基于絞股藍(lán)在石山巖腳種植模式的效應(yīng)分析

馮世鑫 閆志剛 李力

摘要：探討不同的絞股藍(lán)[Gynostemma pentaphyllum （Thunb.） Makino]種植模式對(duì)石漠化山區(qū)生態(tài)效應(yīng)及經(jīng)濟(jì)效益的影響。設(shè)置絞股藍(lán)、絞股藍(lán)-月柿、絞股藍(lán)-果桑3種種植模式，以雙季玉米為對(duì)照，分析其植被蓋度、土壤含水量、容重、孔隙度、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等生態(tài)效應(yīng)及其經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)果表明，絞股藍(lán)3種種植模式均可提高植被蓋度；絞股藍(lán)-果桑和絞股藍(lán)-月柿兩種模式均能降低土壤容重、增加孔隙度，提高土壤的保水能力；絞股藍(lán)-果桑模式更能提高土壤有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀含量。經(jīng)濟(jì)效益以絞股藍(lán)-果桑最好。絞股藍(lán)-果桑種植模式適合在石漠化山區(qū)推廣。

關(guān)鍵詞：絞股藍(lán)[Gynostemma pentaphyllum （Thunb.） Makino]；石山區(qū)種植；生態(tài)效應(yīng)；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：S567.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）03-0083-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.03.023 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： Aiming to investigate the ecological effects and economic effects of different planting patterns of Gynostemma pentaphyllum （Thunb.） Makino on rocky areas， taking double cropping maize planting pattern as the control， three planting patterns including G. pentaphyllum， G. pentaphyllum-persimmon， G. pentaphyllum-mulberry were set to analyze the ecological effect and economic benefit， including vegetation coverage， water content， bulk density， porosity， organic matter， nitrogen， phosphorus， potassium. The results showed that， three planting patterns of G. pentaphyllum can improve vegetation coverage； The planting patterns of G. pentaphyllum-mulberry and G. pentaphyllum-persimmon can reduce soil bulk density， increase soil porosity， improve soil water holding capacity； The planting pattern of G. pentaphyllum-mulberry can improve the soil organic matter and nitrogen， phosphorus and potassium content. The economic benefit was the best for the planting pattern of G. pentaphyllum-mulberry. The planting pattern of G. pentaphyllum-mulberry is suitable for promoting in the rocky mountain area.

Key words： Gynostemma pentaphyllum （Thunb.） Makino； planting in rocky area； ecological effect； economic benefit

石漠化是指在喀斯特脆弱生態(tài)環(huán)境下，由于人類不合理的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)而造成人地矛盾突出，植被破壞，水土流失，土地生產(chǎn)能力衰退，地表呈現(xiàn)類似荒漠景觀的巖石逐漸裸露的演變過(guò)程。石漠化山區(qū)巖石裸露，保水力差、土層薄、土壤貧瘠等。如何保持水分和土壤，是石漠化山區(qū)治理和提高這類地塊經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。許多農(nóng)民在石縫里種點(diǎn)玉米、黃豆等，因其肥水不足，經(jīng)濟(jì)效益較差。

絞股藍(lán)[Gynostemma pentaphyllum （Thunb.）

Makino]為葫蘆科植物，生長(zhǎng)快、易生根，適應(yīng)性強(qiáng)；含有多種人參皂苷和硒、鈣、鉀、鍺等微量元素，具有降血脂、降血壓、抗衰老等作用[1]，是暢銷的藥食同源保健藥材。已有以保健茶、提取物、膳食蔬菜和藥品等面市，是廣西出口藥材之一，需求量日益增加。目前基于絞股藍(lán)種植模式是否有利于石山地區(qū)生態(tài)效應(yīng)的改善和經(jīng)濟(jì)效益的提高鮮見(jiàn)報(bào)道，為此，擬因地制宜設(shè)計(jì)基于絞股藍(lán)種植的3種模式，以種植雙季玉米為對(duì)照，分析其植被蓋度、土壤含水量、容重、孔隙度、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀及其經(jīng)濟(jì)效益。探討基于絞股藍(lán)有利于石山地區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的種植模式，以期為石灰?guī)r山區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展絞股藍(lán)產(chǎn)業(yè)提供數(shù)據(jù)，為石山地區(qū)石漠化治理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西荔浦縣東昌鎮(zhèn)東陽(yáng)村石灰?guī)r山區(qū)，地理位置為經(jīng)度110°24′，緯度24°30′，海拔184 m。年降雨量1 300 mm，氣溫19.6 ℃，無(wú)霜期316 d。地塊在較高石山巖腳，中間有少量石峋，土層厚15～30 cm，壤土，灰褐色。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)絞股藍(lán)生長(zhǎng)特性和原有月柿樹(shù)的環(huán)境，設(shè)計(jì)3種基于石漠化山區(qū)的絞股藍(lán)種植模式，以雙季玉米作為對(duì)照。各種植模式基本情況見(jiàn)表1。

1.2.2 種植方法 絞股藍(lán)種植的株行距為0.4 m×0.6 m，種植數(shù)量為2 362株/667 m2，移栽時(shí)間為3月2日。果桑樹(shù)苗為一年生的營(yíng)養(yǎng)袋苗，苗高60～80 cm，于3月2日移栽；玉米分別于2月10日和7月5日進(jìn)行播種。月柿為原有的已結(jié)果的成年樹(shù)，在其林下種植上絞股藍(lán)。為促進(jìn)每季的作物生長(zhǎng)，每季作物每667 m2用45%氮磷鉀復(fù)合肥30 kg進(jìn)行追肥。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 植被蓋度測(cè)定 采用目測(cè)法與針刺樣點(diǎn)法相結(jié)合測(cè)定植被蓋度。

1.3.2 產(chǎn)量測(cè)定 隨機(jī)選取長(zhǎng)寬為5 m×5 m的樣方，在試驗(yàn)期間測(cè)定樣方內(nèi)所有作物的產(chǎn)量。絞股藍(lán)采收2次，分別于6月下旬和10月下旬進(jìn)行；春玉米于6月下旬采收，秋玉米于10月下旬采收；果桑在果實(shí)成熟時(shí)隨時(shí)采收；月柿于10月成熟時(shí)采收。每個(gè)處理3次重復(fù)，取平均值。

1.3.3 土壤理化性狀測(cè)定 于2015年11月，在試驗(yàn)地內(nèi)0～25 cm土層用環(huán)刀和鋁盒均勻取樣。采用烘干法測(cè)定土壤含水量；用環(huán)刀浸水法測(cè)定土壤容重、孔隙度；土壤pH用電位法測(cè)量；有機(jī)質(zhì)測(cè)量用重鉻酸鉀高溫外熱法；用擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮；用鉬銻抗比色法測(cè)定速效磷；用浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定速效鉀。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植模式對(duì)植被覆蓋度的影響

試驗(yàn)中不同絞股藍(lán)種植模式所表現(xiàn)出的植被蓋度不同（表2），絞股藍(lán)的3種種植模式植被蓋度總體明顯大于對(duì)照；以P1最大，在6月和10月，其蓋度達(dá)到96%以上，其次為P2，蓋度也達(dá)到90%以上。各處理間的蓋度總體排序?yàn)椋篜1>P2>P3>P4（CK）。說(shuō)明基于絞股藍(lán)的3種種植模式均可提高植被蓋度，以絞股藍(lán)-月柿模式為好。在同一種植模式中，不同時(shí)期的植被蓋度也不相同，均表現(xiàn)為在6月和10月較高，4月和8月較低。說(shuō)明在6月和10月是包括絞股藍(lán)在內(nèi)的作物枝、葉生長(zhǎng)最大化的時(shí)期。揭示以藤葉采收的絞股藍(lán)6月和10月為最佳采收期。4月和8月植被蓋度低，是套種作物的種植時(shí)間不一和絞股藍(lán)中期采收、玉米采收復(fù)種造成的。植被蓋度大有利于水土保持和有益微生物的生長(zhǎng)。

2.2 土壤物理性狀分析

土壤水是土壤重要組成部分，是土壤肥力較為活躍的因素之一。植被依靠吸取土壤水維持自身的生理活動(dòng)。通常用土壤含水量來(lái)表征土壤水分狀況[2]。表3結(jié)果表明，絞股藍(lán)不同種植模式對(duì)其土壤的含水量有不同程度的影響。P1模式最大，P2次之，排序?yàn)镻1>P2>P3>P4（CK）。P2與P1之間差異不明顯，但與P3和P4比較，差異較大。說(shuō)明絞股藍(lán)-月柿和絞股藍(lán)-果桑兩種模式均能提高土壤的保水能力。土壤水分是石漠化地區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建的基礎(chǔ)，有效調(diào)節(jié)石漠化地區(qū)土壤蓄水能力，是石漠化地區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建的重要方法[3]。

土壤容重是干的土壤基質(zhì)物質(zhì)的量與總?cè)莘e之比。土壤容重是土壤緊實(shí)度的一個(gè)指標(biāo)。土壤容重小，土壤的通氣和透水性好、疏松。容重大的土壤，其透氣性和透水性差、板結(jié)。從表3可以看出，土壤容重最大的為P4處理，最小的為P2處理，各樣地土壤容重大小排序?yàn)镻4>P3>P1>P2。P2和P1土壤容重明顯低于P3、P4；P1、P2間差異不明顯。說(shuō)明絞股藍(lán)-果桑和絞股藍(lán)-月柿兩種種植模式在降低土壤容重方面優(yōu)于種植雙季玉米。

土壤孔隙度是土壤孔隙占土壤總體積的百分比。有總孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度3種。土壤孔隙度越高土壤的透水性、透氣性、導(dǎo)熱性就越好，也越有利于植物的生長(zhǎng)。不同種植模式對(duì)土壤的孔隙度有直接的影響。從表3可看出，P2處理的總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均最大，優(yōu)于其他種植模式，分別比雙季玉米模式提高23.6%、22.2%和32.0%。說(shuō)明絞股藍(lán)-果桑套種模式對(duì)改善石灰?guī)r山區(qū)土壤的孔隙度有明顯的促進(jìn)作用。這可能是由于絞股藍(lán)根多，覆蓋面積大，加上果桑在耕作層的根系生長(zhǎng)活躍引起的；同時(shí)與絞股藍(lán)和果樹(shù)的根在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中會(huì)分泌大量的有機(jī)物質(zhì)，使得土壤微生物活動(dòng)增強(qiáng)[4]有關(guān)，從而提高土壤孔隙度。

2.3 土壤化學(xué)性狀分析

土壤酸堿度不僅會(huì)影響土壤養(yǎng)分的有效性及土壤肥力[5，6]，而且還會(huì)影響土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Mn等重金屬元素的存在形態(tài)、有效性[7，8]，是影響土壤肥力的一個(gè)重要化學(xué)指標(biāo)。土壤pH在6～7是最為理想的值。石漠化地區(qū)土壤pH較高，土壤堿性較大，不利于植物的生長(zhǎng)。如何降低石漠化地區(qū)土壤的酸堿度，是石漠化治理的關(guān)鍵技術(shù)之一。試驗(yàn)結(jié)果（表4）表明，3種絞股藍(lán)種植模式對(duì)石漠山區(qū)的土壤pH都有不同程度的改善，以P1表現(xiàn)最好，其pH為6.3，其次為P2，其pH為6.8，均在理想值范圍內(nèi)，說(shuō)明絞股藍(lán)-月柿種植模式能更快地把石灰?guī)r山區(qū)的土壤往中性發(fā)展和調(diào)節(jié)。這可能與月柿葉含有較多鞣酸、單寧有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步研究。

土壤有機(jī)質(zhì)含有植物需要的多種營(yíng)養(yǎng)元素[9]，并且與酶及其他肥力因子有密切的相關(guān)性[10]，是土壤肥力高低的重要標(biāo)志。試驗(yàn)結(jié)果（表4）表明，處理P2有機(jī)質(zhì)含量最高，達(dá)到25.8 g/kg，比對(duì)照提高24.0%。其次為處理P1，比對(duì)照提高22.1%，P3模式的有機(jī)質(zhì)含量略高于對(duì)照P4。說(shuō)明絞股藍(lán)-果桑和絞股藍(lán)-月柿種植模式能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。有機(jī)質(zhì)的主要來(lái)源有植物枯枝落葉、動(dòng)物、微生物殘?bào)w和施肥等，在施肥一致或不施肥的情況下，P1、P2有上層植物落葉、有發(fā)達(dá)的根系改善土壤通透性，有適當(dāng)?shù)年幈味葹槲⑸锓敝程峁﹫?chǎng)所，從而提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量。

對(duì)土壤的堿解氮、有效磷、速效鉀等肥力測(cè)定得知，絞股藍(lán)3種種植模式在堿解氮、有效磷、速效鉀等肥力指標(biāo)方面均比對(duì)照有全面提高；從養(yǎng)分種類和提高的幅度來(lái)看，絞股藍(lán)-果桑種植模式堿解氮比對(duì)照提高68.6%，提高幅度較大，加之有機(jī)質(zhì)含量增多，表明絞股藍(lán)-果桑結(jié)合是一種較好的維持土壤肥力的方式；有效磷變動(dòng)幅度較大，這與施肥或植物吸收利用率有一定關(guān)系；絞股藍(lán)-月柿種植模式的速效鉀含量較高，這與月柿的生物學(xué)特性及種植的坡位有關(guān)，需進(jìn)一步研究。氮、磷、鉀是植物生長(zhǎng)必需的大量元素，直接影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，是土壤肥力高低的重要標(biāo)志。

2.4 種植模式經(jīng)濟(jì)效益分析

在石山地區(qū)種植絞股藍(lán)的3種模式，都取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。按產(chǎn)出和市場(chǎng)平均價(jià)格折算，效益最好的是絞股藍(lán)-果桑種植模式，經(jīng)濟(jì)效益排序?yàn)榻g股藍(lán)-果桑>絞股藍(lán)-月柿>絞股藍(lán)>雙季玉米模式（表5）。

3 小結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，基于絞股藍(lán)的3種種植模式均能有效地增加植被蓋度，快速恢復(fù)植被，避免土壤被沖刷，增強(qiáng)水源涵養(yǎng)能力，提高土壤抗蝕性能。其中，絞股藍(lán)-月柿種植模式對(duì)改善土壤物理性質(zhì)和提高土壤水分保持方面有較大的積極作用；絞股藍(lán)-果桑種植模式不但可改善土壤物理性狀，而且對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)調(diào)節(jié)也有顯著作用，體現(xiàn)在改善了土壤通透性，提高了土壤水分保持力；調(diào)節(jié)土壤pH，提高土壤肥力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。在產(chǎn)量和效益比較中，絞股藍(lán)-果桑種植模式產(chǎn)出絞股藍(lán)的量較大，總體經(jīng)濟(jì)效益最好，是適宜在石山地區(qū)種植發(fā)展的好模式。

果桑是桑中的一個(gè)以采收果實(shí)為主的品種。果實(shí)又稱桑椹，含有豐富的蛋白質(zhì)、蘆丁、胡蘿卜素、維生素、花色素苷、亞油酸、油酸等[11]?，F(xiàn)代藥理學(xué)表明，桑椹具有調(diào)節(jié)免疫、促進(jìn)造血細(xì)胞生長(zhǎng)，抗誘變、降血糖、降血脂、抗衰老、護(hù)肝、抗AIDS等作用。在臨床上，它可用于對(duì)慢性肝炎、高血壓、高血脂、糖尿病、再生障礙性貧血、胃腸道疾病、老年便秘和睡眠障礙等的治療[12]。

絞股藍(lán)和果桑樹(shù)的抗逆性都很強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，枝蔓的擴(kuò)伸可快速恢復(fù)植被并保持水土，同時(shí)具有較高的藥用價(jià)值、食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。把生態(tài)修復(fù)與群眾增收和山區(qū)農(nóng)民脫貧致富結(jié)合起來(lái)，因地制宜，大力開(kāi)發(fā)周期短、見(jiàn)效快、效益好的經(jīng)濟(jì)作物，進(jìn)一步調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，對(duì)石山地區(qū)農(nóng)民和石漠化治理具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李群峰.絞股藍(lán)的化學(xué)成分與藥理作用研究進(jìn)展[J].光明中醫(yī)，2009，24（12）：2396-2398.

[2] 呂貽忠.土壤學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[3] 熊康寧，李 晉，龍明忠.典型喀斯特石漠化治理區(qū)水土流失特征與關(guān)鍵問(wèn)題[J].地理學(xué)報(bào)，2012，67（7）：878-888.

[4] 吳 凡.桑根際微生物研究[D].山東泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[5] 騰 應(yīng)，黃立棟，楊宏敏，等.土壤pH與烤煙鉀素營(yíng)養(yǎng)關(guān)系的研究[J].土壤學(xué)報(bào)，1999，36（2）：276-282.

[6] 余 濤，楊忠芳，唐金榮，等.湖南洞庭湖區(qū)土壤酸化及其對(duì)土壤質(zhì)量的影響[J].地學(xué)前緣，2006，13（1）：98-104.

[7] 于君寶，王金達(dá)，劉景雙，等.典型黑土pH值變化對(duì)微量元素有效態(tài)含量的影響研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2002，16（2）：93-95.

[8] 祖艷群，李 元，陳海燕，等.蔬菜中鉛鎘銅鋅含量的影響因素研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2003，22（3）：289-292.

[9] 宋春雨，張興義，劉曉冰，等.土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤肥力與作物生產(chǎn)力的影響[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2008，24（3）：357-362.

[10] 程 偉，隋躍宇，焦曉光，等.土壤有機(jī)質(zhì)含量與磷酸酶活性關(guān)系研究[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2008，24（3）：305-307.

[11] 邱長(zhǎng)玉，朱方容，林 強(qiáng).桑果的利用與開(kāi)發(fā)前景[J].廣西蠶業(yè)，2009，46（3）：63-66.

[12] 董陽(yáng)輝，錢劍銳，竺修高.桑資源開(kāi)發(fā)及綜合利用[J].浙江萬(wàn)里學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，20（5）：93-96.