滇黄精不同林分复合种植模式对土壤理化性质的影响.pdf

滇黄精不同林分复合种植模式对土壤理化性质的影响徐钡昌1，2罗志传3王永强1严 毅1，2*（1昆明市海口林场，云南昆明 650114；2昆明市林业和草原科学研究所，云南昆明 650032；3安宁市温泉街道城市管理综合服务中心，云南安宁 650300）摘要为探寻合适的林药复合种植模式，在昆明市海口林场选择华山松+滇黄精、油橄榄+滇黄精、核桃+滇黄精 3 种不同林药复合种植模式，1.5 年后对 3 种林药复合种植模式下的土壤有机质、氮、磷、钾含量进行对比分析。结果表明：华山松+滇黄精复合模式林地土壤肥力得到提高，其中土壤有机质、全氮、有效磷和全钾提高较为明显；油橄榄+滇黄精复合模式对林地土壤有效磷、速效钾含量的影响较大，其余指标差异不明显，土壤总体肥力变化也不明显；核桃+滇黄精复合模式林地土壤除速效钾和全钾含量提高外，其余指标含量均下降。林下种植滇黄精对土壤理化性质有影响，且不同林分复合种植模式下的影响差异明显，其中以华山松+滇黄精复合模式对土壤理化性质有明显的改善作用，适合推广。关键词滇黄精；林药复合模式；土壤理化性质中图分类号S567.23+9文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）23-0121-04DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.23.032开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effects of Compound Planting Modes of Different Forests Intercropping with Polygonatumkinganum on Soil Physical and Chemical PropertiesXU Beichang1,2LUO Zhichuan3WANG Yongqiang1YAN Yi1,2*(1Haikou Forest Farm in Kunming City,Kunming Yunnan 650114;2Kunming Institute of Forestry and Grassland,Kunming Yunnan 650032;3Anning Wenquan Street Urban Management Comprehensive Service Center,Anning Yunnan 650300)AbstractIn order to explore suitable forest medicine compound planting modes,three different forest medicinecompound planting modes,namely Pinus armandii+Polygonatum kinganum,Olea europaea+Polygonatum kinganum,Juglans reiga+Polygonatum kinganum,were selected at Haikou Forest Farm in Kunming City to compare and analyzethe soil organic matter,nitrogen,phosphorus,and potassium contents of the three forest medicine compound plantingmodes after 1.5 years.The results showed that the soil fertility of Pinus armandii+Polygonatum kinganum compoundmode forest land was improved,with significant improvements in soil organic matter,total nitrogen,available phosphorus,and total potassium;the Olea europaea+Polygonatum kinganum compound mode had a significant impact on the contentof available phosphorus and available potassium in forest soil,while the differences of other indicators were not signi-ficant,and the overall changes in soil fertility were also not significant;except for the increase in available potassiumand total potassium contents,the contents of other indicators in the soil of Juglans reiga+Polygonatum kinganumcompound mode decreased.Planting Polygonatum kinganum under the forest has an impact on soil physical andchemical properties,and the impact varies significantly under different forest compound planting modes.Among them,the Pinus armandii+Polygonatum kinganum compound mode has a significant improvement effect on soil physical andchemical properties,which is suitable for popularization.基金项目 中央财政林业科技推广示范资金（2022 TG09 号）。第一作者 徐钡昌（1987），男，硕士，高级工程师。研究方向：森林和草原培育。E-mail：*通信作者 E-mail：收稿日期 2023-03-30现代农业科技2023 年第 23 期林业科学121现代农业科技2023 年第 23 期林业科学KeywordsPolygonatum kingianum;forest medicine compound mode;soil physical and chemical property随着中药在临床应用工作中的作用日益突出和中药材产业化快速发展，国内外对林药复合系统的研究逐渐兴起，中药材种植开始向基地培育模式发展，科学合理的栽植模式对保证药材质量稳定有重要作用，可为促进中药材产业化奠定基础1-4。我国自 20 世纪 80 年代开始采用林业和农业相结合的立体经营形式，到 21 世纪，林下产业冲破传统种植模式在全国范围内飞速发展，并且成为一种新的热点和经济现象，林下经济应运而生并得到人们认可5。研究表明，适宜的林药复合种植可以提高林地土壤肥力、抑制杂草生长、促进林木生长、降低林地土壤的 pH 值等6-7，林药复合种植模式在稳定的生态系统前提下实现生态与经济的良性循环与发展。华山松（Pinus armandii）作为我国西部地区重要用材树种，分布范围广，材质优良，具有芳香气味，种子可食，幼树可以制作盆景等，具有较高的经济价值和生态价值8。油橄榄（Oleaeuropaea）原产于地中海沿岸国家，是世界名贵的木本油料兼果用树种，自 20 世纪 60 年代在国内 13 余省（市）开展长期引种栽培实践，逐渐向实现产业化发展9。核桃（Juglans reiga）是世界四大干果之一，栽培历史悠久，是我国重要的木本油料树种10。华山松、油橄榄和核桃 3 种植物在云南人工林种植较多，在医药、保健、建材加工等各个领域均有不可小觑的作用。近年来，中药材市场需求剧增，特别是野生药材供应严重不足，而农耕地人工高产栽培中药材存在药效质量低、农残超标、与粮争地等问题，开展以药养林产业发展生态化模式，能促进森林经营中经济与生态的协调发展。滇黄精（Polygonatum kinganum）是百合科（Lilia-ceae Juss）黄精属（Polygonatum Mill.）多年生草本植物，主要分布在云、贵、川等西南地区，是云南大宗道地药材及“十大云药”备选种类，地下根茎入药，具有降血糖、抗氧化、抗运动疲劳和保护心血管等作用11。作为药食两用植物，还可以开发出多种以滇黄精为主要原料的药剂、功能饮料等，具有广阔的开发前景。目前，针对滇黄精林药复合的研究主要集中在栽培技术、生产力、药效等方面12-15。研究表明，核桃+滇黄精林药复合经营可改善土壤理化性状，改善林地生态环境，不同林药复合模式间变化程度不同16。不同林分滇黄精复合模式对土壤理化性质的影响鲜有报道，因而有必要探讨滇黄精不同林分复合经营对林地土壤环境的改善情况。本试验通过在华山松、油橄榄、核桃林下种植滇黄精，研究了滇黄精在不同林分种植对林地土壤性状的影响，以期为进一步优化林药复合模式提供科学依据和参考。1材料与方法1.1试验区概况试验地位于云南省昆明市海口林场，地理位置位于东经 1022810238，北纬 24432456，属滇中高原浅切割中山地形，海拔为 1 9002 200 m。该地区属亚热带季风气候，气候温和，干湿季明显，日照充足，年平均气温为 14.6，79 月为雨季，年平均降水量为 909.7 mm，土壤类型以森林红壤为主。植被类型主要为暖温性针叶林、落叶阔叶林、人工桉树林以及柏树林等。1.2试验材料试验采用滇黄精块茎进行无性繁殖，滇黄精块茎为 2015 年 12 月云南药材有限公司提供的一年生块茎。1.3试验方法2016 年 1 月以 3 种不同的林药复合模式设置样地，分别为 59 年的华山松林+滇黄精复合模式（P+P）、52 年的油橄榄林+滇黄精复合模式（O+P）、3 年的核桃林+滇黄精复合模式（J+P）。采用随机区组设计，小区面积为 200 m2，3 次重复。种植行株距均为 30 cm25 cm，定植前清除林下灌木、草本、枯枝等，用腐熟羊粪 2 kg/m2、复合肥 0.02 kg/m2作基肥均匀覆盖在墒面上。各栽培模式经营管理一致，410 月除草 2 次，所除杂草就地覆盖，不追肥，日常水分管理。1.4测定项目及方法1.4.1土壤样品采集2016 年 1 月，用四分法去除表层枯落物后，分别取 020 cm 试验地混合土壤 12 kg 混均保存，每个小区设 3 个取样点，3 次重复。2017 年 10 月，采用对角线随机取样法，挖取 1 m2滇黄精，将 020 cm 根际土壤以抖根法采集混匀保存，每个小区设 3 个取样点，3 次重复。样品采集后装入自封袋做好标记带回实验室，自然风干，去除砾石等杂物后使用研钵研细再过1220.25 mm 筛子后备用。1.4.2土壤理化性质测定土壤理化性质测定方法参照土壤农化分析方法17。采用重铬酸钾外热源法测定有机质含量；采用半微量凯氏法测定全氮含量；采用碱解扩散法测定水解氮含量；采用氢氧化钠熔融-钼蓝比色法测定全磷含量；采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定有效磷含量；采用氢氧化钠熔融-火焰光度法测定全钾含量；采用 NH4OAc 浸提-火焰光度法测定速效钾含量。1.5统计分析采用 SPSS 23.0 软件对数据进行单因素方差分析，采用 Duncans 新复极差法进行多重比较。2结果与分析2.1不同林分复合模式土壤有机质变化由表 1 可知，不同林分栽培滇黄精前有机质含量为 25.7056.67 g/kg，其中华山松林最高（56.67 g/kg）；油橄榄林最低，为 25.70 g/kg。华山松林土壤有机质含量与油橄榄林、核桃林差异显著，而油橄榄林土壤有机质含量与核桃林差异不显著。不同林药复合种植后，土壤有机质含量为 15.20115.11 g/kg，其中 P+P 复合模式土壤有机质增加了 103.12%，达 115.11g/kg；而J+P 复合模式有机质含量为 15.20 g/kg，降低了 43.62%。不同林药复合模式土壤有机质含量差异显著，华山松林栽植滇黄精前后土壤有机质含量差异显著。2.2不同林分复合模式土壤氮变化氮元素是植物生长中的必需元素。由表 1 可知，栽培滇黄精前，不同林分土壤中全氮含量为 0.240.43 g/kg，其中华山松林土壤总体供氮水平较高，油橄榄林与核桃林土壤全氮含量差异不显著，但两者与华山松林土壤全氮含量存在显著差异。栽培滇黄精后，土壤全氮含量为 0.200.81 g/kg。与栽培滇黄精前相比，P+P 复合模式土壤全氮含量提高了 88.37%，O+P复合模式土壤全氮含量提高了 16.67%，J+P 复合模式土壤全氮含量降低了 28.57%，说明 P+P 复合模式对土壤全氮含量的影响最大，3 种复合模式土壤全氮含量存在显著差异。3 种复合模式土壤水解氮含量较低，且与栽培滇黄精前差异不大。栽培滇黄精前不同林分土壤水解氮含量差异不显著，且 O+P 复合模式、J+P 复合模式土壤水解氮含量与栽培滇黄精前差异不显著，但 P+P 复合模式土壤水解氮含量与栽培滇黄精前差异显著。2.3不同林分复合模式土壤磷变化由表 1 可知，与栽培滇黄精前相比，P+P 复合模式土壤全磷含量增加，O+P 复合模式和 J+P 复合模式均略有降低。栽培滇黄精前，华山松林土壤全磷含量与油橄榄林、核桃林差异显著。华山松林和油橄榄林栽培滇黄精前土壤有效磷均较核桃林高，华山松林、油橄榄林与核桃林栽培滇黄精前土壤有效磷含量存在显著差异。栽培滇黄精后，P+P 复合模式土壤有效磷含量增加最多，提高了 369.00%；O+P 复合模式土壤有效磷含量降低了 46.47%；J+P 复合模式土壤有效磷含量提高了 272.58%。栽培滇黄精后，P+P 复合模式、J+P 复合模式土壤有效磷含量与 O+P 复合模式存在显著差异，其中 P+P 复合模式对土壤有效磷含量的影响更大。2.4不同林分复合模式土壤钾变化由表 1 可知，栽培滇黄精前，华山松林、油橄榄林与核桃林土壤全钾含量存在显著差异，华山松林和油橄榄林与核桃林土壤速效钾含量存在显著差异。栽培滇黄精后，P+P 复合模式土壤全钾含量提高了346.15%，土壤速效钾含量提高了 40.00%；O+P 模式土壤全钾含量降低了 15.69%，土壤速效钾含量降低了 40.91%；J+P 复合模式土壤全钾含量提高了 34.15%，土壤速效钾含量降低了 75.00%。2.5不同林分复合模式土壤理化性质差异综合滇黄精不同林分复合模式前后土壤理化性表 1滇黄精不同林分复合模式前后林地土壤理化性状变化复合模式P+PO+PJ+P栽培前后栽培前栽培后栽培前栽培后栽培前栽培后有机质56.672.22 aB115.111.01 aA25.701.36 bA29.741.16 bA26.96.219 bA15.200.58 cB全氮0.430.06 aB0.810.03 aA0.240.01 bB0.280.00 bA0.280.03 bA0.200.01 cB水解氮0.050.01 aB0.100.02 aA0.030.02 aA0.040.01 bA0.040.01 aA0.030.00 bA全磷1.910.07 aB2.350.13 aA1.450.04 bA1.430.07 bA1.720.05 bA1.560.00 bA有效磷18.581.69 aB87.143.71 aA16.011.48 aA8.570.42 cB7.330.88 bB27.311.68 bA全钾0.260.02 cB1.160.06 bA1.020.00 bA0.860.06 cB1.230.01 aB1.650.14 aA速效钾0.450.01 aB0.630.01 aA0.440.00 aA0.260.01 bB0.160.00 bA0.040.01 cB单位：（gkg-1）注：表中栽培前后是指滇黄精栽培前后。同列不同小写字母表示不同生长环境、同一栽培环境土壤的理化指标及微量元素含量差异显著（P0.05）；同列不同大写字母表示在同一生长环境、不同栽培环境土壤的理化指标及微量元素含量差异显著（P0.05）。徐钡昌等：滇黄精不同林分复合种植模式对土壤理化性质的影响123现代农业科技2023 年第 23 期林业科学质分析发现，P+P 复合模式林地土壤肥力得到提高，其中土壤有机质、全氮、有效磷和全钾含量提高较为明显；O+P 复合模式土壤肥力对有效磷、有效钾的影响较大，其余差异不明显，土壤总体肥力变化也不明显；J+P 复合模式除土壤有效磷和全钾含量有所提高外，土壤有机质、全氮、水解氮、全磷和速效钾含量均下降，J+P 复合模式土壤肥力降低。3结论与讨论在林药复合模式中，结合林地和药用植物生长特性，有的药用植物品种能提高林地系统内土壤养分，相反林下种植也可导致土壤有效养分含量降低，因而选择适宜的药用植物品种可以改善林下土壤理化性状7，18。研究表明，不同林药复合模式对土壤肥力有不同程度的影响，对不同林下土壤质量起到了一定的改善作用，不同林药复合模式土壤有机质含量差异明显。本研究中，华山松林下根系能从药用植物根系分布范围之外的土壤中吸收更多养分，并将这些养分输送到土壤表层，而且腐殖质层较油橄榄林和核桃林厚，枯枝落叶等凋落物不断累积与分解，土壤通透条件良好，使得土壤表层有机质含量增加，更多养分元素归还土壤，实现了养分的再循环。林药模式不同，对土壤肥力效应的影响也不同。本研究中，52 年的油橄榄林+滇黄精复合模式土壤有效磷含量降低、3 年的核桃林+滇黄精复合模式土壤有机质降低，这与油橄榄林下栽培百合后土壤养分含量变化情况大致相同。有研究表明，林药种植能促进土壤养分在系统中的循环利用，但不排除植物与药材对土壤养分存在竞争关系19。本研究中，核桃林为三年生，根系较浅，与滇黄精根系存在同一生态空间尺度上竞争的可能。同时，不同的林药组合模式土壤微生物生物量、微生物群落功能多样性、分泌物以及次生代谢物质等也会对药材产生一定的影响，且药材根际积累的代谢物达到一定浓度也会对地上植物产生影响，各药材与林木之间的相互作用机理还有待进一步研究。因此，开展林下药用植物种植，应当根据植物特征实现空间和时间上的生态位分离，减少林药间相互竞争，实现资源互补利用。参考文献1 黄金东，赵冰，赵刚，等.农林复合系统对世界林业发展的影响J.世界林业研究，1999，12（1）：38-41.2 张南平，林瑞超.我国中药材 GAP 生产研究现状及建议J.中药研究与信息，2001，3（1）：15-17.3 李书渊.在日本 药用植物栽培与品质评价 指针评析J.时珍国医国药，2005，16（12）：1336.4 杨勇，杨世民.中国、欧盟、日本的药用植物种植规范比较J.中国药业，2005，14（4）：14-16.5 李娅，陈波.我国林下经济发展主要模式探析J.中国林业经济，2013（3）：36-38.6 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