甘肅河西黃芪產量和品質的主要影響因素

張有富，張愛萍，陳 葉，丁福功，范向龍，馬登琴，劉洋洋

(1. 河西學院 農業與生態工程學院，甘肅 張掖，734000； 2. 河西學院 生命科學與工程學院，甘肅 張掖，734000)

黃芪是我國主要的中成藥之一。歷史上黃芪的藥用主要以野生為主，馴化和栽培歷史較短[1]，由于野生中藥資源的日漸匱乏，目前主要以人工栽培為主。我國栽培的黃芪主要有蒙古黃芪(Astragalusmongholicus(Fisch.) Bge. Var.mongholicus(Bge.) H siao)和膜莢黃芪(Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.)[2]。蒙古黃芪是甘肅省主栽品種。黃芪的有效成分主要有黃芪甲苷、毛蕊異黃酮多糖苷、毛蕊異黃酮、黃芪多糖、槲皮素、山奈酚等。不同生態型黃芪中黃酮類成分及黃芪甲苷量依次為：鞭桿芪>直根芪>二叉芪>雞爪芪[3]，鞭桿芪和直根芪的藥用品質遠大于雞爪芪和二叉芪。

種苗質量的優劣是影響黃芪藥材質量和產量的主要因素[4-5]。大苗移栽的蒙古黃芪植株發芽快、出苗整齊、返青率高，莖粗、莖分枝、葉面積均較大，抗逆性強，產量高；小苗移栽返青率易受到外界環境條件的影響，抗逆性弱，藥材質量和產量下降[6]。噴施外源激素對不同種苗大小的蒙古黃芪產量和質量均有顯著影響[7-8]。

目前，甘肅省生產的黃芪以質量較差的二叉芪和雞爪芪為主[9]。在短期內品種無法更新的情況下，通過栽培措施增加黃芪的根直徑、主根長和藥用系數，是提高甘肅黃芪品質急需解決的主要問題，也是提高甘肅黃芪產量，增加藥農收入的有效措施。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為甘肅省民樂縣當地栽培的蒙古黃芪二年生苗、一年生大苗(40 cm×(5～6) mm)和一年生小苗(20 cm×(2～3) mm)。

1.2 試驗方法

試驗采用兩因素完全隨機設計，因素水平設置見表1。

表1 試驗處理的因素和水平

共15個處理。處理1-15：A1B1，A1B2，A1B3，A1B4，A1B5，A2B1，A2B2，A2B3，A2B4，A2B5，A3B1，A3B2，A3B3，A3B4，A3B5(CK)。每處理設一小區，小區面積5.18 m2(3.7 m×1.4 m) 重復3次。種苗栽種采用寬窄行種植，寬行50 cm，窄行30 cm，株距15～20 cm。分別在黃芪芽苗期、拔節期、蕾薹期分3次噴施生長調節劑，選晴天無風的上午噴施。生長調節劑的濃度固定(表1)。

秋季待地面枝葉發黃枯死時，挖掘黃芪，防止損傷或挖斷根系。挖出后立即考種。用游標卡尺測根頸處的直徑作為根直徑，鋼卷尺測根頸到根系第一分叉處的長度作為主根長，根頸到最長側根末端的長度作為根系總長，并用主根長和根系總長的比值作為藥用系數，用根系鮮重和生物學產量的比值作為收獲指數。用根直徑、主根長和藥用系數來衡量黃芪的藥用(切片)品質；用生物學產量、根鮮重、收獲指數衡量黃芪產量。

1.3 數據處理方法

使用DPS 7.05對數據進行方差分析，多重比較采用Duncans新復極差法。作圖采用Origin 9.0。黃芪藥用品質分析采用兩因素完全隨機模型，考察種苗大小×藥劑互作。

2 結果與分析

2.1 種苗大小和生長調節劑對黃芪藥用品質的影響

根直徑和主根長決定了黃芪切片的大小。而黃芪切片的大小是衡量黃芪藥用品質的主要依據之一。黃芪藥用品質方差分析表明，種苗大小(A)、生長調節劑(B)以及二者互作，都對黃芪的根直徑和主根長有顯著影響，而都對藥用系數影響不大(表2)。

表2 黃芪藥用品質F測驗

結果說明，選擇合適的種苗大小和生長調節劑，可顯著提高黃芪的根直徑和主根長，但不會改變黃芪的藥用系數。生長調節劑只是加速了黃芪的生長，沒有改變黃芪的側根分支程度，二叉芪和雞爪芪的比例沒有增加。要增加鞭桿芪和直根芪的比例，應該在種苗選擇時進行。種苗的側根數及發生部位是影響黃芪品質的主要因素之一。

對15個處理的根直徑和主根長進行多重比較發現，處理1的根直徑和主根長最大(表3)。要提高黃芪的切片品質，可選擇二年生種苗栽培，并在芽苗期、拔節期、蕾薹期各噴施一次1.3 g/L的金哥赤霉素，可大大增加黃芪的根直徑和主根長。但在實際生產中，隨著黃芪的規模化栽培，為降低成本，已經很少有人使用二年生種苗。因此，只能考慮一年生苗。由表3看出，一年生種苗大小，也對黃芪的切片品質有很大影響，其中處理6和處理7為最佳處理。即：和對照(處理15)相比，以一年生大苗做種苗，噴施1.3 g/L的金哥赤霉素或0.67 ml/L的碧翠，可大大增加黃芪的根直徑和主根長。

表3 黃芪藥用品質各互作處理間多重比較

不同大小的種苗和不同的生長調節劑對黃芪藥用品質的影響如圖1所示。無論是對黃芪根直徑還是主根長，二年生種苗、一年生大苗、一年生小苗間均差異顯著。考慮成本因素，選擇一年生大苗(圖1A, 1C)。生長調節劑中，以金哥赤霉素對黃芪藥用品質影響最大，依次為：碧翠、生根源、塊莖膨大晶和清水。不同藥劑對黃芪根直徑和主根長的影響均達到顯著差異，金哥赤霉素效果最佳(圖1B, 1D)。但處理6和7間差異又不顯著(表3)，說明碧翠和種苗大小間的互作彌補了它和金哥赤霉素間的差異(圖1B,1D)。在生產上，選擇一年生大苗做種苗，噴施金哥赤霉素或碧翠均可使黃芪根直徑和主根長大大增加。

圖1 種苗大小和生長調節劑對黃芪藥用品質的影響Fig. 1 Effects of seedling size and growth regulator on medicinal quality of A. membranaceus

2.2 種苗大小和生長調節劑對黃芪產量的影響

產量是黃芪種植效益的最大體現之一。根鮮重是黃芪產量的主要衡量標準；生物學產量和收獲指數是黃芪栽培技術的綜合體現。方差分析表明，不同種苗大小(A)和生長調節劑(B)，對黃芪根鮮重、生物學產量以及收獲指數均有顯著影響，且A×B互作均顯著(表4)。

表4 黃芪產量F測驗

多重比較結果顯示，處理1的根鮮重和生物學產量均達到最高，而處理14收獲指數最大。選擇二年生種苗，并噴施金哥赤霉素3次，可顯著提高黃芪產量。一年生苗噴3次塊莖膨大晶(處理14)收獲指數最大，處理4和處理9的收獲指數也相對較大，說明塊莖膨大晶能夠最大限度增加根冠比，但對黃芪生物學產量和根鮮重的增幅均不及金哥赤霉素處理。

考察A、B因素的主效，發現A因素的3個水平間，產量的3個指標均有顯著差異(圖2)。從種苗大小的影響來看，二年生苗的根鮮重、生物學產量均最高，和一年生大苗、一年生小苗兩兩間均差異顯著(圖2A, 2C)。而收獲指數卻是一年生小苗最大，二年生苗次之，一年生大苗最小，且兩兩間差異顯著。

表5 黃芪產量多重比較

圖2 種苗大小和生長調節劑對黃芪產量的影響Fig. 2 Effects of seedling size and growth regulator on yield of A. membranaceus

說明從根冠比的角度看，一年生小苗也是不錯的選擇。但無論是根系產量還是生物學產量，考慮經濟性因素，選擇一年生大苗，可以兼顧黃芪的經濟性和產量。

從生長調節劑的影響來看，金哥赤霉素對根鮮重的增加最好，其他生長調節劑也均優于對照(ddH2O)(圖2B)。但對生物學產量，只有金哥赤霉素優于對照，其他生長調節劑均低于對照(圖2D)。說明碧翠、生根源和塊莖膨大晶對根系的產量增幅較大，因此三者的收獲指數均較大(圖2F)；而金哥赤霉素不但增加根系的產量，也增加了地上部產量，是黃芪栽培中提高產量的較好選擇。

3 結論與討論

甘肅是我國黃芪的主產地之一，但由于黃芪品質較差，價格一直較低。通過栽培技術提高黃芪品質和產量，是短期內提高甘肅黃芪產量和藥農收入的關鍵。通過種苗大小和生長調節劑二因素試驗發現，種苗大小和生長調節劑均可大大改善黃芪的產量和切片的藥用品質。二年生種苗是最佳選擇，但由于成本較高，選擇一年生大苗，或盡量選擇沒有側根或側根少的粗壯大苗，有利于高產黃芪的形成。

生長調節劑可顯著改善植物的生長發育[10-11]，有效提高黃芪的毛蕊異黃酮葡萄糖苷和黃芪甲苷的含量[12]，從而提高黃芪的品質。在黃芪生長發育的芽苗期、拔節期、蕾薹期噴施3次1.3 g/L的金哥赤霉素，也可以增加黃芪產量和藥用品質。本試驗還發現，幾種生長調節劑不會改變黃芪側根發生的部位和數量，選擇側根少的種苗，并選擇土層深厚、土壤松軟的地方栽培黃芪，是提高黃芪產量和藥用品質的良好措施。