乔草组合林地中不同种类草本植物的生长差异
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摘 要：为了研究乔草组合林中不同种类草本植物的生长变化，本试验以天津市武清区4种纯乔木林（裸地、国槐林、金叶槐林、金叶白蜡林）为样地，在其林下分别种植草本植物（大豆、苜蓿、万寿菊），通过测定不同乔草组合中草本植物的生物量（鲜质量、干质量）及生长指标（株高、单株叶片数、单株总叶面积等），研究了不同种类草本植物在不同乔木林下生长的状况。结果显示，在3种不同的乔木林下，大豆在国槐林的生长量最高，在金叶白蜡林下的最低;苜蓿和万寿菊在金叶槐林下的生物量最高，在国槐林下的次之，在金叶白蜡林下的最低。不同草本植物在相同乔木林下生长状况均是与大豆组合较好且生物量较高，而苜蓿和万寿菊相对较低;3种乔木林下草本植物的生长状况最优组合为国槐+大豆、金叶槐+苜蓿、金叶槐+万寿菊;因此，在乔草组合中，大豆与国槐林组合较好，苜蓿和万寿菊与金叶槐组合较好，且生物量高。
关键词：林地;草本植物;生长;生物量
中图分类号：S718 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.07.003
Abstract： In order to study the growth changes of different types of herbaceous plants in the arbor-and-grass combination forest， this experiment took four pure arbor forests （bare land， national locust forest， golden leaf locust forest， and golden leaf ash forest） as sample plots in Wuqing District， Tianjin. Under the forest， herb plants （soybean， alfalfa， marigold） and growth index （plant height， number of leaves per plant， total leaf area per plant， etc.） are planted separately. By measuring the biomass （fresh weight， dry weight） and growth indicators （plant height， number of leaves per plant， total leaf area per plant， etc.） of herbaceous plants in different arbor and grass combinations， the impact of growth was studied. The test results showed that：under the three different tree forests， soybeans had the highest growth in the national locust forest and the lowest under the golden leaf ash forest; alfalfa and marigold had the highest biomass under golden leaf forest and the second among them， the lowest under the golden leaf ash forest. Under the same arbor forest，.the growth status of different herbaceous plants under the same arbor forest was better in combination with soybeans and their biomass was higher， while alfalfa and marigold were relatively low; the optimal combination of growth status of the three kinds of arbor forest herbs was locust + soybean， locust + alfalfa and locust + marigold; therefore， among the combinations of arbor， soybean and locust forest were better， and alfalfa and marigold and golden leaf locust were better， and the biomass was higher.
Key words： forest land; herbaceous plants; growth; biomass
喬草组合林的发展在生态林建设中有着不容小觑的作用[1] 。据统计，虽然当前我国的人工林中单一树种的林地占比达90%[2] ，但是，人工林出现生态系统不稳定和生态保护作用较小的现象[3-4]。 因此，采用乔草组合进行人工栽植有利于林地植物的生长和增加多样性[5-7]，提高群落的稳定性，较人工纯林和混交林有更大的优势[8]。 因此，本研究以天津市武清区4种纯乔木林为样地，在林下分别种植草本植物—豆科固氮植物和驱虫（大豆、苜蓿、万寿菊），通过其生长的分析，研究乔草组合对草本植物生长的影响，了解植物间相生相克的关系，为人工林的间作选择提供依据。 1 材料和方法
试验地位于天津市武清区陈咀镇的天津市公路苗木繁殖中心。地理位置为116°46'43″—117°19'59″E、39°07'05″—39°42'20″N[10]。土壤为砂性土。选择生长一致的5年生纯林国槐林、金叶槐林、金叶白蜡林为样地，以裸地为对照，每处理面积为667 m2，株行距3 mx3 m。2018年4月下旬分别在行间种植大豆、苜蓿、万寿菊，每个处理3次重复。用“S型”取样法确定供试方，每种乔草组合中选择3个样方（9 m2），共15个样方。2018年10月6—8日先用测高器测量株高，然后将草本地上部分全部收集，分类称量其鲜质量，即为鲜质量。带回样品于 80 ℃烘箱内恒温烘干至恒质量，称量其干质量，即为干质量[11]。草本叶面积使用CAD软件面积测量、叶绿素含量采用乙醇浸提法、丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法、SOD酶活性采用氮蓝四啡（NBT）光还原法[12];数据用Microsoft Excel 2010和SPSS Statistics18.0分析。差异显著性用多重比较法，显著性水平为 P=0.05。隶属函数用夏凯丽的方法计算[13]，
公式为：
A：Xij=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）;
B：Xij=1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）
式中： 表示第j个指标的隶属函数值，Xj表示第j个单指标的相对值，Xmax;Xmin表示第j个单指标相对值的最大值和最小值。若不同处理的乔草组合各指标测定值与其生长特性呈正相关用 A 式，反之用 B 式。
2 结果和分析
2.1 不同喬木林中草本植物鲜质量的比较
由图1可知，裸地和国槐林下的大豆鲜质量较高，分别为2 160.34 g·m-2和2 134.25 g·m-2，与金叶白蜡林下的大豆鲜质量差异显著，与金叶槐林下的差异不显著。金叶白蜡林下的大豆鲜质量最低为1 923.45 g·m-2。3种乔木林下的苜蓿鲜质量都显著高于裸地上，金叶槐林下的苜蓿鲜质量最高为511.95 g·m-2，显著高于金叶白蜡林下。金叶槐林下的万寿菊鲜质量最高为780.45 g·m-2，显著高于裸地（740.58 g·m-2）和金叶白蜡林下（738.93 g·m-2），国槐林下的万寿菊鲜质量与金叶白蜡林下的差异不显著。
2.2 不同草本植物在乔木林下干质量的比较
由图2可知，国槐林（750.34 g·m-2）和金叶槐林（748.93 g·m-2）下的大豆干质量与裸地上（755.67 g·m-2）的差异不显著，但均显著高于金叶白蜡林下（736.29 g·m-2）。3种乔木林下的苜蓿干重均高于裸地上，金叶槐林（149.93 g·m-2）和国槐林（142.76 g·m-2）下的苜蓿干质量显著高于金叶白蜡林（138.37 g·m-2）和裸地上（135.98 g·m-2）。金叶槐林下的万寿菊干质量最高为125.67 g·m-2，与国槐林（118.13 g·m-2）、裸地（109.57 g·m-2）和金叶白蜡林（105.59 g·m-2）下的万寿菊干质量差异显著，金叶白蜡林下的万寿菊干质量最低。
表1 显示，大豆在裸地上生物量较高，在金枝槐林里生物量较低。苜蓿和万寿菊都是在金叶槐林下生物量较高，裸地和金叶白蜡林下生物量较低。说明不同的乔木林对同种草本植物的生长有十分明显的作用。
表2 显示，不同草本植物在相同乔木林下生长，各林地中均是大豆生物量较高，苜蓿和万寿菊生物量较低。
由表3可知，相同草本植物在裸地和3种不同乔木林下生长状况可分为3类。第1类是裸地和国槐林下的大豆、金叶槐林下的苜蓿和万寿菊，综合隶属函数值分别为1.128，1.093，0.964和1.035。说明国槐林下的大豆生长与裸地生长的一样好，国槐乔木没有影响林下大豆的生长。金叶槐林下的苜蓿和万寿菊的生长均优于其他林地，甚至优于裸地。说明上层金叶槐乔木改善了小气候，促进了林下苜蓿和万寿菊的生长。再一次证明了乔草组合的优势。
第2类生长居中，为金叶槐林下的大豆、国槐林下的苜蓿和万寿菊、金叶白蜡林下的苜蓿，综合隶属函数值分别为0.654，0.422，0.514和0.346。
第3类生长最差，为金叶白蜡林下的大豆和万寿菊、裸地上的苜蓿和万寿菊综合隶属函数值分别为0.003，0.114，0.181，0.251。苜蓿和万寿菊在裸地上生长情况最不好。可能与裸地上水分蒸发快，盐碱在表层积累多，对万寿菊和苜蓿的吸水造成了不良的影响。也与裸地上风大，植株表面水分蒸发快，蒸腾作用较强，植株失水等有关。
因此，3种乔木林下草本植物的生长状况由好到差依次为国槐+大豆、金叶槐+苜蓿、金叶槐+万寿菊>金叶槐+大豆、国槐+苜蓿、国槐+万寿菊、金叶白蜡+苜蓿>金叶白蜡+大豆、金叶白蜡+万寿菊。
综合来看，由于国槐和金叶槐的冠幅适中，林内光照和通气性好，对草本植物的生长有明显促进作用。金叶白蜡的冠幅较大，林内郁闭度高，草本植物的生长状况相对较差，但是林下种植草本植物对土壤理化性质有一定的改良作用。
由表4可知，3种不同草本植物在相同乔木林下生长状况可分为2类。第1类是国槐林、金叶槐林、金叶白蜡下的大豆，综合隶属函数值分别为0.843，0.800和0.855;第二类是3种林下的苜蓿和万寿菊，综合隶属函数值分别为0.279，0.333和0.247;0.239，0.277和0.256。
综合来看，大豆在乔木林下的生长状况要好于苜蓿和万寿菊，这与草本植物自身的生长特性有很大关系，大豆的生物量相对于苜蓿和万寿菊都高很多，作为林下绿肥是很好的选择。但林下种植苜蓿和万寿菊也有各自的价值，苜蓿可广泛用于牧草，作为豆科植物，对土壤有改良作用。万寿菊作为一种农药植物，有一定的驱虫作用。 3 结论和讨论
不同配置或组合中植物的生长有着显著的差异。 这与植于体内分泌的化感物质有关，使得所生成的植物群落具有较高的调节作用[14-15]。本试验中在3种不同的乔木林下，大豆在国槐林的生长量最高，在金叶白蜡林下的最低;这一现象是否说明大豆与国槐具有相生作用，两者分泌的化感物质可以相互促进其生长发育。另外，苜蓿和万寿菊在金叶槐林下的生物量最高，除可能的化感作用外，也有可能是金叶槐林的一定的遮光作用有利于苜蓿和万寿菊的生长。因为有些植物更适宜在半光下生长[16-17]。该研究显示某些化学物质可使植物无法摄入充足的氮、钙以及镁等化合物，如导致大豆的绿原酸等浓度提升，进而对其生长产生抑制作用[18]。
因此，在乔草组合中，大豆与国槐林组合较好，苜蓿和万寿菊与金叶槐组合较好，且生物量高。这与其化感作用抑制配置植物根系对营养的吸收有关，也可能与林木的遮光挡雨的保护作用有关。
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