多元复合栽培措施对白首乌生长发育的影响

朱 丽 张 明 陈 镭 沈明晨 顾小兵 秦万标 吴承东

（江苏沿海地区农业科学研究所新洋试验站，盐城 224049）

白首乌（Cynanchum bungeiDecne.）俗称何首乌或白何首乌，简称首乌，是一种传统的食、药、美容兼用植物[1]，可加工成各类保健产品，广受百姓喜爱。我国95%的白首乌产自江苏省盐城市滨海县，该地区种植规模庞大，高峰时期种植面积甚至达到了1.33 万hm2（20 万亩）。白首乌产业已成为当地的特色产业之一，种植面积持续稳定在2000～3333hm2（3 万～5 万亩）之间。

白首乌为藤蔓型中药材植物，茎叶蔓延时需要支柱支撑，立式栽培作为一种新型的农业栽培模式，其高效、可控等优势逐渐得到了广泛的认可。沈明晨等[2]研究认为，将玉米作为支持柱，可以有效地调整白首乌叶片的分布，从而提高叶面积指数，以便更好地利用光能。光合作用的加强对原料的需求也相应增大，CO2是植物进行光合作用的关键原料之一，对光合作用具有一定影响。在一定范围内，植物的光合速率与CO2浓度呈正相关，即CO2浓度越高，光合效率越高，产量越高[3]。研究发现CO2气肥可以释放CO2气体，其作为一种重要的增效肥料，在提高农作物产量、改善品质等方面发挥着重要的作用。已有研究表明，通过增加CO2气肥的施用量，可以显著提高温室黄瓜植株和果实的生长速度，并提高黄瓜果实的品质和产量[4]。包长征等[5]研究发现，通过使用CO2发生器增加温室中的CO2浓度，对辣椒生长的关键影响显著，有利于蔬菜作物的增产。然而，目前关于在立式栽培条件下增加CO2气肥对白首乌植株生长和产量及品质影响的研究尚未见报道。因此，本试验以白首乌为研究对象，探究在立式栽培过程中，合理施用CO2气肥对白首乌生长发育的影响，以期筛选出适宜白首乌生产的栽培措施。

1 材料与方法

1.1试验地概况试验地位于江苏现代农业（特粮特经）产业技术体系滨海推广示范基地（34°18′N、120°22′E），土壤以砂壤土为主，有机质含量（质量分数，下同）18.32g/kg，碱解氮含量68.24mg/kg，速效磷含量19.16mg/kg，速效钾含量128.25mg/kg，肥力分布均匀。种植前整地深翻，保持土块细碎，上实下虚的土壤状态。

1.2试验材料供试白首乌品种为盐乌1406，由江苏沿海地区农业科学研究所新洋试验站保存；供试玉米品种为苏科糯1801，由江苏省农业科学院粮食作物研究所保存；生物气肥为吊挂式二氧化碳气体发生剂，购自山西乐禾肥业有限公司。

1.3试验设计试验于2021-2022 年进行，共设4 组处理，每个处理组3 个重复，试验小区长20m，宽1.5m，面积30m2。对照组（CK）：白首乌传统栽培方式（不施用CO2生物气肥），每个小区种2 行，株距40cm，行距80cm。处理C：在白首乌传统栽培方式的基础上，施用CO2生物气肥，将小袋控释剂加入大袋释放剂中，充分混匀，每块小区在株苗基部均匀放置8 袋气肥袋，共施用3 次，分别为苗期、营养生长期、花果期，放置后5～7d 开始产生CO2气体，在20d 左右达到高峰。处理L：采用玉米间作白首乌立式栽培方法，白首乌种植采用传统栽培方式，在白首乌中间预留1 行，用于玉米间作，玉米株距为30cm，小区面积30m2。处理LC：采用玉米间作白首乌立式栽培和CO2生物气肥结合方式，将CO2气肥袋悬挂在玉米支架上方30～50cm 处，白首乌、玉米种植方式同上，CO2生物气肥施用方法同上。

1.4测定项目及方法白首乌基本性状记载参照NY/T 2591-2014《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 何首乌》，白首乌病害分级参照文献[6]。0 级：叶片无病害症状；1 级：叶片病斑面积＜5%；2 级：叶片病斑面积6%～10%；3 级：叶片病斑面积11%～30%；4级：叶片病斑面积31%～50%；5级：叶片病斑面积＞50%。

1.5数据分析采用Excel 2016 软件整理数据，利用SPSS 21.0 软件进行差异分析。

2 结果与分析

2.1不同处理对白首乌物候期的影响由表1 可以看出，整个物候期中，处理LC 的白首乌生育期最长，相较于对照（CK）延长了3d，较处理C 和处理L相差2d，差别均不明显，且出苗期、齐苗期、分杈期以及现蕾期时期相近，但处理C、处理L 和处理LC的开花期均较对照（CK）提前9d，处理LC 的收获期较对照（CK）延后了3d。从开花到收获是营养物质形成的过程，处理LC 开花到收获时间最长，在一定程度上最有利于营养成分的积累，对块根的膨大具有一定的促进作用。从播种后的萌芽性可以看出，从播种至齐苗天数来看无明显差别，但其萌发率以处理LC 的最高，较对照（CK）增长了10.03%，其对白首乌芽苗的活性具有提高作用。

表1 不同处理对白首乌物候期的影响

2.2不同处理对白首乌基本性状中质量性状的影响据花末期对距离地面60～80cm 处典型的完整叶片的调查（表2），试验区白首乌的茎叶性状与对照（CK）无显著差别，但在其植株：叶着生密度中，处理C 和处理LC 显示为中，这一定程度改变了原来叶面的分布位置，避免了叶片过密影响植株光合效率的问题。在茎：花青苷显色强度中，处理LC 显示为强，花青苷的合成可以提高植株繁殖后代和抵御不良环境的能力，直接表明处理LC 对植株的抗逆性具有正向作用。

表2 不同处理对白首乌基本性状中质量性状的影响

2.3不同处理对白首乌基本性状中数量性状的影响测定的不同处理对白首乌的数量性状表现如表3 所示。株苗出苗率中以处理LC 最佳，较对照（CK）提高8.08%，体现出较好的生长活力。在调查茎粗、叶长、叶宽中，均以处理LC 数值最高，其茎叶生长势较佳。叶片长宽比中，处理LC 较对照（CK）降低，但与其他处理无明显差异。叶柄长度中，处理C、处理L、处理LC 均较对照（CK）下降，且处理L 与对照（CK）间差异显著，表明立式栽培对叶柄生长具有一定抑制作用。检测的叶片基部凹陷深度中以处理LC 最高，较对照（CK）提高24.31%，但差异不显著。

表3 不同处理对白首乌基本性状中数量性状的影响

2.4不同处理对白首乌病虫害发生的影响通过对大田病虫害的调查可知（表4），处理LC 褐斑病的病情指数较低，相对防效最佳，处理L 的相对防效作用其次；中华萝藦肖叶甲病情指数以处理C 最低，相对防效高于对照（CK），达到54.50%，其次是处理LC；在调查红脊长蝽的发病率时，以处理C 的病情指数最低，相对防效最佳，而处理LC 的防效最差，说明CO2生物气肥与立式栽培的使用对部分病害与虫害分别起到一定抑制作用，有效减少白首乌大田病虫害的发生。

表4 不同处理对白首乌病虫害发生的影响

2.5不同处理对白首乌产量的影响测定的不同处理对白首乌块根产量影响的结果显示（图1），处理LC 的产量最高，较对照（CK）显著提高59.32%，其次是处理C，较对照（CK）提高21.19%，说明CO2生物气肥与玉米间作白首乌立式栽培的复合措施对产量的提高具有一定改善作用。

图1 不同处理对白首乌产量的影响

3 讨论与结论

光合作用是植物生长发育的基础，也是产量品质构成的决定性因素[7]。白首乌属藤蔓型药食同源植物，其生长过程对光照的需求较高，CO2浓度升高会对植物的生长发育及光合作用产生影响[8]，而配套的栽培方式也有利于植株的生长发育[9]。本试验通过施用CO2气肥和玉米间作白首乌立式栽培等复合措施，调查研究对白首乌的生物学性状、病虫害发生情况、产量的变化影响。

针对白首乌物候期的结果显示，在出苗期至现蕾期4 种处理基本相近，但CO2气肥处理、玉米间作白首乌立式栽培处理、CO2气肥和玉米间作白首乌立式栽培的复合措施处理开花期均较对照组提前了9d，二者复合措施的收获期较对照组延后了3d，生育期一定程度延长。立式栽培改变了原来叶面的分布位置，CO2的补充对光合作用起到促进作用，光合作用加强使得植株积累较多碳水化合物，对白首乌块根膨大具有有利作用，这与前人研究结果相似[10]。

而对白首乌植株表型性状和产量的调查发现，CO2气肥和玉米间作白首乌立式栽培的复合措施减少了植株叶着生密度，改变了叶片分布位置，有利改善光合作用，茎中花青苷显色较强，其含量也相对增多，对加强白首乌授粉、生长发育和抗氧化性具有有利作用[11]，其茎粗、叶片长宽也相应增加，块根产量显著提高。立式栽培增大了叶片光照接触面积、CO2含量提升加强了光合作用，间接促进了植株生长发育情况，这与前人研究结果一致[12-13]。虽生长指标除茎粗外与对照比较无显著差异变化，但一定程度表明该措施对白首乌的生长具有部分促进作用，这为后期进行CO2浓度的适当调整和栽培方式的改变提供了思路。

对白首乌病虫害发生情况的调查表明，白首乌的病害主要为褐斑病，虫害主要为中华萝藦肖叶甲、红脊长蝽，施用CO2气肥、玉米间作白首乌立式栽培、施用CO2气肥和玉米间作白首乌立式栽培的复合措施均对白首乌褐斑病有一定防效作用，且复合措施防效最佳，并对中华萝藦肖叶甲也有一定防控功能，推断立式栽培后的白首乌藤蔓攀延，增加了通风透光的空间，并且CO2气肥的施用，增强了光合作用，进一步增加了植株生长势与抗逆能力，减少了病虫害发生概率，而复合措施对红脊长蝽的防效功能较差，红脊长蝽喜吸食植物汁液[14]，推断植株生长茂盛，其出现概率较大，这与调查结果相匹配。

综上所述，施用CO2气肥和玉米间作白首乌立式栽培的复合措施对改善白首乌植株生长、病虫害防控和产量提高具有一定作用，实施方法简单易行，可以在白首乌生产中试用推广。本次试验还有不足之处，未对CO2气肥浓度进行调控，后期将对此进行试验研究，为进一步促进白首乌产业发展提供技术支撑。