不同郁闭度下香榧-多花黄精复合经营生长状况研究

叶邦宣，张深梅，阙利芳，林秀明，叶晓明，何祯，沈爱华

（1. 松阳县自然资源和规划局，浙江 松阳 323400；2.浙江省林业技术推广总站，浙江 杭州 310020）

香榧Torreya grandis‘Merrillii’是红豆杉科Taxaceae 榧树属Torreya榧树T.grandis的优良变异类型，经人工选育后嫁接繁殖栽培的优良种质[1]，是我国特有的珍稀干果，经济价值非常高[2-3]。香榧生长缓慢，用“2+5”（2 年生砧木嫁接接穗后再种植5 年的嫁接苗）大苗造林需要10 年左右才能进入投产期，15 年后进入盛果期[4]，因此，香榧高效栽培、香榧幼林与经济作物复合经营，是近年来的一个研究方向[4]。多花黄精Polygonatum cyrtonema的根状茎为我国的名贵中药材“黄精”，可以药食两用，故利用价值较高[5-8]，常在杉木Cunninghamia lanceolata林、毛竹Phyllostachys edulis林等进行林下套种[9-11]。

多花黄精喜阴湿的生长环境，以林下套种的方式种植经营既有利于延长多花黄精的生长期，又不会影响主要经济林的生长。周文彬等[12]对油茶Camellia oleifera林下套种多个作物的模式进行对比后认为，油茶幼龄林下套种多花黄精既不影响油茶生长，又可促进多花黄精的生长；王雅娟等[13]认为将多花黄精套种在山核桃Carya cathayensis、毛竹、杉木和樟Cinnamomum camphora4 种林分林冠下，均可以实现高产高效栽培。松阳县香榧种植面积大，香榧林下套种多花黄精有利于幼龄香榧和多花黄精的生长，推迟多花黄精倒苗时间，增加经济收入，是当地主要的复合经营模式[14]。

本研究在不同郁闭度的香榧林下套种多花黄精，通过对不同郁闭度下香榧、多花黄精的生长指标进行测定分析，并对套种前后的林地土壤养分含量进行检测分析，探讨郁闭度对香榧与多花黄精生长指标的影响以及复合经营模式中两种作物的交互作用，旨在为香榧林下套种多花黄精的合理性提供理论依据，为在林药复合经营模式中提高早期收益做进一步探索。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于浙江省丽水市松阳县君凯安农家庭农场，地理坐标为28°24′58.87″N，119°14′24.47″E，海拔为1 150 m。属亚热带季风气候，季风交替明显，气候温暖湿润，四季分明，冬暖春早，气候垂直差异明显。年平均气温在14.2～ 17.7℃，极端最高气温为40.1℃，极端最低气温为－9.7℃，无霜期为206～ 236 d，年降水量在1 500～ 2 000 mm，年蒸发量为1 294 mm，相对湿度在79%左右。

试验地为中坡位，坡向朝东，坡度为25°，土壤为沙质黄壤土，pH 为5.5～ 6.2，土层厚度约为60 cm。

1.2 试验方法

根据香榧的种植密度测算出郁闭度，将郁闭度为0.5、0.7 和0.9 套种多花黄精的香榧林作为3 个处理，分别记为C1、C2 和C3，在其中各设置1 块6 m×6 m 的样地作为试验样地，每块样地中的香榧不少于3 株，重复3 次，3 个处理共计9 块样地；另选取郁闭度为0.7 不做套种的香榧林地作为对照处理，记为CK，在其中设置3 块6 m×6 m 的样地作为对照样地。在每块试验样地中随机选择3 株香榧及每株香榧树下套种的5 棵多花黄精作为本次试验材料，在每块对照样地中随机选择3 株香榧作为对照材料进行测定。香榧苗均为2009 年种植的“2+1”的‘细榧’嫁接苗（2 年生砧木嫁接接穗后再种植1 年的嫁接苗），于2017 年进入初果期，2019 年9月上旬果实自然成熟时，采摘并测定单株榧蒲产量。套种所用多花黄精为3 年生的多花黄精根状茎，由丽水市林业科学研究院提供，将其切成质量约为50 g 的小块，于2018 年10 月平整土地后在树冠下和两树之间的空地进行挖穴种植，每穴施适量有机肥作底肥，种植间距为40 cm×40 cm，种植前对其称量并记录。

1.3 香榧与多花黄精生长指标的测定

1.3.1 香榧指标的测定 2019 年10 月，均匀选择各样地中香榧外侧中上部5 个方向的当年生枝条各1 个，用卷尺测定其新梢长度计算平均值作为新梢生长量；在香榧自然成熟后采摘，用天平测定每株榧蒲的总质量得到单株榧蒲产量；将用围尺绕香榧根颈部一圈所测得周长换算成香榧地径；在晴朗天气的12:00，用米尺测定香榧东西、南北两个方向的树冠宽度，计算其平均值得到冠幅；用测高仪测定树高。香榧地径、冠幅和树高等均于2018 年10 月多花黄精种植前首次测定，并于2019 年10 月进行第二次测定，两次测定值的差值分别得到地径增长量、树高增长量和冠幅增长量。

1.3.2 多花黄精生长指标的测定 于2019 年8 月20 日测定多花黄精的高度、地径、叶片数及地上部分存活数量，多花黄精根状茎质量于2019 年10 月倒苗后测定。试验前后所有样地的土、肥、水管理方式均一致。用卷尺测定多花黄精从地面至顶叶基部的长度作为其高度；用游标卡尺测定多花黄精的地径；用天平对生长1 年的多花黄精地下部分进行称量后减去其初始质量作为其根状茎的生长量；调查各个处理中多花黄精地上部分的存活数量，计算其占比，取3 次重复的平均值得到存活率，如果全部存活记为100%。

1.3.3 土壤理化性质测定 在C2 组和CK 组中各随机选择一块样地，分别在多花黄精种植前（2018 年9 月，记为T1）及地上部分枯死后（2019 年10 月，记为T2），采用5 点交叉法对0～ 20 cm 土层的土壤进行充分混合，对土样进行烘干过筛后送至丽水蓝城农科检测技术有限公司，测定以下8 个指标：有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量和pH。

1.4 数据处理方法

以上所有数据在Excel 2007 中整理，在SPSS 22.0 中进行单因素方差分析（ANOVA）和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理下香榧的生长指标分析

由表1 可知，香榧新梢生长量、地径增长量、树高增长量、冠幅增长量和单株榧蒲产量均在C1 处理时达到最大，在C2 和C3 处理时依次减小，在CK 中最小。多重比较结果显示，香榧新梢生长量、地径增长量在C2和C3 处理之间差异不显著，但与其他处理之间均存在显著差异（P<0.05）；树高增长量和冠幅增长量在C1 与C2 处理、C2 与C3 处理、C3 与CK 之间均差异不显著；单株榧蒲产量在C1、C2 处理间差异不显著，但C1 和C2 两个处理均与C3 和CK 之间存在显著差异（P<0.05）；除树高增长量外，其他4 项香榧生长指标均在C2 与CK 之间差异显著（P<0.05）。C2 处理的香榧新梢生长量、地径增长量、树高增长量、冠幅增长量和单株榧蒲产量相比CK 香榧的分别高出18.97%、14.18%、24.55%、20.79%和40.00%；C3 处理的香榧的上述各项生长指标也比CK 香榧的分别高出了12.46%、10.64%、16.25%、11.88%和23.24%。以上结果表明，套种多花黄精的香榧长势明显好于未套种的香榧，即多花黄精的套种能够促进13 年生香榧的生长和增收。

表1 不同处理香榧的生长状况Table 1 Growth traits of T.grandis ‘Merrillii’ with different canopy density

2.2 不同处理下多花黄精的生长差异分析

由表2 可知，不同处理下多花黄精的高度、地径、叶片数和根状茎生长量均在C2 处理中达到最大值，C1 处理次之，C3 处理最小；多花黄精地上部分存活率以C3 处理最大，C2 处理次之，C1 处理最小，但C2 处理与C1、C3 处理之间差异不显著（P˃0.05）。除叶片数在C3 和C1 处理中差异不显著外，多花黄精的高度、地径、根状茎生长量在3 个处理中均存在显著差异（P<0.05）。在C2 处理中的多花黄精的高度、地径、叶片数和根状茎生长量比C3 处理中对应的生长指标分别高出123.37%、107.81%、70.29%和86.22%，比C1 处理中的分别高出36.48%、33.28%、45.71%和20.89%。在C3 处理中的多花黄精地上部分的存活率比在C2和C1 处理中的分别高出16.00%和52.61%。在C2 处理下，除存活率外，多花黄精的各项生长指标均为最佳，即郁闭度为0.7 的环境更适宜多花黄精的生长。

表2 不同处理下多花黄精的生长状况Table 2 Growth traits of P.cyrtonema under different canopy

2.3 套种多花黄精前后土壤养分及pH 的变化情况分析

分别于2018 年9 月和2019 年10 月对C2 和CK 处理的土壤进行检测，结果见表3。由表3 可知，与CK相比，C2 处理在套种多花黄精一年后土壤的pH 和有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效钾含量均有所增加，8项指标的平均增加幅度为39.07%，其中碱解氮含量的增加幅度最大，达96.90%；土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷的含量均增加了50%以上，速效钾含量增加了27.57%；而土壤有效磷和全钾的含量分别减少了18.50%和24.57%。CK 的土壤在一年后，各项指标的平均增加幅度为0.44%，其中有机质、碱解氮、全磷含量和pH 均有小幅度的增加，除全磷含量增加了11.76%外，其余三个指标的增加量均不超过5%。相较于C2 处理中土壤全氮和速效钾含量有较大幅度的增加，CK 处理中香榧生长一年后土壤全氮和速效钾的含量分别减少了1.97%和6.75%；有效磷和全钾的含量减少幅度也较小，分别为6.75%和2.77%。以上结果显示，套种多花黄精后土壤中的有机质、碱解氮、全磷含量和pH 不但大幅度增加，而且全氮、速效钾的含量也不降反升，表明套种多花黄精可增加土壤肥力并改善土壤酸碱性，有效磷、全钾含量的降低表明这两种养分均易被多花黄精和香榧吸收。

表3 香榧林下套种多花黄精前后土壤养分及pH 的变化Table 3 Changes of soil nutrients and pH at T.grandis ‘Merrillii’ stand before and after interplanting of P.cyrtonema

3 讨论与结论

3.1 郁闭度对香榧与多花黄精生长状况的影响

成年香榧对于光照要求较高，其枝叶向光性强，需要通过光合作用不断积累养分，而幼苗需要适当遮阴以避免高温、强光照对其造成损伤。在郁闭度为0.5 时，香榧新梢生长量、单株榧蒲产量、地径增长量、树高增长量、冠幅增长量均达到最佳，表明郁闭度为0.5 时更适宜香榧生长。此结论与杨先裕等的研究结论一致[15]。随着郁闭度的增加，香榧的各项生长指标均减少，但多重比较的结果显示，香榧的单株榧蒲产量、树高增长量及冠幅增长量在郁闭度为0.5 和0.7 时的差异不显著，即郁闭度为0.7 时会影响到香榧新梢长度和地径粗度的增长，但并不会影响香榧的单株榧蒲产量。

多花黄精地上部分的存活率随着香榧林郁闭度的增大而增大，在郁闭度达到0.9 时，其存活率达到最大（80.55%±4.81%），但其高度、地径、叶片数、根茎生长量均小于郁闭度为0.7 时的生长指标。这说明多花黄精的耐阴性较强，但是在极微弱的光照下，其光合作用受到影响导致有机物积累减少，根茎多糖含量降低[16]，其他器官的生长也受到限制。香榧林郁闭度为0.7 时，除多花黄精地上部分的存活率之外，其他各项生长指标均为最大，因此，香榧林郁闭度为0.7 是多花黄精生长的最佳郁闭度，此结果与章文前等[9]对毛竹林下套种多花黄精的最适郁闭度为0.6～ 0.8 的研究结果一致[9]，与蒋海陇等认为郁闭度为0.68 时杉木林下多花黄精产量为最佳较一致[17]。因此，郁闭度为0.7 是香榧和多花黄精复合经营的最佳郁闭度，在此郁闭度下多花黄精生长状况最佳，根状茎生长量最大，香榧的单株榧蒲产量也较大，此时的经济收益可达到最大。

3.2 香榧与多花黄精复合经营的优势

在郁闭度为0.7 时，香榧林下套种的多花黄精生长状况达到最佳，香榧的各项生长指标及单株榧蒲产量也较佳，且相对于未套种多花黄精的香榧林，香榧的新梢生长量、地径增长量、树高增长量、冠幅增长量和单株榧蒲产量分别高出18.97%、14.18%、24.55%、20.79%和40.00%。而且套种多花黄精后，土壤养分也有了较大幅度的改善，此结果与毛云飞等发现的套种多花黄精后的老油茶Camellia oleosa林土壤养分和单位面积油茶鲜果平均产量均有提高较一致[18]；与刘跃钧等认为套种药材能显著或极显著提高锥栗Castanea henryi林耕作层土壤的9 项理化性质指标较一致[19]。我们推测，多花黄精的块根与香榧根系之间可能存在着某种共生关系。樊瑞锋等报道了在多花黄精根际土中真菌群落的多样性丰富，其中以腐生菌类群占比最高，这类真菌参与了药用植物活性成分的合成和有机物的降解，也间接促进了香榧的生长[20-21]。每年冬季倒苗后的多花黄精腐烂枝叶给香榧根系提供了有机养分，同时又起到为土壤保温、保湿的作用，多花黄精根系的生长也能有效减少林地泥沙的流失量，这是土壤有机质含量大幅度提升的主要原因。

3.3 结论

综上所述，在郁闭度为0.7 的香榧林下套种的多花黄精长势最好，在此郁闭度下的香榧的各项生长指标及单株榧蒲产量也较佳，此时香榧与多花黄精复合经营的综合效益最高。套种多花黄精后，土壤的各项养分含量和酸碱性均得到较大幅度地改善，香榧长势显著好转，单株榧蒲产量明显增加。本研究为香榧林下套种多花黄精的合理性及高收益提供了理论依据，为香榧林下合理套种多花黄精提供行动指导。