不同栽培方式对土人参和刺芫荽生长的影响研究

赖敏婷，莫云豹，何春梅，徐明锋

1.广东省林业科技推广总站，广东广州 510173；2.广东省林业科学研究院，广东广州510520

土人参（Talinum paniculatum），为土人参科土人参属植物，别名波世兰、力参、煮饭花、紫人参、红参、土高丽参、参草、假人参、栌兰，一年生或多年生草本，全株无毛，高30cm～100cm[1]。原产热带美洲，中国中部和南部均有栽植，生于阴湿地。土人参味甘、性平，根为滋补强壮药，有补中益气、润肺生津之功效，用于气虚乏力、体虚自汗、脾虚泄泻。叶消肿解毒，治疔疮疖肿[1-2]。土人参富含黄酮类、多糖等活性物质，其叶子、根部也可作为蔬菜食用，起到补血益气的药膳作用[3-5]。此外，土人参的提取物还具有抗菌和抗氧化作用，具有较高的食用和药用价值[4，6-8]。目前土人参的研究主要集中于其药用价值[1，3]、营养价值[9-10]、化学成分[11-12]、储藏方式[13-14]、传统栽培技术[15-19]等方面，但对气雾培这种新型培养栽培技术应用于土人参方面的研究极少。

刺芫荽（Eryngium foetidum），为伞形科刺芹属植物，别名刺芹、假芫荽、节节花、野香草、假香荽等，二年生或多年生草本，产于广东、广西、贵州、云南等地区，南美东部、中美、安的列斯群岛以至亚洲、非洲的热带地区也有分布[1]。刺芫荽具有特殊的香味，可作食用香料，味同芫荽[1，20]。刺芫荽还可用于治疗感冒寒咳、哮喘、胃气痛、产后出血、跌打损伤、肠炎腹泻、消化不良、胸痛、麻疹内陷、气管炎、急性传染性肝炎及蛇咬伤等症[21]。目前刺芫荽的研究主要集中于其药用食用价值[21]、化学成分[22-25]和传统栽培[26]等方面，缺少气雾培等新型栽培方式的研究。

气雾培是当前世界上前沿的无土栽培技术，它与水培技术相比，可以节省更多的资源与水份及营养液的外排浪费，有效解决水培中水分、空气、养分供应的矛盾，是一种适合于工厂化立体化高效率栽培的植物培育新方式[27-28]。它将植物的根系悬挂在空中生长，采用雾化喷头等设施将营养液以雾状形式间歇性喷到植物根系上，使植物根系置于气雾环境中，植物直接吸收附着在根系上的雾化营养液颗粒，吸收足够的氧气来满足生长，有效解决根系水气矛盾，充分发挥植物的增长潜力[27，29-30]。气雾栽培这种新型的栽培方式，能有效解决传统土传病害，减少对土壤的依赖，不受土壤污染、连作障碍、次生盐渍化等限制，可以更好地利用营养和水分，使得植物在产量和品质方面得到较大提高[30-31]，是未来栽培技术的一个重要发展方向，具有广阔的应用前景。该研究通过比较土培和气雾培两种栽培方式下土人参和刺芫荽的生长状况差异，为土人参和刺芫荽的栽培技术提供理论支撑和技术指导。

1 试验地概况

试验地位于广东省广州市天河区的广东省林业科学研究院苗圃（23°12′N，113°22′E），平均海拔25m，属于亚热带季风气候，年平均气温21.7℃，最高月均温28.4℃，最低月均温13.3℃。平均年积温7957℃，无霜期达340d 以上，年均降水量1725cm，年均蒸发量1603.5cm，平均相对湿度79%。年平均日照为1960h，日照率为44%，阴天平均每月达17.3d。

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验材料：选取生长期一致且生长状态指标（植株重、植株高度、根长度、植株基径等）相似的土人参和刺芫荽实生苗各60 株。

气雾栽培设备组成：水泵、主机控制器、栽培槽、电磁阀、压力表、过滤器、输液管道、雾化喷头和贮液箱等。栽培架规格为：120cm×60cm×70cm 的长方体。

园式营养液配方为：Ca （NO3）2·4H2O 0.95g·L-1、KNO30.81g ·L-1、MgSO4·7H2O 0.5g ·L-1、NH4H2PO40.155g·L-1。营养液的pH 保持在5.8 左右。

2.2 试验方法

气雾栽培方法：将土人参和刺芫荽实生苗定植在雾培架集塑板上的小孔里，每孔间隔13cm，直径4cm，每孔1 株，再用海绵把孔的空隙填充，并加盖遮阳网。在土人参、刺芫荽的缓苗期，白天（8：00～18：00）每隔5min 供应营养液50s，夜间（18：00～8：00）每隔30min 供应营养液60s。待植株生长稳定后，每隔20min 供应营养液60s。雾化喷头流量为1L/min，营养液管道压力保持在0.2Pa 左右，营养液7d 更换1 次，保持雾化环境洁净。

土壤栽培方法：将土人参和刺芫荽实生苗按照株行距50cm×50cm 进行定植，并加盖遮阳网，每株每天定时浇1L 的园式营养液。

2.3 数据采集

雾培苗和土培苗生长稳定后，在开始栽培时和栽培45d 后测定雾培苗和土培苗的株重。

2.4 数据处理

采用Excel 2013 和Statistica 10.0 进行数据整理和作图分析。

3 结果与分析

3.1 不同栽培方式对土人参的影响

从不同栽培方式对土人参的影响可以看出（图1），栽培45d 后，土培和气雾培的株重有显著差异，气雾培的平均株重是土培的2.91 倍。因此，气雾培明显优于土培。

图1 不同栽培方式对土人参的影响Fig.1 Effects of different cultivation methods on Talinum paniculatum

3.2 不同栽培方式下土人参的株重变化

从不同栽培方式下土人参的株重变化可以看出（图2），在土培中（图2A），栽培45d 后的株重和开始栽培的株重没有显著差异，栽培45d 后的平均株重是开始栽培时的1.82 倍，增长了82%，栽培45d 后株重最小值为10.8g，最大值为39.4g；在气雾培中（图2B），栽培45d 后的株重和开始栽培的株重有显著差异，栽培45d 后的平均株重是开始栽培时的10.37 倍，增长了937%，栽培45d 后株重最小值为36.4g，最大值为98.4g。因此，气雾培的株重增加值明显远大于土培的株重增加值。

图2 不同栽培方式下土人参的株重变化Fig.2 Variation of plant weight of Talinum paniculatum under different cultivation methods

3.3 不同栽培方式对刺芫荽的影响

从不同栽培方式对刺芫荽的影响可以看出（图3），栽培45d 后，土培和气雾培的株重有显著差异，气雾培的平均株重是土培的3.45 倍。因此，气雾培明显优于土培。

图3 不同栽培方式对刺芫荽的影响Fig.3 Effects of different cultivation methods on Eryngium foetidum

3.4 不同栽培方式下刺芫荽的株重变化

从不同栽培方式下刺芫荽的株重变化可以看出（图4），在土培中（图4A），栽培45d 后的株重和开始栽培的株重没有显著差异，栽培45d 后的平均株重是开始栽培时的1.75 倍，增长了75%，栽培45d 后株重最小值为4g，最大值为12.8g；在气雾培中（图4B），栽培45d 后的株重和开始栽培的株重有显著差异，栽培45d 后的平均株重是开始栽培时的5.16倍，增长了416%，栽培45d 后株重最小值为10.8g，最大值为45.6g。因此，气雾培的株重增加值明显远大于土培的株重增加值。

图4 不同栽培方式下刺芫荽的株重变化Fig.4 Variation of plant weight of Eryngium foetidum under different cultivation methods

4 结论与讨论

该研究中，气雾培与土培对土人参株重的影响有显著性差异，气雾培的土人参平均株重是土培的2.91 倍。土培在栽培45d 后增长了82%，而气雾培增长了937%。气雾培与土培对刺芫荽株重的影响有显著性差异，气雾培的平均株重是土培的3.45 倍。土培在栽培45d 后增长了75%，而气雾培增长了416%。在姚其盛等[32]对辣木的研究中，雾培株重是土培的8.03 倍；凌敏等[33]对药用植物车前的研究中，雾培的鲜重是土培的3.18 倍；莫云豹等[34]对排香草、碰碰香的研究中，排香草雾培的株重为土培的2.46倍，碰碰香雾培的株重为土培的2.03 倍；艾炎军等[35]对生菜、番茄的研究中，生菜的雾培鲜重是土培的2.73 倍，番茄的雾培产量是土培的3.41 倍。这些都说明气雾培对植物的生长有着远超土培的优势。

传统栽培方式中沙培和土培存在根系观测不便且幼苗在生长过程中受机械阻力的影响；水培存在营养液中溶解氧浓度有限，植物容易出现烂根的现象[27]。气雾栽培是一种新型的无土栽培技术，它是将植物的根系悬挂在空中生长，氧气得以最大化供应，营养液经过雾化器的处理后形成雾状，间歇性均匀的喷洒到植物的根系上，这些优点保证根系吸收足够的氧气以供植物利用，从而发挥植物的增长潜力，在产量和品质方面得到较大提高[27，30]。目前，雾培的研究热点主要集中于营养液配比方面[29，31，36]，通过改进营养液配比，进一步提升植物的增长速度，提高植物药用成分和营养成分，这也是该研究下一步需要探讨的方向。