不同海拔對(duì)林下多花黃精生長的影響

朱志柳， 徐端妙， 張學(xué)鑫， 張麗珍， 陳祖海

(1.景寧縣生態(tài)林業(yè)發(fā)展中心， 浙江 景寧 323500； 2.景寧縣自然資源和規(guī)劃局， 浙江 景寧 323500)

多花黃精(Polygonatumcyrtonema)又名黃精姜、野生姜等，為百合科黃精屬多年生宿根草本植物。多花黃精是中國傳統(tǒng)名貴中藥材，屬藥食同源植物[1]，主要以根莖入藥，具有健脾潤肺、補(bǔ)氣養(yǎng)陰、益腎、降血壓、降血糖、抗腫瘤等功效[2-6]，可用于治療陰虛勞渴、肺燥咳嗽、脾虛乏力、食少口干、消渴、腎虧、腰膝酸軟、陽痿遺精、須發(fā)早白等病癥[7]。

多花黃精的生長周期較長，根莖繁殖需2～3年才能供藥用，且種子繁殖的生長周期長達(dá)5～6年[6]。近年來，人們普遍認(rèn)識(shí)到多花黃精的藥用價(jià)值和保健價(jià)值，對(duì)其原料的需求量也越來越大。隨著黃精價(jià)格的上漲，野生多花黃精無計(jì)劃采集不斷加劇，導(dǎo)致其資源枯竭加速。林下種植多花黃精既可保持野生黃精的質(zhì)量，又可增加農(nóng)林經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)已成為多地推廣的種植模式，已成為解決多花黃精資源緊缺的主要途徑[8-9]。由于多花黃精在不同海拔高度的生長狀態(tài)具有顯著差異[10-12]，因此，探究其適宜生長的海拔高度范圍是進(jìn)行人工栽培的關(guān)鍵問題。本研究通過2018—2020年間進(jìn)行不同海拔對(duì)林下多花黃精生長效果的比較試驗(yàn)，旨在為多花黃精的資源培育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)地位于3個(gè)不同海拔的山場。景寧縣鶴溪林場馱岙頭山場，海拔500～600 m，杉木林為1988年春營造，保留密度為1 200株·hm-2，平均胸徑18 cm，平均樹高12.5 m。草魚塘林場山場，海拔800～900 m，杉木林于1970年春營造，保留密度為1 100株·hm-2，平均胸徑22.2 cm，平均樹高15.5 m。大際林場上源頭山場，海拔1 100～1 200 m，杉木林于1975年春營造，保留密度為1 050株·hm-2，平均胸徑19.8 cm，平均樹高13.7 m。試驗(yàn)地屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，四季分明，氣候宜人。年均氣溫17.5 ℃，年均最高氣溫27.7 ℃(7月)，年均最低氣溫6.6 ℃(1月)，年降水量1 464～1 968 mm，年日照時(shí)數(shù)1 657 h，年無霜期255 d。

以多花黃精的根莖為試驗(yàn)材料，選擇大小均勻、健壯萌芽且無病害、無傷口、無腐爛的根莖，種前將根莖切成段，使每段根莖帶1～2芽，切口用草木灰涂抹。

1.2 處理設(shè)計(jì)

2017年秋冬季節(jié)清理林地的灌木、雜草、藤本、枯枝等雜物，將杉木林分郁閉度均調(diào)整為0.6，于2018年2～3月種植。設(shè)置500～600 m(A1)、800～900 m(A2)、1 100～1 200 m(A3)3個(gè)海拔梯度進(jìn)行杉木林下多花黃精種植效果比較。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，在3個(gè)海拔梯度選擇土壤、坡度、坡向一致的地塊，隨機(jī)重復(fù)設(shè)置10 m×10 m的樣地3個(gè)。

依山勢沿等高線按株行距30 cm×40 cm、深10 cm進(jìn)行種植，根莖鮮重40 g·株-1，單位面積根莖鮮重1 500 kg·hm-2。種后每年在5—6月和8—9月人工除草2次，并結(jié)合除草進(jìn)行點(diǎn)狀施肥；同時(shí)做好病蟲害防治，冬季做好越冬管理。

1.3 數(shù)據(jù)觀測與分析

物候期觀察從2019年至2020年11月初。隨機(jī)選取3樣點(diǎn)，每樣點(diǎn)10株，編號(hào)后固定連續(xù)觀察植株生長發(fā)育動(dòng)態(tài)變化過程，觀測指標(biāo)參考羅春梅等[13]的研究。于2020年10月中旬，在不同海拔的每個(gè)樣地內(nèi)沿等高線中心線的上、中、下部各設(shè)3個(gè)3 m×3 m的小樣方，從中隨機(jī)抽出10株，每個(gè)樣地共抽取30株，調(diào)查多花黃精的成活率、地徑、株高和根莖鮮重，取其平均值。

使用IBM SPSS Statistic 22軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素分析方法進(jìn)行方差分析和多重比較(α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔多花黃精物候期觀察

對(duì)試驗(yàn)地栽培的多花黃精整個(gè)生長過程進(jìn)行跟蹤調(diào)查，將多花黃精的生育期分為出苗期、伸長期、開花期、果實(shí)期、枯萎期5個(gè)時(shí)期。表1顯示，出苗期一般為3月中下旬至4月中下旬，持續(xù)33～37 d；伸長期與出苗期相近，為3月中下旬至4月底，但持續(xù)時(shí)間更長，可達(dá)42～45 d，幼苗從出土到展葉需要10～15 d；開花期一般集中在4月中下旬至5月底，可持續(xù)開花36～40 d；開花后10～15 d即可結(jié)果，果實(shí)期4月底至8月中下旬，結(jié)果時(shí)間較長，可持續(xù)118～125 d；枯萎期在8月中下旬至11月上旬，持續(xù)73～80 d。多花黃精出苗期、伸長期、開花期、結(jié)果期基本為30～40 d，從出土至枯萎整個(gè)生育期可持續(xù)220～240 d。

表1 不同海拔多花黃精的物候期

觀察表1中不同海拔條件下黃精的生長時(shí)期發(fā)現(xiàn)，隨著海拔的升高，各生育期均明顯推遲，持續(xù)時(shí)間延長，但枯萎期卻明顯提前，且持續(xù)時(shí)間縮短。從出苗到枯萎死亡整個(gè)物候期的持續(xù)時(shí)間也隨海拔的上升而縮短，這表明海拔越高，多花黃精生長的各時(shí)期延遲，且生長時(shí)間縮短。

2.2 不同海拔對(duì)多花黃精成活率的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著海拔的增加，多花黃精保存率在91.9%～92.6%，差異不明顯，表明本區(qū)域適應(yīng)多花黃精的生長。

2.3 不同海拔對(duì)多花黃精生長的影響

方差分析結(jié)果表明，不同海拔對(duì)多花黃精的地徑、株高和根莖鮮重均有顯著影響。

由表2可知，多花黃精的地徑、株高呈現(xiàn)出在500～600 m上顯著優(yōu)于在其他海拔高度。在不同海拔高度上，多花黃精的地徑、株高均差異顯著；但根莖鮮重在500～600 m與800～900 m、800～900 m與1 100～1 200 m上差異不顯著，只在500～600 m與1 100～1 200上差異顯著。這表明隨著海拔的上升，多花黃精的生長量降低，以500～600 m生長量最高，為最適宜生長的海拔。

表2 不同海拔對(duì)多花黃精生長影響的多重比較

3 小結(jié)與討論

通過觀察林下多花黃精的物候期，了解多花黃精各時(shí)期的生長狀況。人工栽培下，多花黃精于3月中旬出芽，到11月初基本完成地上部分生長，生長期一般為220～240 d，最短與最長的相差20 d，這與李立格等[14]研究結(jié)果相似。多花黃精出苗期一般為3月中下旬至4月中下旬，持續(xù)33～37 d；伸長期一般為3月中下旬至4月底，持續(xù)42～45 d；從開花到結(jié)果一般需要10～15 d，果實(shí)期一般為4月底至8月中下旬，持續(xù)時(shí)間118～125 d；枯萎期一般在8月中下旬至11月上旬，持續(xù)時(shí)間為73～80 d；從出苗到枯萎整個(gè)物候期可持續(xù)220～240 d；這與羅春梅等[13,15-16]的研究結(jié)果不同，可能是由于種植地域氣候、海拔、間作植物等不同所致。

不同海拔高度影響植物的生命周期[17-18]。李蘭暉等[19]研究發(fā)現(xiàn)，隨著海拔的上升，高寒草地的返青期年際變化趨勢呈相反變化，而枯黃期則呈基本一致的變化。王力等[20]研究發(fā)現(xiàn)，隨著海拔的升高，高山蒿草返青期的推遲速率和生長期的縮短速率分為每升高100 m推遲3.3 d和每升高100 m推遲2.5 d，這與本研究結(jié)果相似。本研究發(fā)現(xiàn)，海拔越高，多花黃精各時(shí)期生長延遲，且整個(gè)生育期縮短，這可能與不同海拔下的溫度和光照條件有關(guān)，具體影響有待進(jìn)一步研究證明。

有研究發(fā)現(xiàn)，海拔高度顯著影響植株的成活率，在海拔700～1 000 m，植株成活率最高，可達(dá)93.6%[21]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，不同海拔高度對(duì)植株成活率無顯著影響，在海拔200～1 000 m均能生長[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同海拔對(duì)多花黃精成活率相差不大，成活率都達(dá)90%以上，說明本區(qū)域適應(yīng)多花黃精生長，值得推廣。

不同海拔高度對(duì)植物的生長具有顯著性的影響[23-25]。有研究發(fā)現(xiàn)，海拔高度與株高和粗度呈負(fù)相關(guān)[26]。黃健華等[27]研究發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)高度范圍內(nèi)，種植地海拔越高，小黃姜的莖分枝數(shù)、莖粗、株高、葉片數(shù)、葉片長、葉片寬等生長性狀表現(xiàn)越差，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益越低。張進(jìn)國等[28]研究發(fā)現(xiàn)，隨海拔高度的升高，3個(gè)牧草品種的萌發(fā)時(shí)間推遲，生長速度變緩，分蘗力和年產(chǎn)草量均降低。本研究中，多花黃精在不同海拔下的地徑、株高、根莖鮮重從大到小排列依次為500～600 m、800～900 m、1 100～1 200 m，其中地徑、株高差異顯著；根莖鮮重500～600與800～900 m、800～900 m與1 100～1 200 m差異不顯著，500～600 m與1 100～1 200 m差異顯著。不同海拔種植區(qū)域多花黃精的生長量有一定差異，隨海拔高度的升高，其生長量呈現(xiàn)下降趨勢，這與大多數(shù)的研究結(jié)果相同。

海拔是影響植物生長的主要生態(tài)因子之一，海拔主要通過影響光照[29]、水分[30]、溫度[31]及土壤條件[32]等，間接影響植被類型的分布和植物生長，其影響機(jī)理極為復(fù)雜。由于多花黃精具有較廣的適宜性，且光照、水分和溫度對(duì)不同海拔林下種植的多花黃精生長量影響不大，因此，其各項(xiàng)生長指標(biāo)隨海拔高度有所變化可能主要是受土壤條件的影響。多花黃精的生長量可能還與栽培方式、施肥狀況、種植年限等因素有關(guān)，具體情況還有待進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果表明，不同海拔高度對(duì)杉木林下多黃花精的成活率無顯著影響，但對(duì)其物候期和生長量具有顯著影響，海拔500～600 m最適宜林下多黃花精的生長。在景寧縣及生態(tài)環(huán)境類似的地區(qū)推廣種植林下多花黃精時(shí)，可參考該海拔范圍，提高黃精的生長量，獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。