白木香林下不同郁閉度對金菠蘿光合特性的影響

陳琳，楊小麗，黃丹慜

海南省林業(yè)科學(xué)研究院(海南省紅樹林研究院)，海南 海口 571100

近年來隨著人們對熱帶珍貴樹種的逐漸重視，種植面積逐年遞增。據(jù)統(tǒng)計，海南省人工種植珍貴樹種成片面積達(dá)40×104hm2以上。白木香(Aquilaria sinensis)具有極高的經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益。但是白木香的成材期漫長，僅幼林到成林就需要10a～15a。林下經(jīng)濟能夠提高空間和時間效益，有效增加種植珍貴樹種的經(jīng)濟效益。該研究以白木香林不同郁閉度下套種金菠蘿，通過研究不同郁閉度下金菠蘿的光合生理指標(biāo)，得出白木香不同種植密度下的合理套種系統(tǒng)，提高空間效益，增加收入，提高林農(nóng)種植熱情，促進海南珍貴樹種產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為國家提倡的退耕還林政策優(yōu)選出一條發(fā)家致富的渠道。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018 年1 月～2019 年12 月在海口市云龍鎮(zhèn)紅明農(nóng)場進行，白木香樹高為3m，菠蘿供試品種為金菠蘿MD-2，試驗地地勢平坦。

1.2 試驗設(shè)計

該試驗中金菠蘿分別種植于郁閉度為70%（4m×2m）和30%（4m×4m）的白木香林下，CK 采用無郁閉度種植模式，金菠蘿種植密度統(tǒng)一為20cm×20cm。

1.3 測定項目與方法

金菠蘿光合生理指標(biāo)的測定包括葉片的凈光合速率(Pn)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)等生理因子。在金菠蘿不同生育期（營養(yǎng)生長時期、抽蕾期、結(jié)果期）于各個處理間采取5 點取樣法，每個點選取3 株生長健康、長勢一致、無病斑、光照均一的同一葉位作為測定對象，采用yaxin－1101 便攜式光合作用測定儀田間活體測定金菠蘿葉片的光合生理生態(tài)指標(biāo)，每片葉讀3 次數(shù)，取平均值。測定時要選擇晴朗無云的天氣。

1.4 試驗地概況

在海口市云龍地區(qū)選擇向陽、平坦、排水良好、土層深厚且富含有機質(zhì)、有3a 樹齡的白木香林，在其幼齡林下總共套種金菠蘿31.4hm2作為試驗地。

海口市云龍鎮(zhèn)屬于熱帶海洋性氣候，光熱充足，氣候溫和，冷空氣不易沉積，交通便利。全年日照約1752h，年降水量為1690mm～2112mm，土質(zhì)為磚紅壤，土層深厚，有機質(zhì)含量較高。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同郁閉度對金菠蘿凈光合速率的影響

由表1、圖1 可知，在不同郁閉度下金菠蘿凈光合速率由大到小依次為ck、b2、b1，且各處理平均值分別為91.52、73.60、37.13。郁閉度越低，金菠蘿的凈光合速率越高。方差分析結(jié)果表明，在α=0.05 水平上，不同郁閉度下金菠蘿凈光合速率差異顯著。

圖1 不同郁閉度對金菠蘿凈光合速率的影響Fig.1 Effect of Canopy Density on Net Photosynthetic Rate of Golden Pineapple

表1 不同郁閉度對金菠蘿凈光合速率的影響Tab.1 Effect of Canopy Density on Net Photosynthetic Rate of Golden Pineapple

2.2 不同郁閉度對金菠蘿胞間CO2 濃度的影響

由表2、圖2 可知，在不同郁閉度下金菠蘿胞間CO2濃度由大到小依次為ck、b2、b1，且各處理平均值分別為371.78、283.33、237.22。郁閉度越低，金菠蘿的胞間CO2濃度越高。方差分析結(jié)果表明，在α=0.05 水平上，不同郁閉度下金菠蘿胞間CO2濃度差異顯著。

圖2 不同郁閉度對金菠蘿胞間CO2 濃度的影響Fig.2 Effect of Canopy Density on Intercellular CO2 Concentration of Golden Pineapple

表2 不同郁閉度對金菠蘿胞間CO2 濃度的影響Tab.2 Effect of Canopy Density on Intercellular CO2 Concentration of Pineapple

2.3 不同郁閉度對金菠蘿蒸騰速率的影響

由表3、圖3 可知，在不同郁閉度下金菠蘿蒸騰速率由大到小依次為b1、b2、ck，且各處理平均值分別為3.91、3.57、2.78。郁閉度越大，金菠蘿的蒸騰速率越高。方差分析結(jié)果表明，在α=0.05 水平上，不同郁閉度下金菠蘿蒸騰速率差異顯著。

圖3 不同郁閉度對金菠蘿蒸騰速率的影響Fig.3 Effect of Canopy Density on Transpiration Rate of Golden Pineapple

表3 不同郁閉度對金菠蘿蒸騰速率的影響Tab.3 Effect of Canopy Density on Transpiration Rate of Golden Pineapple

2.4 不同郁閉度對金菠蘿氣孔導(dǎo)度的影響

由表4、圖4 可知，在不同郁閉度下金菠蘿氣孔導(dǎo)度由大到小依次為b1、b2、ck，且各處理平均值分別為287.63、259.47、202.40。郁閉度越大，金菠蘿的氣孔導(dǎo)度越高。方差分析結(jié)果表明，在α=0.05 水平上，不同郁閉度下金菠蘿氣孔導(dǎo)度差異顯著。

圖4 不同郁閉度對金菠蘿氣孔導(dǎo)度的影響Fig.4 Effect of Canopy Density on Stomatal Conductance of Golden Pineapple

表4 不同郁閉度對金菠蘿氣孔導(dǎo)度的影響Tab.4 Effect of Canopy Density on Stomatal Conductance of Golden Pineapple

3 結(jié)論與討論

在白木香+金菠蘿套作模式中，通過對金菠蘿光合特性的研究，可以了解不同套種模式對光的利用情況，尋求最適模式，以達(dá)到光能利用最大化、空間利用最大化、經(jīng)濟效益最大化的目的。

通過該試驗分析可知，郁閉度70%種植方式金菠蘿各個時期的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率相對較大，但其群體光合速率低，光合物質(zhì)累積少，在單位面積中，不能對光能充分利用；郁閉度30%種植模式金菠蘿對光能的利用水平有所提高，群體光合速率明顯升高，光合物質(zhì)累積多，保證了較多的光合物質(zhì)分配到經(jīng)濟器官中。

在林下種植模式中，郁閉度30%群體冠層結(jié)構(gòu)合理，既不影響金菠蘿的正常生長，又能有效利用白木香幼齡林下土地，保水保肥，達(dá)到雙贏的目的。