不同栗药模式中板栗产量与品质分析

徐阳　龚榜初　江锡兵　胡卫滨　陈喜良　吴开云　孙维敏

摘要：为筛选高效栗药种植模式，构建板栗-覆盆子、板栗-铁皮石斛、板栗-三叶青、板栗-白芨4种栗药种植模式，并进行板栗产量与品质分析。结果表明，栗药模式单株板栗及栗仁产量分别比板栗纯林显著提高10%～40%与24.31%～71.10%。板栗-铁皮石斛、板栗-三叶青模式单栗质量比板栗纯林分别显著提高19.24%、10.79%，但板栗-覆盆子模式单栗质量只相当于板栗纯林的86.10%。去除栗壳影响，各栗药模式单栗仁质量增幅加大，其中板栗-三叶青模式单栗仁显著提高42.91%。栗仁主要矿质元素含量也显著提升，栗仁磷、钾含量分别提高34.78%～81.62%、64.37%～82.30%;栗仁钙、镁元素含量分别提高135.64%～238.14%、36.54%～54.45%。而营养成分指标存在较大分化，栗仁可溶性总糖含量、脂肪含量等指标反而显著低于板栗纯林，板栗-三叶青模式中栗仁淀粉含量比纯林提高3.51%。依据品质性状模糊分析，板栗-三叶青栗仁综合品质最佳，板栗-铁皮石斛模式栗仁综合品质反而低于板栗纯林。表明板栗-三叶青种植模式中板栗产量与品质表现最佳。

关键词：栗药模式;板栗产量;板栗品质

中图分类号： S664.204文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2019）09-0189-05

板栗（Castanea mollissima Blume）栽培面积广，涉业人员众多[1]，但目前板栗园普遍出现低产低效现象，导致部分栗农生产积极性不高，出现许多放弃板栗园管理现象，严重阻碍了板栗产业发展。如何提高板栗林地产出率和经济效益，增加山区栗农收入，是目前亟待解决的问题[1-4]。

板栗林下进行有机耐阴中草药种植，短期内能产生较高的经济效益[4-5]，如中原地区板栗-天麻（Gastrodia elata Bl.）[6]与辽东地区板栗-关玉竹[Polygonatum odoratum （Mill） Druce]模式[7]可帮助当地栗农产生最高收益 15万元/hm2 左右。因此，充分利用板栗林地空间、土壤、水源条件，改变单一种植模式，将板栗林培育和中草药生产有机结合，科学发展栗药套种是增加栗农收入可行且有效的途径[5-7]。

中原地区板栗-天麻与辽东地区板栗-关玉竹模式，缺乏在各地应用的科学经验，且考虑到药材道地性原则，这些模式在华东地区推广时尚需详细的可行性论证。与此同时，我国华东地区特色的三叶青、铁皮石斛、覆盆子等林药模式[8-9]效益极为可观，但相应栗药模式尚未建立，也缺乏系统研究。

总之，栗农急切的增收需要与目前匮乏的栗药模式之间的矛盾日益突出，亟需建立多种栗药模式，进行系统评价，筛选各地适宜的栗药模式。而开展栗林下中药材种植对板栗产量和品质影响的评估是栗药模式筛选的基础。本研究以三叶青（Tetrastigma hemsleyanum）、铁皮石斛（Dendrobium officinale）、覆盆子（Rubus chingii）、白芨（Bletilla striata）材料，构建多种栗药种植模式，对不同种植模式中板栗产量与品质进行测定分析，为高效栗药种植模式的筛选提供基础，以期更好地服务新农村建设，促进板栗产业快速发展。

1 材料与方法

1.1 试验处理与材料

试验地位于浙江省金华市武义县王宅镇，10年生板栗林。林相基本整齐，主栽品种为毛板红板栗（Castanea mollissima Blume Maobanhong），兼少量魁栗（Castanea mollissima Blume Kuili）。选择等高线附近土壤类型、质地相似的15个地块，每地块约0.067 hm2，共约1 hm2。2014年冬季林下人工整地，2015年春，覆盆子分株栽植，铁皮石斛幼苗树干绑缚种植，三叶青、白芨采用幼苗栽种，分别构建板栗-覆盆子、板 栗- 铁皮石斛、板栗-三叶青、板栗-白芨4种栗药种植模式及板栗纯林，其中每种模式0.2 hm2，重复3次，每次重复 0.067 hm2。不同种植模式土肥水等管理方式一致。

1.2 取样方法

2017年夏始，各药材陆续进入稳产成熟期。2017年9月，对不同种植模式板栗产量与品质进行采样与调查。各模式每个重复中选取9株生长发育良好的毛板红板栗树，统计每株成熟栗苞数，并从每株中部四周采摘10个成熟栗苞，带回实验室，分别对栗苞、板栗和栗仁表型性状、栗仁营养成分进行测定。

1.3 指标测定

1.3.1 表型测定

利用游标卡尺分别测量栗苞、板栗、栗仁长度、宽度、高度，单苞质量、单果质量、单栗仁采用百分之一电子天平称量，其中板栗选取边果进行测量。采果期统计每株样树单苞栗数、单株栗数，测定单株苞质量、单株栗质量、单株栗仁质量。

1.3.2 营养成分指标测定

氮元素含量、蛋白质含量测定参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准》;磷含量测定参照GB 5009.87—2016《食品安全国家标准》;钾、钙、镁含量测定参照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准》;脂肪含量测定参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准》。淀粉、可溶性糖含量采用蒽酮比色法进行测定。

1.4 数据分析

数据采用SPSS软件进行多重比较差异显著检验与模糊综合评价。

2 结果与分析

2.1 不同栗药种植模式中板栗生长与产量比较

2.1.1 不同栗药种植模式中板栗产量性状比较

从表1可以看出，板栗林下套种中草药后，单株栗质量与栗仁质量均明显提升。其中板栗-铁皮石斛模式单株栗质量最高，为 5.32 kg，比板栗纯林提高40%，处理间差异显著;板栗-三叶青、板栗-白芨、板栗-覆盆子模式，单株板栗产量分别为5.01、4.53、4.19 kg，分别比板栗纯林提高 31.84%、19.21%、10.26%。不同种植模式单株板栗仁产量分化较大，板栗-三叶青、板栗-铁皮石斛模式最高，分别为3.73、3.45 kg，分别比板栗纯林显著提高了71.10%、58.26%，处理间差异显著;板栗-覆盆子在栗藥模式间最低，为 2.71 kg/株，但也比板栗纯林提高24.31%。

单株产量由单株栗数与单栗质量共同决定，因此进一步分析板栗林下套种中草药，对板栗数量和单栗质量2个方面的影响。除板栗-白芨外，其余栗药种植模式单苞栗数均有提升，板栗-覆盆子模式最高，比板栗纯林提高了28.57%，处理间差异显著，其他3种栗药模式每苞栗数较为相近，均比板栗纯林提高了20%左右。板栗-铁皮石斛模式单株栗数最高，为668.27个，比板栗纯林提高了14.08%。板栗-三叶青、板栗-覆盆子模式与板栗纯林差异不显著。而板栗-白芨模式单株栗数为516.66个/株，显著低于其他模式，且相当于板栗纯林的88.20%。

2.1.2 不同栗药种植模式中栗苞、坚果、栗仁生长性状比较

不同栗药种植模式单株栗产量到单株栗仁产量，提高幅度逐渐拉大，不同模式单质量在单苞、单栗和单栗仁层面存在差异，因此需对各层次单质量进行分析。

從表2可以看出，不同栗药种植模式栗苞质量明显提升，且不同模式间也存在差异。板栗-铁皮石斛模式单苞质量最重，平均为73.92 g，相对于板栗纯林的53.93 g，提高了37.07%，处理间差异显著。板栗-三叶青、板栗-白芨2种种植模式基本一致，分别为62.90、62.31 g，分别比板栗纯林提高了16.63%、15.54%。板栗-覆盆子在栗药种植模式中单苞质量最小，为 58.32 g，比板栗纯林提高了8.14%。从外形上看，单苞质量提高只是表现在栗苞高度的增加，其中板栗-铁皮石斛种植模式中栗苞最高，为52.43 mm，比板栗纯林提高了14.35%。而苞宽、苞长等栗苞性状处理间差异不显著。说明模式间单苞质量的差异或许主要来源于苞内栗质量或仁质量。不同栗药种植模式单苞栗质量、单苞仁质量均比板栗纯林处理明显提升，其中板栗-铁皮石斛、板栗-三叶青、板栗-白芨模式单苞栗质量分别为27.97、26.35、23.29 g，分别比板栗纯林显著提高 44.03%、35.68%、19.93%。板栗-覆盆子模式低于这3种模式，但也比板栗纯林提高了10.97%。不同栗药模式单苞仁质量显著高于板栗纯林，且增幅也大于单苞栗质量。其中板栗-三叶青、板栗-铁皮石斛模式单苞仁质量最高，分别为19.05、18.56 g，比板栗纯林分别提高了60.35%、56.23%，处理间差异显著，板栗-覆盆子模式低于其他栗药模式，但比板栗纯林显著提高了15.74%。

模式间单苞栗质量和仁质量的差异，除单苞栗数差异外，还与单栗质量差异相关。从表3可以看出，不同种植模式中，板栗-铁皮石斛、板栗-三叶青种植模式单栗质量高于板栗纯林，分别提高了19.24%、10.79%。而板栗-覆盆子模式单栗质量为7.74 g，相当于板栗纯林的86.10%。板栗纯林单栗质量的提升，很大程度上是由于栗壳厚度的增加，板栗-覆盆子、板栗-铁皮石斛、板栗-三叶青、板栗-白芨种植模式中栗壳厚分别为1.07、1.30、1.17、1.04 mm，分别只有板栗纯林平均栗壳厚2.11 mm的50.71%、61.61%、55.45%、49.29%。

去除栗壳影响，只看单栗仁质量方面，板栗-覆盆子模式单栗仁质量与板栗纯林差异不显著，板栗-铁皮石斛、板栗-三叶青模式单栗仁质量提高幅度较大，板栗-三叶青模式单栗仁质量最重，为7.36 g，比板栗纯林提高了 42.91%，板栗-铁皮石斛单栗仁质量为7.07 g，比板栗纯林提高了38.28%。与单苞外形一致的是，栗仁差异主要体现在高度方面，各栗药种植模式栗仁高显著高于板栗纯林。

2.2 不同栗药种植模式中板栗营养成分比较

2.2.1 不同栗药种植模式中板栗矿质元素成分比较

不同模式栗仁品质差异分析也是高效栗药种植模式筛选的重要部分。从表4可以看出，不同栗药模式中栗仁主要矿质元素含量相对板栗纯林显著提升。栗药模式栗仁镁含量、钾含量分别比板栗纯林提高了36.54%～54.45%、64.37%～82.30%，但不同栗药模式间差异不显著。而全氮、磷、钙元素含量在不同栗药模式间表现不一致，板栗-白芨模式中最高，分别为1.4%、223.45 mg/100 g、684.33 mg/kg，分别比板栗纯林提高了 72.84%、81.62%、238.14%;板栗-三叶青模式紧随其后，分别为1.26%、187.94 mg/100 g、599.00 mg/kg，分别比板栗纯林提高了55.56%、52.76%、196.53%。板栗-覆盆子模式中栗仁磷与钙含量在栗药模式中最低，分别为 165.82 mg/100 g、476.00 mg/kg，但也比板栗纯林分别提高了34.78%、135.64%。不同栗药模式中，栗仁氮含量在板栗-铁皮石斛模式中最低，为1.04%，仍比板栗纯林提高了28.40%。

2.2.2 不同栗药种植模式中栗果营养元素含量比较

从表5可以看出，与矿质元素含量不同，各栗药模式中栗仁可溶性总糖、粗脂肪含量反而低于板栗纯林。其中，板栗-三叶青中栗仁可溶性总糖、板栗-白芨栗仁脂肪含量显著最低，分别为5.36%、0.87%，分别只相当于板栗纯林的70.71%、48.33%。而板栗-覆盆子、板栗-白芨模式中板栗种实可溶性总糖含量在栗药模式中最高，分别为7.18%、7.14%，但也分别只相当于板栗纯林的94.72%、94.20%。即使是栗药模式中种实粗脂肪含量最高的板栗-铁皮石斛模式，其脂肪含量也只有1.33%，相当于板栗纯林的73.89%。

栗药模式与板栗纯林栗仁淀粉含量指标的差异相对较小。但除板栗-三叶青模式中栗仁淀粉含量比纯林提高 3.51%，板栗-覆盆子模式与纯林差异不显著，板栗-铁皮石斛、板栗-白芨模式栗仁淀粉含量也只分别相当于板栗纯林的91.48%、95.37%。不同栗药模式中栗仁蛋白质却显著高于纯林，其中板栗-白芨中栗仁蛋白质含量最高，比纯林提高了3.64%，提升幅度为71.65%。处理间差异显著，板栗-铁皮石斛模式蛋白质提升幅度最少，但也比板栗纯林提升了27.95%。

2.2.3 不同栗药种植模式中栗仁品质性状的模糊综合评价

栗仁细、香、甜、脆等品质是由矿质元素和营养成分综合决定的，单一矿质元素和营养成分的多重比较，并不能全面揭示各模式中栗仁营养品质的差异。因此采用模糊数学法对栗仁营养品质进行综合评价[10-11]，首先分别将各测定指标的最小值和最大值，分别计为60分和100分，即隶属度分别为0.6和1.0，由此建立线性隶属函数（表6），再根据各项权重[12]计算出各项平均隶属度，根据平均隶属度总和的大小进行各板栗品种品质排序。

按照各项平均隶属度总和大小，将各模式栗仁品质进行排序，板栗-三叶青、板栗-白芨、板栗-覆盆子模式排名高于板栗纯林，说明大部分栗药模式能显著提高栗仁综合品质，其中板栗-三叶青排名最高，栗仁综合品质最佳。但板栗-铁皮石斛模式中栗仁综合品质反而低于板栗纯林，栗仁综合品质下降（表7）。

3 讨论与结论

目前板栗林整体经济效益不高，严重影响板栗产业发展和山区农民增收。在板栗林下进行有机耐阴中草药种植，有望较大幅度提高板栗林收益，因此本研究率先构建多种栗药种植模式，并进行不同栗药种植模式板栗产量与品质分析，为适宜浙江省及华东地区的高效栗药模式种植筛选提供基础。

与其他板栗复合模式一样[4，6-7，13]，栗药模式板栗产量比板栗纯林显著提高，其中单株板栗增产10%～40%，单株栗仁产量增产24.31%～71.10%。增产幅度高于板栗-天麻模式中12%的增产幅度[6]，更高于板栗-魔芋模式中6%的增产幅度[14]。这可能是各模式中药材与板栗适应性不同造成的，本研究不同栗药模式增产幅度不同，其中以板栗-铁皮石斛、板栗-三叶青模式增产效果最为明显。

板栗单株产量由板栗数量和单栗（仁）质量综合决定[15]，进一步研究表明，模式间单株板栗数量和单栗（仁）质量均存在显著差异。不同栗药模式中单苞栗数均高于板栗纯林20%左右。各模式单栗仁增质量幅度近一步加大，其中板栗-三叶青模式单栗仁最重，为7.36 g，比板栗纯林提高了42.91%，板栗-铁皮石斛模式单栗仁质量比板栗纯林提高了38.09%。这可能是由于栗园套种中草药有利于抑制杂草生长，提高栗园伴生生物群落的自我调控能力，增加天敌的种类和种群数量，减少了虫害发生率[16-17]，从而有效促进了板栗增产，提高板栗品质。更为重要的是，栗园套种药材后，林下耕作更为细密，提高土壤培肥能力，提高板栗对矿质元素的吸收。栗药种植模式板栗种实主要矿质元素含量相对于板栗纯林显著提升，其中，与板栗仁形成密切相关的磷、钾含量[18-20]分别提高了34.78%～81.62%、64.37%～82.30%;而在板栗种实细胞增大中起到重要作用的钙与镁元素[18-20]分别提高135.64%～238.14%、36.54%～54.45%。这些矿质元素含量的提高，也在一定程度上解释了板栗数与单栗质量的提高。

不同模式栗仁矿质元素含量的不同也造成了营养成分的差异，依据品质性状的模糊分析比较，大部分栗药模式（板栗-三叶青、板栗-白芨、板栗-覆盆子）能显著提高栗仁综合品质，其中板栗-三叶青栗仁综合品质最佳，产量指标同样较好的板栗-铁皮石斛模式，栗仁综合品质反而低于板栗纯林。研究表明，三叶青块根中存在31种内生真菌，其中镰刀菌属为优势菌属[21]，一方面，一部分镰刀菌能产生植物激素（赤霉素等），可使农作物增产。一些种可产生纤维酶、脂肪酶、果胶酶[22]，或可促进板栗品质。另一方面，板栗根系中广泛存在共生马勃属等多种土壤微生物，而这些微生物能显著提高板栗根系对养分的吸收能力，提高板栗抗旱、耐瘠等能力[23-24]。除套种模式增效外，三叶青块根中相对广泛的微生物或许也可对板栗产量与品质起到额外的积极作用。

而板栗-铁皮石斛模式中板栗品质的下降或许有以下2点原因：一方面，铁皮石斛附生于树干，缺乏其他模式中土壤的细致管护，该套种模式本身增效也许就不如其他模式。另一方面，铁皮石斛或许通过根部从板栗树皮中吸取部分养分，从而导致了板栗品质下降。同时，板栗-铁皮石斛模式因铁皮石斛种植措施造成空气湿度增大，虽可提高单栗质量及板栗产量，但同时也稀释了栗仁的营养成分。板栗-铁皮石斛模式各性状标准差较大，板栗与铁皮石斛生长同时存在相互促进和竞争。因此分析与总结板栗-铁皮石斛模式中板栗与铁皮石斛的最适密度配置及最优管理措施，让板栗与铁皮石斛生长以相互促进为主，将是今后进一步研究的重点。

板栗林下进行中草药套种，总体上可对板栗产量与品质起到积极作用。但这种作用究竟是通过以微生物为媒介的互作，还是通过中草药根系分泌的化合物与板栗间的互作，亦或是激素（如：水杨酸）介导的植物间的生长互作，還仅仅是种植方式的改善，促进了土壤理化性质与生态环境改善，各方面的影响如何定量，并且这些因素究竟以何种调节机制影响着板栗生长和品质形成，这些问题仍需进一步系统研究。本研究板栗-三叶青模式中，板栗产量与品质综合最好，可为栗药模式的综合筛选提供基础。

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