杜仲矮化密植栽培模式研究

趙丹 秦利軍 趙德剛

摘 要：矮化密植技術(shù)較常規(guī)種植技術(shù)具有提高植物單位面積的生物量，減少人工成本，增加經(jīng)濟效益等特點，尤其適用于營造杜仲矮化密植林。研究以一年生杜仲實生苗為材料，設(shè)置行距100 cm，株距40 cm、60 cm和80 cm，通過栽植當年及次年生長指標、葉用生物量和化學成分分析比較，為杜仲矮化密植栽培模式的株行距設(shè)置提供依據(jù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，株距為60 cm的杜仲植株生長較好，株高、地徑、葉片鮮重均高于其他種植間距。植株修剪矮化處理，主干增至3～4個，可顯著提高葉片鮮重、干重。但折算公頃產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)株距40 cm（相當于25 000株/hm2）的葉片鮮重高于其他種植密度，為1 825 kg/hm2。有效成分顯示6月>9月，其中6月的綠原酸含量為41 732 mg/kg。試驗結(jié)果表明株距選擇40～60 cm有利于葉用生物量的積累，采收時間選擇6月、10月，6月采收葉片后要及時修枝，促進杜仲再次萌芽。

關(guān)鍵詞：杜仲;矮化;種植密度;葉生物量;成分分析

中圖分類號：S727.9

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2021）03-0074-05

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.03.012

Effects of Dwarfing and Planting Density on Growth and Effective Components of Eucommia ulmoides Oliv

ZHAO Dan1，QIN Lijun1，ZHAO Degang1，2*

（1.Key Laboratory of Plant Resource Conservation and Germplasm Innovation in Mountainous Region （Ministry of Education），Institute of Agro-Bioengineering/College of Life Science，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.Guizhou Academy of Agricultural Sciences，Guizhou Plant Conservation Technology Center，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：

To study optimal plant spacing and the harvest time of leaves as feed additives by dwarfing and planting density，this paper used the seedling of annual Eucommia ulmoides Oliv.as the research material，and growth indexes and chemical components of E.ulmoides were observed and measured in 2019 and 2020.In this study，the growth index of single plant showed that plant height，ground diameter and leaf fresh weight of plant spacing （60 cm） were higher than those of other planting spacing.The plant spacing of 40 cm （equivalent to 25，000 plants per hm2） was 5 700 kg/hm2，which was higher than other planting densities.Compared with the samples collected in September，the active components of E.ulmoides were higher in June，in which the content of chlorogenic acid was 41 732 mg/kg in June.Therefore，the plant spacing （40 cm） was conducive to the accumulation of leaf biomass and the harvest time was June and October.It is necessary to prune in time to promote the germination of E.ulmoides after harvesting leaves in June.

Keywords：

Eucommia ulmoides;dwarf;planting density;leaf biomass;composition analysis

杜仲（ Eucommia ulmoides Oliv.）是我國十分重要的國家戰(zhàn)略資源樹種，國家二類重點保護植物，既是世界上極具發(fā)展?jié)摿Φ膬?yōu)質(zhì)天然橡膠資源，又是我國特有的名貴藥材和木本油料樹種，也是維護生態(tài)安全、增加碳匯、國家儲備林建設(shè)、實現(xiàn)綠色養(yǎng)殖的重要樹種，廣泛應(yīng)用于航空航天、國防、交通、電力、通訊、化工、水利、醫(yī)療、體育、農(nóng)林等領(lǐng)域[1]。根據(jù)國家林業(yè)局發(fā)布的《全國杜仲產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2030年）》提出杜仲產(chǎn)業(yè)發(fā)展要按照一、二、三產(chǎn)融合發(fā)展的理念，以杜仲資源種植培育為基礎(chǔ)，合理布局加工和流通鏈，加強杜仲的潛在功能的開發(fā)，通過產(chǎn)業(yè)要素的集聚和技術(shù)的創(chuàng)新延伸產(chǎn)業(yè)鏈，拓展多功能，培育新業(yè)態(tài)，形成杜仲種植和加工領(lǐng)域交叉發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。貴州屬于杜仲適宜栽培區(qū)，種植歷史悠久，與靈芝、天麻并列為“貴州三寶”，主要分布在遵義市、六盤水市、安順市、畢節(jié)市、黔南布衣族苗族自治州和黔西南布依族苗族自治州等地[2]。

雖然貴州有發(fā)展杜仲產(chǎn)業(yè)的豐富資源優(yōu)勢，但在綜合利用方面較欠缺。僅作為貴州道地藥材，以杜仲皮入藥為主，生產(chǎn)杜仲顆粒、杜仲平壓片、復(fù)方杜仲片、杜仲壯骨丸、杜仲補天素膠囊等[2]。相關(guān)研究表明，相較于杜仲皮藥用成分的開發(fā)利用，通過杜仲葉生產(chǎn)功能性飼料喂養(yǎng)家禽，具有促生長、提高免疫力、抑菌等功能，還可以改善抗氧化功能、調(diào)節(jié)脂類代謝、提高畜禽產(chǎn)品品質(zhì)和養(yǎng)殖經(jīng)濟效益，可提高肉質(zhì)并減少抗生素的使用[3]，同時還含有家禽生長必需的蛋白質(zhì)、維生素、微量元素以及脂肪酸等營養(yǎng)成分[4]。

由于目前貴州的杜仲多為成熟喬木林，樹高通常在7～15 m[5]，葉片采摘需要耗費大量人力物力。因此，營造適合貴州地區(qū)種植的杜仲矮化密植栽培模式，對杜仲葉三產(chǎn)利用開發(fā)有著重要的意義。以貴陽市開陽縣毛云鄉(xiāng)和清鎮(zhèn)市衛(wèi)城鎮(zhèn)為杜仲密植試驗點，設(shè)置不同種植密度，于2019—2020年間對杜仲單株生長指標、葉生物量以及有效成分進行測定，旨在探索適應(yīng)貴州種植的杜仲矮化密植林模式，為貴州杜仲葉綜合利用開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

杜仲實生苗（一年生）引種陜西漢中，俗稱川杜仲。硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、葡萄糖、石油醚、氫氧化鉀、無水乙醚、硝酸、檸檬酸鈉、乙腈等分析純試劑均購自國藥集團化學試劑有限公司，磷標準溶液購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心，氨基酸標品購自上海安譜實驗科技股份有限公司，桃葉珊瑚苷、綠原酸和京尼平苷酸標品購自Dr.Ehrenstorfer。

1.2 試驗地概況

試驗地選擇貴陽市開陽縣毛云鄉(xiāng)和清鎮(zhèn)市衛(wèi)城鎮(zhèn)，毛云鄉(xiāng)位于東經(jīng)107°18′，北緯26°98′，海拔1 219 m，屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年均氣溫18～23℃，年降水量1 100 mm，試驗地位于中下坡地。衛(wèi)城鎮(zhèn)位于東經(jīng)106°35′，北緯26°76′，海拔1 225 m，屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年平均氣溫約15℃，年平均降雨量約1 100 mm，試驗地地勢較平。

1.3 試驗方法

2019年3月栽植一年生杜仲實生苗（株高約50 cm，地徑約1 cm），毛云鄉(xiāng)采用行距100 cm，株距分別為40、60、80 cm，種植密度約為25 000、16 667、12 500 株/hm2，衛(wèi)城鎮(zhèn)采用行距100 cm，株距40 cm，種植密度約為25 000 株/hm2。2019年12月底，以地面以上10 cm處通過修枝矮化，并于次年萌芽時保留3～4個萌條。

1.4 生長指標和葉生物量的測定

分別于2019年8月、2020年6月、9月，在不同密度種植地內(nèi)，分別隨機選取3個8 m×8 m樣地，每個樣地對5株進行生長指標及產(chǎn)量測定，包括株高、地徑、有效分枝數(shù)、葉片鮮重等。其中株高指主干基部（貼近地面處）到頂部的距離。地徑指種植面（貼近地面處）向上5 cm左右處莖粗度，其中2020年測定地徑指萌發(fā)新枝地徑。有效分枝數(shù)指從主干分叉的枝條的數(shù)目。選取單株的最大葉5片測量葉長和葉寬。葉片鮮重指每個測定單株所有葉片的總重量。葉片干重指測定單株烘干后葉片的總重量。利用Ecxel 2016 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，SPSS 22.0進行數(shù)據(jù)顯著性分析。

1.5 杜仲葉有效成分測定

1.5.1 基本成分測定

粗灰分、總糖、粗蛋白和粗脂肪含量參照國家標準GB 5009-2016系列食品安全國家標準理化檢測標準測定。采用ICP～OES法測定總磷。采用氨基酸自動分析儀法測定17種氨基酸含量[6]。

1.5.2 活性成分測定

稱取適量混合均勻的樣品于容量瓶中，加入70%甲醇溶液6 mL，超聲30 min，定容至10 mL，過0.45 μm有機膜，待上機。采用Agilent的1260液相色譜儀測定綠原酸、京尼平苷酸、桃葉珊瑚苷的含量。色譜柱為Agilent C18（4.6 mm×150 mm×5 μm），進樣體積為10? μL;溫度為35℃。綠原酸和京尼平苷酸流動相的測定：V（乙腈） ∶V（0.5%乙酸） 為10∶90，檢測波長λ為320 nm。桃葉珊瑚苷流動相的測定：V（甲醇）∶V（水），檢測波長λ為206 nm[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 矮化密植對杜仲單株生長指標的影響

分別于2019年8月和2020年6月、9月對密植杜仲單株進行調(diào)查統(tǒng)計。如表1所示，2019年8月對衛(wèi)城和毛云杜仲單株生長指標統(tǒng)計顯示，當主枝為1個、株行距為40 cm×100 cm時，毛云栽植的杜仲單株株高、地徑均高于衛(wèi)城，分別為121.05 cm、1.328 cm。毛云栽植株距40、60和80 cm比較發(fā)現(xiàn)，株距60 cm的單株株高顯著高于40 cm和80 cm，較栽植時株高增長約93.14 cm，地徑增長約0.345 cm（表1）。

2019年12月對三種株距修剪，保留離地10 cm的主干，并于次年3月抹掉多余萌條，僅留3～4個萌條。2020年6月、9月對毛云不同株距單株生長指標統(tǒng)計顯示，當主枝為3～4個、株距60 cm的單株株高、地徑、最大葉長和葉寬均高于其他株距，尤其是增長量高于2019年，株高較6月增長約154.86 cm，較9月增長約216.81 cm（表1）。

2.2 矮化密植對杜仲葉生物量的影響

2019年8月測定杜仲單株葉片鮮重發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)城栽植杜仲顯著低于毛云栽植的。而毛云栽植單株葉片鮮重則是60 cm高于其他株距，單株葉片鮮重為0.091 kg。2020年6月和9月測定發(fā)現(xiàn)，通過修剪矮化增加主干數(shù)后，含水率6月>9月，單株葉片鮮重是2019年測量的3倍左右，經(jīng)烘干后稱量干重發(fā)現(xiàn)三個株距的差異不大，依次為0.073 kg、0.075 kg和0.075 kg。9月測量發(fā)現(xiàn)株距60 cm的葉片鮮重和干重均高于其他株距，但較6月增長緩慢，甚至負增長。進一步折合杜仲葉公頃產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)，雖然株距60 cm時的單株葉片鮮重和干重均高于其他株距，但根據(jù)種植密度統(tǒng)計顯示，株距40 cm、25 000株/hm2的產(chǎn)量較高，6月和9月均為1 825 kg/hm2，株距60 cm、種植密度16 667 株/hm2的產(chǎn)量次之，6月為1 250.02 kg/hm2，9月為1 700.03 kg/hm2（表2）。

2.3 不同種植密度和時期對杜仲有效成分的影響

通過不同種植密度杜仲單株基本成分測定發(fā)現(xiàn)，粗蛋白、總糖在株距80 cm和60 cm時無顯著差異，二者均顯著高于40 cm。粗脂肪、粗灰分在株距80 cm和40 cm時無顯著差異，二者均顯著高于60 cm。而總磷則在株距40 cm和60 cm時無差異，二者均顯著高于80 cm。綜合分析認為基本成分差異不大，株距為60 cm時總糖和總磷略高于其他株距（表3）。

進一步選取株距為60 cm的葉片測定氨基酸成分和活性成分，結(jié)果顯示17種氨基酸除丙氨酸外，6月均顯著或極顯著高于9月（表4）。桃葉珊瑚苷和京尼平苷酸在葉片中含量6月<9月，6月分別為26 449.42 mg/kg、7 397.68 mg/kg，在9月分別增長了23.85%、79.72%。而綠原酸6月>九月，6月是9月的1.2倍（表5）。

3 結(jié)論和討論

矮化密植栽培技術(shù)具有可控制、可持續(xù)、周期短、收益高等特點，可為生物質(zhì)、燃料、醫(yī)藥及其他工業(yè)領(lǐng)域快速提供所需原材料[8-14]。本研究發(fā)現(xiàn)，通過對不同種植密度和修枝處理，毛云和衛(wèi)城相比，毛云試驗地更適應(yīng)杜仲的矮化密植生長，這可能和地理位置以及土壤成分有關(guān)，杜仲植株怕澇，衛(wèi)城的試驗地地勢較平，容易發(fā)生水淹，影響杜仲生長。而毛云試驗地為坡地，利于排水。經(jīng)2019年和2020年三次生長指標測定發(fā)現(xiàn)，雖然株距60 cm的單株生長指標和葉生物量均高于其他種植密度，但根據(jù)公頃產(chǎn)量折算葉用生物量則是株距40 cm高于株距60 cm，該結(jié)果雖然和丁歡歡等[15]報道的最適株距相一致，但丁歡歡采用的是寬窄行，因此下一步研究將在株距40～60 cm之間設(shè)計種植密度，如測量株距50 cm的生長指標和葉生物量，力求找到最適應(yīng)單株生長，并能獲得最大葉生物量的密植模式。

通過對杜仲葉品質(zhì)分析比較發(fā)現(xiàn)，基本成分如粗蛋白、粗脂肪、總糖等單株含量在不同株距差異不大，由此說明種植密度對基本成分影響較小。而分析不同時期氨基酸和活性成分發(fā)現(xiàn)，17種氨基酸含量在6月顯著或極顯著高于9月?；钚猿煞种刑胰~珊瑚苷、京尼平苷酸含量是6月<9月，綠原酸則是9月<6月，結(jié)果和呂強等[16]報道正好相反，分析原因可能與種植環(huán)境和氣候不同有關(guān)，呂強等[16]選擇的試驗地點是在湖南吉首大學張家界校區(qū)校園內(nèi)。

綜上所述，杜仲矮化密植林的種植株行距可選擇40～60 cm之間，每年12月左右通過修枝矮化杜仲植株，保留3～4個萌條，根據(jù)杜仲葉作為飼料添加劑對營養(yǎng)成分和活性成分的需求，可在6月對杜仲葉進行采收。同時6月采收葉片后對杜仲植株二次修枝處理，實現(xiàn)一年兩收，提高杜仲葉片采收的年均采收量。

參 考 文 獻：

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