摘要:采用三因素五水平二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì),研究不同種植密度、有機(jī)肥和磷肥施用量對(duì)半夏[Pinellia ternata (Thunb.)Briet.]產(chǎn)量和總生物堿含量的影響。結(jié)果表明,種植密度是影響半夏產(chǎn)量和總生物堿含量的重要因素,其次為磷肥施用量,有機(jī)肥施用量的影響較小。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi),半夏產(chǎn)量隨種植密度的增加而增加。半夏總生物堿含量、種植密度在0水平時(shí)最高,超過(guò)或低于該水平則下降;隨有機(jī)肥施用量的增加而增加;隨磷肥施用量的增加而下降。在生產(chǎn)中,合理密植,科學(xué)施用有機(jī)肥、磷肥,將有利于半夏的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞:半夏;產(chǎn)量;總生物堿含量;喀斯特溫涼氣候區(qū)
中圖分類(lèi)號(hào):S567.23+9;P931.5;P463.21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2011)12-2499-04
Different Planting Density and Fertilizer Application Test of Pinellia ternata
in Warm and Cool Karst Climatic Region
MEI Yan1,ZHAO Ming-yong1,RUAN Pei-jun1,WANG Xiao-hua1,SHAO Ji-qing1,ZHOU Jing2,
ZHANG Jun1,WANG Hai-ling1
(1. Agriculture Research Institute of Bijie District of Guizhou Province, Bijie 551700, Guizhou, China;
2. Hezhen Township Government of Hezhang County of Guizhou Province, Hezhang 553205, Guizhou, China)
Abstract: 3-factor and 5-level quadratic regression orthogonal composite design method was used to study the effect of different planting density, application rate of organic fertilizer and phosphate fertilizer on the yield of Pinellia ternata (Thunb.) Briet.. The results indicated that planting density was the most important factor influencing P. ternata yield and total alkaloid content, followed by application rate of phosphate fertilizer, application of organic fertilizer was less influential. Within the scope of experiment, the yield of P. ternataincreased with planting density. The total alkaloid content of P. ternata was the highest when planting density was 0 level and decreased when planting density surpassed or was inferior to 0 level. Total alkaloid content increased with the application rate of organic fertilizer and decreased with application rate of phosphate fertilizer. High yield and superior quality could be obtained by rational close planting, scientifically applying organic fertilizer and phosphate fertilizer in P. ternata production.
Key words: Pinellia ternata (Thunb.) Briet.; yield; total alkaloid content; warm and cool karst climatic region
中藥半夏為天南星科多年生草本植物半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Briet.]的干燥塊莖,主要有效成分是膽堿、L-麻黃堿、β-谷甾醇等,其中以總生物堿含量作為質(zhì)量指標(biāo)成分。半夏具燥濕化痰、降逆止嘔、消痞散結(jié)等功效,主治痰多咳嗽、嘔吐反胃、胸脘痞氣等癥。近年來(lái)的研究還發(fā)現(xiàn),半夏具有抗腫瘤、抗生育、降血脂、護(hù)肝和治療冠心病等多種功效,是一種重要的中藥材,在558種中藥處方中,半夏使用頻率居第22位[1]。半夏為廣布種,除內(nèi)蒙、新疆、青海、西藏等省(自治區(qū))未見(jiàn)野生外,其余各省均有分布,主產(chǎn)于四川、湖北、河南、貴州、安徽等省。貴州省的半夏品質(zhì)優(yōu)良,在國(guó)外市場(chǎng)占有很重要的地位[2]。畢節(jié)地區(qū)是貴州省半夏的主產(chǎn)區(qū),人工栽培歷史已有20多年。目前,栽種面積在1 333.3 hm2 左右,以赫章縣最多,全縣又以河鎮(zhèn)鄉(xiāng)種植面積最大,每年種植面積在333.3 hm2以上[3]。赫章縣以半夏為龍頭、其他地道優(yōu)勢(shì)藥材品種協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局基本形成,中藥材種植正成為赫章縣農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”。為加強(qiáng)半夏生產(chǎn)指導(dǎo),提高其產(chǎn)量與質(zhì)量,促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,增加農(nóng)民收入,筆者于2009年在赫章縣對(duì)半夏進(jìn)行了種植密度、有機(jī)肥和磷肥施用量的試驗(yàn)研究,現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于貴州省赫章縣河鎮(zhèn)鄉(xiāng)舍虎村,該地處于東經(jīng)104°34′、北緯27°28′,海拔2 199.67 m,年降水量923 mm,年均氣溫12.5℃,無(wú)霜期280 d,全年日照時(shí)數(shù)1 200 h,屬溫涼氣候區(qū)[4]。前作玉米,播前一犁一耙,土壤的有機(jī)質(zhì)含量為15.8 g/kg、全氮1.85 g/kg、速效氮176.00 mg/kg、全磷0.61 g/kg、速效磷13.00 mg/kg、全鉀20.60 g/kg、速效鉀265.00 mg/kg,土壤pH值7.2。
1.2材料
試驗(yàn)用的有機(jī)肥為充分腐熟的廄肥,磷肥為過(guò)磷酸鈣(P2O5≥12%),氮肥為尿素(N≥46%)。供試半夏種為當(dāng)?shù)匾吧兗曳N的栽培種,種莖直徑1.0~1.5 cm。
1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)采用三因素五水平二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的完全實(shí)施方案,選取種植密度、有機(jī)肥、磷肥施用量三個(gè)因素為研究對(duì)象,分別用x1、x2、x3進(jìn)行水平編碼,試驗(yàn)因素水平編碼賦值結(jié)果見(jiàn)表1。共有20個(gè)處理,分為2個(gè)區(qū)組在田間進(jìn)行實(shí)施,小區(qū)面積3 m2(3 m×1 m),小區(qū)間均留寬40 cm的走道,區(qū)組間走道寬50 cm,試驗(yàn)地四周種半夏做保護(hù)行。
1.4試驗(yàn)管理
試驗(yàn)于2009年3月19日播種。按1m開(kāi)廂,廂底深10~15 cm。先將種莖按設(shè)計(jì)的種植密度頂芽向上播入,然后將有機(jī)肥、磷肥按設(shè)計(jì)用量折算成小區(qū)用量撒施在種莖上,之后用細(xì)土覆蓋,畦面高于走道5~8 cm。有機(jī)肥、磷肥在播種時(shí)一次性施入。試驗(yàn)于5月9日出苗,5月20日達(dá)齊苗期,7月30日采收。半夏生育期間追肥2次,第一次于珠芽形成期施用,用尿素150 kg/hm2;第二次于半夏倒苗后、出苗全苗齊苗時(shí),用尿素225 kg/hm2。2次追肥都與細(xì)土混拌均勻,撒于土表。
1.5測(cè)定項(xiàng)目、方法及數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)收獲時(shí)按小區(qū)稱(chēng)重計(jì)產(chǎn),利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件對(duì)半夏產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[5]。采用重量法檢測(cè)分析半夏的總生物堿含量,對(duì)試驗(yàn)各因素的半夏總生物堿含量數(shù)據(jù)按設(shè)計(jì)的五水平進(jìn)行整理分析。
2結(jié)果與分析
2.1試驗(yàn)因素對(duì)半夏產(chǎn)量的影響
2.1.1模型的建立與分析將試驗(yàn)結(jié)果整理于表2。根據(jù)表2 結(jié)果,利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件,按三因素二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得半夏產(chǎn)量與種植密度及有機(jī)肥、磷肥施用量之間的數(shù)學(xué)模型:y=7 520.51+4 281.54x1+103.63x2-133.99x3+
1 436.09x12+120.24x22-332.53x32+330.17x1x2-310.14 x1x3+340.18x2x3; (1)
經(jīng)方差分析可知,F失擬=0.18<F0.05(5,5)=5.05,差異不顯著,說(shuō)明失擬方差基本上是由于試驗(yàn)誤差和偶然因素引起的,模型無(wú)失擬因素存在,能真實(shí)地反映半夏產(chǎn)量與種植密度、有機(jī)肥和磷肥施用量等三個(gè)主要可控因素的相互關(guān)系;F回歸=26.64>F0.05(9,10)=4.95,表明三個(gè)栽培因素對(duì)產(chǎn)量的影響達(dá)到了0.05的顯著水平,試驗(yàn)結(jié)果與采用的二次數(shù)學(xué)模型基本上是符合的,回歸方程與實(shí)際情況擬合較好,可利用模型做進(jìn)一步的分析[6-8]。
2.1.2單因子效應(yīng)分析利用降維法,將某兩個(gè)因素固定在0水平,得到其中一個(gè)因素對(duì)半夏產(chǎn)量影響的回歸子模型如下:
y1=7 520.51+4 281.54x1+1 436.09x12(2)
y2=7 520.51+103.63x2+120.24x22 (3)
y3=7 520.51-133.99x3-332.53x32(4)
由于一次項(xiàng)系數(shù)|b1|>|b3|>|b2|,因此各因素對(duì)半夏產(chǎn)量影響程度依次為種植密度>磷肥施用量>有機(jī)肥施用量。說(shuō)明在試驗(yàn)的土壤和生態(tài)條件下,種植密度是影響半夏產(chǎn)量的最重要因素,其次是磷肥施用量,但磷肥施用量和有機(jī)肥施用量對(duì)半夏產(chǎn)量的影響差別不是很大。因此,合理的種植密度是實(shí)現(xiàn)半夏高產(chǎn)的保證。
2.1.3種植密度對(duì)半夏產(chǎn)量的影響由于只有種植密度對(duì)半夏產(chǎn)量的影響達(dá)到了顯著水平,故只對(duì)其進(jìn)行效應(yīng)分析。根據(jù)種植密度對(duì)半夏產(chǎn)量的影響作圖,結(jié)果如圖1。從圖1可知,在設(shè)計(jì)水平范圍內(nèi)半夏產(chǎn)量隨著種植密度的提高而增加,且種植密度取值在-1.681 8到-1之間時(shí),半夏產(chǎn)量增加比較緩慢;而取值從-1上升到1.681 8之間,半夏產(chǎn)量則上升比較快,且取值為1.681 8時(shí),半夏產(chǎn)量最高。因此,在一定范圍內(nèi),可在設(shè)計(jì)的種植密度水平上限之上適當(dāng)增加種植密度,從而提高半夏的產(chǎn)量。
2.2試驗(yàn)因素對(duì)半夏品質(zhì)的影響
對(duì)試驗(yàn)各因素的半夏總生物堿含量數(shù)據(jù)按設(shè)計(jì)五水平進(jìn)行整理,結(jié)果如表3。
2.2.1種植密度對(duì)半夏總生物堿含量的影響從表3可看出,種植密度從-1.681 8上升到0水平,半夏總生物堿的含量隨著種植密度水平的增加而增加,增加了0.010 5個(gè)百分點(diǎn);而當(dāng)種植密度水平從0上升到1.681 8水平,則半夏總生物堿含量卻隨著種植密度水平的增加而下降,降低值達(dá)0.025 3個(gè)百分點(diǎn),降幅大大超過(guò)了從-1.681 8上升到0水平增加的幅度(圖2)。
2.2.2有機(jī)肥施用量對(duì)半夏總生物堿含量的影響有機(jī)肥施用水平從-1.681 8上升到1.681 8,半夏總生物堿含量從0.057 4%增加到0.073 7%,增加了0.016 3個(gè)百分點(diǎn),半夏總生物堿含量呈現(xiàn)出隨有機(jī)肥施用量的增加而增加的趨勢(shì)(圖3)。因此,在一定范圍內(nèi),可在設(shè)計(jì)的有機(jī)肥施用水平上限之上適當(dāng)增加有機(jī)肥的施用量,以促進(jìn)半夏總生物堿的積累。
2.2.3磷肥施用量對(duì)半夏總生物堿含量的影響磷肥施用水平從-1.681 8上升到1.681 8,半夏的總生物堿含量從0.074 3%下降到0.049 9%,呈直線下降的趨勢(shì)(圖4)。說(shuō)明在設(shè)計(jì)的水平范圍內(nèi),有機(jī)肥的施用已能滿(mǎn)足半夏生長(zhǎng)對(duì)磷的需求,增施磷肥,會(huì)影響半夏總生物堿的積累,從而影響半夏的品質(zhì)。因此,在該地種植半夏,可以少施、甚至不施磷肥,以降低半夏種植的投入成本。
從表3還可以看出,三個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)半夏總生物堿含量的影響的絕對(duì)極差值分別為:x1=0.025 3,x2=0.016 3,x3=0.024 4,這說(shuō)明三個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)半夏總生物堿含量的影響程度為:種植密度>磷肥施用量>有機(jī)肥施用量。表明種植密度是影響半夏總生物堿含量的主要因素,其次為磷肥施用量,有機(jī)肥施用量的影響較小。因此,在種植半夏時(shí),種植密度及有機(jī)肥、磷肥施用量應(yīng)控制在一定的合理范圍內(nèi),才有利于半夏總生物堿的積累,否則會(huì)影響半夏總生物堿的含量,從而影響半夏的品質(zhì)。
3小結(jié)與討論
1)在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)因素中,半夏種植密度是影響半夏產(chǎn)量、總生物堿含量的最重要因素,其次是磷肥,有機(jī)肥施用量的影響最小。因此在半夏生產(chǎn)中,只有合理控制種植密度,合理施用有機(jī)肥和磷肥,才能達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的。
2)三個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)半夏總生物堿含量的影響程度為:種植密度>磷肥施用量>有機(jī)肥施用量。種植密度對(duì)半夏總生物堿含量影響呈開(kāi)口向下的拋物線,在-1.681 8~0水平之間,總生物堿含量隨種植密度的增加而增加;在0~1.681 8水平之間則隨種植密度的增加而降低。半夏總生物堿含量隨有機(jī)肥施用量的增加而增加,隨磷肥施用量的增加而下降。這提示我們?cè)谠囼?yàn)環(huán)境條件下種植半夏,應(yīng)施入足量的有機(jī)肥,少施或不施磷肥。
3)在三個(gè)試驗(yàn)因素中,種植密度對(duì)半夏產(chǎn)量的影響最大,其次是磷肥和有機(jī)肥施用量,與陳效杰在甘肅省西和縣進(jìn)行的半夏栽培試驗(yàn)結(jié)果[9]是一致的。二個(gè)肥料因素中,磷肥施用量對(duì)半夏產(chǎn)量和總生物堿的影響大于有機(jī)肥施用量,但兩者之間的差距不是很大,與蔣燕等的研究結(jié)果[10]不一致,這有待進(jìn)一步研究分析。
4)在本試驗(yàn)中,以半夏種植密度為692.86萬(wàn)株/hm2的產(chǎn)量最高,與張小斌等在陜西香菊制藥有限責(zé)任公司的藥源基地進(jìn)行的不同半夏種植密度試驗(yàn)結(jié)果[株行距9 cm×20 cm(55.56萬(wàn)株/hm2)產(chǎn)量最高、株行距3 cm×20 cm(166.67萬(wàn)株/hm2)產(chǎn)量最低][11]存在很大的差異。與張學(xué)高在四川省內(nèi)江市的試驗(yàn)結(jié)果[平均密度4 cm×5 cm(500萬(wàn)株/hm2)產(chǎn)量最高,平均密度10 cm×10 cm(100萬(wàn)株/hm2)的產(chǎn)量最低][12]也有一定的差距。
5)在合理的種植密度下(0水平,375萬(wàn)株/hm2),半夏的總生物堿含量最高;在此基礎(chǔ)上降低或增加種植密度,總生物堿含量都會(huì)降低,此結(jié)果與魏淑紅的研究結(jié)果(12 cm×3 cm 密度水平下半夏總生物堿含量最高,其次為15 cm×3 cm 密度水平,8 cm×3 cm 密度水平下總生物堿含量最低)[13]比較一致。
6)半夏總生物堿含量隨磷肥施用量的增加而降低,與裴建文等在甘肅省清水縣進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果(磷肥對(duì)半夏總生物堿含量的影響為負(fù)效應(yīng))[14]是一致的。
參考文獻(xiàn):
[1] 張曉偉,王小峰,張興翠. 半夏研究概況[J]. 現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐,2006,20(6):57-61.
[2] 阮培均,王孝華,顧尚敬,等.畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)坡耕地耕作制度分析[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2007,13(19):104-107.
[3] 貴州農(nóng)民技術(shù)培訓(xùn)教材編輯委員會(huì). 貴州主要藥用植物栽培技術(shù)[M]. 貴陽(yáng): 貴州省科學(xué)技術(shù)出版社,1994.
[4] 曾令祥,李德友. 貴州地道中藥材半夏病蟲(chóng)害種類(lèi)調(diào)查及綜合防治[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009,37(1):92-95.
[5] 唐啟義, 馮明光. 實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M]. 北京:科學(xué)出版社,2002. 147-163.
[6] 周匯. 運(yùn)用二次正交旋轉(zhuǎn)組合回歸設(shè)計(jì)組建作物栽培數(shù)學(xué)模型Ⅰ.與建模有關(guān)的概念、術(shù)語(yǔ)、符號(hào)[J]. 云南農(nóng)業(yè)科技,1988(3):24-26.
[7] 周匯. 運(yùn)用二次正交旋轉(zhuǎn)組合回歸設(shè)計(jì)組建作物栽培數(shù)學(xué)模型Ⅱ.二次正交旋轉(zhuǎn)組合回歸設(shè)計(jì)的步驟(上)[J]. 云南農(nóng)業(yè)科技,1988(5):36-38.
[8] 周匯. 運(yùn)用二次正交旋轉(zhuǎn)組合回歸設(shè)計(jì)組建作物栽培數(shù)學(xué)模型Ⅱ. 二次正交旋轉(zhuǎn)組合回歸設(shè)計(jì)的步驟(下)[J]. 云南農(nóng)業(yè)科技,1988(6):29-32.
[9] 陳效杰. 半夏優(yōu)化栽培模式研究初報(bào)[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技,1998,4(4):19
[10] 蔣燕,翟玉鈴,王惠,等. 半夏配方施肥模型研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,35(25):7887-7888,7936.
[11] 張小斌,王新軍,唐養(yǎng)璇,等. 商洛半夏塊莖不同種植密度的對(duì)比試驗(yàn)研究[J]. 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2007,9(3):181-182.
[12] 張學(xué)高. 半夏栽培試驗(yàn)初報(bào)[J]. 中藥通報(bào),1986,11(10):585-586.
[13] 魏淑紅. 不同栽培方式對(duì)半夏總生物堿含量的影響[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(5):708-711.
[14] 裴建文,孫新榮,王鵬,等. 施肥對(duì)西北地區(qū)各等級(jí)半夏總生物堿含量的影響[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,45(2):95-99.
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文