杜仲矮化密植栽培模式研究

赵丹 秦利军 赵德刚

摘 要：矮化密植技术较常规种植技术具有提高植物单位面积的生物量，减少人工成本，增加经济效益等特点，尤其适用于营造杜仲矮化密植林。研究以一年生杜仲实生苗为材料，设置行距100 cm，株距40 cm、60 cm和80 cm，通过栽植当年及次年生长指标、叶用生物量和化学成分分析比较，为杜仲矮化密植栽培模式的株行距设置提供依据。结果发现，株距为60 cm的杜仲植株生长较好，株高、地径、叶片鲜重均高于其他种植间距。植株修剪矮化处理，主干增至3～4个，可显著提高叶片鲜重、干重。但折算公顷产量发现株距40 cm（相当于25 000株/hm2）的叶片鲜重高于其他种植密度，为1 825 kg/hm2。有效成分显示6月>9月，其中6月的绿原酸含量为41 732 mg/kg。试验结果表明株距选择40～60 cm有利于叶用生物量的积累，采收时间选择6月、10月，6月采收叶片后要及时修枝，促进杜仲再次萌芽。

关键词：杜仲;矮化;种植密度;叶生物量;成分分析

中图分类号：S727.9

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2021）03-0074-05

国际DOI编码：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.）是我國十分重要的国家战略资源树种，国家二类重点保护植物，既是世界上极具发展潜力的优质天然橡胶资源，又是我国特有的名贵药材和木本油料树种，也是维护生态安全、增加碳汇、国家储备林建设、实现绿色养殖的重要树种，广泛应用于航空航天、国防、交通、电力、通讯、化工、水利、医疗、体育、农林等领域[1]。根据国家林业局发布的《全国杜仲产业发展规划（2016—2030年）》提出杜仲产业发展要按照一、二、三产融合发展的理念，以杜仲资源种植培育为基础，合理布局加工和流通链，加强杜仲的潜在功能的开发，通过产业要素的集聚和技术的创新延伸产业链，拓展多功能，培育新业态，形成杜仲种植和加工领域交叉发展的产业体系。贵州属于杜仲适宜栽培区，种植历史悠久，与灵芝、天麻并列为“贵州三宝”，主要分布在遵义市、六盘水市、安顺市、毕节市、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]。

虽然贵州有发展杜仲产业的丰富资源优势，但在综合利用方面较欠缺。仅作为贵州道地药材，以杜仲皮入药为主，生产杜仲颗粒、杜仲平压片、复方杜仲片、杜仲壮骨丸、杜仲补天素胶囊等[2]。相关研究表明，相较于杜仲皮药用成分的开发利用，通过杜仲叶生产功能性饲料喂养家禽，具有促生长、提高免疫力、抑菌等功能，还可以改善抗氧化功能、调节脂类代谢、提高畜禽产品品质和养殖经济效益，可提高肉质并减少抗生素的使用[3]，同时还含有家禽生长必需的蛋白质、维生素、微量元素以及脂肪酸等营养成分[4]。

由于目前贵州的杜仲多为成熟乔木林，树高通常在7～15 m[5]，叶片采摘需要耗费大量人力物力。因此，营造适合贵州地区种植的杜仲矮化密植栽培模式，对杜仲叶三产利用开发有着重要的意义。以贵阳市开阳县毛云乡和清镇市卫城镇为杜仲密植试验点，设置不同种植密度，于2019—2020年间对杜仲单株生长指标、叶生物量以及有效成分进行测定，旨在探索适应贵州种植的杜仲矮化密植林模式，为贵州杜仲叶综合利用开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

杜仲实生苗（一年生）引种陕西汉中，俗称川杜仲。硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、葡萄糖、石油醚、氢氧化钾、无水乙醚、硝酸、柠檬酸钠、乙腈等分析纯试剂均购自国药集团化学试剂有限公司，磷标准溶液购自国家有色金属及电子材料分析测试中心，氨基酸标品购自上海安谱实验科技股份有限公司，桃叶珊瑚苷、绿原酸和京尼平苷酸标品购自Dr.Ehrenstorfer。

1.2 试验地概况

试验地选择贵阳市开阳县毛云乡和清镇市卫城镇，毛云乡位于东经107°18′，北纬26°98′，海拔1 219 m，属亚热带季风性湿润气候，年均气温18～23℃，年降水量1 100 mm，试验地位于中下坡地。卫城镇位于东经106°35′，北纬26°76′，海拔1 225 m，属亚热带季风性湿润气候，年平均气温约15℃，年平均降雨量约1 100 mm，试验地地势较平。

1.3 试验方法

2019年3月栽植一年生杜仲实生苗（株高约50 cm，地径约1 cm），毛云乡采用行距100 cm，株距分别为40、60、80 cm，种植密度约为25 000、16 667、12 500 株/hm2，卫城镇采用行距100 cm，株距40 cm，种植密度约为25 000 株/hm2。2019年12月底，以地面以上10 cm处通过修枝矮化，并于次年萌芽时保留3～4个萌条。

1.4 生长指标和叶生物量的测定

分别于2019年8月、2020年6月、9月，在不同密度种植地内，分别随机选取3个8 m×8 m样地，每个样地对5株进行生长指标及产量测定，包括株高、地径、有效分枝数、叶片鲜重等。其中株高指主干基部（贴近地面处）到顶部的距离。地径指种植面（贴近地面处）向上5 cm左右处茎粗度，其中2020年测定地径指萌发新枝地径。有效分枝数指从主干分叉的枝条的数目。选取单株的最大叶5片测量叶长和叶宽。叶片鲜重指每个测定单株所有叶片的总重量。叶片干重指测定单株烘干后叶片的总重量。利用Ecxel 2016 进行数据统计分析，SPSS 22.0进行数据显著性分析。

1.5 杜仲叶有效成分测定

1.5.1 基本成分测定

粗灰分、总糖、粗蛋白和粗脂肪含量参照国家标准GB 5009-2016系列食品安全国家标准理化检测标准测定。采用ICP～OES法测定总磷。采用氨基酸自动分析仪法测定17种氨基酸含量[6]。

1.5.2 活性成分测定

称取适量混合均匀的样品于容量瓶中，加入70%甲醇溶液6 mL，超声30 min，定容至10 mL，过0.45 μm有机膜，待上机。采用Agilent的1260液相色谱仪测定绿原酸、京尼平苷酸、桃叶珊瑚苷的含量。色谱柱为Agilent C18（4.6 mm×150 mm×5 μm），进样体积为10  μL;温度为35℃。绿原酸和京尼平苷酸流动相的测定：V（乙腈） ∶V（0.5%乙酸） 为10∶90，检测波长λ为320 nm。桃叶珊瑚苷流动相的测定：V（甲醇）∶V（水），检测波长λ为206 nm[7]。

2 结果与分析

2.1 矮化密植对杜仲单株生长指标的影响

分别于2019年8月和2020年6月、9月对密植杜仲单株进行调查统计。如表1所示，2019年8月对卫城和毛云杜仲单株生长指标统计显示，当主枝为1个、株行距为40 cm×100 cm时，毛云栽植的杜仲单株株高、地径均高于卫城，分别为121.05 cm、1.328 cm。毛云栽植株距40、60和80 cm比较发现，株距60 cm的单株株高显著高于40 cm和80 cm，较栽植时株高增长约93.14 cm，地径增长约0.345 cm（表1）。

2019年12月对三种株距修剪，保留离地10 cm的主干，并于次年3月抹掉多余萌条，仅留3～4个萌条。2020年6月、9月对毛云不同株距单株生长指标统计显示，当主枝为3～4个、株距60 cm的单株株高、地径、最大叶长和叶宽均高于其他株距，尤其是增长量高于2019年，株高较6月增长约154.86 cm，较9月增长约216.81 cm（表1）。

2.2 矮化密植对杜仲叶生物量的影响

2019年8月测定杜仲单株叶片鲜重发现，卫城栽植杜仲显著低于毛云栽植的。而毛云栽植单株叶片鲜重则是60 cm高于其他株距，单株叶片鲜重为0.091 kg。2020年6月和9月测定发现，通过修剪矮化增加主干数后，含水率6月>9月，单株叶片鲜重是2019年测量的3倍左右，经烘干后称量干重发现三个株距的差异不大，依次为0.073 kg、0.075 kg和0.075 kg。9月测量发现株距60 cm的叶片鲜重和干重均高于其他株距，但较6月增长缓慢，甚至负增长。进一步折合杜仲葉公顷产量发现，虽然株距60 cm时的单株叶片鲜重和干重均高于其他株距，但根据种植密度统计显示，株距40 cm、25 000株/hm2的产量较高，6月和9月均为1 825 kg/hm2，株距60 cm、种植密度16 667 株/hm2的产量次之，6月为1 250.02 kg/hm2，9月为1 700.03 kg/hm2（表2）。

2.3 不同种植密度和时期对杜仲有效成分的影响

通过不同种植密度杜仲单株基本成分测定发现，粗蛋白、总糖在株距80 cm和60 cm时无显著差异，二者均显著高于40 cm。粗脂肪、粗灰分在株距80 cm和40 cm时无显著差异，二者均显著高于60 cm。而总磷则在株距40 cm和60 cm时无差异，二者均显著高于80 cm。综合分析认为基本成分差异不大，株距为60 cm时总糖和总磷略高于其他株距（表3）。

进一步选取株距为60 cm的叶片测定氨基酸成分和活性成分，结果显示17种氨基酸除丙氨酸外，6月均显著或极显著高于9月（表4）。桃叶珊瑚苷和京尼平苷酸在叶片中含量6月<9月，6月分别为26 449.42 mg/kg、7 397.68 mg/kg，在9月分别增长了23.85%、79.72%。而绿原酸6月>九月，6月是9月的1.2倍（表5）。

3 结论和讨论

矮化密植栽培技术具有可控制、可持续、周期短、收益高等特点，可为生物质、燃料、医药及其他工业领域快速提供所需原材料[8-14]。本研究发现，通过对不同种植密度和修枝处理，毛云和卫城相比，毛云试验地更适应杜仲的矮化密植生长，这可能和地理位置以及土壤成分有关，杜仲植株怕涝，卫城的试验地地势较平，容易发生水淹，影响杜仲生长。而毛云试验地为坡地，利于排水。经2019年和2020年三次生长指标测定发现，虽然株距60 cm的单株生长指标和叶生物量均高于其他种植密度，但根据公顷产量折算叶用生物量则是株距40 cm高于株距60 cm，该结果虽然和丁欢欢等[15]报道的最适株距相一致，但丁欢欢采用的是宽窄行，因此下一步研究将在株距40～60 cm之间设计种植密度，如测量株距50 cm的生长指标和叶生物量，力求找到最适应单株生长，并能获得最大叶生物量的密植模式。

通过对杜仲叶品质分析比较发现，基本成分如粗蛋白、粗脂肪、总糖等单株含量在不同株距差异不大，由此说明种植密度对基本成分影响较小。而分析不同时期氨基酸和活性成分发现，17种氨基酸含量在6月显著或极显著高于9月。活性成分中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸含量是6月<9月，绿原酸则是9月<6月，结果和吕强等[16]报道正好相反，分析原因可能与种植环境和气候不同有关，吕强等[16]选择的试验地点是在湖南吉首大学张家界校区校园内。

综上所述，杜仲矮化密植林的种植株行距可选择40～60 cm之间，每年12月左右通过修枝矮化杜仲植株，保留3～4个萌条，根据杜仲叶作为饲料添加剂对营养成分和活性成分的需求，可在6月对杜仲叶进行采收。同时6月采收叶片后对杜仲植株二次修枝处理，实现一年两收，提高杜仲叶片采收的年均采收量。

参 考 文 献：

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