苦參復合種植類型比較分析

雷海英，王 璽，王玉慶，段永紅

（1.長治學院生物科學與技術系，山西 長治 046011；2.山西農業(yè)大學農學院，山西 太谷 030801）

苦參復合種植類型比較分析

雷海英1，王 璽1，王玉慶2，段永紅2

（1.長治學院生物科學與技術系，山西 長治 046011；2.山西農業(yè)大學農學院，山西 太谷 030801）

采用大田試驗，設計玉米與苦參、冬小麥—谷子與苦參以及胡麻與苦參3種間套作類型，分析山西丘陵旱作半干旱區(qū)適宜苦參“糧藥”間套作的類型。結果表明，玉米/苦參套作類型中苦參產(chǎn)量最高，小麥—谷子/苦參間套作類型的經(jīng)濟產(chǎn)量最高、生態(tài)效益最好；眉縣苦參產(chǎn)量最高，赤峰苦參產(chǎn)量最低。研究將為苦參糧藥種植模式的篩選、生產(chǎn)奠定基礎。

苦參；套作；生態(tài)效益

復合種植模式，是在同一田地上種植2種或2種以上作物，是對空間和時間充分復合集約化的種植方式，包括間作、套作、立體種植等種植模式[1]，而“糧藥”間作、套作模式已越來越被人們重視[2-3]。如玉米—黃連間作，不需要搭遮陰棚，黃連便可以在玉米的遮陰下正常生長[4]。天冬單作改為天冬—玉米套作后，天冬增收21.8%，比玉米單作效益可增加564.9%[5]。在近年來研究銀杏—作物的復合種植中發(fā)現(xiàn)，銀杏和作物都獲得了高產(chǎn)[4]?！凹Z藥”復合種植就是充分利用了高稈作物的遮陰能力，創(chuàng)造了藥用植物天然的生長環(huán)境，因此，藥用植物的復合種植可以將“糧藥”復合種植方式推廣應用[6]。

苦參（Sophona flavescens Ait.）別名野槐、地槐、牛參等，為豆科槐屬多年生落葉亞灌木或草本植物[7-8]，在全國各地均有分布?？鄥榇笞?、常用中藥材，以根入藥，其味苦，性寒，歸肝、胃、大腸、心、腎、膀胱經(jīng)[9]。含有多種生物堿（苦參堿、氧化苦參堿、槐果堿和氧化槐果堿等）、黃酮類化合物（二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮和查爾酮等）等有效成分，具有清熱、殺蟲、利尿、燥濕之功效[10-12]。近年來，市場上苦參的需求以野生材料為主，但野生資源畢竟有限，隨著需求量的增加，野生資源會越來越少[13]，因此，苦參的人工栽培力度也在不斷加大[14]。我國從20世紀90年代末開始人工種植苦參，我國的東北、西北、華北等地是苦參主要的人工種植區(qū)，這就與我國耕地面積的不斷減少而大量種植人工苦參土地需求增加形成了矛盾，因此，新型種植模式的探究顯得尤為迫切[4]。而選擇適宜的種植模式是提高旱地苦參產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的關鍵。

本研究選用玉米/苦參、冬小麥—谷子/苦參、胡麻/苦參3種人工套作模式進行比較分析，旨在探索人工種植苦參最優(yōu)的糧藥復合種植模式，為發(fā)展藥用植物—農作物的“糧藥”間套作模式提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究地概況

試驗設在山西省晉中市榆次區(qū)牛村，地處37°41′N，112°46′E，海拔 822.9 m，年平均溫度 9.8 ℃，年自然降水量424.9 mm，無霜期162 d，年日照時數(shù)2 699.0 h。播種前土壤有效氮24 mg/kg，有效磷21 mg/kg，有機質 28.6 g/kg，pH 值為 8。

1.2 試驗設計

試驗設間套作立體類型和苦參品種2個因素。主區(qū)為間套作立體類型，包括小麥—谷子/苦參、玉米/苦參、胡麻/苦參3種類型；副區(qū)為3個苦參品種，分別為內蒙古赤峰市苦參（Z）、山西省黎城縣苦參（L）、陜西省眉縣苦參（M）。共9個處理組合，每個處理重復3次，小區(qū)面積為66.67 m2。

間套作立體類型中小麥—谷子/苦參立體間套作類型：小麥留大約30 cm的茬，收獲后復播谷子，苦參于谷子生長期間作，10月初收獲谷子，第3年收獲苦參。玉米/苦參間套作類型：于4月下旬播種玉米，行距60 cm，玉米播種后，立即套播苦參，行距40cm，9月中旬收獲玉米，苦參單獨生長并越冬，第2年與第3年苦參單獨生長2 a，至第3年10月下旬采收。胡麻/苦參間套作類型：于4月下旬播種胡麻，在胡麻生長后期套種苦參，胡麻9月上旬收獲后苦參單獨生長，第2年與第3年苦參單獨生長，至第3年10月下旬收獲。

1.3 測定項目及方法

不同間作模式經(jīng)濟產(chǎn)量分析：小麥、玉米，胡麻于當年收獲脫粒干燥后，測定各自籽粒產(chǎn)量；苦參于第3年采收后，測定根系產(chǎn)量。

不同間作模式經(jīng)濟效益分析：按照政府收購價格計算小麥、玉米和胡麻的經(jīng)濟效益。

不同間作模式生態(tài)效益分析：參照王玉慶等[14]對柴胡種植模式的生態(tài)效益分析計算方法，分析日照利用率（%）、≥0℃溫度利用率（%）、綠色期降水利用率（%）和地面綠色覆蓋期利用率（%）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS軟件處理數(shù)據(jù)，采用Duncan法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同種植模式苦參產(chǎn)量比較

由表1可知，不同間套作類型間產(chǎn)量差異極顯著。小麥—谷子/苦參類型、玉米/苦參類型與胡麻/苦參類型中苦參平均產(chǎn)量分別為3 525，3 920，3 345 kg/hm2。玉米/苦參間套作類型中苦參產(chǎn)量最高，比小麥—谷子/苦參類型增產(chǎn)11.2%；與胡麻/苦參類型相比，增產(chǎn)17.2%。以套種模式為因素進行單因素方差分析，統(tǒng)計結果表明，若不考慮苦參品種，3種套種模式整體苦參產(chǎn)量差異不顯著，但就某一品種而言，除小麥—谷子/苦參類型與胡麻/苦參類型這二者的赤峰苦參產(chǎn)量間差異未達極顯著水平外，其他處理間均達到極顯著差異（P＜0.01）。

表1 不同種植類型苦參產(chǎn)量 kg/hm2

2.2 不同品種苦參產(chǎn)量比較

從表1可以看出，眉縣苦參、黎城苦參及赤峰苦參的平均產(chǎn)量分別為4 460，3 735，2 595 kg/hm2，眉縣苦參產(chǎn)量最高，分別比黎城苦參和赤峰苦參增產(chǎn)19.3%和71.9%；而黎城苦參比赤峰苦參增產(chǎn)43.9%。以苦參品種為因素進行單因素方差分析，結果表明，眉縣苦參、黎城苦參及赤峰苦參的平均產(chǎn)量品種間差異均達到顯著水平（P＜0.05），其中，眉縣苦參、黎城苦參產(chǎn)量均極顯著高于赤峰苦參（P＜0.01）。

2.3 不同套作類型對苦參經(jīng)濟效益的影響

從表2可以看出，在小麥—谷子/苦參、玉米/苦參和胡麻/苦參3種種植類型中，小麥—谷子/苦參類型中，小麥、谷子和苦參的總產(chǎn)量最高，玉米/苦參類型中玉米和苦參的總產(chǎn)量次之，胡麻/苦參類型中胡麻、苦參的總產(chǎn)量最低?？偖a(chǎn)值方面，按照2015年政府收購價（小麥2.0元/kg，谷子3元/kg，苦參，12.0元 /kg，玉米 2.0元 /kg，胡麻 6.8元 /kg）計算，小麥—谷子/苦參類型的總產(chǎn)值最高，為64 785元/hm2，玉米/苦參類型的總產(chǎn)值其次，為60 990元/hm2，而胡麻/苦參類型的總產(chǎn)值最低，為51 690元/hm2。小麥—谷子/苦參類型的總產(chǎn)值分別比玉米/苦參和胡麻/苦參增加6.2%和25.3%；玉米/苦參類型總產(chǎn)值比胡麻/苦參類型增加17.9%。

表2 不同種植類型平均經(jīng)濟產(chǎn)量

2.4 不同間作類型對苦參生態(tài)效益的影響

由表3可知，3種間套作類型中，小麥—谷子/苦參間作類型在日照利用率、≥0℃溫度利用率、綠色期降水利用率及地面覆蓋期利用率4個生態(tài)指標中均值都最高，日照利用率比玉米/苦參和胡麻/苦參類型分別提高11.5%，11.5%；≥0℃溫度利用率分別比玉米/苦參和胡麻/苦參提高14.9%和22.2%；綠色期降水利用率比玉米/苦參和胡麻苦參分別提高12.6%和25.7%；地面覆蓋期利用率比玉米/苦參和胡麻/苦參均提高了2.7%。

表3 不同間作模式生態(tài)效益分析 %

3 結論與討論

間作、套作、輪作模式是節(jié)約耕地面積的一種復合種植模式，也是具有我國農業(yè)特色的種植模式。藥用植物與農作物之間的糧藥間作、輪作、套作模式，不僅解決了我國人多地少的矛盾，也為農業(yè)結構合理配置、植物互相協(xié)調生長提供了良好的條件，也提高了單位面積的產(chǎn)量[4]?？鄥⑹嵌嗄晟荼局参铮斯ぴ耘嘁话阈枰L3 a才能采收，采用“糧藥”間套作的復合種植模式，可以提高土地利用率，同時可防治病蟲害。

本研究在第1年采用間套作立體方式，將南部高溫區(qū)的陜西省眉縣苦參引種到山西榆次低溫區(qū)栽培，結果發(fā)現(xiàn)，苦參營養(yǎng)體生長旺盛，產(chǎn)量高，比從低溫區(qū)內蒙古赤峰市引種的赤峰苦參增產(chǎn)71.7%，比從山西省黎城縣引種的黎城苦參增產(chǎn)19.3%，增產(chǎn)效果顯著。土地利用率分別比單作苦參（3種套作類型的種植指數(shù)為100%，兩作套種67%，單作苦參33%）提高了67%和33%?？鄥⒊雒绾蟮牡?年幼苗生長十分緩慢，很容易發(fā)生草荒，為防止草荒的發(fā)生，在寬行的中耕作物間套作苦參，既防止了單作苦參的草荒問題，又節(jié)約了田間管理成本費用；而且還可以提高地上部光、熱資源和地下部水分、養(yǎng)分的利用，一定程度上達到了生態(tài)防治的效果[2]。小麥—谷子/苦參種植類型下，苦參產(chǎn)量居第2位，為3 525 kg/hm2；總產(chǎn)值最高，為64 785元/hm2；且其日照利用率、≥0℃溫度利用率、綠色期降水利用率、地面覆蓋期利用率4個指標均值均為最高。利用苦參/玉米的間作，根瘤菌從苦參根系表皮細胞中汲取營養(yǎng)成分而生長繁殖，根瘤菌的共生固氮作用合成的含氮化合物，可為玉米根系提供氮肥，供給玉米氨基酸，二者相互促進，共同加強植株間的互助作用[15]。藥用植物與農作物的“糧藥”間作種植模式，既緩解了爭地矛盾，又對中藥資源的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[4]。

適宜的種植類型是提高苦參經(jīng)濟產(chǎn)量和生態(tài)效益的關鍵。套作類型的套種作物小麥和胡麻的生長前期是單獨生長（玉米和苦參是同時播種同時出苗），苦參是在套種作物的生長中后期進行套作，苦參出苗后與套種作物共同組成農田復合群體生態(tài)系統(tǒng)，對光照、溫度、水分等環(huán)境因子進行充分利用[16]。魏紅國等[15]在苦參套種玉米的模式下，測定苦參產(chǎn)量、有效成分含量以及玉米產(chǎn)量，結果顯示，苦參有效成分含量提高了0.18%～0.42%，苦參的產(chǎn)量增加了1 500 kg/hm2，3 a產(chǎn)值共提高1.5萬～3.7 萬元 /hm2。

北方地區(qū)的小麥/苦參間作模式中，冬春季的小麥和苦參覆蓋地面，對北方的沙塵等對土地的損害有保護作用，第2，3年越冬期間有苦參苗覆蓋地面，也能有效地防治土壤荒漠化，避免水土流失[17]。藥用植物—農作物間作模式的合理搭配，既降低了單一物種種植經(jīng)濟效益低的風險，也可以高效利用土地、保護土地生態(tài)環(huán)境，為發(fā)展藥用植物—農作物的“糧藥”間套作模式提供了理論依據(jù)[11]。

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Comparative Analysis of Compound Planting Types ofSophora flavescens

LEI Haiying1，WANGXi1，WANGYuqing2，DUANYonghong2
（1.Department ofBiological Sciences and Technology，Changzhi University，Changzhi 046011，China；2.College ofAgronomy，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

By using field test,three kinds of intercropping types were designed about maize/Sophora flavescens,winter wheatmillet/Sophora flavescens and flax/Sophora flavescens,and suitability for intercropping types grain medicine of Sophora flavescens of Shanxiarea semiarid ecologicalcondition was analyzed.The results showed that Sophora flavescens was the highest yield in maize/Sophora flavescens intercropping type,wheat-millet/Sophora flavescens intercropping type was the best economic yield and ecological benefits.Meixian Sophora flavescens was the highest yield of the four Sophora flavescens,and Chifeng Sophora flavescens was the lowest yield.The research will provide the foundation for the selection and production of Sophora flavescens grain medicine cultivation mode.

Sophora flavescens;intercropping;ecological benefit

S567.5＋3

A

1002-2481（2017）11-1782-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.13

2017-06-24

國家自然科學基金項目（21201024）；山西省重點學科建設經(jīng)費（FSKSC）

雷海英（1978-），女，山西平遙人，副教授，碩士，主要從事作物育種研究工作。段永紅為通信作者。