全周期間作模式膠園間作腎茶的產(chǎn)量及藥材質(zhì)量

鄭定華 陳俊明 陳蘋 周立軍

摘? 要? 為評(píng)價(jià)腎茶在全周期間作模式膠園中的間作發(fā)展?jié)摿?，以腎茶的露地栽培為對(duì)照，對(duì)南北行向全周期間作模式膠園間作腎茶的產(chǎn)量及其藥材主要質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明：在南北行向全周期間作模式膠園中間作腎茶，不同觀測位置、不同采樣時(shí)期、不同部位腎茶的產(chǎn)量及其藥材質(zhì)量存在差異，間作各處理腎茶的產(chǎn)量均大幅度低于露地栽培，其中，間作區(qū)中產(chǎn)量最高的中間、東側(cè)區(qū)地上部產(chǎn)量僅能達(dá)到露地栽培約30%的產(chǎn)量水平;雖然部分間作處理的腎茶浸出物、熊果酸含量稍高于露地栽培或與之基本持平，但腎茶地上部的黃酮、迷迭香酸、粗灰分含量均為林下間作差于露地栽培，同時(shí)該3個(gè)指標(biāo)均呈現(xiàn)隨膠園蔭蔽度的增加而變差的趨勢(shì)。與常規(guī)的露地栽培相比，在南北行向全周期間作模式膠園間作條件下，腎茶產(chǎn)量顯著下降的同時(shí)藥材質(zhì)量變差。因此，腎茶不適宜在南北行向全周期間作模式膠園中間作發(fā)展。

關(guān)鍵詞? 南北行向全周期間作模式膠園;間作;腎茶;產(chǎn)量;藥材質(zhì)量;蔭蔽度

中圖分類號(hào)? Q949.777.6;S753.53+6? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A

Yield and Medicinal Quality of Clerodendranthus spicatus Intercropped under Rubber Plantation with Paired Row Planting System

ZHENG Dinghua1， CHEN Junming1， CHEN Ping2， ZHOU Lijun1*

1. Rubber Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Research Center for Utilization of Under-forest Resources， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Danzhou Investigation & Experiment Station of Tropical Crops， Ministry of Agriculture & Rural Affairs / Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of Rubber Tree， Ministry of Agriculture and Rural Affairs / State Key Laboratory Incubation Base for Cultivation & Physiology of Tropical Crops， Haikou， Hainan 571101， China; 2. Hainan Huluwa Pharmaceutical Co.， Ltd.， Haikou， Hainan 570216， China

Abstract? The intercropping potential of Clerodendranthus spicatus under the rubber plantation with south-north paired row planting system， with cultivated in open field as CK， were studied， and the yield and main medicinal quality indexes of C. spicatus were assayed. The yield and medicinal quality were different with different treatments， different period and different plant parts. The yield of intercropped was much lower than that of CK. The highest yield of the middle and east side in the plantation treatments was 30% only that of CK. Although some extractive contents and ursolic acid contents were slightly higher than or similar to that of CK， the contents of crude flavonoids and rosmarinic acid as well as crude ash in the above-ground of the intercropped were less than that of CK， and the three indexes were worse when the shade density increased in rubber plantation simultaneously. By comprehensive consideration of yield and medicinal quality C. spicatus is not suitable for intercropping under the rubber plantation with south-north paired row planting system.

Keywords? rubber plantation with south-north paired row planting system; intercrop; Clerodendranthus spicatus; yield; medicinal quality; shade density

DOI? 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.12.002

橡膠林是我國重要的熱帶經(jīng)濟(jì)林，是熱帶地區(qū)農(nóng)林經(jīng)濟(jì)收入的重要來源。近年來，因橡膠價(jià)格持續(xù)低迷，膠園經(jīng)濟(jì)效益低下，因此利用橡膠林下低廉的土地資源，發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)重新受到高度關(guān)注。其中，林下間作是發(fā)展膠園林下經(jīng)濟(jì)的重要手段，但在面積占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的成齡膠園中，可推廣的林下間作物太少，制約了膠園間作的發(fā)展，開發(fā)新的間作物及新的間作模式成為當(dāng)務(wù)之急。全周期間作模式膠園，指從定植后直至膠林更新均可以開展間作生產(chǎn)的間作模式，該模式通過種植直立型橡膠樹品種，并調(diào)整膠樹株行距為4 m×2 m×20 m的寬窄行種植模式，在橡膠樹不大幅減產(chǎn)的前提下讓出部分空間間作其他農(nóng)作物，與傳統(tǒng)的橡膠種植模式相比，能較為有效地解決目前膠園間作生產(chǎn)中存在的可間作期短、生產(chǎn)分散，以及園內(nèi)光照、養(yǎng)分和空間競爭等問題[1]，為成齡膠園間作提供了新的思路和模式。

腎茶為唇形科腎茶屬多年生草本植物，原產(chǎn)熱帶地區(qū)，以地上部分入藥，治急慢性腎炎、膀胱炎、尿路結(jié)石及風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，對(duì)腎臟病有良效[2]，此外，腎茶還有抗炎抗菌、降壓降糖、抗腫瘤、保肝、健腎、免疫調(diào)節(jié)等藥理活性[3-5]，是值得深入開發(fā)利用的中藥資源。腎茶常生于林下潮濕處，有時(shí)也見于無蔭平地上[2]，對(duì)光照要求不嚴(yán)，在全光照下或一定蔭蔽的環(huán)境下都可較好生長[6-7]。有研究者曾指出腎茶可能適合于在膠園林下間作，但其間作試驗(yàn)結(jié)果表明，膠園間作與水田栽培及玉米地間作相比，腎茶極適宜在玉米地間作而不適宜在橡膠成林栽培[8]。不過該研究并未涵蓋不同蔭蔽度膠園，尤其是腎茶是否適合在低蔭蔽的全周期間作模式膠園中間作發(fā)展仍不清楚?；诖?，我們對(duì)南北行向全周期間作模式膠園中不同蔭蔽條件下間作腎茶的產(chǎn)量及藥材質(zhì)量進(jìn)行了比較研究，以期進(jìn)一步明確。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 試驗(yàn)地概況? 試驗(yàn)間作區(qū)及露地栽培對(duì)照區(qū)均位于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場三隊(duì)（19°32′55″N，109°28′30″E），為典型的熱帶海洋季風(fēng)氣候區(qū)，年均溫20.8～26.0 ℃，年降雨量1600～1800 mm，通常每年旱、雨季較分明，雨季5—10月且主要集中在7—9月。2018年全年降雨較往年均衡，旱季不明顯。其中，對(duì)照區(qū)與間作處理區(qū)直線距離約350 m，四周20 m內(nèi)均為露地空曠無遮擋。

1.1.2? 腎茶種苗? 腎茶[Clerodendranthus spicatus （Thunb.） C. Y. Wu]扦插苗引自海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院于旭東老師所在的課題組。

1.1.3? 儀器? 日本島津AUW220D電子天平，超聲波清洗機(jī)，真空泵及過濾瓶，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司T6型紫外可見光光度計(jì)，坩堝，上海綠宇生物科技有限公司KXX-12-12箱式電阻爐，Agilent 1260 Infinity II 液相色譜儀（四元泵G711B，自動(dòng)進(jìn)樣器G7129A，柱溫箱G7116A，檢測器G7115A），超純水機(jī)，0.22 μm微孔濾頭及濾膜，注射器。

1.1.4? 試劑? 迷迭香酸、熊果酸標(biāo)準(zhǔn)品購自成都植標(biāo)化純生物技術(shù)有限公司，蘆丁對(duì)照品購自中國食品藥品檢定研究院，甲醇（色譜、分析純）、磷酸、乙醇、NaNO2、Al（NO3）3、NaOH。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)? 共設(shè)4個(gè)處理，每處理均3重復(fù)，小區(qū)面積均3 m2以上。處理1：腎茶全自然光照條件下的露地栽培，觀測得到的平均日照時(shí)長約10.7 h/d（7月份測，下同），記為CK;處理2～處理4：南北行向全周期間作模式膠園間作，橡膠樹為2002年3月定植，品種7-20-59，膠樹大行距20 m，小行距4 m，株距2 m，間作區(qū)占大行中間13 m寬，分別在距離橡膠樹東邊4 m、寬行中間位置（距兩側(cè)橡膠樹均為10 m）和距離西邊橡膠樹4 m處設(shè)觀測位點(diǎn)，并分別記為東側(cè)（處理2）、中間（處理3）、西側(cè)（處理4），各點(diǎn)觀測得到的平均日照直射時(shí)長分別約為2.2、3.9、2.0 h/d，其余為林下散射光，間作示意圖見圖1。

1.2.2? 腎茶的種植管理? 2017年10月19日定植袋育扦插苗。試驗(yàn)地定植前均翻耕20 cm，除四周做好排水溝以外均未施基肥未起畦，定植株行距均為30 cm×30 cm，植后適時(shí)澆水確保成活。各處理管理措施均一致。2018年2月第1次施肥，撒施尿素，用量10 kg/667 m2。第2、3次施肥均為NPK15-15-15復(fù)合肥，分別于4、8月進(jìn)行，雨后撒施，用量均為15 kg/667 m2。至采樣前人工拔草3次，期間無刈割或其他措施。

1.2.3? 測定項(xiàng)目及方法? 分別于2018年9月20日（生長穩(wěn)定，花量少）、10月20日（生長穩(wěn)定，開花較旺）、11月19日（少量葉片輕度轉(zhuǎn)黃，花量少）3個(gè)時(shí)期采樣，均避開邊行及舊采樣區(qū)，采割留茬高度10 cm。（1）產(chǎn)量測定：全周期間作模式膠園以各觀測位點(diǎn)為中心點(diǎn)，用標(biāo)準(zhǔn)樣框采集1 m2內(nèi)腎茶的地上部分，平行于橡膠樹大行方向隨機(jī)采3次重復(fù)，CK處理則在每小區(qū)中隨機(jī)采集1 m2，3次重復(fù)，分別將各樣方所得腎茶的葉片、莖進(jìn)行人工分離，自然晾曬干后再80 ℃烘干稱重，計(jì)算單位面積產(chǎn)量及葉占比（葉片重量占地上部重量的百分比），后粉碎過篩待用;（2）水冷浸出物、總灰分含量按2015版《中華人民共和國藥典》[9]附錄中的方法進(jìn)行;（3）總黃酮含量測定參照文獻(xiàn)[10-11]并稍有改進(jìn)：精密稱取約1 g樣品放入具塞試管中，精密加入100 mL的50%乙醇溶液，塞緊，整批40 kHz 600 W超聲處理30 min，中間暫停放氣以防熱漲塞子爆出，后靜置過濾得濾液，以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)樣作標(biāo)準(zhǔn)曲線，亞硝酸鈉-硝酸鋁顯色紫外分光光度法測定黃酮含量;（4）迷迭香酸、熊果酸含量測定部分參照文獻(xiàn)[12]并作調(diào)試修改：精密稱取腎茶樣品約1 g，置具塞試管中，精密加入甲醇50 mL，塞緊，整批超聲處理30 min，中間暫停放氣以防熱漲塞子爆出，靜置過濾得濾液，0.22 μm有機(jī)濾頭過濾得待測液，再以高效液相色譜法測定含量：①迷迭香酸色譜條件：ZORBAX Eclipse Pluse C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流動(dòng)相甲醇0.2%磷酸溶液（45∶55），流速1.0 mL/min，柱溫30 ℃，檢測波長210 nm，圖譜采集時(shí)間20 min;②熊果酸色譜條件：色譜柱同迷迭香酸，流動(dòng)相甲醇0.2%磷酸溶液（90∶10），流速1.0 mL/min，柱溫30 ℃，檢測波長326 nm，圖譜采集時(shí)間20 min。腎茶地上部各含量指標(biāo)數(shù)據(jù)以各小區(qū)的葉、莖測得的含量結(jié)合葉占比折算得到。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理分析及作圖用Excel 2007及DPS7.05軟件，處理間方差分析及多重比較用Duncan新復(fù)極差法。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同種植區(qū)腎茶的產(chǎn)量及其分配比較

由圖2可以看出，各采樣期腎茶地上部、莖、葉片產(chǎn)量均表現(xiàn)為CK>中間>東側(cè)>西側(cè)，且均呈現(xiàn)9月20日>10月20日>11月19日的趨勢(shì)，全周期間作模式膠園間作區(qū)各處理地上部產(chǎn)量（258.33～358.60 g/m2）均遠(yuǎn)低于CK（797.37～ 980.00 g/m2），膠園間作區(qū)離橡膠樹較遠(yuǎn)的中間處理高于兩側(cè)離橡膠樹近的處理，其中，中間（324.80～358.60 g/m2）、東側(cè)（305.43～332.80 g/m2）的地上部產(chǎn)量能夠達(dá)到CK處理的約30%產(chǎn)量水平，西側(cè)（258.33～278.97 g/m2）的則較低。方差分析結(jié)果表明（圖2），各時(shí)期CK處理地上部產(chǎn)量極顯著高于間作區(qū)，但間作區(qū)處理間的差異未達(dá)0.01極顯著水平（因處理較多，限于篇幅，本文僅對(duì)各處理間地上部的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析與標(biāo)示）。腎茶葉占比為東側(cè)（23.65%～32.19%）>西側(cè)（23.56%～31.96%）>中間（23.27%～30.80%）>CK（14.67%～21.76%），其中，各時(shí)期CK處理葉占比極顯著低于間作各處理，整體上呈現(xiàn)產(chǎn)量越高的處理其葉占比越低，并表現(xiàn)出9月20日>10月20日>11月19日的趨勢(shì)。

2.2? 不同種植區(qū)腎茶的浸出物含量比較

由圖3可見，腎茶地上部的浸出物含量中，9月20日采樣的間作區(qū)各處理（17.29%～18.22%）稍低于CK（18.25%），10月20日采樣的則為間作區(qū)（18.31%～20.34%）接近于或稍高于CK（18.56%），而11月19日采樣的又表現(xiàn)為間作區(qū)各處理（17.55%～18.57%）略低于CK（19.45%）。其中，10月20日地上部東側(cè)浸出物極顯著高，9月20日地上部西側(cè)極顯著低，其他各地上部浸出物的含量雖然也存在顯著或極顯著差異，但數(shù)值差異相對(duì)較小。腎茶葉片浸出物含量各時(shí)期均為膠園間作（17.43%～23.09%）低于CK（23.44%～ 28.08%），而莖干的浸出物含量則表現(xiàn)為間作區(qū)（16.47%～19.50%）稍高于或接近于CK（16.79%～ 17.97%），葉片中浸出物含量整體上高于莖干。

不同小寫字母表示處理間地上部產(chǎn)量差異顯著（P<0.05），不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01）。

2.3? 不同種植區(qū)腎茶的黃酮含量比較

不同種植區(qū)腎茶的黃酮含量比較結(jié)果見圖4，膠園間作腎茶地上部的黃酮含量（3.83%～8.15%）均低于同期露地栽培CK（5.78%～10.62%），并隨時(shí)間往后降低，同時(shí)，間作區(qū)各處理的黃酮含量也表現(xiàn)為中間離橡膠樹較遠(yuǎn)的中間處理的含量比兩側(cè)高，且西側(cè)的最低，其中，9月20日的極顯著高于其他處理。除10月20日采樣的腎茶莖干黃酮含量（5.49%）略高于同期CK（4.97%）以外，膠園間作各處理葉片（6.89%～12.30%）、莖干（2.90%～6.23%）的含量均分別低于同期CK葉片（14.27%～20.86%）、莖干（4.03%～7.76%）的，同時(shí)均表現(xiàn)出間作區(qū)中間含量高兩側(cè)含量低的趨勢(shì)，且西側(cè)的最低。

2.4? 不同種植區(qū)腎茶的迷迭香酸含量比較

由圖5可以看出，全周期間作模式膠園間作的腎茶中迷迭香酸含量無論是葉片（0.08%～ 0.39%）、莖干（0.21%～0.38%）還是地上部（0.18%～0.34%）均低于同期露地栽培CK（葉片0.31%～0.56%、莖干0.32%～0.39%、地上部0.35%～0.39%），其中，CK葉片中的含量與同期間作區(qū)各處理間的差異相對(duì)較大，均達(dá)極顯著水平。全周期間作模式膠園間作區(qū)中，除東側(cè)腎茶莖干迷迭香酸含量在10月20日及11月19日稍高于中間處理以外，腎茶各處理、各部位、各時(shí)期均呈現(xiàn)中間高兩側(cè)低的趨勢(shì)，且也為西側(cè)的含量最低。

2.5? 不同種植區(qū)腎茶的熊果酸含量比較

不同種植區(qū)腎茶熊果酸含量比較結(jié)果見圖6，各時(shí)期膠園間作區(qū)各處理地上部腎茶熊果酸含量（0.06%～0.09%）稍高于同期露地栽培CK（0.06%～0.07%）或與之持平，且間作區(qū)西側(cè)含量（0.06%～0.07%）最低，各處理間部分存在顯著差異，但整體上看差異相對(duì)較小。腎茶熊果酸在各處理葉片中的含量均遠(yuǎn)高于莖干，約為莖干的3～5倍，其中，葉片含量在處理間的差異較明顯，而莖干中含量在處理間的差異較小。

2.6? 不同種植區(qū)腎茶的粗灰分含量比較

由圖7可以看出，不同處理地上部腎茶粗灰分含量整體上為中間（9月20日4.70%、10月20日3.94%、11月19日3.93%）、CK（9月20日5.33%、10月20日4.53%、11月19日4.08%）的較低，東側(cè)（9月20日5.78%、10月20日4.69%、11月19日4.00%）的稍高，西側(cè)（9月20日7.26%、10月20日6.50%、11月19日5.60%）的最高，

整體上，無論是地上部、葉片還是莖干的粗灰分含量，間作區(qū)中不同處理、不同時(shí)期均為西側(cè)和東側(cè)的高于中間區(qū)，且葉片的粗灰分含量均極顯著高于莖干，說明雜質(zhì)較多質(zhì)量較差。

3? 討論

3.1? 南北行向全周期間作模式膠園間作腎茶的產(chǎn)量表現(xiàn)

林農(nóng)混作中作物相互影響，除了爭奪土壤肥力以外，主要是爭奪光能[13]。影響橡膠園間作物生長和產(chǎn)量的主要因素是行間光照條件[14]。與傳統(tǒng)成齡橡膠園相比，全周期間作模式膠園內(nèi)光照、養(yǎng)分和空間競爭問題得到了改善，理論上可間作的作物種類更多。部分研究結(jié)果表明，南北行向全周期間作模式膠園間作豆薯的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量可達(dá)到對(duì)照單作的93.5%且與單作的差異不顯著[15]，而間作大豆及玉米[16]、蘿卜和豌豆及荷蘭豆[17]、廣金錢草[18]、玫瑰茄[19]的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量則顯著低于、或遠(yuǎn)低于對(duì)照。因此，全周期間作模式膠園內(nèi)的間作物要有相應(yīng)的耐蔭能力，如果耐蔭能力匹配，其間作的產(chǎn)量可與露地栽培的持平甚至超越。本研究結(jié)果表明，南北行向全周期間作模式膠園間作腎茶的產(chǎn)量大幅度低于露地栽培，間作區(qū)中間產(chǎn)量最高的區(qū)域也僅達(dá)到露地栽培約30%的產(chǎn)量水平，并呈現(xiàn)日照直射時(shí)長越少（蔭蔽度越高）產(chǎn)量越低的趨勢(shì)。由此說明，即使野生腎茶雖然可在林下或一定蔭蔽條件下生長良好，但南北行向全周期間作模式膠園中的光照條件仍然不能滿足腎茶經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量充分積累的需要。因此，從產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)，腎茶并不太適宜在南北行向全周期間作模式膠園中間作發(fā)展。

3.2? 南北行向全周期間作模式膠園間作腎茶的藥材質(zhì)量表現(xiàn)

植物的生存環(huán)境并不總是適宜的，生長發(fā)育的過程中經(jīng)常受到各種環(huán)境脅迫，環(huán)境脅迫可能有利于某些中藥次生代謝產(chǎn)物的形成和積累[20]。在膠園間作系統(tǒng)中，高大的橡膠樹往往占據(jù)競爭優(yōu)勢(shì)，而間作物通常承受不利的競爭與脅迫，這種競爭與脅迫是否有利于間作藥材次生代謝產(chǎn)物的形成和積累值得深入研究。由此我們假設(shè)：如果某種中藥材在林下不同競爭脅迫下的質(zhì)量較露地栽培的好，那么即使以產(chǎn)量的降低換取更好的藥材質(zhì)量，或者在藥材的產(chǎn)量與質(zhì)量間尋找一種平衡，從而達(dá)到利用林下低廉的土地資源發(fā)展林藥間作的目的，這是非常有意義的，但這種假設(shè)要針對(duì)不同藥材不同環(huán)境去驗(yàn)證。本研究結(jié)果表明，在南北行向全周期間作模式膠園中間作腎茶，其地上部主要藥效成分指標(biāo)除浸出物、熊果酸含量比露地栽培的稍高或基本持平以外，黃酮、迷迭香酸、粗灰分含量均為露地栽培的明顯優(yōu)于膠園間作的，同時(shí)該3指標(biāo)均呈現(xiàn)隨蔭蔽度的增加而變差的趨勢(shì)。這說明南北行向全周期間作模式膠園間作也會(huì)對(duì)腎茶的藥材質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，間作腎茶在產(chǎn)量降低的同時(shí)沒有獲得更好的藥材質(zhì)量，因此，從藥材質(zhì)量考慮，南北行向全周期間作模式膠園間作腎茶也沒有優(yōu)勢(shì)。

綜上，與常規(guī)的露地栽培相比，南北行向全周期間作模式膠園間作條件下腎茶的產(chǎn)量顯著下降的同時(shí)藥材質(zhì)量變差，因此，我們認(rèn)為腎茶不適宜在南北行向全周期間作模式膠園中間作發(fā)展。

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