全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
〕 , 昭 , 一
林下人参生理特性和生长与林内
生态因子的关系 ‘
刘琪碌 戴洪才 忡国科学院沈阳应用生态研究所沈阳
王贺新 辽宁省林业科学研究院 沈 阳
【摘要 】 结合模拟试验 , 对林下人参的生理活动及生长过程与林内生态因子的关系进行
了观测研究 结果表明 , 林内光照 、 水分 、 温度等因子与林下人参生长的关系极为密切一
般林内光照在中等条件下 , 即相对光照在 一 左右 林分郁闭度约 一 , 土壤含
水量在 一 。 时人参生长最好 林下人参的物候进程及生长与温度的关系密切 林内
温度在 ℃左右人参芽胞开始萌动 , ℃左右地上茎高生长进人速生期 , 月上旬生长停
止 因此 , 人为调节各种生态因子在适宜的范围内有利于林下人参的生长
关键词 人参 生态因子 生长 生理特性
仪 渭
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引 言
人参 ’ 二 是我国东北的名
贵特产药材之一 过去人工种植人参都是
毁林后进行的 , 林参矛盾十分突出 实行林
下育参 , 建立复合经营的生态经济模式是
我国人参业的发展方向 , 也是混农林业和
森林立体经营的重要模式之一〔’ 它既保
护了森林资源 , 又生产 出了具有野生人参
特征的高质量的林下商品参 , 是使这一珍
惜濒危物种重返 自然的有效措施 , 生态 、 经
济效益尤为突出 目前有关这方面的研究
很少 探讨林内生态 因子与林下人参生长
的关系对发展林下人参生产具有重要的意
义
研究方法
研究材料为 一 年生人工栽培人参 , 采用模
拟试验和林下栽培 种方式进行观测 模拟试验
在中国科学院长白山森林生态系统定位站进行 ,
用 一 宽的木板条做成遮光棚 , 通过板条间
隙控制透光量 板条间隙分 。 、
、 、 和
, 国家自然科学基金资助项 目
一 年 月 日收稿 , 一 年 月 日接受
应 用 生 态 学 报 卷
级 林内栽培试验区位于辽宁省新宾县
北旺清村四道沟 , 在次生林内选择不同光照 、 不同
立地条件以及不同栽培方式等进行对 比观测 气
象因子观测包括空气温度 、湿度以及地表温度等
光照强度用 数字式照度计测定 土壤含水
率因试验条件所限而采用风干法 叶面积测定采
用样纸法玉蒸腾强度用 扭力天平野外离体
快速测定 叶绿素含量测定采用分光光度法 光合
强度采用红外 分析仪进行活体和离体测定
结果与分析
林下人参生长与光照因子的关系
模拟 区 内不同光照下人参生长特
征 光照是影 响林下 人参生长 的 主要 因
子 调整的 个光照 区 , 由于光照强度的不
同 , 导致其它因子也发生变化 随着光照强
度的增加 , 气温和土壤温度也略有提高 , 土
壤含水量则趋于减少 表 , 因而各区人参
生长和生理特性也有较大差异 人参地上
植株高度 以 区最高 , 区 由于光照不足
人参生长纤弱 , 高度相对较矮 , 区以后 由
于光照过强 , 人参植株高依次降低 表
表 不同模拟试验区生态因子状况 ‘
。邝
从单枚复叶的面积来看 , 区最大 , 、 、
区依次减少 , 区居 中 , 可见叶面积随光
照增强而减少 , 而 比叶重却随透光量增加
而增大 区光照弱 , 比叶重小 其它各区
随光量 的增加而增加 这表明光照强度提
高使叶片增厚 , 但 区 由于光照过强叶片
生长不 良 , 比叶重有所减小 叶片含水量和
蒸腾强度均随光照强度增强而降低 , 与土
壤含水率有明显 的相关性 叶片叶绿素含
量以 区 最高 , 达
· 一 ‘ , 区 次
之 , 、 、 区依次降低 叶片净光合强度
的大小与叶绿素含量 的变化规律一致 , 即
图 另外 , 各区光
补偿点在 一 之间 , 其中 区光
补偿点随参棚透光强度增加而加大 这与
一般认为的园参光补偿点在 左右
相一致〔 〕当光照达 以后 , 各区人
参净光合强度开始减缓 , 并逐渐接近饱和
点 综上可见 , 在 个光照类型 区 当中 , 以
区 人 参 的 各 项 生 长 和 生 理 指 标
为最佳 , 其生 长季相对光照强度 在 一
板条间隙
飞
光 强
】
日平均气温
一 犯
℃
日平均土沮
吧
土壤含水量 土壤含水量
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, 相对光照强度 、 日平均气温和 日平均土壤温度为 次渊定平均值 土壤含水盈 分别观侧于 和
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表 不同模拟区人参生长状况及生理指标测定结果
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株 高 复叶而积
肠
鲜叶 比重
, 沁
风干含水量
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燕腾强度
似
叶绿素含量
。 。 ·
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号区
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期 刘琪琢等 林下人参生理特性和生长与林内生态因子的关系
全光照
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光照强度 旧
时间
圈 不同模拟光旅类型试脸区人参的光合强度
地 知如” 二
月
之间 区光照偏弱 , 生长次之 一
区光照过强并依次增强 , 人参光合能力
下降 , 导致生长不良
林内不同光照条件下人参生长特
征 林内光照受林冠郁闭度的影响较大
根据林下光照的强弱并结合林下人参的生
长状况 , 可划分出强光区 相对光照 一
、 中光照 相对光照 一 、 弱光
区 相对光照 以下 各区的光照强度
日变化呈单峰抛物线型 图 但随着林
分郁闭度的增加林下光照减弱 , 其峰度也
渐渐趋于平缓 各区的 日平均相对照度为
强光区 , 中光区 , 弱光区 , 差
异较大一般林下人参以中光区生长最好
,
但 中光 区相对 光照 一般 低于 园参帘下
图 不同光照试验区平均光照日义化
以 眼。 切
相对光照强度一般为 一 如果在
中光区的基础上再进一步减小林分郁闭度
来提高光照 , 则会形成很多大林窗而增加
林下直射光量和透雨量 在不能保证人为
调节的情况下 , 不利于林下人参正常生长
对比试验表明以中光区人参生长最好
表 在 种光照类型 中 , 中光区人参植
株高 , 单根重量大 从单枚复叶面积和 比重
来看 , 林下弱光条件下叶面积徒长 , 叶片
薄 , 比叶重较小 而强光区人参由于受强光
照射 , 叶片伸张不 良 , 叶面积较小 , 比叶重
居中 中光区光照适宜 , 叶片形态正常且比
叶重较大 , 叶片较厚 , 说明叶片形态和生长
状态良好 从叶片含水量及蒸腾强度看 , 各
区叶片含水量随光照增强而减小 , 其顺序
为弱光区 中光区
表 林下不同光照区人参的生长状况及生理指标
耳
光照类型
论
。 几代
植株高 复叶而积
衬
燕腾强度
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鲜重比叶重 千 重
含水
叶绿素含量
一
光合强度
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· 。 一
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强光区 而
中光区 记
弱光区
· 一
,
应 用 生 态 学 报 卷
强光区 , 而蒸腾强度则以中光区
为最高 , 表明代谢活动旺盛 各
光照区叶绿素含量和光合强度以中光区为
最高 , 与单株鲜重相吻合 , 说明中光区人参
生物生产能力较高 单位面积生产量调查
也得出同样结果 , 即以中光区为最高 , 参根
年净增重为弱光区的 倍以上 表
表 林下普通人参产 调查表
触 而 砂 欣蛇
光照类型 参 龄
电
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陀 ,
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· 一
产 净产 年净产量
强光区
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中光区
记
弱光区
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综上可见 , 无论是模拟试验还是林下
栽培 , 均以中等光照即相对光照 一
林分郁闭度 一 的条件下人参的
各项生长和生理指标最好 , 产量最高
林内水分因子及其与林下人参生长
的关系
在生长季节 , 林内空气湿度一般均高
于林外园参区 , 其中 月份林内空气湿度
较林外高出 个百分点 图 由于林
内光照少 、 湿度大 、 枯枝落叶覆盖等原 因 ,
土壤 自然蒸发量较小 , 表层土壤水分一般
较高 年 月中旬测定林下土壤 自由
水含量为 一 , 而林外园参帘下
为 , 林 内平均高出林外 个百
分点
林 内土壤水分状况与林下人参生长的
关系非常密切 土壤水分过高易造成人参
烂根 采用 自然风干法测得土壤 自由水含
量超过 时人参烂根率达 以上
自由水含量在 以下 时基本上没有
烂根现象
土壤水分含量直接影响到人参的光合
作用 和 生物产量 在 土壤含水量 降低到
月 份
圈 林内和林外生长季空气月平均湿度
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光照强度
图 不同土壤水分条件下人参净光合强度 图中百分
数为土壤含水
肠 , 瓦 骊
, 人参地上部分出现萎蔫的情况下 ,
参叶的光合强度为负值 , 呈现纯呼吸状态 ,
而且随着光照的增强其值下降 随着土壤
含水量的增加 以上 , 人参净光合强
度也依次增强 当土壤水分为 、 光照
在 以 上 时 , 人参净光合 强 度 达
期 刘琪译等 林下人参生理特性和生长与林内生态因子的关系
犷 围内
, 随着土壤含水量的增加 , 人参光合强
度和光饱和点上升 , 在 时达到最大
值 但当土壤含水量过高 时 , 光合
作用受到限制而下降 图 这与一般认
为的人参生长季最适的土壤含水量为
一 相一致
林下人参的物候进程及生长与温度
的关系
林内温度 因子状况 由于林 内接
受太阳辐射量较少 , 使得温度低于林外园
参区 生长季林下参区月平均气温也明显
低于林外园参区 , 一般低 ℃以上 , 最大相
差 ℃ 表 林下参区的土壤温度也低
于林外园参区 , 地表温度最大相差 ℃以
上 , 各层土壤一般相差 一 ℃ 表 , 从
而形成了林内特有的冷凉温度条件 林 内
温度偏低是导致林下人参生长缓慢 、 产量
低的主要原因之一
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光照强度
图 正常土壤含水范围内人参净光合强度
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· 一 · 一 ‘ 图 在一定范
表 林下参区与林外园参区生长季月平均气温
晚 , 百 讲 , 介代 湘 , 《℃ 》
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表‘ 林下今区与林外园参区生长季月平均土壤温度状况
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类型 土层深度 豁 土层深度 肠
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林
内
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林下人参物候生长进程 林下人参
地上部物候生长进程与林地温度条件相关
密切 早春当气温和 土壤温度达 ℃
以上时 , 林下栽培的人参芽苞开始萌动 图
从 月 日到 月 日为前期缓慢生
长期 , 此时气温在 ℃以内 , 人参日茎高
生长在 一 之间 从 月 日到 月
日为快速生 长期 , 此 时气温在 一
℃之间 , 土温为 一 巧 ℃ , 人参 日
茎高生长量为 一 月 日以后
到 月之间 , 由于气温和土温有所降低 , 人
参高生长也随之进人后期缓慢生长期 , 此
时气温在 一 ℃之间 , 土温在 一
℃之间 , 人参 日茎高生长为 一
月 日以后尽管气温和 土温都升高到
巧 ℃以上 , 但人参地上高生长已经结束 , 整
个参茎 日高生长量为单峰型 , 时间 左
右 从 月 日左右开始开花 , 月 日
前后果实成熟 , 生殖生长约 , 月下旬
地上部枯死 从萌动到枯死需 左右
林下人参生境因子的人为调节
光照调节 一般林内中光区的林分
应 用 生 态 学 报 卷
通过搭帘或用树枝遮挡等措施调节
水分调节 林下土壤由于直接承受
降水 , 加之林草遮挡的作用 , 致使表层土壤
水分蒸发量减小 , 因而与具有参棚参膜遮
盖的园参地相 比 , 土壤水分含量高 如前所
述高出值为 以上 , 并常由于含水量过
大而造成人参烂根 试验表明 , 在整地栽参
时做高床可明显降低床面土壤水分 , 当床
高为 、 、 时 , 土壤风干 自由含水
量分别为 、 和 , 其中
最高与最低两种床相差 个百分点 另
外 , 每年雨季前于参床两侧挖排水沟排除
过多的降水并可提高床面高度 , 降低参根
所分布的表层土壤水分 选地时切忌低洼
多湿的地块 , 这对林下栽参至关重要
温度调节 林内温度低是导致林下
人参生长缓慢的原因之一 , 调整适宜的光
照可提高林内温度 生长季林内中光区参
床 。 深平均土温为 ℃ , 比弱光区
高 ℃ 同一条件下参床表层土壤温度
随着床高的不同而变化 整个生长季高床
。 的土壤 比中床 。 高 一
℃ , 比低床 。 高 一 ℃ 表
这是高床表层土壤含水量低温度下容
易提高的结果 可见林下做高床栽参既能
降低土壤水分 , 又能提高表层温度 , 有利于
人参生长
︵日已︶￡少。﹄乞忽上者己事州褪
︵︶。﹄祠巴已翅明
日期
图‘ 林下人参地上茎高生长与温度的关系 图中 下
虚线为 土壤温度
碑
到
郁闭度约为 一 由于林冠生长使得
林分郁闭度逐渐增大 , 林下光照逐年减弱
为了保证林 内适宜的光照 , 可在冬季休眠
期间通过修枝和间伐等措施来适当调整 ,
保证林分郁闭度在 一 左右和相对
光照在 一 之间 同时要控制林下较
高的草本和灌木的生长 , 以利于林下人参
的光照需求 在光照过强的林窗或林缘 , 可
表 , 林下不同床高土坡温度状况 《 ,
一 , 一 伴 ‘ 邝 卜 《℃
调查 日期 玩
︵二月几内
⋯
,‘,工︸,‘
⋯
,
且
,‘曰
⋯
︸曰三二几床
床
床
高中低
床内树木根系的人为调节 由于树
木的生长 , 林下整地栽参常有树木根系上
返到地面争夺水肥的现象 , 致使人参减产
由表 可见 , 一般高大林分参床的须根量
很少 , 并且同样高度 的林分郁闭度越大上
返床面的树木根系越多一般在同一条件
下 , 高床较低床内的根系少 , 如林分高 巧
, 郁闭度
,
的条件下 , 床高 。 床内
须根量为
· 一 , 而床高 床
内的须根量为 ’ 一 据资料介
期 刘琪现等 林下人参生理特性和生长与林内生态因子的关系
绍 , 高床和堆高床树木根系量 比平床和 中
床少 一
· 一 , 而参根的增重率却
高出平床和低床 一 可见 , 高床能
明显地减少参床内的树木根系和提高人参
产量 林外每年春季结合挖排水沟可切断
参床两侧的树根 , 控制其上返到床内的数
量
表 林内不同参床树木根系
介 阮 姆 州比 帐对
翻代幼
林分郁闭度 参床高
, , 甘
、
须根童
八 、
· 一
·
结 论
光因子是影响林下人参生长的主要
因子 林下人参最适生长的相对光照强度
为 一 , 此时林分郁闭度约为 一
在该条件下各项生理活动旺盛 , 净光
合作用强度和参根产量都较高
水分因子与林下人参生长的关系十
分密切 , 林下土壤水分含量一般较园参高
出 左右 , 因而林下育参常常由于土壤
水分含量过高而造成烂根 在人参生长所
需要 的正 常土壤含水量 范围 内 , 测 得 以
和 的土壤含水量条件下 , 人
参净光合强度较高 , 这与一般认为人参生
长最适宜土壤水分含量在 一 的结
论一致
一般在生 长季林 内较林外气温低
℃以上 , 土壤温度低 一 ℃ , 是造成林下
人参产量偏低的主要原因之一 林下人参
地上部物候生长进程与空气和土壤温度密
切相关 土壤温度达 ℃以上时开始萌动 ,
月 日一 月 日为前期缓慢生长期 ,
此时最高温度在 ℃左右 月 一 日
为快速生 长期 , 此 时最 高温 度在 巧 ℃左
右 月 日一 月 日以后高生长停止
日高生长量为单峰曲线 月 日 一 月
日为开花结果期 , 月下旬枯死 地上部
高生长期 左右 , 从萌动到枯死全生长
期 左右
致谢 本研究在王战先生指导下完成 何 秀 、
杨秀清 、 范俊岗、范国儒等参加部分工作 吉林省
三参场 、集安市林业局 、 通化市林业局等单位给
予大力协助 , 特此致谢
参考文献
王贺新 、姚国清 天然次生林立体经营模式的
研究 林业科学 一
王本祥 、 王铁生等 人参研究进展 天津 天津
科学技术出版社 , 一