嚴毅,何銀忠,王亞婷,尹建華,黃鶴平
(1.云南省昆明市海口林場,云南 昆明 650114;2.昆明學院農學院,云南 昆明 650214)
·中藥農業·
云南海口林場中藥林下種植模式初探△
嚴毅1,何銀忠1,王亞婷1,尹建華1,黃鶴平2*
(1.云南省昆明市海口林場,云南 昆明 650114;2.昆明學院農學院,云南 昆明 650214)
目的:選用滇黃精、何首烏、天冬3種中藥不同的方式繁育種苗進行林下種植,以期為當地林下種植中藥的可行性提供科學依據。方法:分別采用塊根、扦插和種子3種方式繁育種苗進行中藥材種植開展林下種植,同時開展大田栽培方式進行對比,觀察3種中藥的成活率、生長狀況及產量,并對其經濟效益進行比較。同時對林下栽培經濟效益較好的品種進行藥材質量分析。結果:相比大田栽培,林下種植的3個中藥品種成活率、藥材產量及經濟效益均較低。但其中滇黃精成活率、產量及經濟效益與大田栽培最為接近,天冬次之,何首烏最差。對經濟效益最好的滇黃精進行質量評價發現,種植4年后,滇黃精藥材質量符合藥典標準,且其主要藥效成分黃精多糖含量高達14.02%,高出藥典標準2倍。結論:開展以塊根繁殖的滇黃精林下栽培生產,其經濟效益與大田栽培接近,且品質優良,認為滇黃精林下栽培是當地值得規模化推廣的林藥生產模式。
林下種植;滇黃精;何首烏;天冬;林藥模式
林下種植中藥材作為林下經濟的主要模式之一,能夠充分利用林地資源,長短結合,創造出更高的經濟效益、生態效益及社會效益[1]。生態公益林是以發揮生態效益為主的防護林、特種用途林,主要樹種為柏木和松類樹種。公益林的主要特點為林木樹齡大,林中郁閉度高(多為0.7~0.8),林下土壤肥沃,水源條件優越,在不影響防護林防護效益的前提下,充分挖掘土地生產潛力,對林地進行多效利用,用經濟價值高的植物替代林分的灌、草層,形成防護林的立體經營體系,進一步優化防護林林分結構,可獲取最大的生態經濟效益[2]。
為了解公益林下中藥材種植模式的關鍵技術,探討林下中藥材最佳種植技術模式,我們在30年樹齡的華山松公益林林下,選用滇黃精PolygonatumkingianumColl.et Hemsl.、何首烏PolygonummultiflorumThunb.、天冬Asparaguscochinchinensis(Lour.)Merr.[3]3種中藥作為代表,以不同方式的繁育苗進行種植,考察3種中藥的成活率、生長狀況及產量,并對其經濟效益進行比較,選取綜合最優的品種對其質量進行評估,以期為當地林下種植中藥的模式提供科學依據。
1.1 試驗地概況
試驗地設于云南省昆明市海口林場,位于東經102°28′~102°38′;北緯24°43′~24°56′,地處滇池出水口螳螂川上游,屬于金沙江水系。屬滇中高原淺割中山地形,最高海拔2400 m,最低海拔1800 m,相對高差600 m,平均坡度16°~25°之間。本地區氣候溫和,四季如春,雨量適中,屬于亞熱帶季風氣候,亞熱帶半濕潤氣候類型,7~9月為雨季,年平均氣溫15.4 ℃,年降水量909.7 mm,土壤類型以紅壤為主。
1.2 試驗材料
滇黃精種苗為多年生塊根苗,來源為云南;何首烏種苗為在地8個月的扦插苗,來源于四川;天門冬種苗為在地6個月的種子培育苗,來源于四川;經云南藥材有限公司副主任藥師文旭鑒定分別為百合科植物滇黃精PolygonatumkingianumColl.et Hemsl.、蓼科植物何首烏PolygonummultiflorumThunb.和百合科植物天冬Asparaguscochinchinensis(Lour.)Merr.。
滇黃精質量評估樣品為種植4年后的滇黃精,按種植區不同的地形地貌,隨機在種植區采集60株的陰干藥材。
2.1 種植方式
按穴播方式,于2010年6月進行種植。何首烏按25 cm×35 cm的株行距種植0.47 hm2,天門冬按25 cm×35 cm的株行距種植0.67 hm2,滇黃精按30 cm×40 cm的株行距種植0.67 hm2。種植前對種植地塊進行深翻一次。種植4年期間僅進行了粗放式管理,僅每年進行適當除草2~3次,干旱期間進行適量澆水,不進行追肥。
另外,在附近的大田進行相應品種的對比種植,種植期間按照常規管理進行,包括中耕和除草3~4次,第一年追加磷酸二銨按225 kg每公頃一次,干旱期間進行適量澆水。
2.2 成活率及生長狀況測定
按每個品種選有代表性的2 m×2 m樣方3個,按種植后第一年、第二年、第三年進行成活率及生長狀況調查。
2.3 經濟產量測定
種植4年后,即2014年10月,對每個品種設置有代表性的4 m×4 m樣方3個,測定藥材干重,按商品要求,測算經濟產量;每種藥材隨機采集30株樣品測定每株樣品干重,計算單株樣品平均干重。
2.4 滇黃精的質量評估[3]
2.4.1 儀器與試藥 UV-1221紫外分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司),箱式電阻爐(上海實研電爐有限公司)。0.2%蒽酮-硫酸溶液(臨用新配制),水為蒸餾水;無水葡萄糖對照品(批號為110833-201205,中國食品藥品檢定研究院,供含量測定用),其余試劑均為分析純。
2.4.2 檢測方法
總灰分 取滇黃精粗粉約2.00 g,精密稱定,置熾灼至恒重的坩堝中,在電爐上緩緩熾熱至完全炭化時,將坩堝移至箱式電阻爐中逐漸升高溫度至500~600 ℃,使完全灰化并至恒重,稱定重量。
浸出物 取滇黃精粗粉約4.00 g,精密稱定,置100~250 mL的錐形瓶中,精密加稀乙醇100 mL,密塞,稱定重量,靜置1 h后,連接回流冷凝管,加熱至沸騰,并保持微沸1 h。放冷后,取下錐形瓶,密塞,再稱定重量,用稀乙醇補足減失的重量,搖勻,用干燥濾器濾過,精密量取濾液25 mL,置已干燥至恒重的蒸發皿中,在水浴上蒸干后,于105 ℃干燥3 h,置干燥器中冷卻30 min,稱定重量。
含量測定 對照品溶液的制備 取經105 ℃干燥至恒重的無水葡萄糖對照品33 mg,精密稱定,置100 mL量瓶中,加水溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得。
標準曲線的制備 精密量取對照品溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL,分別置10 mL具塞刻度試管中,各加水至2.0 mL,搖勻,在冰水浴中緩緩滴加0.2%葸酮-硫酸溶液至刻度,混勻,放冷后置水浴中保溫10分鐘,取出,立即置冰水浴中冷卻10 min,取出,以相應試劑為空白試劑。在582 nm波長處測定吸光度。以吸光度為縱坐標,濃度為橫坐標,繪制標準曲線。
測定法 取60 ℃干燥至恒重的滇黃精細粉約0.25 g,精密稱定,置圓底燒瓶中,加80%乙醇150 mL,置水浴中加熱回流1 h,趁熱濾過,殘渣用80%熱乙醇洗滌3次,每次10 mL,將殘渣及濾紙置燒瓶中,加水150 mL,置沸水浴中加熱回流1 h,趁熱濾過,殘渣及燒瓶用熱水洗滌4次,每次10 mL,合并濾液與洗液,放冷,轉移至250 mL量瓶中,加水至刻度,搖勻,精密量取1 mL,置10 mL具塞干燥試管中,照標準曲線的制備項下的方法,自“加水至2.0 mL”起,測定吸光度。
3.1 林下種植不同繁育苗對成活率及生長狀況的影響及分析
對比林下和大田種植不同繁育苗即扦插苗、塊根苗和種子育苗對成活率及生長狀況的調查結果發現(表 1):①何首烏扦插苗:與大田對照相比,林下栽培的何首烏前三年成活率分別為16.57%、12.90%和7.6%,而大田栽培成活率則分別為24.10%,22.73%和19.47%,分別比對照低7.53、9.83和11.87個百分點;②滇黃精塊根苗:與大田對照相比,林下栽培的滇黃精前三年的成活率分別為85.30%、84.10%和80.33%,而大田栽培成活率分別為86.17%、84.10%和81.03%,較大田成活率分別低0.87、0、0.7個百分點;③天冬種子育苗:與對照相比,林下栽培的天冬前三年成活率分別為33.77%、28.00%和23.93%,而對照成活率則分別為50.40%、47.57%和45.90%,較大田成活率分別低16.64、19.57和21.97個百分點。
對比三種不同藥材林下栽培的成活率來看,塊根種苗滇黃精的成活率及生長狀況最好,種子育苗的天冬次之,扦插苗的何首烏最差。結果表明針葉林林下種植不同類型的根類品種時,選擇塊根種苗的成活率及生長狀況最佳。在根類藥材中,扦插苗和苗齡在1年以下的種子育苗在種植時,對土壤濕度、氣候條件及人工管護的要求較大,此類型的種苗在遇到干旱時很難成活[4],這與我們試驗中何首烏、天冬的調查結果一致。

表1 何首烏扦插苗、滇黃精塊根苗和天冬種子苗林下和大田栽培成活率對比±s,n=3) (%)
注:不同字母a、b表示差異顯著性,P<0.05。
3.2 林下套種不同繁育苗對生物量和產量的影響及分析
對林下和大田種植不同繁育苗即扦插苗、塊根苗和種子育苗4年后的生物量分析發現(表2):①何首烏扦插苗:林下和大田栽培單株生物量分別為2.52 g和5.32 g,林下栽培是大田栽培生物量的47.37%;②滇黃精塊根苗:林下和大田栽培單株生物量分別為38.54 g和48.66 g,林下栽培是大田栽培生物量的79.20%;③天冬種子育苗:林下和大田栽培單株生物量分別為9.51 g和15.21 g,林下栽培是大田栽培生物量的62.52%。
可見,不同繁育苗種植4年后成活下來的塊根繁育苗滇黃精單株平均干重遠遠高出種子育苗的天冬和扦插苗的何首烏,其中扦插苗的何首烏藥材單株平均干重最低,且由于塊根形成太小,4年后不能作為藥材使用。說明在針葉林林下粗放管理種植中,根類藥材的扦插苗、1年生以下的種子育苗的種苗不適宜林下種植,這可能與針葉林林下的土壤環境是否適用于此品種的生長及種苗對粗放式管理的適應性有關[5-7]。

表2 何首烏、滇黃精和天冬三種藥材林下和大田栽培單株生物量對比 /g
注:不同字母a、b表示差異顯著性,P<0.05。

表3 何首烏、滇黃精和天冬三種藥材林下和大田栽培產量比較 /kg·hm-2
注:不同字母a、b表示差異顯著性,P<0.05。
對生長4年的何首烏、天冬和滇黃精進行產量測定發現(表3):①何首烏扦插苗:林下和大田栽培產量分別為29.25和158.25 kg·hm-2,林下栽培是大田栽培產量的18.48%;②滇黃精塊根苗:林下和大田栽培產量分別為4671和5 948.85 kg·hm-2,林下栽培是大田栽培產量的78.52%;③天冬種子育苗:林下和大田栽培產量分別為413.55和1 268.7 kg·hm-2,林下栽培是大田栽培產量的32.60%。
在實際測量產量時,何首烏和天冬的成活率較低,每個樣方中的植株數量較少,說明在進行林下種植時,品種及種苗類型的選擇直接影響到最終的產量和經濟效益。
3.3 林下栽培和大田栽培不同品種的成本及效益比較
依據前面試驗結論、結合當地的用工成本以及藥材收購價格,對不同藥材經濟效益進行統計。由表4可知,林下種植何首烏4年后每公頃虧損6.50萬元,天冬每公頃虧損4.4萬元,而滇黃精每公頃則產生了14.8萬元的收益。大田栽培的經濟效益總體和林下栽培趨勢一致,這主要是由于對比的大田栽培方式為仿林下栽培的粗放種植模式,沒有進行任何的施肥和其他人為管理,任其生長,其成活率、生物量和畝產量均與林下栽培趨勢一致(此處進行的大田栽培和一般的人工大田種植模式不同)。
在同等價格的情況下,經濟效益與產量是一致的,產量高則經濟效益就高。表4是三種不同繁育苗按目前各品種藥材的統貨價格分析的經濟效益結果,從表中可以看出,在除去成本的投入后,唯一有經濟效益的是滇黃精。另外,由于滇黃精為塊根種苗,種苗購買時按公斤購買,而何首烏和天冬則按株購買,所以在種苗成本上高出滇黃精很多。說明在進行林下種植時,不僅要考慮品種、林分類型、種苗類型等實際的種植條件,也要考慮種苗投入是否合理,因為林下種植大多為粗放式種植方式,種苗投入太大,不是一個可取的經濟模式。

表4 林下和大田種植中藥材不同繁育苗效益分析(按公頃及每公頃投入計算)
注:不同藥材價格為由中藥材天地網昆明菊花園分站提供;經濟效益測算是以本試驗中的藥材產量為基礎,結合當地種苗價格、用工成本等進行測算而獲得。
3.4 林下栽培滇黃精藥材品質評價結果
林下種植4年后的滇黃精藥材樣品檢測結果見表5,黃精多糖含量的測定以吸光度(Y)為縱坐標,無水葡萄糖含量(X)為橫坐標的回歸方程為Y=0.038311688X-0.05,r=0.999(n=6)。從表中可以看出,所采集的黃精樣品總灰分、浸出物、黃精多糖含量均符合藥典標準,即為合格藥材,且黃精多糖含量為14.02%,是藥典標準7.0%的2倍,說明在林下用塊根繁殖苗種植的滇黃精,4年后可以采收作為藥材使用,且質量較佳。

表5 滇黃精質量評估檢測結果 (%)
中藥材的人工栽培模式不僅影響經濟效益,同時影響用藥的安全性,中藥仿生栽培是一種生態的種植模式,林下種植中藥材即為目前較好的一種仿野生種植方式[8]。雖然與大田種植藥材相比,林下栽培藥材的產量處于弱勢,但就藥材的品質、土地的合理利用及生態效應來說,林下種植中藥的林藥模式是一種較好的生態農業模式[9]。
通過林下套種不同品種的不同繁育苗,試驗結果表明,粗放式的林藥模式不僅需要考慮林下適宜的藥材品種,即不同林分類型下土壤的類型、有機質含量、酸堿度等不同[10],還應考慮適宜品種種植的繁殖方式,即不同品種的不同繁殖方式決定其在種植后的成活率。在針葉林下種植何首烏、滇黃精、天冬三種品種時應優先選擇塊根繁殖方式的種苗,這與各類種苗對粗放式種植方式的自身適應性有關,即在粗放式的種植方式中,成熟塊根種苗的成活率優勢較大。
林下種植中藥時,選擇塊根類的藥材應考慮到不同類型種苗對產量及經濟效益的影響,試驗結果表明,同樣是塊根藥材的何首烏、滇黃精、天冬三種藥材種苗價格差異較大,且產量差異也較大,雖然產量由生物量即生長情況決定,但在選擇林下種植的品種時,應全面分析投入成本及產出效益,并進行經濟效益評估。
中藥材的品質是決定其是否能合法流通的重要指標,林下粗放式種植中藥時,沒有農藥和化肥的施用,屬于仿野生種植。一般野生藥材,由于種植年份不詳,采收時藥材為各種年限藥材的混合品,質量差異較大[11],林下種植可以克服此缺陷,在藥材的最佳采收年限進行采收,達到質量均一,且符合標準。
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PreliminaryStudyofCultivationonUnderstoryIntercroppingMedicinalPlantsofHaikouForestFarminYunnan
YAN Yi1,HEYinzhong1,WANGyating1,YINJianhua1,HUANGHeping2*
(1.KunmingHaikouForestFarmofYunnanProvince,Kunming650114,China;2.AgricultureInstituteofKunmingCollege,Kunming650214,China)
Objective:PolygonatumkingianumColl.et Hemsl.,P.multiflorumThunb.,andAsparaguscochinchinensis(Lour.) Merr.three Chinese medicinal herbs were selected as a representative to explore a mode of inter -planting understory Chinese medicinal herbs by using different method of breeding seedling planting,in order to provide a scientific basis for the feasibility.Methods:Three medicinal plants were cultivated extensive production and management as mode of understory intercropping using the root tuber,cutting and seed seedling,the survival rate,growth and yield of the plants were observed and compared.The economic benefits were analyzed.Results:Comparison of field planting,survival rate,growth,yield and economic benefit of understory intercropping was low.Among three herbs,survival rate,yield and economic benefit of the ofP.kingianumwas the highest,the second wasA.cochinchinensis,theP.multiflorumwas the worst.Four years after planting,the quality ofP.kingianumwas accorded with the standard of Chinese pharmacopoeia,and the polysaccharides was two times higher than the minimum requirement.Conclusion:The economic benefit of under forest cultivation ofP.Kingianumis nearly comparable with field production forP.kingianum,but with a better quality,it would be worthy of large-scale promotion for medicine-wood model.
Understory intercropping;Polygonatumkingianum;Polygonummultiflorum;Asparaguscochinchinensis;medicine-wood model
2015-08-24)
云南省科技計劃項目(2014RC021)
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黃鶴平,副教授,研究方向:都市農業;Tel:(0871)65098689,E-mail:hhp0422@126.com
10.13313/j.issn.1673-4890.2016.2.011