甘肃河西黄芪产量和品质的主要影响因素

张有富，张爱萍，陈 叶，丁福功，范向龙，马登琴，刘洋洋

(1. 河西学院 农业与生态工程学院，甘肃 张掖，734000； 2. 河西学院 生命科学与工程学院，甘肃 张掖，734000)

黄芪是我国主要的中成药之一。历史上黄芪的药用主要以野生为主，驯化和栽培历史较短[1]，由于野生中药资源的日渐匮乏，目前主要以人工栽培为主。我国栽培的黄芪主要有蒙古黄芪(Astragalusmongholicus(Fisch.) Bge. Var.mongholicus(Bge.) H siao)和膜荚黄芪(Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.)[2]。蒙古黄芪是甘肃省主栽品种。黄芪的有效成分主要有黄芪甲苷、毛蕊异黄酮多糖苷、毛蕊异黄酮、黄芪多糖、槲皮素、山奈酚等。不同生态型黄芪中黄酮类成分及黄芪甲苷量依次为：鞭杆芪>直根芪>二叉芪>鸡爪芪[3]，鞭杆芪和直根芪的药用品质远大于鸡爪芪和二叉芪。

种苗质量的优劣是影响黄芪药材质量和产量的主要因素[4-5]。大苗移栽的蒙古黄芪植株发芽快、出苗整齐、返青率高，茎粗、茎分枝、叶面积均较大，抗逆性强，产量高；小苗移栽返青率易受到外界环境条件的影响，抗逆性弱，药材质量和产量下降[6]。喷施外源激素对不同种苗大小的蒙古黄芪产量和质量均有显著影响[7-8]。

目前，甘肃省生产的黄芪以质量较差的二叉芪和鸡爪芪为主[9]。在短期内品种无法更新的情况下，通过栽培措施增加黄芪的根直径、主根长和药用系数，是提高甘肃黄芪品质急需解决的主要问题，也是提高甘肃黄芪产量，增加药农收入的有效措施。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为甘肃省民乐县当地栽培的蒙古黄芪二年生苗、一年生大苗(40 cm×(5～6) mm)和一年生小苗(20 cm×(2～3) mm)。

1.2 试验方法

试验采用两因素完全随机设计，因素水平设置见表1。

表1 试验处理的因素和水平

共15个处理。处理1-15：A1B1，A1B2，A1B3，A1B4，A1B5，A2B1，A2B2，A2B3，A2B4，A2B5，A3B1，A3B2，A3B3，A3B4，A3B5(CK)。每处理设一小区，小区面积5.18 m2(3.7 m×1.4 m) 重复3次。种苗栽种采用宽窄行种植，宽行50 cm，窄行30 cm，株距15～20 cm。分别在黄芪芽苗期、拔节期、蕾薹期分3次喷施生长调节剂，选晴天无风的上午喷施。生长调节剂的浓度固定(表1)。

秋季待地面枝叶发黄枯死时，挖掘黄芪，防止损伤或挖断根系。挖出后立即考种。用游标卡尺测根颈处的直径作为根直径，钢卷尺测根颈到根系第一分叉处的长度作为主根长，根颈到最长侧根末端的长度作为根系总长，并用主根长和根系总长的比值作为药用系数，用根系鲜重和生物学产量的比值作为收获指数。用根直径、主根长和药用系数来衡量黄芪的药用(切片)品质；用生物学产量、根鲜重、收获指数衡量黄芪产量。

1.3 数据处理方法

使用DPS 7.05对数据进行方差分析，多重比较采用Duncans新复极差法。作图采用Origin 9.0。黄芪药用品质分析采用两因素完全随机模型，考察种苗大小×药剂互作。

2 结果与分析

2.1 种苗大小和生长调节剂对黄芪药用品质的影响

根直径和主根长决定了黄芪切片的大小。而黄芪切片的大小是衡量黄芪药用品质的主要依据之一。黄芪药用品质方差分析表明，种苗大小(A)、生长调节剂(B)以及二者互作，都对黄芪的根直径和主根长有显著影响，而都对药用系数影响不大(表2)。

表2 黄芪药用品质F测验

结果说明，选择合适的种苗大小和生长调节剂，可显著提高黄芪的根直径和主根长，但不会改变黄芪的药用系数。生长调节剂只是加速了黄芪的生长，没有改变黄芪的侧根分支程度，二叉芪和鸡爪芪的比例没有增加。要增加鞭杆芪和直根芪的比例，应该在种苗选择时进行。种苗的侧根数及发生部位是影响黄芪品质的主要因素之一。

对15个处理的根直径和主根长进行多重比较发现，处理1的根直径和主根长最大(表3)。要提高黄芪的切片品质，可选择二年生种苗栽培，并在芽苗期、拔节期、蕾薹期各喷施一次1.3 g/L的金哥赤霉素，可大大增加黄芪的根直径和主根长。但在实际生产中，随着黄芪的规模化栽培，为降低成本，已经很少有人使用二年生种苗。因此，只能考虑一年生苗。由表3看出，一年生种苗大小，也对黄芪的切片品质有很大影响，其中处理6和处理7为最佳处理。即：和对照(处理15)相比，以一年生大苗做种苗，喷施1.3 g/L的金哥赤霉素或0.67 ml/L的碧翠，可大大增加黄芪的根直径和主根长。

表3 黄芪药用品质各互作处理间多重比较

不同大小的种苗和不同的生长调节剂对黄芪药用品质的影响如图1所示。无论是对黄芪根直径还是主根长，二年生种苗、一年生大苗、一年生小苗间均差异显著。考虑成本因素，选择一年生大苗(图1A, 1C)。生长调节剂中，以金哥赤霉素对黄芪药用品质影响最大，依次为：碧翠、生根源、块茎膨大晶和清水。不同药剂对黄芪根直径和主根长的影响均达到显著差异，金哥赤霉素效果最佳(图1B, 1D)。但处理6和7间差异又不显著(表3)，说明碧翠和种苗大小间的互作弥补了它和金哥赤霉素间的差异(图1B,1D)。在生产上，选择一年生大苗做种苗，喷施金哥赤霉素或碧翠均可使黄芪根直径和主根长大大增加。

图1 种苗大小和生长调节剂对黄芪药用品质的影响Fig. 1 Effects of seedling size and growth regulator on medicinal quality of A. membranaceus

2.2 种苗大小和生长调节剂对黄芪产量的影响

产量是黄芪种植效益的最大体现之一。根鲜重是黄芪产量的主要衡量标准；生物学产量和收获指数是黄芪栽培技术的综合体现。方差分析表明，不同种苗大小(A)和生长调节剂(B)，对黄芪根鲜重、生物学产量以及收获指数均有显著影响，且A×B互作均显著(表4)。

表4 黄芪产量F测验

多重比较结果显示，处理1的根鲜重和生物学产量均达到最高，而处理14收获指数最大。选择二年生种苗，并喷施金哥赤霉素3次，可显著提高黄芪产量。一年生苗喷3次块茎膨大晶(处理14)收获指数最大，处理4和处理9的收获指数也相对较大，说明块茎膨大晶能够最大限度增加根冠比，但对黄芪生物学产量和根鲜重的增幅均不及金哥赤霉素处理。

考察A、B因素的主效，发现A因素的3个水平间，产量的3个指标均有显著差异(图2)。从种苗大小的影响来看，二年生苗的根鲜重、生物学产量均最高，和一年生大苗、一年生小苗两两间均差异显著(图2A, 2C)。而收获指数却是一年生小苗最大，二年生苗次之，一年生大苗最小，且两两间差异显著。

表5 黄芪产量多重比较

图2 种苗大小和生长调节剂对黄芪产量的影响Fig. 2 Effects of seedling size and growth regulator on yield of A. membranaceus

说明从根冠比的角度看，一年生小苗也是不错的选择。但无论是根系产量还是生物学产量，考虑经济性因素，选择一年生大苗，可以兼顾黄芪的经济性和产量。

从生长调节剂的影响来看，金哥赤霉素对根鲜重的增加最好，其他生长调节剂也均优于对照(ddH2O)(图2B)。但对生物学产量，只有金哥赤霉素优于对照，其他生长调节剂均低于对照(图2D)。说明碧翠、生根源和块茎膨大晶对根系的产量增幅较大，因此三者的收获指数均较大(图2F)；而金哥赤霉素不但增加根系的产量，也增加了地上部产量，是黄芪栽培中提高产量的较好选择。

3 结论与讨论

甘肃是我国黄芪的主产地之一，但由于黄芪品质较差，价格一直较低。通过栽培技术提高黄芪品质和产量，是短期内提高甘肃黄芪产量和药农收入的关键。通过种苗大小和生长调节剂二因素试验发现，种苗大小和生长调节剂均可大大改善黄芪的产量和切片的药用品质。二年生种苗是最佳选择，但由于成本较高，选择一年生大苗，或尽量选择没有侧根或侧根少的粗壮大苗，有利于高产黄芪的形成。

生长调节剂可显著改善植物的生长发育[10-11]，有效提高黄芪的毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪甲苷的含量[12]，从而提高黄芪的品质。在黄芪生长发育的芽苗期、拔节期、蕾薹期喷施3次1.3 g/L的金哥赤霉素，也可以增加黄芪产量和药用品质。本试验还发现，几种生长调节剂不会改变黄芪侧根发生的部位和数量，选择侧根少的种苗，并选择土层深厚、土壤松软的地方栽培黄芪，是提高黄芪产量和药用品质的良好措施。