干旱地区知母不同栽培模式及优产技术筛选

麻文婕， 蔡景竹， 王洪博*

(1.河北省胸科医院， 河北 石家庄 050041； 2.河北农业大学 农学院， 河北 保定 071000)

0 引言

【研究意义】知母为百合科知母属(单种属)多年生宿根草本植物，主要产于河北、山西、陕西(北部)等地。其中，河北易县所产知母质地最佳，称为“西陵知母”。知母以干燥根茎入药，性味苦、甘、寒，归肺、胃、肾经[1]，为常用中药；主要有生津、润燥、清热、泻火等功效，常用于治疗高热烦渴、外感热病、肺热燥咳和骨蒸潮热等症状[2]。知母主要化学成分有甾体皂苷、木脂素、多糖类及双苯吡酮等，其活性成分以甾体皂苷为主，如芒果苷、知母皂苷BⅡ、知母皂苷AⅢ。芒果苷是知母清热作用的主要有效成分，具抗炎、抗病毒、抗氧化及预防肥胖等作用[3]，同时兼有护肝、抑制血脂的功效[4]；知母皂苷BⅡ能抑制血小板聚集，改善大鼠脑缺血再灌注损伤[5]。近年来，野生知母资源遭到严重破坏，不能满足于市场需求。因此，保护知母资源，筛选优质高产的知母人工栽培模式十分必要。【前人研究进展】陈万生等[6]测定了不同产地知母中芒果甙、新芒果甙的含量发现，不同来源的知母黄酮类和芒果苷成分有较大差异，且不同成分与地区气候有关。马长华等[7]采用显色法对知母药材中菝葜皂甙元含量进行测定，确定了较佳的显色条件。王洪博等[8]研究了杏林套种知母的栽培模式，结果表明，采用有机肥200 kg/hm2，复合肥3 700 kg/hm2，以早春或晚秋分株繁殖最佳，确定移栽密度为株距30 cm，行距为宽窄行40 cm︰20 cm。孙小明[9]将各产地野生和栽培知母图谱分别进行相似度分析，以菝葜皂苷元、芒果苷和多糖为指标，较全面地评价了野生及栽培知母的质量。【研究切入点】当前，有关知母的研究主要集中于知母的化学成分、药理作用、生殖生物学和资源调查等方面，而有关不同栽培技术对知母生长性状和主要药用成分的影响研究相对较少。【拟解决的关键问题】分别采用单因素和双因素试验，研究不同种植模式(单株栽培和林下套种)、不同种植密度和不同施肥处理对知母生长性状、芒果苷和知母皂苷BⅡ含量的影响，以期为知母的高产优质栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 知母 知母种子和3～4年生植株，由河北省张家口市蔚县惠农合作社提供。

1.1.2 试剂 甲醇(色谱纯)，市购；芒果苷标准品(批号2020105603-C)，纯度>99%，知母皂苷BⅡ标准品(批号20201117507-B)，纯度>92%，均购自中国药品生物制品检定所。

1.1.3 仪器 A1260高效液相色谱仪，美国安捷伦仪器公司；RE52CS-2旋转蒸发仪，上海亚荣仪器有限公司；KQ-7500DE型数控超声波清洗机，昆山市超声仪器有限公司；HH-6型恒温水浴锅，江苏国华电器有限公司。

1.2 试验设计

选取河北平山6块土质条件基本一致的田地A1、A2、B1、B2、C1、C2(1为单株种植，2为林下套种)，每块试验田面积均为2 hm2。其中，A地块用于不同栽培方式(单株栽培和林下套种)种植试验；B地块用于不同施肥处理试验；C地块用于不同移栽密度试验。播种管理(整地、选种、选种等)、田间管理(间苗、中耕除草、追肥、打薹)和害虫管理采用常规的推荐技术。种子繁殖4年、分根繁殖3年后的秋后或春初进行采收与加工，选取3～4年生植株进行药材性状鉴定[10]。

1.3 试验方法

1.3.1 标准曲线方程 芒果苷和知母皂苷BⅡ测定的标准品溶液、供试品溶液的制备和色谱条件参考钟可[11]的方法，拟合芒果苷和知母皂苷BⅡ的浓度(x)与吸光度(y)的一元线性回归方程。

1.3.2 不同栽培方式对知母生长性状和药用成分的影响试验 采用单因素试验设计，设2个处理，分别是单株栽培和林(杏)下套种，栽培密度均为15万株/hm2，均施有机肥1.5万kg/hm2。

1.3.3 不同施肥处理对知母药用成分的影响试验 采用双因素试验设计，设5个肥料处理：有机肥1.5万 kg/hm2、有机肥3万 kg/hm2、复合肥1 500 kg/hm2，复合肥750 kg/hm2，以不施肥为对照。单株栽培和林(杏)下套种的栽培密度均为15万株/hm2。

1.3.4 不同栽培密度对知母存活率和平均株高的影响试验 采用双因素试验设计，设5个密度：18万株/hm2、15万株/hm2、13.5万株/hm2、12万株/hm2、10.5万株/hm2，单株栽培和林(杏)下套种均施有机肥1.5万 kg/hm2。

1.3.5 样品采集及预处理 每组采集具有长势代表性的知母5株，去掉泥沙、地上部分及须根，取根茎洗净，将其干燥、粉碎、混匀备用[12]。

1.3.6 指标测定

1) 生长指标测定。参考中国药典的测定方法[13]分别调查和测定存活率、分蘖数、株高、单株鲜重、根茎鲜重、根茎最大直径、根茎长度等指标。

2) 药用成分测定。取备用知母根茎粉末0.1 g，用甲醇溶剂定容至500 mL，采用高效液相色谱法[14]测定芒果苷含量和知母皂苷BⅡ含量。

1.4 数据统计与分析

采用 SPSS 22.0软件对试验数据进行统计分析与绘图。

2 结果与分析

2.1 标准曲线方程

芒果苷的标准品曲线方程为y=629.25x+5.841 2(R2=0.999 1)；知母皂苷BⅡ的标准品曲线方程为y=1.341 7x+5.416 0(R2=0.999 1)。说明，在工作浓度范围内，芒果苷和知母皂苷BⅡ标准品的浓度(x)和吸光度(y)呈良好的线性关系。

2.2 2种栽培方式知母的生长性状

由表1可知，不同栽培方式对知母生长性状的影响存在差异。成活率：林下套种>单株栽培；株高：林下套种>单株栽培；单株鲜重：林下套种>单株栽培；分蘖数：单株栽培>林下套种；根茎鲜重：林下套种>单株栽培；根茎最大直径：林下套种>单株栽培；根茎长度：林下套种>单株栽培。除2种栽培方式知母的成活率、株高和根茎长度外，其余生长指标均存在显著差异。表明，在相同管理水平下，林下套种知母的成活率、株高、单株鲜重等生长指标优于单株栽培。

表1 2种栽培方式知母的生长性状

2.3 2种栽培方式知母的药用成分含量

由表2看出，林下套种知母的芒果苷和知母皂苷BⅡ含量分别为3.27%和9.56%，高于单株栽培，但2种栽培方式知母的芒果苷和知母皂苷BⅡ含量均达2015年版药典标准(3.00%)[12]。其中，林下套种知母的药用价值更高。

表2 2种栽培方式知母的药用成分含量

2.4 不同栽培密度知母的存活率和平均株高

单株栽培条件下(图1)，知母的存活率依次为12万株/hm2>10.5万株/hm2>13.5万株/hm2>15万株/hm2>18万株/hm2，平均株高依次为13.5万株/hm2>12万株/hm2>10.5万株/hm2>15万株/hm2>18万株/hm2；林下套种栽培条件下，知母的存活率依次为12万株/hm2>13.5万株/hm2>10.5万株/hm2>15万株/hm2>18万株/hm2，平均株高依次为10.5万株/hm2>13.5万株/hm2>12万株/hm2>15万株/hm2>18万株/hm2。存活率均以栽培密度为12万株/hm2时最高，分别为91.6%和95.8%，而过高的栽培密度不利于知母的生长。平均株高以林下套种种植密度为10.5万株/hm2时最高，达66 cm；单株栽培的种植密度为13.5万株/hm2时最高，为65 cm。综合看，林下套种更有利于知母生产。

图 1 不同栽培密度2种栽培方式知母的存活率和平均株高

2.5 不同施肥处理知母的药用成分含量

从图2看出，各施肥处理对芒果苷和知母皂苷BⅡ含量的影响不同。单株栽培条件下，芒果苷含量依次为复合肥750 kg/hm2>有机肥1.5万 kg/hm2>有机肥3万 kg/hm2>复合肥1 500 kg/hm2>CK，知母皂苷BⅡ含量依次为有机肥1.5万kg/hm2>复合肥750 kg/hm2>CK>有机肥3万 kg/hm2>复合肥1 500 kg/hm2。以施用复合肥750 kg/hm2时芒果苷含量最高，为6.30%；施用有机肥1.5万 kg/hm2时知母皂苷BⅡ含量最高，为9.88%。林下套种栽培条件下，芒果苷含量依次为复合肥750 kg/hm2>有机肥1.5万 kg/hm2>有机肥3万 kg/hm2>CK>复合肥1 500 kg/hm2，知母皂苷BⅡ含量依次为有机肥1.5万 kg/hm2>复合肥750 kg/hm2>CK>复合肥1 500 kg/hm2>有机肥3万 kg/hm2。以施用复合肥750 kg/hm2时，芒果苷含量最高，为6.80%，施用有机肥1.5万kg/hm2时，知母皂苷BⅡ含量最高，为9.01%。综合看，当施有机肥1.5万kg/hm2时，林下套种的芒果苷和知母皂苷BⅡ含量相对较高，分别为6.45%和9.01%。表明，适宜施肥条件林下套种更有利于芒果苷和知母皂苷BⅡ的表达。

图2 不同施肥处理2种栽培方式知母的芒果苷和知母皂苷BⅡ含量

3 讨论

林下经济是巩固拓展脱贫攻坚成果和集体林权制度改革成果的新创举，这种模式能充分利用林下的林荫优势和土地资源进行种植、养殖等立体复合生产经营，促使农、牧、林、旅游业资源共享、循环相生、优势互补和协调发展。套种知母的实践证明，生态立体种植模式对环境、生态、经济和增加药材供应等均有积极作用[15-17]。一是增强了水土保持能力，知母根系大部分分布在土壤表层，属浅根性，对表层土有很大的加固作用，可减少水土流失；二是合理利用了土地资源，知母有很强的自繁能力，在杏树林下空地种植，其根茎可自行出苗。因此，林下套种知母既能提高经济效益，又能改善环境，值得推广[18-20]。

试验研究了干旱地区不同种植模式(单品栽培和林下套种)、不同种植密度和不同施肥处理对知母生长性状、芒果苷和知母皂苷BⅡ含量的影响，结果表明，在适宜的栽培密度和施肥量下，林下套种栽培模式林知母的成活率、株高、单株鲜重等生长指标较优，且芒果苷和知母皂苷BⅡ含量均高于药典标准，优于单株栽培技术。研究探讨了在单株与林下套种模式下，不同栽培密度和不同施肥量对知母主要药用成分的影响，但考察的影响因素仍不全面，各因素间的相互关系还有待进一步研究。

4 结论

种植密度为12万株/hm2，有机肥施量为1.5万 kg/hm2时，采取林下套种知母，其存活率、单株鲜重、根茎鲜重等生长指标和主要药用成分均优于单株栽培，且芒果苷和皂苷BⅡ含量均高于《中国药典》标准，分别为6.45%和9.01%，可在干旱地区推广种植。