林下經(jīng)濟(jì)藥用植物益智和海南砂仁早期生長及光合生理研究

邢增俊，麥志通，陳偉玉，姚海榮，韋茂山，陳運(yùn)雷

（三亞市林業(yè)科學(xué)研究院，海南三亞 572000）

林下經(jīng)濟(jì)是充分利用現(xiàn)有的林下土地資源和林蔭優(yōu)勢，借助林地的生態(tài)環(huán)境，在林冠下開展林下養(yǎng)殖、種植等立體復(fù)合生產(chǎn)經(jīng)營，從而使農(nóng)林牧各業(yè)實(shí)現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)、循環(huán)相生、協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式[1]。

益智（Alpinia oxyphylla）和海南砂仁（Amomumlongiligulare）均為海南“四大南藥”之一。益智較為喜蔭，大量分布于海南瓊中、澄邁、陵水等市縣，益智為海南道地藥材[2]。海南砂仁喜溫暖潮濕、適度蔭蔽環(huán)境中生長，主要分布于澄邁、儋州、三亞、樂東等地。海南砂仁主要以果實(shí)入藥，氣微香，性味辛溫，具有理氣開胃等功效[3]，是中國重要中藥材之一。近幾年，海南政府積極加大引導(dǎo)農(nóng)民發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)益智和海南砂仁，使之成為海南農(nóng)民增收致富產(chǎn)業(yè)之一。有關(guān)益智和海南砂仁的研究主要在資源調(diào)查、開發(fā)利用等方面，該研究9 年生檀香林下種植的益智和海南砂仁，比較其生長和生理特性，為海南島林下南藥資源的可持續(xù)開發(fā)利用提供參考。

1 研究區(qū)域概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為三亞市林業(yè)科學(xué)研究院苗圃基地檀香林（18°21′11″N，109°26′11″E），該地區(qū)屬熱帶季風(fēng)性氣候，光熱充足，雨水充沛，氣候溫和，年平均氣溫25.4℃，年降水量為1500～1800mm。該林分于2009 年種植，樹齡9a，郁閉度為0.5，平均樹高5.6m，平均胸徑為6.45cm，株行距為3m×3m。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

2018 年2 月在檀香林下栽植益智和海南砂仁，益智苗齡為2 年生，海南砂仁苗齡為1 年生，每穴3～5 株苗木。栽植45d 后，選擇長勢較為一致，無病蟲害的益智和海南砂仁苗木進(jìn)行試驗(yàn)，每隔60d 統(tǒng)計(jì)其成活率和測定其生長量。試驗(yàn)期間，苗木水肥正常管理。

2.2 測定指標(biāo)

2.2.1 光合參數(shù)測定

選擇晴天上午9：00～11：00，使用便攜式光合作用測定儀，測定苗木功能葉的瞬時(shí)凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和瞬時(shí)氣孔導(dǎo)度。每組隨機(jī)選取10 株長勢中等且健康的植株，每株取3～5 片葉子進(jìn)行測定，每葉片重復(fù)測定3 次。

2.2.2 葉綠素?zé)晒鉁y定

選擇健康、長勢良好的功能葉，采用葉綠素?zé)晒鈨x測定初始熒光（F0）、最大熒光（Fm）、變動熒光值（Fv）和最大光能轉(zhuǎn)換效率（Fv/Fm），測定結(jié)果取平均值。

2.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析采用Microsoft excel 2010 和SPSS19.0 （Statistical product and service solutions）分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 益智和海南砂仁生態(tài)學(xué)特性

益智為姜科山姜屬，屬熱帶雨林植物，喜溫暖、濕潤氣候，生長于林下陰濕處。益智株高1～3m；莖叢生；葉片披針形；總狀花序在花蕾時(shí)全部包藏于一帽狀總苞片中；唇瓣倒卵形，粉白色而具紅色脈紋（圖1-A）；蒴果鮮時(shí)球形（圖1-B）。海南砂仁為姜科豆蔻屬多年生草本植物，喜溫暖潮濕、適度蔭蔽環(huán)境中生長。海南砂仁株高1.5～2.5m，根莖圓柱形，葉片線狀披針形；唇瓣圓匙形，黃色而染紫紅（圖1-C）；蒴果近球形或橢圓，成熟時(shí)紫紅色（圖1-D）。

圖1 益智和海南砂仁花和果實(shí)（A、B 益智；C、D 海南砂仁）Figure 1 The flower and fruit of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare (A，B Alpinia oxyphylla；C，D Amomumlongiligulare)

3.2 益智和海南砂仁生長量比較

監(jiān)測半年后，益智和海南砂仁苗木生長表現(xiàn)較好，海南砂仁的成活率較高，為95.4%，益智成活率為87.5%。從苗木生長量來看，海南砂仁苗高凈生長量為66.08cm，葉片數(shù)量為9；益智苗高凈生長量為35.68cm，葉片數(shù)為5（表1）。

表1 益智和海南砂仁苗木的成活率和生長量比較Table 1 Compared the survival rate and growth of Alpiniaoxyphylla and Amomum longiligulare

3.3 益智和海南砂仁苗木的光合生理比較

3.3.1 光合特性

生長半年后，益智和海南砂仁苗木葉片的瞬時(shí)光合特性結(jié)果顯示，益智和海南砂仁的瞬時(shí)光合速率、瞬時(shí)蒸騰速率和瞬時(shí)氣孔導(dǎo)度均較高，益智葉片瞬時(shí)凈光合速率為8.91mmol·m-2·s-1和瞬時(shí)蒸騰速率為2.08mmol·m-2·s-1。海南砂仁瞬時(shí)凈光合速率為5.24mmol·m-2·s-1，瞬時(shí)蒸騰速率為1.35mmol·m-2·s-1（表2）。方差分析結(jié)果表明，益智的瞬時(shí)凈光合速率和瞬時(shí)蒸騰速率顯著高于海南砂仁。由此可見，益智的光合特性表現(xiàn)較高的光合能力，高于海南砂仁。注：表中同一列不同小寫字母表示在p＜0.05 水平達(dá)到顯著差異，下同。

表2 益智和海南砂仁苗木的瞬時(shí)光合特性比較Table 2 Compared the photosynthetic characteristics of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare seedlings

3.3.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)

葉綠素?zé)晒鈪?shù)結(jié)果顯示，兩種苗木F0 值在1.76～2.18 之間，F(xiàn)m 值在0.61～0.64 之間，海南砂仁苗木葉片F(xiàn)0、Fm、Fv/Fm 和F0/Fm 比值稍高于益智。方差分析結(jié)果表明，海南砂仁F0 顯著高于益智，但兩個(gè)樹種間Fm、Fv、Fv/Fm 和F0/Fm 差異不明顯。

表3 益智和海南砂仁苗木的葉綠素?zé)晒鈪?shù)比較Table 3 Compared the chlorophyll fluorescence of Alpinia oxyphylla and Amomum longiligulare seedlings

4 結(jié)論與討論

該研究結(jié)果顯示，檀香林下栽植益智和海南砂仁早期生長表現(xiàn)良好，苗木成活率在90%以上，海南砂仁的苗高凈生長量高于益智。譚業(yè)華等[4]研究結(jié)果表明，肉豆蔻植物能在萬寧市早期生長正常，前3年的生長較慢，第4 年起植株加速生長。

植物葉片數(shù)、最大凈光合速率與耐陰性有一定的相關(guān)性[5]。該研究結(jié)果顯示，益智光合作用強(qiáng)于海南砂仁，益智葉片瞬時(shí)凈光合速率為8.91mmol·m-2·s-1和瞬時(shí)蒸騰速率為2.08mmol·m-2·s-1。與野生益智相比[6]，該研究的益智光合速率和蒸騰速率較低；但與半野生栽培益智光合作用較為相近。由此可見，光照強(qiáng)弱直接影響葉片光合作用能力大小。研究表明，姜科植物為半陽性，能忍受較強(qiáng)的光照，也具有較強(qiáng)的耐陰性，管理上較為粗放[7～8]。益智和海南砂仁均為喜蔭植物，人工栽培需優(yōu)化光照條件，有利于其生長和產(chǎn)量的提高。

該研究中益智和海南砂仁均生長在較為蔭蔽的環(huán)境。葉綠素?zé)晒鈪?shù)結(jié)果顯示，海南砂仁F0、Fm、Fv/Fm 稍高于益智，反映海南砂仁具有較高的光系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)通過提高光能的利用以熱的形式耗散，耐蔭性強(qiáng)于益智。

該研究表明，益智和海南砂仁在生長中需要一定的遮蔭，生長適應(yīng)性較強(qiáng)。海南省各市縣種植大規(guī)模橡膠、檳榔、桉樹等經(jīng)濟(jì)林，可以充分利用林下的土地資源種植益智、海南砂仁等藥用植物，將其作為林內(nèi)間作物的復(fù)合經(jīng)營，這種模式目前在瓊中、五指山等地得到較好的發(fā)展和推廣，為農(nóng)民創(chuàng)收提供了良好的途徑。