不同立地类型下种植密度对杜仲叶产量和质量的影响

2023-06-20罗步高雷思璇周紫嫣黄丽莉朱培林叶全裕胡小红贾全全

林业科技 2023年3期

罗步高　雷思璇　周紫嫣　黄丽莉　朱培林　叶全裕　胡小红　贾全全

摘要：本研究以江西本地2年生的杜仲栽培品种为研究材料，在平地设置0.5 m×0.3 m、0.5 m×0.5 m、0.5 m×0.8 m和0.5 m×1.0 m 4个种植密度，在丘陵地设置2 m×1 m、2 m×2 m和2 m×3 m 3个种植密度，研究不同种植密度对叶用杜仲林叶产量和质量（绿原酸含量）的影响。结果表明，在平地种植稀疏的杜仲单株叶产量较低，而绿原酸的积累则有所增加，种植密度为0.5 m×0.3 m时，杜仲的单株叶产量最高（200.90 kg/hm2），而种植密度为0.5 m×1.0 m时，叶片中绿原酸的含量最高（27 153.26 ug/g），综合产量和质量两方面考量，推荐0.5 m×0.5 m为杜仲叶用林在平地的最佳种植密度。丘陵地3个种植密度对杜仲单株叶产量和质量没有显著影响，可以根据实际情况适当密植以提高单位面积的产量和收益。

关键词：杜仲叶；种植密度；叶产量；绿原酸

中图分类号： S 815; S 567. 19 文献标识码： A 文章编号：１００1 － 9499（２０23）03 － 0006 － 04

Abstract By studying the effects of different planting densities on the growth and leaf yield of Eucommia ulmoides in the plain land and the hilly areas of Jiangxi， the reasonable density control direction with high economic benefit was obtained， which provided theoretical support for production practice. In this study， two-years-old Eucommia ulmoides was used as the test material with four planting densities（0.5 m×0.3 m、0.5 m×0.5 m、0.5 m×0.8 m and 0.5 m×1.0 m） in the plain land and three planting densities （2 m×1 m、2 m×2 m and 2 m×3 m） in the hilly areas for experiment. Results The results showed that， the leaf yield was low， while the accumulation of chlorogenic acid increased per plant of Eucommia ulmoides planted sparsely in the flat land. The leaf yield per plant of Eucommia ulmoides was the highest （200.90 kg/hm2） with the planting density is 0.5 m×0.3 m. The content of chlorogenic acid in leaves was the highest（27153.26 ug/g）with the planting density is 0.5 m×1.0 m. There was no significant effect in three planting densities in hilly land on the yield and quality of Eucommia ulmoides leaves. Considering both yield and quality， 0.5m×0.5 m is the best planting density of Eucommia ulmoides leaf forest. It can be properly densely planted according to the actual situation to improve the yield and income per unit area in hilly land.

Key words Eucommia ulmoides leaf； planting density； leaf yield； chlorogenic acid

杜仲（Eucommia ulmoides）为我国特有的单科、单属、单种植物，是珍稀濒危二级保护植物和国家战略树种，素有“东方神树”、“植物黄金”的美称，是我国传统名贵滋补药材，具有较高的药用价值、营养价值和生态维护功能[ 1 ， 2 ]。传统上杜仲以皮入药，这种伤害性的利用对资源的破坏较为严重，致使天然杜仲资源急剧减少。以皮入药不仅产量低，而且树皮环剥后容易致死，后期管护周期较长[ 3 ]。近年研究证实，杜仲叶与皮中含有相同的化学成分且具有相似的药理作用[ 4 ]，杜仲叶中绿原酸含量比杜仲皮含量高5倍，无机元素的含量也高于杜仲皮[ 5 ]。杜仲葉还含有约2%的杜仲橡胶等成分[ 6 - 7 ]，且其有效成分含量稳定[ 8 ]，杜仲叶已列入国家药典中。杜仲叶资源丰富，以叶入药减少了对树体的伤害，以叶代皮完全可行[ 9 ]。此外，以杜仲叶为原料的产品开发与利用也越来越受到重视，在食品、保健品、饲料添加剂等领域已开发出系列产品[ 10 - 12 ]。

然而，在全国600万亩杜仲种植资源中，满足现代杜仲产业发展的杜仲资源面积仅有10万亩[ 13 ]，扩大种植面积、提高培育水平仍是当前杜仲产业发展亟待解决的问题。杜仲适应性极强，在我国亚热带至温带的大部分省区均可种植[ 14 ]，因此，需要针对不同经营目的以及各地区气候特点而进行科学的培育模式。不同的栽培模式对其目标产物的产量、生产效率和成本具有显著的影响，比如杜仲乔林主要生产树皮、叶片做药用，以及木材等，但存在生长周期长、收获成本高等问题[ 15 ]。杜仲的萌蘖和快速生长的能力很强，为了提高叶片产量，便于采收，叶用杜仲林通常采用矮化的栽培模式[ 16 ]。矮化会导致树体变小，杜仲单株叶产量减少，为了提高杜仲叶产量，应进行适当的密植，即在不影响杜仲生长和质量的前体下，提高种植密度[ 17 ]。然而栽植过密会增加邻木间地上光竞争和地下水分与矿质营养的竞争，从而引起植物形态特征和生长特性发生改变，进一步影响生物量的变化[ 18 ]。因此，如何高效利用光资源、最大化增加产量是合理密植的关键问题。基于此，本研究对江西丘陵地和平地两种立地条件的叶用杜仲林种植密度进行研究，从叶产量和质量（绿原酸含量）两个方面考量，探索叶用杜仲林的最佳种植密度，以期最大可能提高杜仲叶的产量和质量，为叶用杜仲林的高效栽培提供科学依据。

1 试验地概况

试验地位于江西省抚州市临川区（116°04'～ 116°39'E、27°31'～28°14'N）和丰城市桥东镇（115°44'～

115°55'E、27°59～28°06'N），均属亚热带季风气候，四季分明、光照充足，临川区年平均气温16.9～18.2℃，年降水量1 600～1 900 mm，雨季集中在4～6月，年平均降水日为179.5天[ 19 ]；桥东镇年平均气温为15.3～17.7℃，年平均降水量1 552.1 mm，4～6月降水量约占全年降水量的50％，年平均降水日数为154天[ 20 ]。

2 研究方法

2. 1 试验处理与设计

试验以江西省2年生的杜仲栽培品种为研究对象，在抚州市临川区的丘陵地和丰城市桥东镇的平地两种立地类型分别设置密度试验。在抚州的丘陵地设置3个种植密度，分别为2 m×1 m、2m×2 m和2 m×3m，每个密度种植5行；在丰城的平地设置4个种植密度，分别为0.5 m×0.3 m、0.5 m×0.5 m、0.5 m×0.8 m和0.5 m×1.0 m，每个密度种植3行。初春（2～3月）对试验区内杜仲距地面30 cm处截干后留4～5个萌枝，并测定每株杜仲的地径。

2. 2 产量的测定

种植第二年叶生长期末（6～7月），测量试验区内每株杜仲的地径和苗高。每个密度处理随机选择10株，每株采摘50%的叶量（老叶），取10片测量叶面积，然后将上述叶片置于60℃烘箱中烘干至恒质量，称取干叶质量，换算成亩产量（单株叶质量乘以每亩株数）。留取部分叶片用于品质测定。

2. 3 品质的测定

采集的叶片自然阴干后用粉碎机粉碎成干粉。精密称定杜仲叶粉末（过三号筛）约1 g，置具塞锥形瓶中，精密加入50%甲醇25 ml，称定重量，加热回流30 min，放冷，再称定重量，用50%甲醇补足减失的重量，摇匀，过滤，取续滤液10 L，注入液相色谱仪，色谱柱UltimateXB-C18柱（4.6 mm×250 mm，5 m）；流动相乙腈（A）-0.5%甲酸溶液（B）；梯度洗脱，0～5 min，5%～13% A，5～25 min，13% A。流速1 ml/min，绿原酸的检测波长327 nm[ 7 ]。

2. 4 数据处理和分析

采用单因素方差分析（one-way ANOVA）和LSD 法检验不同种植密度下杜仲的苗高、地径增量、叶面积、单株叶产量和叶片绿原酸含量的差异（α= 0.05）。利用Microsoft Excel 2016 和SPSS20.0 软件完成数据分析。

3 结果与分析

3. 1 平地不同种植密度下杜仲的叶产量和质量

由表1可知，在平地种植的杜仲林测定中发现，苗高在不同种植密度下变化不大（P>0.05），为1.7～1.91 m；而地径增量和叶面积则随着种植密度的减小而不断增加，其中种植密度为0.5 m×0.3 m时，地径增加最少（约2.25 cm），显著低于其他种植密度（P＜0.05）。叶面积随着种植密度减小而增大，种植密度0.5 m×0.8m和0.5 m×1.0 m时，叶面积在39 cm2左右，显著大于另外两个种植密度（P＜0.05）。叶產量则随着种植密度减小而减少，种植密度为0.5 m×0.3 m时，杜仲的叶产量约200.90 kg/hm2，显著高于其他种植密度（P＜0.05）。而杜仲叶中绿原酸的积累随着种植密度的减小而增加，种植密度为0.5 m×0.3 m时，绿原酸的含量最低，约为20937.25 ug/g，显著低于其他种植密度（P＜0.05），种植密度为0.5 m×1.0 m时，绿原酸的含量最高，可达27153.26 ug/g。

3. 2 丘陵地不同种植密度下杜仲的叶产量和质量

在丘陵地设置的种植密度下，种植密度对苗高、叶产量和绿原酸含量并无显著性影响（P>0.05），其中苗高均在1.8 m以上，种植密度为2 m×2 m和2 m×3 m时，叶产量均在116 kg/hm2以上，而绿原酸含量均在28 724 μg/g以上（表2）。杜仲种植密度为2 m×3 m时，地径增长量最高，约2.54 cm，显著高于2 m×1 m和2 m×2 m的种植密度（P＜0. 05），而种植密度2 m×2 m与2 m×1 m间并无显著性差异（P＞0.05）。种植密度为2m×3m时，叶面积最大，平均为39.32 cm2，与2 m×1 m和2 m×2 m的种植密度间有显著性差异（P＜0.05），而2 m×2 m与2 m×1 m间并无显著性差异（P＞0.05）（表2）。

4 结论与讨论

叶用林的叶产量受多种因素共同影响，其中，栽植密度因素是经营管理中比较易掌控的一个因子，栽植密度的大小直接影响和改变着单个植株的生长特征[ 21 ]，因为密度效应的表现之一就是生长性状的变化[ 22 ]。生产实践中，根据立地条件和管理水平不同，合理调控叶用林栽植密度，可有效提升叶产量[ 23 ]。杜仲属落叶乔木，高达20 m，生于山地林中，人工栽培特别是叶用林矮化栽培在平地也有种植。综合考虑立地条件和人工成本等因素，本研究通过对丘陵和平原两种立地条件的不同栽植密度试验研究，探索提高杜仲叶产量和质量最佳栽植密度。从早期的研究结果来看，不同种植密度对杜仲的生长、叶产量及有效成分均有一定的影响。

在平地，虽然种植密度较大，对早期苗高、地径增长量影响不大，但对叶面积影响较大。叶片是植物截获光能的物质载体，合理的叶面积指数是反映植物群体光合能力的重要指标[ 24 ]。随着种植密度的增大，其叶面积也表现出明显的降低趋势，本研究结果也证实了这一点。但随着种植密度的增大，杜仲的单株叶产量显著增加，即提高种植密度会显著增加杜仲叶产量。然而，在平地种植密度0.5 m×0.3 m～1.0 m之间，杜仲叶中绿原酸的积累随着种植密度的减少而增加，这可能是由于杜仲种植密度稀疏，光合作用比较充分，故而合成的次生代谢产物较多，本研究所有种植密度下测得的绿原酸含量均高于《中国药典》2020 版规定的最低值0.08%。综合生长、产量和质量指标，种植密度为0.5 m×0.5 m时，杜仲叶产量和绿原酸含量相对较高。这与赵丹等[ 25 ]对1年生杜仲实生苗密植栽培模式研究结果一致，当设置行距100 cm，株距选择40～60 cm有利于叶用生物量的积累。因此，结合经济效益角度考虑，推荐杜仲叶用林平地的最佳种植密度为0.5 m×0.5 m。

在本研究中，丘陵地杜仲的种植密度较小，当种植密度在2 m×1 m～2 m时，杜仲的生长发育、叶产量及叶片中绿原酸的含量差异均不明显，当种植密度为2 m×3 m时，地径增长量和叶面积略有增加（P＜0.05），其他指标也没有显著差异。因此，推断种植密度在2 m×1 m以上时，现有空间环境和资源对于杜仲的早期生长没有竞争压力，密度不再是幼年杜仲叶产量和质量的限制因子。因此，在丘陵地区当种植密度在2 m×1 m以上时，可以根据实际情况适当密植以提高单位面积的产量和收益。刘慧东等[ 17 ]在其研究报道中也强调，为获得更高的叶产量，短周期杜仲矮林栽培模式应选择更高的种植密度。但随着杜仲的生长，密度可能重新变为限制因子，后期尚需对杜仲苗生长与产量、质量的关系作进一步观察，同时结合修剪、整形、矮化等配套技术进一步研究提高产量和品质的栽培措施[ 26 ]。

参考文献

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