不同郁闭度八角林下人工白及生长特性分析

2023-07-04许娟石云平覃永嫒苏祖祥郑绍鑫李小泉易义财

安徽农业科学 2023年6期

许娟　石云平　覃永嫒　苏祖祥　郑绍鑫　李小泉　易义财

摘要［目的］研究白及在不同郁闭度林下栽培的生长发育特性。［方法］在玉林市六万林场不同郁闭度（0～0.2、＞0.2～0.4、＞0.4～0.6、＞0.6）的八角林林下开展桂及1号白及品种种植试验，分析其不同年龄的生长发育特征。［结果］郁闭度大于0.2时，随着郁闭度增加，白及叶片叶长增长，叶间距加大，但叶片宽度和地径（茎粗）变小；郁闭度大于0.4时，随着郁闭度增加，叶片SPAD值、氮素含量有所降低，而叶片含水量增加；白及生长4年后收获的假鳞茎鲜产量、干物率、干重产量不同郁闭度之间有一定差异，白及品质指标水分及多糖含量无显著差异。在郁闭度大于0.6时，不利于白及产量增加。［结论］品种桂及1号在今后的推广种植中，可在郁闭度小于0.6的林下种植。

关键词林下栽培；郁闭度；白及；生长特性

中图分类号 S567.23+9 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）06-0166-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.040

Analysis on the Growth Characteristics of Artificial Bletilla striata under Illicium verum Forests with Different Canopy Densities

XU Juan，SHI Yun－ping， QIN Yong－ai et al

（Bio－technology Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanning，Guangxi 530007）

Abstract ［Objective］To study the growth and development characteristics of Bletilla striata under different canopy density.［Method］The planting experiment of Bletilla striata variety Guiji 1 was carried out under the Illicium verum forest with different canopy densities （0-0.2，>0.2-0.4，>0.4-0.6，>0.6） in Liuwan Forest Farm of Yulin City， and its growth and development characteristics at different ages were analyzed.［Result］When the canopy density is greater than 0.2， with the increase of the canopy density， the leaf length and the leaf spacing of Bletilla striata increased， but the leaf width and ground diameter （stem diameter） decreased.When the canopy closure was greater than 0.4， with the increase of the canopy density， the leaf SPAD value and nitrogen content decreased with the increase of canopy closure， while the leaf water content increased.There were certain differences in fresh yield， dry matter rate and dry weight yield among different canopy densities， but were no significant differences in water content and polysaccharide conten after Bletilla striata growth for 4 years.When the canopy density was greater than 0.6， it was not conducive to the increase of the yield of Bletilla striata.［Conclusion］Guiji 1 can be planted under the canopy density less than 0.6 in the future planting.

Key words Under forest cultivation;Canopy density;Bletilla striata;Growth characteristics

白及［Bletilla striata（Thunb.）Reichb.f.］為兰科多年生草本植物，原产我国，在河南大别山区以南的地区均有分布，主要分布在我国的广西、贵州、云南、安徽、江西等地。白及不仅观赏价值高，还是我国传统中药，始载于《神农本草经》，收录于《中华人民共和国药典》，药用历史已有上千年［1］。白及的化合物主要有联菲类、联苄类、二氢菲类等90多种［2］，为“胃康宁”“胃乐”“云南白药”等中成药的主要成分。

随着白及药理研究的深入，其相关制品及提取物的市场需求量迅速增加，但白及药用原料依赖于野生自然资源，但因其繁殖系数低、成药周期长、产量不高等，又加上过度采挖，供需矛盾十分尖锐［3］。因此白及人工栽培是必然趋势。由于白及喜温暖、阴湿的环境，生长于常绿阔叶林或针叶林林下、路边草丛或岩石缝中，耐阴性又强，是非常适合林下栽培的植物［4］。白及林下栽培是白及种植产业的发展趋势，不仅可以对林地资源进行充分利用，还能仿野生种植白及，既减少了杂草的生长，又提高了土壤的生产力，节约了成本，实现林下经济效益最大化［5］。

白及林下栽培成为当今白及种植模式的趋势，但目前有关白及林下栽培的相关报道还不多，且集中在不同施肥方式［6］及栽培模式与技术［7-8］。林下栽培对白及的生长发育及块茎的产量和品质的影响都需要进一步研究。袁秀云等［8］研究了白及形态及叶片结构对遮阴的响应，从白及叶片气孔密度、表皮蜡质、叶肉厚度及叶绿体结构等方面对遮阴进行光合生理响应。如何提高白及在人工林下栽培的产量及品质，是当今白及产业化发展中亟需深入研究的问题。SPAD-502叶绿素仪是一种轻便的叶绿素检测仪，带到田间直接测定的 SPAD 值（specialty products agricultural division）可以较好地反映植物叶片上叶绿素的浓度。利用叶绿素仪测定的 SPAD 值还可以间接反映作物叶片叶绿素的含量及氮量，还可以进一步预测作物的产量［9］。在很多作物上如水稻、棉花、玉米和高粱都有研究表明，其叶片叶绿素含量与SPAD 值有良好的相关性［10］。目前，药用植物白及叶片 SPAD 值与其叶绿素含量和产量之间的关系还鲜见报道。该研究以八角林地为例，根据林地保存度不同郁闭度不同，初步掌握白及在八角林下栽培的效果，为白及人工林下栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在广西国有六万林场河崇分场的八角林地，地处玉林市福绵区、博白县、兴业县和钦州市浦北县交界处，地理坐标为109°41′～110°00′E、22°25′～22°38′N，属于亚热带季风气候区，年平均气温21～22 ℃，年无霜期325～350 d，年日照时数192 h，年降雨量1 300～1 600 mm，相对湿度70%～80%。试验地为八角林地，根据林地不同保存度，目测郁闭度在0～0.2、>0.2～0.4、>0.4～0.6、>0.6的林地进行试验观察处理。林地上层为八角林，株行距5 m×6 m，树龄20年。根据林地坡向进行整地作畦，畦面宽 150 cm，高出地面 15 cm以上，长度依地形而定，畦沟和围沟宽30 cm、深 30 cm，在整地作畦时施入少量农家肥作为底肥。

1.2 试验材料

供试白及品种为广西壮族自治区农业科学院生物技术研究所选育的白及新品种 “桂及1 号 ”（品种审定编号为桂审药2016004）。林地种植的试验材料是“桂及1号”组培苗（瓶苗移栽培育期180 d以上的大苗）。

1.3 試验设计试验设计为单因素试验，栽培苗按照林地不同郁闭度进行种植，共设4个处理：郁闭度在0～0.2（处理①）、>0.2～0.4（处理②）、>0.4～0.6（处理③）和>0.6（处理④）。每个处理设3次重复，每个重复种植100株。种植密度按照株行距30 cm×30 cm，林地种植45 000株/hm2。于2016年10月20日移栽，移栽时基施生物有机肥500 kg/hm2，浇淋稀的沼气液，最后盖土平畦面。整个生育期再分不同阶段，共施入复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15 ）、液体肥和生物有机肥（均购自广西春润生物技术有限公司）各500 kg/hm2。

1.4 数据收集与分析

白及地上部分数据调查：2017—2020年每年白及苗开始结实时（5月10日左右）对每个处理随机抽取5株测株高、地径、叶长、叶宽等农艺性状，并取平均值，测3个重复，共15株；并用国产的SPAD-502叶绿素仪测定倒三叶叶绿素SPAD值、氮素含量及叶片含水量等生理指标。地下部分数据调查：2017—2020年每年白及倒苗时（10月下旬）测量白及块茎长、宽、高以及个数、鲜重等；白及干物率、水分含量、多糖含量只分析生长4年采收时的样品。

干物率采用烘干法测定，水分含量参照《中国药典》［1］水分含量的检测方法，多糖含量采用蒽酮-硫酸紫外显色法对白及中的粗多糖进行含量测定［11-12］。全部数据采用Microsoft Excel 2010软件进行数据处理与画图，应用SPSS 11.0进行单因素方差分析和Duncans多重比较分析（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同郁闭度八角林林下人工白及的地上部位生长特性从表1可以看出，白及组培苗在生长0.5、1.5年，不同郁闭度对白及株高影响不显著，随着生长时间推移（2.5、3.5年），同一生长时间，随郁闭度的增加，白及植株都有不同程度的增高，叶片叶长增长，叶间距加大，但叶片宽度和地径（茎粗）变小。同一处理，随着生长时间推移，株高逐渐增高，处理④生长第3.5年时植株株高最高，相比于同年处理①、处理②、处理③分别增高了25.2％、21.9％、14.2％。各处理植株的地径逐年增粗，其中处理②的地径逐年增粗率相对最高，增粗率分别为53.4%、29.2%、24.3%；处理③、处理④植株生长第3.5年时地径增粗率均低于20.0%；种植3.5年时，处理④地径比同年处理①、处理②、处理③分别减少了30.5％、42.7%、29.3％。4个处理（同处理不同生长时间比较）的叶长在生长0.5年时均与其他生长年限间有明显差异；叶宽、叶距与上个生长年限比较差异均不明显。处理②的叶宽/叶长比例每年均不低于36.1%，而处理①、处理③、处理④的叶宽/叶长比例每年分别不低于31.3%、25.1%、21.6%，即随着郁闭度的增大，白及叶片越来越细长，但适当的郁闭度（＞0.2～0.4）还能让白及生长水平达最佳；适度的郁闭度（≤0.6）对白及地上部生长的影响不大，而郁闭度超过0.6（处理④）茎秆细弱、叶片细长（叶宽/叶长比值小）、叶间距大，容易导致地上部茎叶徒长。

2.2 不同郁闭度八角林林下人工白及的叶片叶绿素SPAD值与氮素、水分含量

从图1可以看出，随着生长时间的增长，SPAD值、氮素、叶片含水量均呈递增趋势，同一种植时间（0.5～2.5年），各处理间叶片SPAD值无显著差异，在生长3.5年时处理②叶片SPAD值与处理③、处理④差异显著；同一生长时间，处理④氮素含量与处理②差异显著；叶片含水量在同一生长时间，各处理间均无显著差异。白及组培苗生长3.5年时，处理③、处理④与处理①相比，SPAD值分别降低了18.6％、19.9％；氮素含量分别降低了21.7%、41.3%；叶片含水量分别增加了3.2%、5.6%。SPAD值的高低反映了叶绿素含量的高低，而叶绿素含量的高低直接影响着作物光合作用的大小，并在一定程度上反映了叶片含氮水平。以上结果可知，郁闭度在>0.2～0.4（处理②）时，光照度正适合白及生长，随着生长时间越长，叶面积增加，叶片SPAD值、氮素含量越高，随着郁闭度增加（>0.4），叶片SPAD值、氮素含量有所降低，而叶片含水量增加。

2.3 不同郁闭度八角林林下人工白及地下块茎生长特性

通过对白及块茎（假鳞茎）生长的调查分析，结果表明（表2），不同郁闭度对白及块茎长、块茎宽、块茎高、块茎数、单个块茎鲜重及鲜块茎产量均有影响，在白及生长2～4年的同一生长时间，随着郁闭度（>0.2）的增加，白及块茎长、块茎宽及块茎数有所减小。在生长1年时，各处理间白及块茎长、块茎数、鲜块茎产量均无显著差异，处理①块茎宽显著低于其他处理；处理②块茎高显著高于其他处理，其他处理间差异不显著。在生长3年时，处理②的白及块茎宽和高分别显著高于其他处理。从鲜块茎产量比较，生长1年和3年时，不同郁闭度处理间白及产量差异不显著；生长2年、4年时，处理②与处理④白及产量差异显著；其中处理④产量出现了负增长。从试验统计结果可以得出白及组培苗在郁闭度超过0.6后，不利于白及产量增加。

2.4 不同郁闭度对白及假鳞茎产量和品质的影响

从表3可看出，白及生长4年后收获的假鳞茎鲜产量、干物率、干重产量4个处理之间有一定差异，白及品质指标水分及多糖含量不同郁密度均无显著差异。处理②与处理①相比，性状指标均无显著差异；处理③与处理①相比，除干重产量存在显著差异外，其他性状均无显著差异；处理④与处理①相比，除水分和多糖含量无显著差异外，其他性状均存在显著差异。与处理①相比，处理④的假鳞茎鲜产量、干重产量、干物率分别降低了39.3％、44.0％、8.0％。以上分析说明，郁闭度在>0.2～0.4对白及假鳞茎产量、干物质和多糖的积累不存在影响，郁闭度小于0.6时，对白及假鳞茎产量、干物率和多糖含量的影响较弱，而郁闭度大的（超过0.6）则导致白及严重减产，干物率含量下降。

3 讨论与结论

白及作为典型的C3植物，人工栽培中需要适当遮光降温［13］，遮光率以 40%～55%为宜［14-15］，但也有研究表明，遮光率在50%～70%有利于白及生长发育［16］。因此在生产上大多会采用林下种植、大棚种植加外遮阴处理以及大田种植与其他作物间作［7，17-18］。该研究从八角林地不同郁闭度栽培试验探讨不同郁闭度对白及生长、产量和品质的影响。通过测定白及地上部及地下部相关性状指标、SPAD 值以及采收后假鳞茎多糖含量等指标，分析不同郁闭度对白及生长发育特性的影响，结果表明，郁闭度不同处理间，白及地上部和地下部各指标在第1年与其他生长年限差异较大外，其余生长年限之间差异不大，在白及组培苗生长3年时，白及块茎长、块茎宽、单个块茎重与生长4年时的水平相当，且同一郁闭度生长的白及3年产量与4年产量无显著差异。

试验中运用SPAD-502叶绿素仪来检测叶绿素SPAD 值、氮素、水分含量等来探明不同郁闭度下对白及生长的影响。SPAD 值的高低反映了叶绿素含量的高低，而叶绿素含量的高低直接影响着作物光合作用的大小，并在一定程度上反映了叶片含氮水平。研究表明，SPAD 值和单位叶面积含氮量之间有比较明显的线性关系［19］。在该试验中也能得出SPAD 值与氮素含量及含水量存在线性关系，SPAD值大的其氮素含量及含水量均高。光照强度的大小不仅会直接影响光合作用，还间接影响光合产物在植物各器官间的运输和分配。该研究表明，郁闭度超过0.6，直接影响白及的光合作用，使得光合产物的积累、转运和分配在很大程度上受到影响，从而减少地下假鳞茎的产量及干物质的积累量；而适度的郁闭度（小于0.4）则利于白及的生长和产量形成。该研究结果与袁秀云等［8］的研究结果一致，全光照即露地大田不是白及适应的光照环境，50%遮阴适合叶绿体类囊体发育，而极度弱光不利于叶绿体的形态建成和发育。在其他作物西葫芦中也表明，适度遮阴有利于西葫芦幼苗的生长，并能显著提高壮苗指数［20］。该研究结果还表明，八角林下不同郁闭度生长的白及，其假鳞茎水分及多糖含量无显著差异，白及质量都符合药典规定，但干物率及产量有差异。这与刘成才等［21］的研究结果不同。

综上分析表明，该白及品种桂及1号在今后的推广种植中，可采取林下种植模式（郁闭度小于0.6都能生长）或与其他果树套种，但在林下种植模式中宜采用合理的田间配置才能实现高产高效。

参考文献

［1］国家药典委员会.中华人民共和国药典：2015年版二部［S］.北京：中国医药科技出版社，2015.

［2］孙爱静，庞素秋，王国权.中药白及化学成分与药理活性研究进展［J］.环球中医药，2016，9（4）：507-511.

［3］李伟平，何良艳，丁志山.白及的应用及资源现状［J］.中华中医药学刊，2012，30（1）：158-160.

［4］周至明，黄程生，彭丽丽，等.白及人工种植初步研究［J］.中药材，2006，29（1）：7-8.

［5］吴志刚.探析林下种植中药材产业发展现状和对策［J］.中国林业产业，2016（2）：146.

［6］陈善波，刘娜，武华卫，等.不同施肥对白及林下栽培生长量的影响［J］.四川林业科技，2017，38（6）：20-26.

［7］王伟生.白及育苗与林下栽培技术［J］.安徽林业科技，2018，44（3）：61-63.

［8］袁秀云，许申平，周一冉，等.遮阴对白及形态及叶片结构的影响［J］.植物研究，2021，41（6）：974-981.

［9］陈宝燕.棉花氮素无损诊断中SPAD值与土壤和植株含氮量的关系［D］.乌鲁木齐：新疆农业大学，2011.

［10］苏智良，施彬，董晓光，等.白及不同种植模式对其产量的影响［J］.中国农业文摘-农业工程，2018，30（1）：53-55，63.