大興安嶺地區(qū)立地條件對(duì)篤斯越橘生長(zhǎng)的影響

王 沖 ，侯智霞 ，宮中志 ，楊 樂(lè) ，楊俊楓

（北京林業(yè)大學(xué)a.省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.藍(lán)莓研究與發(fā)展中心，北京 100083）

大興安嶺地區(qū)立地條件對(duì)篤斯越橘生長(zhǎng)的影響

王 沖a，b，侯智霞a，b，宮中志a，b，楊 樂(lè)a，b，楊俊楓a，b

（北京林業(yè)大學(xué)a.省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.藍(lán)莓研究與發(fā)展中心，北京 100083）

為給篤斯越橘資源的開(kāi)發(fā)利用和栽培馴化提供參考依據(jù)，針對(duì)大興安嶺篤斯越橘的4種典型立地類(lèi)型：水濕地?zé)o土壤層類(lèi)型、水濕地有土壤層類(lèi)型、水濕地溝谷草甸類(lèi)型和山地類(lèi)型，研究大興安嶺地區(qū)不同立地條件下著生基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)含量、氮含量對(duì)篤斯越桔的株高、地徑、果實(shí)大小、單果質(zhì)量等指標(biāo)的影響，以及各指標(biāo)間的相互關(guān)系。結(jié)果表明：4種立地類(lèi)型中，不同立地類(lèi)型間的有機(jī)質(zhì)含量和氮含量差異顯著，并且呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.818；不同立地類(lèi)型間篤斯越橘的氮含量、株高、地徑、果實(shí)橫縱徑和單果質(zhì)量差異顯著，其中篤斯越橘葉片氮含量與莖段氮含量、根段氮含量呈極顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.906、r=0.854；4種立地類(lèi)型的土壤有機(jī)質(zhì)和土壤氮含量均能滿足篤斯越橘正常生長(zhǎng)的需要。

大興安嶺；篤斯越橘；有機(jī)質(zhì)；氮；株高；單果質(zhì)量

篤斯越橘Vaccinium uliginosumL.，為杜鵑花科Ericaceae越橘屬VacciniumL.小灌木，在我國(guó)東北地區(qū)大小興安嶺分布尤其廣泛[1]，其果實(shí)中含有較豐富的花青苷、黃酮類(lèi)等抗氧化活性物質(zhì)[2]，是很有研究和開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的一種植物。越橘屬植物果實(shí)含有大量的花青苷等物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)豐富，備受人們喜愛(ài)，因果實(shí)呈藍(lán)色漿果，統(tǒng)稱(chēng)為藍(lán)莓。現(xiàn)在藍(lán)莓主要推廣的栽培品種是人們?cè)谇嘁汗麃唽僦羞x育改良出來(lái)的優(yōu)良品種[3]，大興安嶺地區(qū)篤斯越橘資源非常豐富，占全國(guó)篤斯越橘產(chǎn)量的70%以上[4]，也有著不可替代的優(yōu)良特性，是珍貴的育種寶庫(kù)。隨著人們逐漸認(rèn)識(shí)到藍(lán)莓的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值，其野生資源的開(kāi)發(fā)力度也隨之加大，致使該資源遭到嚴(yán)重破壞[5-6]，該種群也有逐漸退化的趨勢(shì)[7]。因此，保護(hù)和利用好大興安嶺地區(qū)的篤斯越橘資源顯得非常重要。

近幾年大興安嶺篤斯越橘越來(lái)越被人們關(guān)注，研究的內(nèi)容主要涉及到種質(zhì)資源調(diào)查[1,8]、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)特性[9-10]、生理生態(tài)特性[7,11-14]等方面。而大興安嶺地域廣闊，立地類(lèi)型多樣，土壤組成成分有較大區(qū)別，有針對(duì)性的研究報(bào)道不多，立地條件與篤斯越橘生長(zhǎng)的關(guān)系尚不清楚，而掌握土壤養(yǎng)分的空間分布，對(duì)林地土壤養(yǎng)分的管理及采取合理的施肥方式具有重要意義[15]。本文中研究了大興安嶺地區(qū)不同立地條件的土壤有機(jī)質(zhì)和氮含量對(duì)篤斯越橘生長(zhǎng)情況的影響，以期為篤斯越橘種質(zhì)資源的栽培馴化以及育種工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于黑龍江省大興安嶺地區(qū)，南起 加 格 達(dá) 奇（N50°17′E124°07′）， 北 至 漠 河（N53°19′E122°09′），這一帶是大興安嶺篤斯越橘的主要分布區(qū)，途經(jīng)阿木爾、圖強(qiáng)、新林、塔河縣等地。該地區(qū)年平均降水量458 mm，年均溫－2～－5 ℃，海拔400～1 000 m，土壤濕潤(rùn)，強(qiáng)酸性，pH值為4.5～5.5[1,8]。

2 材料與方法

2.1 樣地選擇

根據(jù)前期的研究結(jié)果[1]，本研究中將大興安嶺地區(qū)的篤斯越橘立地類(lèi)型分為水濕地類(lèi)型和山地類(lèi)型，其中水濕地類(lèi)型又分為有土層類(lèi)型、無(wú)土層類(lèi)型和溝谷草甸子類(lèi)型3類(lèi)[1]。采用自然實(shí)生居群典型樣地調(diào)查法[1]，選擇立地條件不同的8個(gè)典型樣地，具體立地條件如表1所示。

表1 8個(gè)典型樣地的基質(zhì)類(lèi)型和植被類(lèi)型Table 1 Soil matrix types and vegetation types of eight typical sample plots

2.2 取樣方法

在每個(gè)樣地中選擇篤斯越桔分布集中、均勻、生長(zhǎng)良好的地塊建立20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)樣方[1]，選樣方的4個(gè)頂點(diǎn)和中心點(diǎn)為樣點(diǎn)進(jìn)行取樣和調(diào)查，并記錄其經(jīng)緯度、海拔、生境、植株生長(zhǎng)狀況、周邊植被類(lèi)型、立地類(lèi)型等內(nèi)容。

在5個(gè)樣點(diǎn)處采集垂直向下20 cm深（根系主要分布層）的著生基質(zhì)層，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干、粉碎、過(guò)篩，用于有機(jī)質(zhì)和氮含量的測(cè)定。

采集樣點(diǎn)附近的篤斯越橘植株共10株，收集果實(shí)，低溫保存帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行果實(shí)大小和質(zhì)量的測(cè)量，植株樣品帶回實(shí)驗(yàn)室把植株分成根、莖、葉3個(gè)部分，經(jīng)過(guò)風(fēng)干、粉碎、過(guò)篩等步驟，進(jìn)行氮含量的測(cè)定。

2.3 測(cè)定方法

土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定：按照《國(guó)家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中土壤有機(jī)質(zhì)的重鉻酸鉀氧化-外加熱法進(jìn)行測(cè)定，用硫酸亞鐵進(jìn)行滴定，計(jì)算出有機(jī)質(zhì)含量[16]。

土壤和植物樣品中N含量的測(cè)定：按照文獻(xiàn)[17]中的半微量凱氏定氮法，用全自動(dòng)凱式定氮儀進(jìn)行氮含量測(cè)定。

土壤中C含量按照有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行換算，其換算公式為：

土壤有機(jī)質(zhì)含量=土壤有機(jī)碳含量×1.724[16]。

2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用SPSS18.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較（LSD法）。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同立地條件下篤斯越橘著生基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)和氮素含量

不同立地條件下篤斯越橘著生基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)和氮含量如表2所示。由表2可知，不同立地條件下篤斯越橘著生基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量在10.34%～62.17%之間，N素含量在0.18%～1.04%之間，C/N保持在30左右。不同水濕地的3種類(lèi)型與山地類(lèi)型的立地條件下，各個(gè)樣地的有機(jī)質(zhì)含量和氮素含量差異顯著。其中，水濕地?zé)o土壤層類(lèi)型的著生基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量高于其它類(lèi)型，并且以腐殖質(zhì)為主2號(hào)樣地中有機(jī)質(zhì)含量顯著高于以苔蘚為主1號(hào)樣地，但是其N(xiāo)素含量顯著低于1號(hào)樣地（見(jiàn)表2）。其次是腐殖質(zhì)層厚，土層位置深的3號(hào)水濕地有土壤層類(lèi)型的立地類(lèi)型下，有機(jī)質(zhì)含量和氮素含量均較高。再次是溝谷草甸類(lèi)的水濕地類(lèi)型樣地5號(hào)宏圖7公里（薄枯落層+腐殖質(zhì)位置+永凍層），以及6號(hào)阿木爾（薄枯落層+腐殖質(zhì)位置，腐殖質(zhì)位置淺），有機(jī)質(zhì)含量與N素水平在各個(gè)樣地中均處于中等水平，2個(gè)樣地間差異不顯著，與取樣區(qū)間差異有關(guān)。

表2 不同立地條件下篤斯越橘著生基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)和氮含量?Table 2 Organic matter and nitrogen contents in soil matrix planting V. uliginosum under different site conditions

山地類(lèi)型：7號(hào)盤(pán)古（無(wú)腐殖質(zhì)層），8號(hào)盤(pán)中（有腐殖質(zhì)層）有機(jī)質(zhì)和N含量均較低。分析土樣中7號(hào)樣地主要是含有較多石塊的土層，8號(hào)樣地是含有部分腐殖質(zhì)以及較多石塊土層，所以8號(hào)樣地的有機(jī)質(zhì)含量明顯高于7號(hào)樣地，但是差異不顯著；而8號(hào)樣地的N含量顯著高于7號(hào)樣地。有機(jī)質(zhì)和N含量最低的是4號(hào)樣地，分析土樣中主要是積水情況下的土層，有機(jī)質(zhì)含量和N含量顯著低于其它樣地，可能與水濕地的土壤環(huán)境有關(guān)。

3.2 不同立地條件下篤斯越橘植株不同部位的氮素含量

不同立地條件下篤斯越橘植株各部位的氮含量如表3所示。由表3可知，總體上篤斯越橘葉片氮元素含量在0.93%～2.05%之間，莖段氮元素含量在0.32%～0.66%之間，根段氮元素含量在0.22%～0.53%之間。通常氮元素由植物根部吸收，向地上部分運(yùn)輸，本研究中葉中氮元素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于莖段和根段氮元素含量，并且與莖段、根段相比不同立地條件的篤斯越橘葉片中氮元素含量的差異明顯。以葉片中氮元素含量特征來(lái)分析不同立地條件與篤斯越橘氮元素水平的關(guān)系。

表3 不同立地條件下篤斯越橘植株各部位的氮含量Table 3 Nitrogen contents in different parts of V.uliginosum under different site conditions

水濕地有土壤和無(wú)土壤類(lèi)型樣地中篤斯越橘葉片的氮元素含量顯著較高，似乎說(shuō)明著生基質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)含量和氮元素含量有重要作用。4號(hào)樣地基質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)和氮元素含量顯著低于其它樣地，但是其樣地植株中葉片中的氮元素含量反而處于較高的水平，溝谷草甸與山地類(lèi)型樣地中的著生基質(zhì)與植株中的營(yíng)養(yǎng)情況也類(lèi)似，說(shuō)明在所測(cè)樣地基質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)與氮元素含量范圍可以滿足越橘植株的營(yíng)養(yǎng)需求，不會(huì)成為植株生長(zhǎng)的限制因子，同時(shí)，越橘植株的營(yíng)養(yǎng)狀況不僅僅取決于土壤有機(jī)質(zhì)與氮元素含量。

3.3 不同立地條件下篤斯越橘植株的生長(zhǎng)狀況

不同立地條件下篤斯越橘植株生長(zhǎng)狀況如表4所示。由表4可知，篤斯越橘總體株高在37.4～55.9 cm之間，地徑在3.88～5.38 mm之間。不同立地類(lèi)型的株高差異顯著，而地徑差異不顯著。但同一立地類(lèi)型的2個(gè)不同樣地1號(hào)和2號(hào)、5號(hào)和6號(hào)篤斯越橘株高差異顯著，而3號(hào)和4號(hào)、7號(hào)和8號(hào)篤斯越橘株高差異不顯著，還有水濕地?zé)o土壤層類(lèi)型1號(hào)樣地和山地類(lèi)型7號(hào)樣地的篤斯越橘株高均為較高類(lèi)型且無(wú)顯著差異，表明水濕地和山地類(lèi)型中都有適合篤斯越橘生長(zhǎng)的類(lèi)型。篤斯越橘株高與著生基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)含量、氮元素含量、葉片氮元素含量的變化不一致，表明影響篤斯越橘株高的因素是復(fù)雜的。

3.4 不同立地條件下篤斯越橘的果實(shí)發(fā)育狀況

不同立地條件下篤斯越橘果實(shí)的發(fā)育狀況如表5所示。由表5可知，總體上篤斯越橘果實(shí)橫徑在10.34～12.25 mm之間，果實(shí)縱徑在10.35～14.35 mm之間，果型指數(shù)在0.92～1.17，單果質(zhì)量在0.531～0.676 g之間。其中，水濕地?zé)o土壤層類(lèi)型的1號(hào)樣地（苔蘚型）、水濕地溝谷草甸類(lèi)型的6號(hào)樣地（薄枯落層+腐殖質(zhì)位置，腐殖質(zhì)位置淺）和山地類(lèi)型的7號(hào)樣地（無(wú)腐殖質(zhì)層），這3個(gè)立地類(lèi)型的篤斯越橘果個(gè)顯著高于其它類(lèi)型，水濕地有土壤層類(lèi)型的3號(hào)樣地（腐殖質(zhì)層厚）、水濕地有土壤層類(lèi)型的4號(hào)樣地（腐殖質(zhì)層薄）和水濕地溝谷草甸類(lèi)型的5號(hào)樣地（薄枯落層+腐殖質(zhì)位置+永凍層）的果個(gè)居于中等水平，水濕地?zé)o土壤層類(lèi)型的2號(hào)樣地（腐殖質(zhì)為主）和山地類(lèi)型的8號(hào)樣地（有腐殖質(zhì)層）的果個(gè)顯著小于其它類(lèi)型。表明水濕地類(lèi)型和山地類(lèi)型中均有果形較大的篤斯越橘種源。

表4 不同立地條件下篤斯越橘植株生長(zhǎng)狀況?Table 4 Growth status of V. uliginosum plants under different site conditions

表5 不同立地條件下篤斯越橘果實(shí)的發(fā)育狀況Table 5 Development status of V. uliginosum fruits under different site conditions

3.5 立地條件與篤斯越橘生長(zhǎng)指標(biāo)間的相關(guān)性

對(duì)土壤狀況指標(biāo)和篤斯越橘生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如表6所示。由表6可知，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤氮元素含量之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.818*。土壤氮元素含量與篤斯越橘植株莖氮元素含量之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.749*；葉片氮元素含量與莖氮元素含量、根氮元素含量之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.906**、0.854**；其它指標(biāo)兩兩之間沒(méi)有顯著的相關(guān)性。說(shuō)明立地條件對(duì)篤斯越橘生長(zhǎng)的影響是復(fù)雜的。

4 結(jié)論與討論

對(duì)大興安嶺篤斯越橘生長(zhǎng)區(qū)的立地類(lèi)型進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域的立地類(lèi)型差異較大，著生基質(zhì)組成成分各不相同，植被類(lèi)型也有差異，表現(xiàn)出了大興安嶺篤斯越橘生長(zhǎng)環(huán)境的多樣性。在大興安嶺篤斯越橘生長(zhǎng)區(qū)，不但不同立地類(lèi)型的土壤有機(jī)質(zhì)和土壤氮元素含量差異顯著，而且相同立地類(lèi)型下的2個(gè)樣地的土壤有機(jī)質(zhì)和土壤氮元素含量因基質(zhì)成分不同也存在顯著差異，但各立地類(lèi)型有機(jī)質(zhì)和氮元素含量均在篤斯越橘正常生長(zhǎng)所需的范圍內(nèi)，都能滿足篤斯越橘正常生長(zhǎng)的需要。本研究中篤斯越橘的土壤有機(jī)質(zhì)含量為10.34%～62.17%，氮元素含量為0.18%～1.04%。李學(xué)等在對(duì)篤斯越橘生境研究中得到草甸土的土壤有機(jī)質(zhì)含量為180.5～227.6 g/kg、氮元素含量為6.18～12.46 g/kg[12]；劉斌等在對(duì)大興安嶺主要沼澤濕地的碳氮垂直分布研究中得到表土層有機(jī)碳含量為229.09 g/kg、氮元素含量為8.36 g/kg[18]，這些研究結(jié)果大體一致。

表6 土壤有機(jī)質(zhì)與氮元素含量與篤斯越橘各生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)性?Table 6 Correlation of organic matter and nitrogen content in soils with each growth indexes of V. uliginosum

Tisdale認(rèn)為秸稈過(guò)量或增施氮肥過(guò)量和不足均會(huì)導(dǎo)致藍(lán)莓生長(zhǎng)勢(shì)較弱，生長(zhǎng)緩慢，果實(shí)品質(zhì)下降[19]。Bailey認(rèn)為土壤C/N值過(guò)高會(huì)影響藍(lán)莓對(duì)氮素的吸收，影響花芽分化，導(dǎo)致植株矮小，產(chǎn)量降低[20]。在大興安嶺篤斯越橘生長(zhǎng)區(qū)土壤C/N值保持在30左右，但2號(hào)樣地土壤C/N值高達(dá)52，其植株偏矮，果實(shí)較小。若考慮人工撫育2號(hào)樣地的篤斯越橘應(yīng)增施氮肥改良土壤基質(zhì)。

尹徳潔對(duì)大興安嶺篤斯越橘資源的SRAP遺傳多樣性分析結(jié)果表明篤斯越橘資源具有遺傳多樣性[21]，本研究中篤斯越橘在水濕地類(lèi)型和山地類(lèi)型中均能夠正常生長(zhǎng)，且都存在生長(zhǎng)較好的株型和果個(gè)較大的種源，這可能與遺傳多樣性有關(guān)。

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Effects of site conditions on growth ofVaccinium uliginosumin Greater Khingan Range areas

WANG Chonga,b, HOU Zhi-xiaa,b, GONG Zhong-zhia,b, YANG Lea,b, YANG Jun-fenga,b
(a. Key Laboratory for Silviculture and Conservation Attached to China Ministry of Education;b. Research and Development Center of Blueberry, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

In order to provide a reference for developing, utilization, cultivating and domestication ofVaccinium uliginosumin Greater Khingan Range areas, in view of four typical site types, including the meadow bog without soil layer type, the meadow bog with soil layer type, the meadow bog in cleugh type, and the mountain land type, the effects of organic matter content and nitrogen content in soils on some growth indexes inV. uliginosumwere researched under different site conditions in Greater Khingan Range areas, such as plant height, ground diameter, fruit size, single fruit mass, and so on, and relationship between the indexes were analyzed. The results showed that organic matter content and nitrogen content had significant differences among different site types, organic matter content and nitrogen content had significant positive correlation, and the correlation coefficient was 0.818. Nitrogen content, plant height, ground diameter,fruit diameter and single fruit mass inV. uliginosumhad significant differences among different site types. Among them,nitrogen content in leaf was positively related to nitrogen contents in stem and root, and the correlation coefficient were 0.906 and 0.854 respectively. The organic matter and nitrogen contents in soil under the site types could meet the demands ofV. uliginosumnormal growth.

Greater Khingan Range;Vaccinium uliginosum; organic matter; nitrogen; plant height; single fruit mass

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.014 http: //qks.csuft.edu.cn

2015-04-13

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（YX2013-12）。

王 沖，碩士研究生。

侯智霞，副教授，博士。E-mail：hzxn2004@163.com

王 沖,侯智霞,宮中志,等. 大興安嶺地區(qū)立地條件對(duì)篤斯越橘生長(zhǎng)的影響[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2015,33(3):81－85, 107.

S663

A

1003—8981(2015)03—0081—05

[本文編校：聞 麗]