，多个地区多花黄精人工种植面积超过万亩。多花黄精的研究主要集中在常规栽培技术、病虫害防控和有效成分等方面，如郭妮[3]研究了肥料配施、种植密度和透光度等栽培条件对多花黄精产量和品质的影响;田启建等[4]研究了黄精病害种类及发生情况;周新华等[5]研究了林下生境及生长年限对多花黄精生长和药用活性成分含量的影响。但是，多花黄精人工种植技术还存在种植前2年存活率较高，而后期存活率和生长量不理想，规范化种植技术水平较低等“卡脖子”问题。

多花黄精虽喜阴，但还需要一定的阳光进行光合作用，且多花黄精的主要药用部位是根茎，因此林分选择对多花黄精人工种植尤为重要。郑林森[6]研究了杉木林不同保留株数对多花黄精产量的影响;郑梅霞等[7]对多花黄精林下仿生态栽培关键技术进行研究;练美林等[8]探讨了林下套种多花黄精的栽培技术。目前，土壤容重对多花黄精生长影响的研究还比较少。土壤容重是土壤重要的物理性状[9]，土壤容重与土壤有机质含量、土壤孔隙结构、质地类型、土壤水分、植物类型和人为耕作管理措施等各种因素相关[10-11]，土壤容重影响着土壤通透性和营养元素的运移[12]，并影响作物根系的生长，容重大的土壤中根伸长速度减慢[13-14]。因此，通过对毛竹林、杉木林、木通林和林缘的土壤容重、不同林分套种的多花黄精生长指标差异性研究，并分析两者的相关性，以期为多花黄精人工种植基地选择和建设提供理论依据。1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地位于福建省南平市光泽县华桥乡嘉禾合作社多花黄精种植基地，经度为117°8′5″、纬度为27°39′32″，海拔408 m。多花黄精P.cyrtonema Hua种苗为当地野生资源种子繁育育成的3年生种子苗，平均根茎长6.57 cm、鲜重18.73 g、须根11.2条。

1.2 试验方法

在华桥乡基地选择毛竹林（7年）、杉木林（15年）、木通林（3年）和林缘（毛竹林和杉木林边缘20 m以内地块）4种不同林分套种多花黄精，其中毛竹林、杉木林及木通林的郁闭度为0.6。种植前试验地整成高30～40 cm、宽1 m和沟宽30 cm的畦，施腐熟有机肥15000 kg·hm-2为底肥。2019年10月下旬，按照株行距25 cm×30 cm的标准种植，每个试验地块种300株多花黄精苗，浇透定根水，每个处理3次重复，共12个试验小区。其他管理措施同常规种植管理一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤容重 采用经典环刀法取样，将容积为100 cm3的环刀，编号，称重，带到种植多花黄精试验地，随机定3个采样位置作3次重复，采样时先按要求挖掘出土壤剖面坑，并修平剖面，取样时环刀托置于环刀顶上，环刀垂直插入土壤中（20 cm范围内），让土壤充满至微溢出环刀筒，挖松环刀四边土壤，取出装满土的环刀，刮平环刀两头多出来的土壤，两头立即加盖以免水分蒸发，并将环刀筒外的土壤清理干净。在取样处采集50 g左右土壤用于测定土壤含水量[15]。称量鲜土样及环刀重量并记录，105～110℃烘干（约24 h），称量土样干重及环刀重量并记录。土壤容重（ρb）按以下公式计算：

土壤容重（g·cm-3）=土样烘干重量（g）/环刀容积（100 cm3）

1.3.2 土壤含水率 采用烘干法测定。土壤含水率（%）=[鲜土样重量（g）-土样烘干后重量（g）]/鲜土样重量×100

1.3.3 农艺性状 2021年7月8日，调查各处理多花黄精生长情况，统计存活率。分别随机选取6株全株（包含完整根系和根茎），清洗干净，测定地上部的叶长、叶宽（叶的最宽处）、叶数、株高（地上部株高）、茎粗（离地面5 cm处）、分枝、果实数量和地上部分鲜重;测定根茎的根茎长（根茎最长方向）、根茎粗（根茎平均粗）、新芽数量（次年分枝）和根茎鲜重;测定根系的根系长（70%根系长度）、根系数量、白根数量和根系鲜重。将地上部、根茎和根系分别在105℃下杀青30 min后，60℃烘干至恒重，称重。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2003和DPS软件进行数据处理和统计分析，采用Duncan新复极差法进行多种比较。

2 结果与分析

2.1 不同林分的土壤容重和含水率分析

由表1可知，林缘地块耕层土壤的容重最低，木通林下耕层土壤的容重最高，相差0.41 g·cm-3，差异显著;毛竹林下的土壤容重低于杉木林，但差异不显著。毛竹林下的土壤含水率最高，木通林下的土壤含水率最低，相差7.67%，4个处理间土壤含水率差异显著。

2.2 不同林分下套种多花黄精的地上部生长情况

从表2可知，杉木林下的多花黄精株高最高，木通林下的最低，与其他处理差异显著;林缘种植的株高略高于毛竹林下，但差异不显著。林缘种植的多花黄精叶片数量、茎粗、分枝、叶面积、果实数量及地上部鲜重均高于其他处理，且具有显著差异，其中叶面积是杉木林下套种的4倍;杉木林下的多花黄精叶宽值均最大;木通林下的多花黄精除叶长、叶宽和果实数量外的其他地上部指标均为最低;毛竹林下的多花黄精除分枝数外的其他指标均低于杉木下。

2.3 不同林分下套种多花黄精的根茎生长情况

由表3可知，不同林分下套种多花黄精的根茎生长差异较大，林缘种植的根茎长、新芽数量、根茎增长量和根茎鲜重均高于其他套种模式，具有显著差异。新芽數量与第2年萌发植株的分枝相关，植株的分枝越多，代表地上部生长旺盛，说明根茎增长的基数越大。

毛竹林下多花黄精的根茎增长量和根茎鲜重，处理内个体差异大，最多相差50%，可能与毛竹林下毛竹根系的分布不均匀，影响多花黄精的生长相关，毛竹根系较少的地方，多花黄精生长较好。林缘种植的多花黄精根茎增长量和根茎鲜重，处理内不同个体差异也比较大，可能与多花黄精每年新芽头分枝不同有关。

2.4 不同林分下套种多花黄精的根系生长情况

从表4可知，林缘和杉木林下多花黄精的根系较长，且林缘种植的多花黄精的根系数量、白根数量和根系鲜重均高于其他套种模式，具有显著差异。毛竹林下的多花黄精的根系数量和根系鲜重最低，与林缘种植的根系鲜重相差18.83 g。

2.5 不同林分下套种多花黄精的生物量情况

林缘种植的多花黄精全株生物量干重（包括地上部叶、茎、果和地下部根茎、根系）均高于其他套种模式，具有显著差异。根茎干重是木通林下套种的4倍;杉木林下套种的多花黄精生物量干重高于毛竹林和木通林下套种。由表5可知，不同套种模式多花黄精的根冠比有区别，但差异不显著。林缘和木通林下套种的多花黄精根冠比相对较高（两者差异不显著）。林缘套种的多花黄精的根茎干重、地上部干重和根系干重均最高，且具有显著差异。杉木林套种的多花黄精根冠比最小。

2.6 不同林分的土壤容重与多花黄精的农艺性状相关性分析

从表6可知，土壤容重、土壤含水量及多花黄精农艺性状各指标都呈负相关，叶数、分枝、根茎长和根茎重负相关达显著水平。土壤含水量与果实数量、根茎粗和根系数呈负相关，与其他指标呈正相关，其中与叶数呈显著正相关。株高与分枝呈负相关，叶数与根系长呈显著正相关，分枝数与叶面积、根系数和根茎重呈极显著正相关。叶面积与根系重和根茎重都呈极显著正相关，与地上部重和根系数呈显著正相关。地上部鲜重与果实数量、根茎长、根茎重和根系重都呈显著正相关。与根茎重量有显著正相关的指标有：地上部鲜重和根系数;有极显著相关的指标是：分枝数、叶面积、根茎长和根系重量。

3 讨论与结论

本研究中林缘的耕作层土壤容重最小，该地块在林边山谷，有机质含量高，种植的多花黄精长势最好。木通林下套种多花黄精的耕作层土壤容重最大，主要原因可能是木通林每年要进行多次修剪和采果等田间管理，土壤经常被人为踩踏，造成土壤板结坚硬，坚实度加大，进而增加土壤容重。毛竹林套种多花黄精的耕作层土壤容重小于杉木的，这与毛竹细根分布在较浅土层相关;杉木林套种多花黄精后，林下凋落物较少，不利于腐殖质的形成，同时，土壤表层受雨水长期淋刷，土壤逐渐坚实，土壤容重增加。

毛竹林、杉木林、木通林和林缘4种套种多花黄精模式，地上部植株鲜重和根茎鲜重均以林缘种植最高，分别为139.90、253.77 g·株-1;杉木林次之，分别为83.67、89.67 g·株-1;毛竹林和木通林下套种的多花黄精生物量较低，毛竹林套种的多花黄精地上部植株鲜重和根茎鲜重为49.57、65.30 g·株-1，木通林下套种的多花黄精上部植株鲜重和根茎鲜重为37.10、58.37 g·株

-1。在立地条件、郁闭度和管理措施相近条件下，多花黄精地上部植株鲜重和根茎鲜重高低顺序为林缘>杉木林>毛竹林>木通林;白根数量和根系鲜重多少顺序为林缘>杉木林>木通林>毛竹林。

土壤容重高低会影响根系生物量空间分布，刘晚苟等[16]研究发现野生香根草在土壤容重比较高的地方，根系主要分布在上层土壤中。所以，木通林下套种多花黄精根系数量较多，但根系短。多花黄精根系生长的情况直接影响植株对土壤营养的吸收和输送，进而影响地上部生长和根茎的产量。土壤容重和土壤含水量与多花黄精地上部和地下部生长各指标都呈负相关，叶数、分枝、根茎长和根茎重呈显著负相关;分枝数、叶面积、根茎长和根系重量与根茎重量呈极显著正相关。本研究结果表明，多花黄精在林缘种植长势和产量最好，杉木下套种表现也较好。

林分类型会通过林下散光、气温和空气温度等方面影响多花黄精生长[16-18]。林缘种植的多花黄精的地上部和地下部都生长的最好，这不仅与林缘土壤容重最小相关，还与林缘的小气候环境有密切关系。魏玉龙等[19-20]研究发现林缘的光合有效辐射、空气温度、土壤有机质、有效磷、铵态氮和全磷的含量都显著高于林内，这些优势条件有利于多花黄精的生长。选择林木边缘20 m以内的地方种植多花黄精等喜荫药材，既可以利用林缘土壤肥沃、通风透气和光合有效辐射等有利优势，又便于耕作管理，适合用于喜荫药材母本园或育苗基地的建设。

毛竹林和杉木林下套种多花黄精是目前林下套种多花黄精的主要林分，套种时要注重土壤容重的大小，可通过增施有机肥和畦面覆盖植物等增加土壤有机质，降低土壤容重，促进多花黄精根系和根茎的生长。另外，还应控制林分郁闭度，郁闭度影响林内光合有效辐射、气温和空气湿度，多花黄精适宜生长的郁闭度在0.5左右，过低或过高都不利于多花黄精的生长，林分郁闭度控制的方式通常有林木种植密度和过密枝条去除等。

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（责任编辑：柯文辉）

收稿日期：2021-10-12

作者简介：刘勇，男，1971年生，林业工程师，主要从事育苗树木栽培、圃地管理、林下经济等方面研究。

基金项目：福建省农业科学院乡村振兴科技服务团队全产业链科技示范项目（2021KF21-1）;福建省农业科学院“十四五”科技创新团

队（CXTD2021014-2）;中央财政林业科技推广示范项目（2019TG02）。