云南松林下异地引种对三七生长及品质的影响

尹晓波 魏朝霞 郭力维 金智伟 郑熙露 侍林昆 何霞红 叶辰

DOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2023.06.014

摘要：【目的】探明不同苗源地三七種苗引种至不同松树林下区域种植的适应性，为三七在云南省的林下引种种植提供理论依据。【方法】设交叉引种试验，将云南省低纬度区域与高纬度区域所育三七种苗分别交叉引种到云南省低纬度松树林下种植基地和高纬度松树林下种植基地，调查引种后的三七出苗率、存苗率与发病率，测定三七植株的生物量、折干率、根冠比及总皂苷含量，评价不同苗源地种苗引种至林下栽培的适应性。【结果】4月中旬与4月末时，在低纬度林下种植基地，低纬度种苗的出苗率为65.00%和87.67%，显著高于高纬度种苗的出苗率53.05%和70.00%（P<0.05，下同）；在高纬度林下种植基地，3月末时，高纬度种苗出苗率为31.05%，显著高于低纬度种苗的出苗率11.30%。在低纬度林下种植基地，低纬度种苗的根腐病和黑斑病发病率均低于高纬度种苗；在高纬度林下种植基地，2个来源地种苗发病率无显著差异（P>0.05，下同）。在低纬度林下种植基地，低纬度种苗的生物量、折干率及根冠比均优于高纬度种苗；而在高纬度林下种植基地，2个来源地种苗的生物量、折干率、根冠比无显著差异。在低纬度林下种植基地，低纬度种苗的皂苷含量显著高于高纬度种苗；在高纬度林下种植基地，2个来源地种苗的皂苷含量无显著差异。【结论】就近引种更有利于三七种苗的出苗、生长及皂苷含量积累。开展三七林下种植时，应优先选择经纬度差异性小，环境条件相似的苗源地种苗进行移栽。

关键词：三七；异地引种；林下种植；生物量；品质

中图分类号：S567.236                       文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2023）06-1732-09

Effects of Panax notoginseng （Burk.） F. H. Chen off-site

introduced into Yunnan pine forests on its growth and quality

YIN Xiao-bo1， WEI Zhao-xia1， GUO Li-wei1， JIN Zhi-wei2， ZHENG Xi-lu1，

SHI Lin-kun1， HE Xia-hong3*， YE Chen1*

（1College of Plant Protection，Yunnan Agricultural University，Kunming，Yunnan  650201，China；2Kunming Haikou

Forest Farm，Kunming，Yunnan  650114，China；3 Key Laboratory for Forest Resources Conservation and Utilization in

the Southwest Mountains of China，Southwest Forestry University，Kunming，Yunnan  650224，China）

Abstract：【Objective】To explore the adaptability of Panax notoginseng （Burk.）F. H. Chen seedlings which introduced from different seedling nursery sites to different under-forest planting sites of pine tree， then provide theoretical basis for planting P. notoginseng in pine forest in Yunnan. 【Method】A cross-introduction experiment was set up that P. notoginseng seedlings bred in low-latitude （hereinafter referred to as LL） areas and high-latitude （hereinafter referred to as HL） areas of Yunnan were cross-introduced to the LL pine forest planting site and HL pine forest planting site in Yunnan respectively. The emergence rate， survival rate and incidence rate of P. notoginseng after introduction were investigated in the field. The biomass of P. notoginseng plants was measured， and the drying rate and root-shoot ratio were calculated. Finally， the total saponin content of P. notoginseng after introduced to under-forest sites of pine trees were determined by liquid chromatography， to evaluate the adaptability of seedlings introduced from different seedling sources to cultivation under pine forest. 【Result】In the middle of April and the end of April， the emergence rate of LL seedlings reached 65.00% and 87.67%， which were significantly higher than that of HL seedlings （53.05% and 70.00%） （P<0.05，the same below） at LL planting site. At the end of March， the seedling emergence rate of HL seedlings was 31.05%， which was significantly higher than that of LL seedlings （11.30%） at HL planting site. Furthermore， at LL planting site，the incidence of root rot and black spot diseases of LL seedlings was lower than that of HL seedlings， but there were no significant differences in HL planting sites between two source seedlings（P>0.05， the same below）. Besides， the biomass， drying rate， and root-shoot ratio of LL seedlings were better than that of HL at LL planting site. At HL planting sites， the biomass， drying rate and root-shoot ratio of LL seedlings had no significant difference from those of HL seedlings. Finally， the saponin content of LL seedlings was significantly higher than that of HL seedlings at LL planting site， but there were no significant diffe-rence in HL planting sites between two seedlings. 【Conclusion】Introducing seedlings nearby is more conducive to the emergence， growth， and accumulation of saponin content of P. notoginseng. When planting P. notoginseng in pine forest，priority should be given to selecting seedlings with small difference in longitude and latitude and similar environmental conditions for transplanting.

Key words： Panax notoginseng （Burk.） F. H. Chen； off-site introduction； under-forest planting； biomass； quality

Foundation items： National Natural Science Foundation of China（32202400）；Yunnan Major Science and Technology Project（202102AE090042）； Kunming Science and Technology Project （2021JH002）

0 引言

【研究意义】三七［Panax notoginseng （Burk.）F. H. Chen］别名田七、滇七等，是我国多年生五加科人参属名贵中药材，具有止血散瘀等良好功效，主要以根和根茎入药（崔秀明等，2014），其药效成分包括人参皂苷、三七皂苷和三七素等（姜青君，2015）。三七用途广泛，已有超过500种中药含有三七成分，以及超过2000种以三七为原材料开发的产品，年产值近千亿元（刘立红等，2017）。然而，由于三七高产栽培措施引起的土壤理化性质恶化、微生物群落失衡及化感自毒物质累积超量等问题，导致严重的连作障碍，迫使三七种植区域向非道地产区扩展，制约了三七产业的健康发展（张子龙和王文全，2010；Ye et al.，2019；林洁，2020；刘海娇等，2021）。近年来，利用松林下环境与三七喜荫特性相耦合原理及林下生物多样性相生相克特性研发的林下三七种植模式，可解决因连作障碍导致的三七在云南省无地可种的难题（孟祥霄等，2016；Ye et al.，2019；李佳洲等，2022）。但不同林地的環境及气候差异较大，因此，研究不同三七苗源在云南林下的引种适应性，对云南省三七产业的健康可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】外界环境因子尤其气候条件是影响药材品质变异的关键因素（罗群等，2010）。药材质量与产地环境有关，产地变迁导致药材质量受到影响。孟祥才等（2010）将黑龙江虎林县2年生的刺五加种苗移栽于黑龙江黑河、抚远等地，结果发现刺五加的质量受环境影响较大，存在适宜产地的边缘效应。杨舒婷等（2013）在研究产地与种源对白术药材质量的影响中发现，引种白术到浙江磐安和安徽亳州栽培，其整体化学相似性与本地种源显著分化，说明产地环境是影响白术药材药用品质的主要因素。李海华等（2018）在探究种植环境对不同种苗类型甘草生长和药材质量及产量的影响中发现，通过引种甘草种植到赤峰、达旗和锡盟3个地区，发现甘草有效成分含量显著变化，说明中药材甘草的质量与生态环境因子密切相关。赵亚兰等（2020）进行不同产地芍药在兰州地区的引种栽培试验，发现引种后不同原产地芍药品种的出苗率、地上部分指标存在差异，说明芍药的出苗率、地上部分受环境影响较大，应选择气候环境、经纬度差异性小的地方引种。以上研究均表明，在进行中药材引种种植时，应注重产地环境条件的选择和控制。【本研究切入点】云南省森林资源丰富，充分利用森林资源能助力当地三七产业的健康发展。不同林地的环境及气候差异较大，然而，目前关于三七在云南林下种植引种适应性及潜在机制的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】将云南省不同纬度育苗区所育三七种苗，分别引种到高纬度与低纬度地区种植，系统调查引种后不同苗源地三七种苗的出苗、存苗、发病情况、生物量与皂苷含量，探明三七种苗异地引种至云南不同松树林下区域对其生长发育及药效品质的影响，为三七在云南地区的林下种植引种适应性提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料及试验地概况

供试三七种苗分别来源于云南低纬度育苗基地（普洱市澜沧县竹塘乡三七育苗基地，所育种苗以下简称低纬度种苗）和高纬度育苗基地（曲靖市师宗县彩云镇三七育苗基地，所育种苗以下简称高纬度种苗）。2个基地均采用统一水肥管理措施，育苗地基本信息见表1。2020年12月，同时在2个育苗基地进行种苗挑选。挑选标准：种苗已育满1年，无伤口，休眠芽完整，无病斑，单株鲜重约2 g。

交叉引种三七种植试验设2个试验地，分别为高纬度林下种植区（昆明市寻甸县羊街镇林下三七基地，靠近高纬度育苗区）和低纬度林下种植区（普洱市澜沧县东回镇林下三七基地，靠近低纬度育苗区），试验地基本信息见表1。

1. 2 试验方法

2020年12月，将2个育苗区种苗分别移栽至高纬度种植基地和低纬度种植基地，种植的株行距为15 cm×15 cm，小区面积为125.0 m×1.5 m，5次重复。2个基地均采用统一水肥管理。2021年3月末、4月中旬和4月末进行出苗率调查；7月中旬、9月中旬和11月末进行存苗发病情况调查，并取样测定皂苷含量；11月取样测量三七的干鲜重、折干率及根冠比。

每个林下种植基地设置1台HOBO微型气象站 （HOBO H21-US，美国）监测温度数据。2021年底汇总全年温度数据，计算年均气温、最高温及最低温。育苗基地气象数据资料来源于云南省气象站。

1. 3 测定指标及方法

1. 3. 1 出苗率和存苗率测定 采用五点取样法调查出苗率和存苗率。出苗率（%）=出苗株数/调查总株数×100；存苗率（%）=存苗株数/调查总株数×100。

1. 3. 2 发病率测定 采用五点取样法调查三七黑斑病、圆斑病和根腐病发病情况，每点调查面积为5.0 m×1.5 m。发病率（%）=感病株数/调查总株数×100。

1. 3. 3 生物量测定 采用五点取样法采样，每点取6株三七，共取30株带回实验室，洗净，将地上部与地下部分开，晾干水分后称取三七鲜重，置于60 ℃烘箱烘至恒重后称量干重。计算根冠比和折干率。根冠比=地下部生物量/地上部生物量；折干率（%）=植株干重/植株鲜重×100。

1. 3. 4 皂苷含量测定 采用五点取样法采样，每点取6株三七，共取30株，参考《中国药典》（国家药典委员会，2020）的方法进行三七皂苷含量测定。

1. 4 统计分析

采用Excel 2016和SPSS 18.0进行数据整理和统计分析，不同处理间的方差分析运用单因素方差分析法，2组处理间的方差分析运用独立样本t检验。

2 结果与分析

2. 1 异地引种至林下对三七出苗和存苗的影响

由图1可看出，将不同纬度种苗分别引种到不同纬度的林下种植基地，三七种苗的出苗率和存苗率均存在差异（图1）。分别调查2个林下三七基地的三七出苗率，结果表明，低纬度种苗在低纬度林下种植基地的出苗率高于高纬度种苗，其中，4月中旬时，低纬度种苗的出苗率为65.00%，显著高于高纬度种苗的出苗率53.05%（P<0.05，下同）；4月末时，低纬度种苗的出苗率为87.67%，同样显著高于高纬度种苗的出苗率70.00%（图1-A）。调查高纬度林下种植基地的三七出苗结果发现，3月末时，高纬度种苗出苗率为31.05%，显著高于低纬度种苗的出苗率11.30%，但在4月中旬和4月末时，2个育苗基地三七种苗出苗率无显著差异（P>0.05，下同）（图1-B）。上述结果表明，在2个林下三七基地引种三七时，低纬度种苗在低纬度林下种植基地出苗较早且出苗率高，高纬度种苗在高纬度林下种植基地出苗时间早，但最终出苗率与低纬度种苗差异不显著。此外，三七存苗情况调查结果表明，2个育苗基地的三七种苗在2个林下三七基地的存苗率无显著差异（图1-C和图1-D）。

2. 2 异地引种至林下对三七发病情况的影响

由图2可看出，低纬度林下种植基地的三七根腐病发生水平整体较低，且2个林下种植基地在不同调查时期的发病率差异不显著（图2-A）。高纬度林下种植基地的三七根腐病发生水平整体较高，不同调查时期低纬度种苗根腐病发病率均略高于高纬度种苗，但差异也未达显著水平（图2-B）。2个林下种植基地三七黑斑病发病率均较低，高纬度种苗的黑斑病发病率高于低纬度种苗，但差异不显著，其中低纬度林下种植基地的黑斑病于7月开始零星出现，高纬度林下种植基地9月才零星发生（图2-C和图2-D）。此外，调查发现，三七圆斑病仅在低纬度林下种植基地发生，7月时仅低纬度种苗发病，9月时低纬度种苗与高纬度种苗均发病，但整体发病程度低且差异不显著（图2-E）。

2. 3 异地引种至林下对三七生物量的影响

由表2可知，低纬度种苗在低纬度林下种植基地时，其单株地上部和地下部的鲜重、干重均显著高于高纬度种苗；此外，低纬度种苗地下部折干率为31.64%，高于高纬度种苗地下部折干率（23.32%）。说明在低纬度林下种植基地，低纬度种苗地下部的物质积累高于高纬度种苗。同时，低纬度林下种植基地中，低纬度种苗的干重根冠比为3.45，高于高纬度种苗的干重根冠比2.76，进一步说明在低纬度林下基地种植三七时，其地下部营养分配与干物质积累量高于高纬度种苗。

由表2还可知，高纬度林下种植基地中，低纬度种苗单株地上部干鲜重、地下部干鲜重与高纬度种苗的差异均不显著，但高纬度种苗的地下部干鲜重高于低纬度种苗，说明在高纬度林下种植基地，高纬度种苗地下部累积的生物量高于低纬度种苗。此外，低纬度种苗鲜重和干重的根冠比均低于高纬度种苗，说明在高纬度林下种植基地中，高纬度种苗的地下部营养分配与物质积累高于低纬度种苗。

综上所述，低纬度种苗在低纬度林下基地种植时，生物量、折干率及根冠比均优于高纬度种苗；而在高纬度林下基地，高纬度种苗的生物量、折干率、根冠比优于低纬度种苗。

2. 4 异地引种至林下对三七皂苷含量的影响

由图3可看出，低纬度林下基地中，3个时期低纬度种苗的皂苷含量均高于高纬度种苗，其中，9月中旬和11月末低緯度种苗的皂苷含量分别为105.35和120.20 mg/g，显著高于高纬度种苗的72.58和97.77 mg/g（图3-A）。此外，3个时期低纬度种苗在高纬度林下种植基地的皂苷含量也均高于高纬度种苗，但差异不显著（图3-B）。由此可知，在不同纬度林下种植基地，低纬度种苗的皂苷含量表现均优于高纬度种苗。

3 讨论

3. 1 异地引种至林下对三七生长的影响

植物的出苗情况能反映其对环境的适应能力，是研究植物生存适应性的重要指标（邓云鹏等，2016）。赵亚兰等（2020）在开展芍药的引种试验时发现，原产地为甘肃兴隆山的芍药引种至兰州时，其出苗率高于原产地为安徽和山东的芍药，原产地与引种地经纬度的差值越小，出苗率越高。本研究结果表明，三七苗源就近引种至林下种植，有利于种苗的适应与出苗，与赵亚兰等（2020）的研究结果相似，其原因可能是经纬度差值小，苗源地气象因子与引种地接近，有利于种苗的适应及出苗（余海滨，2014）。此外，夏泽臻（2020）在对辽西地区新疆野杏的引种适应性研究中发现，当种源地的气象因子与引种地相近时，野杏的出苗率较高，表明种源地与引种地的环境差异对引种后植株的出苗情况有较大影响。结合引种地的气象信息，本研究同样发现，引种三七至林下种植时，苗源地与引种地的温差越小，其种苗出苗率越高，与前人的研究结果具有一致性。

异地引种林下显著影响三七的生物量累积与分配。赵亚兰等（2020）研究发现，引种地与原产地海拔与经纬度差异越小，引种芍药时植株的生物量越高。本研究中，三七苗源就近引种至林下种植，其生物量、折干率及根冠比均优于远距离引种。折干率指植物的干重与鲜重比值（律广富等，2013），是综合考察不同产地药材的质量指标之一，也可作为引种适应性评价指标。周学刚等（2008）研究表明，随着气候的变化，引种地党参与种源地党参的折干率存在显著差异。谭云飞（2019）研究指出，大丁草药材折干率受产地海拔高度影响。因此，引种时的环境及海拔差异对三七的折干率会产生一定影响。本研究发现，不同苗源地三七引种至林下种植，对其地上部的折干率影响不显著，但从高纬度高海拔区域向低纬度低海拔区域林下引种，会影响三七地下部的折干率，具体机制还有待进一步研究。植物的干物质在地上、地下分配是一个复杂的过程，受众多因素的影响（耿浩林等，2008），植物的资源分配格局反映植物对生长环境的适应策略（Smith，1998）。本研究发现，就近引种三七，有利于三七的根部生物量积累。目前关于引种后植物根冠比情况的研究鲜有报道，但大量研究表明植物根冠比与环境，尤其是环境温度显著相关（Vile et al.，2012；杨琴等，2022；叶俊志，2022）。本研究结果表明，2个种苗来源地的三七移栽至低纬度林下基地时，其根冠比均比移栽到高纬度林下基地时高，说明除种苗的适应性外，引种地的环境因素也会对三七的物质分配产生影响。

引种后病害的发生情况是评价引种是否成功的重要指标之一。在实际生产中，某个品种在某区域对某种病害具有较强的抗病性，但是引种到其他区域，则可能表现为感病（王丽娟等，2018；李薇等，2021）。三七因其喜阴湿的生长环境和生育期较长的生物学特性，易受多种病原菌侵染而发生根腐病、黑斑病和圆斑病等病害，病害发生严重时甚至会导致绝收（张连娟等，2017）。本研究调查了三七引种至林下后3种病害的发病情况，结果表明不同苗源地三七在林下的发病率差异不显著，且整体发病水平较低。初步证明将三七引种至林下不会加重其病害发生，该结果对林下三七产业发展具有一定的指导意义。

3. 2 异地引种至林下对三七品质的影响

皂苷是三七主要的次生代谢产物（孙雪婷等，2015），也是评定三七品质的主要指标。本研究发现，低纬度种苗引种至低纬度林下种植基地，其皂苷含量高于高纬度种苗，这可能是由于低纬度种苗来源地与低纬度林下种植基地接近，生态因子相似，有利于三七种苗皂苷积累。刘晓节等（2010）在评价引种栽培柴胡质量时发现，引种陕西商洛的柴胡药材至山西，其皂苷含量明显低于原产地（山西）柴胡的皂苷含量。凌征柱等（2006）研究指出，引种栽培珐菲亚于广西南宁后，其皂苷成分会因地理环境因素改变而受到影响。这些结果均表明引种中药材时，环境相似更有利于药效成分的积累。本研究发现，低纬度三七种苗不论引种至高纬度林下种植基地还是低纬度林下种植基地，其皂苷含量均高于高纬度种苗，尤其在低纬度林下种植基地差异达显著水平，表明不同苗源的三七种苗可能因对环境的适应性差异而影响药效成分累积。已有大量研究表明，温度、光照、土壤养分等环境因子对三七皂苷含量有显著影响（冯旭芹等，2006；赵芳等，2019；冉余艳等，2021）。因此，开展三七林下种植时，除需考虑三七种苗自身适应性外，还需考虑环境因子对三七的影响。

4 结论

本研究结果表明，不同苗源地三七种苗异地引种至不同纬度林下基地种植会显著影响三七的出苗率、存苗率、生物量与皂苷含量。就近引种更有利于三七种苗的出苗、生长及皂苷含量积累。开展三七林下种植时，应优先选择经纬度差异性小，环境条件相似的苗源地种苗进行移栽。

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（责任编辑 王 晖）

收稿日期：2023-01-10

基金项目：国家自然科学基金项目（32202400）；云南省重大科技专项（202102AE090042）；昆明市科技揭榜制项目（2021JH002）

通讯作者：何霞红（1975-），https：//orcid.org/0000-0002-8702-2135，博士，教授，主要从事农业生物多样性控制作物病害研究工作，E-mail：hexiahong@hotmail.com；叶辰（1991-），https：//orcid.org/0000-0002-7753-564X，博士，主要从事农业生物多样性控制作物病害研究工作，E-mail：yechen@ynau.edu.cn

第一作者：尹曉波（1997-），http：//orcid.org/0000-0002-2029-9148，研究方向为三七栽培与生理，E-mail：yxbynau@163.com