密度和壟作方式對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

陳 翠，程遠(yuǎn)輝，和根強(qiáng)，周國(guó)華，趙文林，戚淑威，楊少華

（1云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高山經(jīng)濟(jì)植物研究所，云南麗江 674100；2云南白藥集團(tuán)太安生物科技產(chǎn)業(yè)有限公司，云南麗江 674100）

0 引言

金鐵鎖(Psammosilene tunicoides)為石竹科多年生草本藥用植物，主要分布于云南、四川、貴州金沙江和雅魯藏布江沿岸[1-2]。金鐵鎖在中國(guó)西南地區(qū)有悠久的藥用歷史[3-4]。通過(guò)現(xiàn)代化學(xué)分析，金鐵鎖的根主要含皂苷、三萜、果酸以及氨基酸等化合物。藥理研究證明金鐵鎖具有較好的鎮(zhèn)痛和抗炎作用，對(duì)于治療風(fēng)濕、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等有良好的療效，是多種中成藥如云南白藥、百寶丹、金骨蓮膠囊、痛血康膠囊等的原料藥[5-6]。

金鐵鎖栽培歷史較短，2000 年左右才開始在云南、貴州等自然分布區(qū)進(jìn)行人工栽培。查閱文獻(xiàn)，金鐵鎖大部分研究報(bào)道主要集中于藥理藥效、分布、生理生態(tài)、遺傳多樣性研究方面[7-11]，僅有部分栽培研究，主要集中于種子種苗繁育、最佳采收期、施肥研究等方面[12-17]。當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的壟作栽培模式能有效協(xié)調(diào)土、水、肥、氣、熱、光等關(guān)系，以提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[18]，而溝寬、壟寬與密度是壟作模式主要構(gòu)成要素。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不同溝寬、壟寬與土地利用率對(duì)植物根系生長(zhǎng)土壤環(huán)境有很大影響，適宜的溝寬、壟寬形成的耕作層厚度能提高土壤環(huán)境的保濕保溫和供肥能力，而密度會(huì)影響植物地上部分的通風(fēng)透光，從而影響植物光合作用和病害發(fā)生率[19-20]。目前金鐵鎖生產(chǎn)中種植方式多樣，不同溝寬、壟寬、密度對(duì)生產(chǎn)的影響研究尚未有報(bào)道。在金鐵鎖植株數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀中，根重與根長(zhǎng)和根粗相關(guān)性很高[21-22]，根重一定程度上代表著根的主要外觀形態(tài)。通過(guò)金鐵鎖植株農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量和醇溶物含量的相關(guān)性和通徑分析，根重是金鐵鎖產(chǎn)量和醇溶物含量最主要的正向影響因子[22-23]，因此，根重不僅影響著金鐵鎖藥材外觀形態(tài)，同時(shí)影響著醇溶物含量，本研究以根重代表金鐵鎖藥材質(zhì)量。筆者開展不同溝寬、龔寬、株行距種植方式對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量和質(zhì)量的影響研究，以期確定金鐵鎖最佳種植條件和方式，為實(shí)現(xiàn)金鐵鎖優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)和規(guī)范化種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年4月在麗江市玉龍縣太安鄉(xiāng)云南白藥集團(tuán)太安生物科技產(chǎn)業(yè)有限公司進(jìn)行，試驗(yàn)地海拔2680 m。試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分全氮1.15 g/kg，全磷0.65 g/kg，全鉀10.1 g/kg。水解性氮為92 mg/kg，速效磷、鉀含量分別為13.30 mg/kg、136 mg/kg，pH 5.9，有機(jī)質(zhì)19.3 g/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為云南白藥集團(tuán)太安生物科技產(chǎn)業(yè)有限公司金鐵鎖規(guī)范化種植基地生產(chǎn)的1年生種苗。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用L16(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共有3 個(gè)試驗(yàn)因素，分別為溝寬、壟寬、密度，每個(gè)因素均設(shè)4 個(gè)水平（表1），試驗(yàn)共16個(gè)處理，試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)共計(jì)48個(gè)小區(qū)。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)試驗(yàn)面積16 m2。所有試驗(yàn)小區(qū)采取一致的栽培管理措施，于2019年11月將各處理小區(qū)金鐵鎖采挖后分別稱量鮮重，計(jì)算產(chǎn)量和單株根重。

表1 試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用直觀分析和方差分析法確定最優(yōu)處理組合。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素處理對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量和質(zhì)量影響的直觀分析

試驗(yàn)不考慮交互作用。溝寬、壟寬、密度對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量影響的直觀分析結(jié)果見(jiàn)表2～3。K1～K4為各因素在相同水平下產(chǎn)量的平均值，其大小可以用來(lái)反映同一因素的不同水平對(duì)產(chǎn)量影響的大小，從而可確定出各因素的最佳水平[21-22]，根據(jù)K值得出影響金鐵鎖產(chǎn)量的溝寬(A)、壟寬(B)、密度(C)3個(gè)因素的最佳水平分別為20 cm、60 cm、8 cm×10 cm。極差R反映了各因素的水平變動(dòng)對(duì)產(chǎn)量影響的大小[24-25]，3個(gè)因素各自水平間的極差R值由大到小依次為C＞A＞B，從而得出對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量的影響從強(qiáng)到弱依次為密度、溝寬、壟寬。

不同溝寬、壟寬、密度對(duì)金鐵鎖平均單株根重影響的直觀分析結(jié)果見(jiàn)表2～3。根據(jù)K值得出A、B、C因素的最佳水平分別為30 cm、60 cm、20 cm×20 cm。3 個(gè)因素各自水平間的極差R值得出對(duì)金鐵鎖質(zhì)量的影響由強(qiáng)到弱依次為密度C、壟寬B、溝寬A。

表2 不同因素處理金鐵鎖產(chǎn)量的直觀分析

續(xù)表2

表3 不同因素在相同水平下產(chǎn)量和根重均值和極差

2.2 不同因素對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量和質(zhì)量影響的方差分析

對(duì)不同因素影響金鐵鎖產(chǎn)量正交試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。溝寬(A)、壟寬(B)、密度(C)因素所對(duì)應(yīng)的P值均小于0.01，說(shuō)明A、B、C因素對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量的影響均達(dá)極顯著水平，密度、壟寬、溝寬都是影響金鐵鎖產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。

表4 不同因素對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量影響的方差分析

由不同因素對(duì)金鐵鎖平均單株根重影響顯著性分析得出，密度C、壟寬B 2個(gè)因素對(duì)金鐵鎖單根重的影響達(dá)極顯著水平，在生產(chǎn)中這2 個(gè)因素是影響金鐵鎖質(zhì)量的關(guān)鍵因素。溝寬因子P值大于0.05，說(shuō)明溝寬對(duì)金鐵鎖質(zhì)量沒(méi)有顯著影響。

2.2.1 溝寬對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量和質(zhì)量的影響 根據(jù)表5產(chǎn)量均值分析，產(chǎn)量隨著溝寬的增加而減少，顯著性分析表明水平1、水平2 沒(méi)有顯著性區(qū)別，與水平3、水平4 有極顯著性區(qū)別。溝寬增加會(huì)減少實(shí)際種植面積，產(chǎn)量會(huì)降低，金鐵鎖生產(chǎn)中溝寬20～30 cm可獲得較高的產(chǎn)量。溝寬不同水平間平均單株根重沒(méi)有差異，溝寬對(duì)金鐵鎖質(zhì)量影響不顯著。

表5 溝寬對(duì)金鐵鎖藥材產(chǎn)量、根重的影響

2.2.2 壟寬對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量和質(zhì)量的影響 根據(jù)表6金鐵鎖藥材產(chǎn)量顯著性分析，較窄的壟寬60 cm 對(duì)產(chǎn)量影響最大，產(chǎn)量最高，80～120 cm 間壟寬沒(méi)有顯著性區(qū)別。壟面寬度減少后，植株通風(fēng)透光率增加，會(huì)顯著影響產(chǎn)量。金鐵鎖種植壟寬60 cm 可獲得較高的產(chǎn)量。不同水平壟寬的平均單株根重差異顯著。單株根重隨著壟寬的增加而減少，壟面越窄，根質(zhì)量越好。壟面寬度100～120 cm 之間沒(méi)有顯著性區(qū)別。金鐵鎖生產(chǎn)中壟寬60 cm可獲得較好的藥材質(zhì)量。

表6 壟寬對(duì)金鐵鎖藥材產(chǎn)量、根重的影響

2.2.3 密度對(duì)金鐵鎖產(chǎn)量和質(zhì)量的影響 表7顯著性分析表明，密度是增加金鐵鎖產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，不同水平對(duì)產(chǎn)量差異性極顯著，產(chǎn)量隨著密度增加而增加。種植時(shí)間短，病害發(fā)生少時(shí)，密度越高，產(chǎn)量越高。本試驗(yàn)中密度8 cm×10 cm 產(chǎn)量最高。金鐵鎖不同密度種植平均單株根重差異顯著。單株根重隨著密度的增加而降低，密度越大，根質(zhì)量變差，株行距8 cm×10 cm根質(zhì)量最差，20 cm×20 cm 根質(zhì)量最好。密度影響作物的生長(zhǎng)空間和土壤肥力，金鐵鎖為半匍匐植物，株行距較大時(shí)主枝和分枝全部開展，枝葉光合作用強(qiáng)，有機(jī)物質(zhì)積累總量增加，株行距小時(shí)株間透光率降低，根莖生長(zhǎng)不良。密度是決定著金鐵鎖產(chǎn)量和質(zhì)量最關(guān)鍵的因素，需綜合考慮合理的種植密度。

表7 密度對(duì)金鐵鎖藥材產(chǎn)量、根重的影響

2.3 最優(yōu)處理組合分析

表2 不同處理間金鐵鎖產(chǎn)量的多重比較分析表明，處理1 和處理6 產(chǎn)量最高，2 個(gè)處理間沒(méi)有顯著差異，都為最優(yōu)組合，數(shù)值以處理1 最高，每公頃產(chǎn)量為3651.83 kg。根據(jù)正交試驗(yàn)的直觀分析結(jié)果K值和方差分析結(jié)果綜合考慮，得出本試驗(yàn)的最優(yōu)處理組合為A1B1C1，即密度8 cm×10 cm、溝寬20 cm、壟寬60 cm，說(shuō)明利用正交試驗(yàn)優(yōu)化金鐵鎖種植方式的研究方案是成功的。

通過(guò)不同處理間根重均值的多重比較分析，處理13數(shù)值最高，處理組合為溝寬50 cm、壟寬60 cm、密度20 cm×20 cm，但與處理10沒(méi)有顯著差異，都為最優(yōu)組合。根據(jù)正交試驗(yàn)的直觀分析結(jié)果K值和方差分析結(jié)果綜合考慮，得出本試驗(yàn)的最優(yōu)處理組合為A2B1C4，即溝寬30 cm、壟寬60 cm、密度20 cm×20 cm。該處理組合未在本試驗(yàn)處理組合中，通過(guò)2020 年補(bǔ)充試驗(yàn)，結(jié)果得到該組合根重均值達(dá)到10.25 g，大于正交試驗(yàn)結(jié)果中的最高值9.61 g，說(shuō)明利用正交試驗(yàn)優(yōu)化金鐵鎖種植方式的研究方案是成功的。

綜合考慮金鐵鎖產(chǎn)量和根質(zhì)量，生產(chǎn)中處理1、6、5 都可采用，即A1B1C1（溝寬20 cm、壟寬60 cm、密度8 cm×10 cm）、A2B2C1（溝寬30 cm、壟寬80 cm、密度8 cm×10 cm）、A2B1C4（溝寬30 cm，壟寬60 cm、密度8 cm×15 cm）。

4 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，種植密度高，金鐵鎖產(chǎn)量高，但密度增加，根質(zhì)量下降，8 cm×10 cm 高密度種植單根均重5.2 g，20 cm×20 cm 低密度種植單根均重8.41 g。本試驗(yàn)中，為減少干擾因素和試驗(yàn)誤差，未施基肥和追肥，金鐵鎖產(chǎn)量和根均重?cái)?shù)值都不高。在土壤肥力較好的情況下，高密度種植單根重?cái)?shù)值能顯著提高[16]。但金鐵鎖高密度種植時(shí)，種植時(shí)間長(zhǎng)易產(chǎn)生病害，生產(chǎn)中選擇種植時(shí)間1～2年，水肥和播種期適宜，進(jìn)行適度高密度種植是可行的。種植時(shí)間2 年以上時(shí)，宜較低密度種植。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采取壟作模式有較多優(yōu)勢(shì)，壟作栽培可改進(jìn)土壤耕層結(jié)構(gòu)，有利于土壤通氣透水和增強(qiáng)植物根系吸收水分和養(yǎng)分的能力[18]，壟作有利于田間的通風(fēng)透光，能夠減少株間競(jìng)爭(zhēng)，提高了植物群體的光能利用率，有助于擴(kuò)大產(chǎn)量[19]。使用壟作的方式能有效調(diào)節(jié)植株個(gè)體與群體間的矛盾，促進(jìn)個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育，也保證了群體產(chǎn)量[20]。通過(guò)本文研究結(jié)果，金鐵鎖采取60～80 cm 窄壟的種植模式，可同時(shí)提高產(chǎn)量和質(zhì)量（平均單株根重）。由于本研究中采取的栽培方式是育苗移栽，未進(jìn)行肥力補(bǔ)充，研究結(jié)果可能與施肥、直播栽培結(jié)果有一定的差異，為更精準(zhǔn)有效地指導(dǎo)生產(chǎn)，可進(jìn)一步開展直播、施用基肥和追肥的相關(guān)研究。

采取壟作種植模式時(shí)，密度是很重要的因素，影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量[26]。通過(guò)綜合分析，為同時(shí)提高產(chǎn)量和質(zhì)量，金鐵鎖種植時(shí)溝寬20～30 cm、壟寬60～80 cm、密度8 cm×10 cm 或8 cm×15 cm 都較為合適。由于試驗(yàn)采用了育苗移栽試驗(yàn)，最小株行距為8 cm×10 cm，而生產(chǎn)中直播時(shí)株行距一般為7 cm×7 cm。種植時(shí)可根據(jù)不同繁殖方式選擇密度，如果是移栽，肥水較好條件下適宜密度為90萬(wàn)～105萬(wàn)株/hm2，直播適宜密度為135 萬(wàn)～150 萬(wàn)株/hm2。但種植年限增加時(shí)，需適當(dāng)降低種植密度。