不同林分条件下林下大叶芹生长状况研究

不同林分条件下林下大叶芹生长状况研究

大叶莲藕是辽东山区野生蔬菜的代表。目前关于大叶芹的研究主要集中于催芽技术1材料和方法1.1试验设计及森林类型辽宁省东部山区是长白山脉的西南延伸部分,海拔在256~670m,属于中低山地。气候为东部山地湿润季风气候,年平均气温一般为5~8℃;夏季炎热多雨,冬季较长且多雪,年降水量在700~1100mm,且多集中在7~8月。全年蒸发量1117.4mm;无霜期为120~125d;全年的平均日照在2300h以上;植物生长季在4~9月;其森林资源丰富,植物种类2000多种,主要森林类型包括栎林、阔叶杂木林、红松林、落叶松林等。本试验于辽宁省清原县湾甸子镇砍椽沟村进行,地理位置位于东经125°11′12.7″,北纬41°57′54.4″处,所处林地中分为人工林和天然次生林,其中人工林多为落叶松林,个别为红松林,天然次生林主要由椴树(Tiliatuan)、杨树(Populusalba)和柞树(Quercusmongolica)等阔叶树构成的杂木林,与林下对照的全光坡耕地为同一山谷中的坡耕地。试验地为各种林型下及全光坡耕地(作为对照)种植大叶芹,林下大叶芹于2004~2014年陆续种植,面积约20hm1.2不同坡向,确定观测标准地及观测时段通过对林地的踏查,针对大叶芹的生物学特性和所处林分的不同林分类型、不同坡位、不同坡向等条件,选择了典型的10块试验林地和1块作为对照试验的全光坡耕地(除没有林木以外,与1号样地坡位、坡向、坡度等条件相似)。调查其立地上的乔木种类和坡位,用罗盘仪测定方位角以确定其坡向,并计算其坡度,结果见表1。在每一块样地内,均按“Z”形分布均匀设置10m×10m观测标准地,每个标准地内随机设3块30cm×30cm的小样方。在每一块标准地的样方中设置观测点,观测内容分别为每块标准地的地下、地表、地上的温度等气候因子;大叶芹生长期为每年的4月中旬到5月中上旬,前期约为4月中旬;中期为4月下旬;后期(采菜期)为5月中上旬,本次试验观测时段为2015年4月16~18日(第一阶段),2015年4月23~25日(第二阶段)和2015年5月6~8日(第三阶段);每天观测时间为6:00~18:00,时隔2h观测1次;地上观测高度3cm,地下观测深度10cm;重复读数4~6次后取平均值。在同一品种生长的中期和后期,在11块标准地内随机的3个样方中,每块标准地取10株大叶芹,分别测量每株的株高、展叶数以及质量。大叶芹阶段生长量计算公式:式中:△S为阶段生长量(cm);S2结果与分析2.1大叶芹生长状况第4位各样地中生长差异是由样地中所有环境因子共同作用的结果,对样地差异的分析相当于对各环境因子的组合模式进行分析。本部分探讨不同立地条件下的10块林下样地(1~10号样地)之间、林下与全光坡耕地(11号样地)之间的生长的差异。其中7号和9号样地大叶芹苗龄为2年,相关研究由表3可知,生长中期林下各样地之间的株高前4名排序为:5号>2号>4号>10号;生长后期林下株高与中期大致一致,有细微差别,株高前4名排序为5号>2号>10号>4号;展叶数前4名排序为4号>2号>5号>10号,由此可以看出生长状况比较好的样地为2号、4号、5号和10号。由表1可知,2号、5号和10号样地同属于人工落叶松林环境,而4号和5号样地同位于半阳坡,这说明人工落叶松林下和半阳坡大叶芹长势最好。样地11为全光坡耕地,它的生长中期和末期的株高和展叶数均明显低于其他样地的响应指标。从生长中期开始就可以看出,大部分林下的株高大约为全光坡耕地上株高的3倍,而生长末期依旧延续了这一生长状态。并且由表2的方差分析可以看出,各标准地对于株高的影响均达到了极显著水平(p<0.01),不同样地条件对生长末期展叶数的影响也达到显著水平(p<0,05),而不同样地条件对于生长中期展叶数的影响不显著(p>0.05)。将不同样地下的生长状况进行多重比较,可以看出,除1号样地外,大叶芹生长于全光坡耕地或林下,其株高和展叶数都有显著差异。而1号样地与全光坡耕地11号样地的株高和展叶数相近,是由于1号样地位于距离11号样地很近的天然林缘,植被不多,因而光照条件相近。由其他样地的数据(表3)可以看出,立地条件对大叶芹的生长影响较大,通过调查,林下样地的土壤条件和小气候比林外全光坡耕地上的条件好很多,丰厚的枯枝落叶层保存了土壤的养分,控制水土流失,而且根据光照强度和郁闭度的调查,在生长的第一和第二阶段,落叶松林下生长区域属于略微遮阴的程度,由于大叶芹的生长期早于乔木的出芽期,所以郁闭度没有那么大,但是枝干还是会存在略微遮阴的状态。2.2不同坡度对林下生长状况的影响通过对样地的选择和分析,选取主要存在的5种影响因子:林分类型(天然次生林、人工落叶松林和人工红松林)、坡向(半阴坡和半阳坡)、坡位(上坡和下坡)、坡度(5~10°,10~15°,15~20°,20~25°)和苗龄(<3年和≥3年)进行多因素方差分析。由表4可知,林型、坡向以及坡度对株高均有极显著影响(p<0.01),坡位和苗龄有显著影响(p<0.05),由F值可以看出相较其他影响因子来说,苗龄对大叶芹的株高的影响程度相对较弱,而坡向对株高的影响最大。由表5可知,人工落叶松林下的株高要显著高于天然次生林和人工红松林下。遮阴度为0.3~0.6时,最适合其生长,遮阴度过大和过小都不适合其生长由图1可知,在坡度为5~20°的时候,株高呈现递增趋势,相差约5cm,而在坡度为20~25°的时候,则株高明显降低,仅为最高平均株高的30%左右,这说明在一定的坡度范围内,坡度的增加会对大叶芹的株高产生促进作用,在坡度为15~20°的时候最有利于大叶芹生长,其次为10~15°,而坡度过陡则不利于大叶芹生长。做坡度对林下株高影响的多重比较,结果表明,4个坡度互相之间的影响均达到显著和极显著差异。通过调查发现,位于上坡的株高较下坡略高,阳坡的株高显著高于阴坡,这可能是因为在上坡和阳坡的大叶芹能接受到更多光照,同时又有上面的乔木遮挡。另外,苗龄在3年以上的株高显著高于3年以内。这说明播种前3年,大叶芹的长势较弱,3年之后才可以用来大面积收获。2.2.2坡度、苗龄对展叶数的影响展叶数的影响做多因素方差分析,由表6可知,林型和坡位对展叶数影响不显著,苗龄对展叶数有显著影响(p<0.05)。而坡向和坡度对展叶数有极显著影响(p<0.01)。通过调查发现,半阳坡展叶数多于半阴坡,这和株高半阳坡好于半阴坡相一致,充分说明半阳坡的生长状况好于半阴坡。通过对展叶数受坡度影响做多重比较发现,坡度为5~20°时,坡度对展叶数没有显著影响,而它们与坡度为20~25°时相比差异极显著。坡度为5~20°时的展叶数明显多于坡度为20~25°时的展叶数。苗龄大于3年的展叶数多于苗龄小于3年的,这与苗龄大于和小于3年时的株高比较结果一致。通过对苗龄大于3年的大叶芹做单因素方差分析发现,当苗龄大于3年时,苗龄对大叶芹株高的影响不显著。2.3地表温度分布由表7可知,生长阶段对生长量没有显著影响,这说明在生长期间,其株高的生长速度没有变化。这是由于研究地区在大叶芹成菜的生长阶段内气温起伏不定(表8),各样地地表(地面上3cm处)温度平均值分别为:第一阶段10.7℃;第二阶段15.5℃;第三阶段12.5℃,不呈现出线性上升趋势,因而大叶芹的生长也没有出现后期显著高于前期的现象。3对林下生长的影响无论从株高还是展叶数来看,林下和作为对照的全光坡耕地的生长状况差异极大,林下要明显好于全光坡耕地上,从方差分析的结果看,这一影响达到极显著水平。林下大叶芹株高为全光坡耕地的3倍,而且在所有林下生长的色泽也都明显好于全光坡耕