江蘇地區楊樹林下套種細柱五加栽培模式

吳寶成+韋敏+宋春鳳+呂曄+鄭生智+徐友貴

摘要：在江蘇地區不同楊樹林分栽培條件下，套種不同栽培密度的細柱五加，對其農藝性狀、產量、次生代謝產物有效成分含量以及綜合效益進行研究。結果表明，低楊樹林分栽培條件下，套種的細柱五加株高、根長、根寬、根冠比、根皮鮮質量等農藝性狀以及根皮產量部分顯著高于露地無遮陰、中林分、高林分處理，株幅、分枝數顯著低于其他處理和對照（P<0.05），具有相對較高的株高，較窄的株幅，單一粗壯的主枝，根較粗壯向下，不向兩側擴展；低林分條件下更有利于次生代謝產物有效成分紫丁香苷、總黃酮和總三萜的積累，其含量顯著高于其他條件處理（P<0.05）；低林分時細柱五加35 cm×35 cm栽培條件下，楊樹和細柱五加單位面積綜合收益最高，達到5 005元/667 m2。結合本次試驗結果，楊樹與細柱五加套種復合經營模式應選擇在低楊樹林分即樹齡3年，郁閉度50%左右條件下，以收獲一年生或二年生細柱五加根皮為生產目的栽培株間距應為 35 cm×35 cm。

關鍵詞：細柱五加；楊樹；套種；農藝性狀；紫丁香苷；產量；栽培模式

中圖分類號： S567.530.48文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）23-0156-05

細柱五加[Eleutherococcus nodiflorus （Dunn） S. Y. Hu]別稱五加，為五加科（Araliaceae A. L. Jussieu）五加屬（Eleutherococcus Maxim）植物[9-10]。細住五加的干燥根皮為我國傳統中藥五加皮，別稱南五加皮，具有祛風除濕、補肝益腎、強筋健骨、利水消腫的作用，可用于治療風濕痹病、筋骨萎軟、小兒行遲、體虛乏力、水腫、腳氣等癥[11]。細柱五加為多年生灌木，植株高度小于2 m，屬于典型的陰生植物，人工栽培須要遮陰處理[12]。

迄今為止，對細柱五加的研究主要集中在化學成分和藥理等方面，對其林藥套種栽培的研究較少。本試驗以江蘇地區細柱五加與楊樹套種，測定并比較不同栽培條件下，細柱五加的農藝性狀、產量、有效成分含量以及綜合效益，為充分利用楊樹林下空間、開發細柱五加產業、增加土地收益提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

本研究的植物種類為楊樹和細柱五加，楊樹為江蘇盱眙地區常見的栽培品種——加拿大楊（Populus ×canadensis）；細柱五加是江蘇省淮安市盱眙縣鐵山寺野生材料，經江蘇省中國科學院植物研究所呂曄研究員鑒定為細柱五加[Eleutherococcus nodiflorus（Dunn） S. Y. Hu]，野生轉家化3年后，選擇健康、無病蟲害、生長均勻一致的扦插苗作為栽培材料。

1.2試驗地自然條件

所有試驗材料均栽培于江蘇省淮安市盱眙縣仇集鎮龍山街道試驗圃。試驗地位于118°24′E、32°44′N，屬北亞熱帶季風氣候區，年平均溫度14.6 ℃，無霜期237 d；年平均降雨118 d，降水量1 106.5 mm，最大平均濕度81%。土壤類型為酸性黃棕壤，pH值為6.0～6.7。楊樹林下主要原生植物有鐵莧菜、叢枝蓼、美洲商陸、小果薔薇、牛膝、白杜、阿拉伯婆婆納、桑、竊衣、薺、小飛蓬、蒲公英、薹草、蛇莓、澤漆、藎草、艾草、天名精和三葉鬼針草等。

1.3試驗方法

1.3.1栽培處理和田間管理2013年3月下旬栽植細柱五加扦插苗于試驗圃。栽培設3個不同楊樹林分，分別為高林分（樹齡8年，郁閉度90%）、中林分（樹齡5年，郁閉度70%）、低林分（樹齡3年，郁閉度50%），以露地無遮陰栽培為對照（CK），楊樹栽培株間距為6 m×6 m。每個林分處理分為2個栽培密度，株間距分別為 35 cm×35 cm、50 cm×50 cm，沿楊樹林南北向種植，邊界與楊樹南北種植線之間的距離為50 cm。

播種前施基肥40 kg/667 m2，株間距為35 cm×35 cm的處理產量按5 445株/667 m2計算，株間距為50 cm×50 cm的處理產量按2 668株/667 m2計算。

常規田間管理，生長旺盛期追肥1次，施用量為 25 kg/667 m2，基肥和追肥均為三元復合肥（江蘇聚豐，總養分含量6.53%，全氮含量4.77%，全磷含量0.91%，全鉀含量085%，有機質含量62.30%），株間距為35 cm×35 cm的處理于2株細柱五加中間位置施肥，株間距為50×50 cm的處理于距根部10 cm處施肥。

1.3.2數據收集與分析 于2014年5月下旬細柱五加采收期內，隨機選取30株細柱五加，用卷尺測定株高、株幅（植株展開最寬處的寬度），統計分枝數量，測量根長和根寬（根部展開最寬處的寬度），分別稱量地上部分和地下部分的質量，計算根冠比，并稱量根皮鮮質量，估算單位面積產量，3次重復。楊樹蓄積量測定方法以林木1 m處胸徑增長量為指標，胸徑采用軟尺直接測量，折算楊樹蓄積量，單位為m3。

細柱五加扦插苗按0.5元/株計算，楊樹樹苗按 3.5元/株 計算，細柱五加干藥材五加皮銷售價格按70元/kg計算，楊樹木材價格按300元/m3計算。

1.3.3細柱五加根皮中紫丁香苷、總黃酮、總三萜含量的測定采用高效液相色譜（HPLC）法測定細柱五加根皮中紫丁香苷的含量[13]，采用分光光度法測定總黃酮[14]和總三萜[15]的含量，并適當改進試驗方法。主要試驗設備包括Agilent 1100 Series高效液相色譜儀、HP ChemSation工作站、Kromasil C18（5 μm，4.6 nm×250 nm）色譜柱、UV-2501PC紫外分光光度計（SHIMADZU）。

1.3.4數據處理數據采用SPSS 10.0軟件進行方差分析，采用Duncans 新復極差法進行多重比較。endprint

2結果與分析

2.1不同栽培條件下細柱五加農藝性狀和產量的比較

農藝性狀和產量是反映栽培藥用植物開發價值的主要評價指標。對不同林分條件下細柱五加的株高、株幅、分枝數、根長、根寬、根冠比、根皮鮮質量等農藝性狀進行分析，并估算單位面積產量。由表1可知，細柱五加在不同楊樹林分和株間距條件下，株高、株幅、分枝數、根長、根寬、根冠比、根皮鮮質量等農藝性狀均有不同程度的差異。

不同楊樹林分條件下，細柱五加株高有明顯差異，最高株高出現在低林分中，即低林分條件下株高分別為66.000、79.210 cm，其中又以株間距處理為50 cm×50 cm的株高最高，平均值達到79.210 cm。其他林分條件下，同一林分不同株間距處理下的株高無顯著性差異。

不同楊樹林分條件下，細柱五加株幅也呈現明顯差異，且最寬株幅出現在中林分條件下株間距處理 50 cm×50 cm中，平均值為49.670 cm。其他相同林分條件下，不同株間距條件下的株幅差異不顯著。

分枝數是考察灌木狀植物地上部分形態的重要指標，通過對細柱五加分枝數的比較可以看出，低林分條件下，細柱五加僅有1個分枝，即主枝，且較為粗壯；而在中林分和高林分條件下，細柱五加的分枝數增多，平均值在1.40～3.80個之間，且兩者差異明顯，其中以中林分條件下分枝數最多，2種株間距處理的分枝數平均值分別為3.200、3.800個。露地無遮陰條件下，分枝數大于1個，2種株間距處理的分枝數平均值分別為 2.400 、1.900個，兩者之間無顯著性差異。

根長和根寬是衡量根莖、根皮類藥材價值的重要指標。通過對不同楊樹林分、株間距條件下細柱五加根長和根寬的比較可以看出，低林分條件下，細柱五加的根長最長，株間距為35 cm×35 cm處理的根長的平均值為24.880 cm，50 cm×50 cm處理的根長的平均值為29.830 cm，兩者差異不顯著。其他林分條件以及露地無遮陰處理的細柱五加根長的平均值小于低楊樹林分條件下的平均值，差異顯著（P<0.05）。根寬在不同林分條件、株間距條件下的平均值在11.290～24830 cm之間。

根冠比是考察植物能量、物質在地下部分和地上部分積累和分配的重要指標，根冠比較大的植物，其物質和能量積累主要集中在地下部分，而根冠比越小，則表明植物主要將能量和物質積累在地上部分，地下部分積累相對較小。通過對細柱五加根冠比的比較可以看出，低楊樹林分條件下，細柱五加的根冠比較大，其中以株間距為35 cm×35 cm處理的根冠比最高，顯著高于其他處理（P<0.05），平均值達到1.530，株間距為50 cm×50 cm處理的根冠比次之，平均值達到1.267，均大于1，表明在低林分條件下，細柱五加將超過一半的物質和能量積累在地下部分（根部）。其他林分條件下和露地無遮陰處理的根冠比均小于1，根冠比的大小表現為低林分>露地無遮陰處理>高林分>中林分。

根皮是細柱五加的藥用部位，根皮鮮質量是衡量細柱五加產量的重要指標，與株間距等因子共同決定細柱五加的產量。通過對細柱五加根皮鮮質量的比較可以看出，低楊樹林分條件下，細柱五加的根皮鮮質量分別達到21.140（35 cm×35 cm）、21.950 g（50 cm×50 cm），兩者差異不顯著，但均顯著高于其他林分處理和對照（P<0.05）。其他相同林分處理條件下，不同株間距處理對根皮鮮質量影響差異不顯著。根皮鮮質量的大小表現為低林分>露地無遮陰處理>中林分>高林分。

結合根皮鮮質量，根據每667 m2楊樹林下不同株間距種植細柱五加的株數，可以估算出細柱五加與楊樹套種后其根皮鮮產量。由表1可知，低楊樹林分條件、株間距小（35 cm×35 cm）的細柱五加的根皮鮮產量達到115.110 kg/667 m2，顯著高于相同楊樹林分條件下的株間距大（50 cm×50 cm）的處理的根皮鮮產量（P<0.05），主要原因在于單株根皮鮮質量兩者差異不顯著，但楊樹林下栽培細柱五加的株數高栽培密度（5 445株/667 m2）是低密度栽培（2 668株/667 m2）的204倍，前者的單位面積產量顯然要高于后者的。其他相同林分處理下，高栽培密度的根皮鮮產量均顯著高于低栽培密度的根皮鮮產量，主要也是由于上述原因所致。

2.2不同栽培條件下細柱五加化學成分含量的比較

細柱五加根皮中紫丁香苷、總黃酮、總三萜有效成分含量是衡量細柱五加根皮藥用價值的重要指標。不同楊樹林分、株間距條件下，細柱五加根皮中紫丁香苷、總黃酮、總三萜含量比較見表2。

由表2可見，作為細柱五加根皮主要有效成分的紫丁香苷含量存在較為明顯的差異。在楊樹低林分條件下，2種株間距處理下的細柱五加根皮中紫丁香苷的平均含量分別達到0.031%、0.030%，兩者差異不顯著，但都顯著高于其他林分處理和對照（P<0.05）。相同林分處理下，大部分不同栽培密度細柱五加根皮中紫丁香苷含量差異不顯著。在高楊樹林分條件下，株間距小（35 cm×35 cm）的細柱五加根皮中紫丁香苷平均含量最低，僅為0.003%，顯著低于其他處理。紫丁香苷平均含量表現為低林分2個栽培密度處理>露地無遮陰處理>中林分2個栽培密度處理>高林分低栽培密度處理>高林分高栽培密度處理。

細柱五加根皮中黃酮類化合物經研究表明也具有顯著的藥理藥效活性，是細柱五加作為藥材植物研究開發的重要新方向。由表2可知，總黃酮含量大于0.300%的處理主要出現在露地無遮陰處理、低楊樹林分和中楊樹林分處理中，在高楊樹林分株間距為35 cm×35 cm 處理下，總黃酮含量僅為0.165%，顯著低于其他處理（P<0.05）。在總黃酮含量高于0.300%的處理中以低林分株間距為35 cm×35 cm的含量最高，達到0.543%，顯著高于其他處理（P<0.05）。endprint

細柱五加根皮中總三萜有效成分含量在不同楊樹林分、栽培密度處理條件也存在一定的規律性。由表2可以看出，細柱五加在低林分和中林分栽培條件下有利于總三萜成分的積累，平均含量大于4.000%，其中以低林分高種植密度條件下總三萜成分含量最高，達到4.820%，與其他處理差異顯著（P<0.05），低種植密度條件次之，為4.611%。中林分條件下三萜成分的含量小于低林分條件下的含量，且不同栽培密度下差異不顯著。在高楊樹林分條件下，細柱五加總三萜成分的合成則顯著受到抑制，不利于其在根皮中的積累，平均含量小于3.000%。

2.3楊樹與細柱五加林藥套種綜合效益評價

楊樹造林的實際管理中，除第1年須要進行水肥管理外，第2年起均未進行專門的田間除草和施肥等管理，同時在整個試驗過程中所有林分處理的楊樹均未達到輪伐期。以采收根皮做五加皮為目的的細柱五加采收期在春季和夏季，秋季由于根皮水分下降，根皮剝離費時費工，生產上基本不采用。楊樹林下套種細柱五加，第1年均有不同程度的收益。各種套種方式所需要苗木費、材料費（肥料等生產資料支出）、人工費及收入收益等見表3。

由表3可以看出，細柱五加于無遮陰條件下大田種植1年，高栽培密度下的綜合收益約684元/667 m2，而低密度栽培條件下，則呈虧損狀態（-20元/667 m2）。再考慮到土地租金等因素，大田種植細柱五加在1年內的經濟效益有限。楊樹低林分條件下，無直接用于楊樹的田間管理費用，而細柱五加在高密度栽培條件下由于單位面積內個體數較多，因此1年后產量較高，達到115.11 kg/667 m2，除去苗木費、材料費、人工費等支出外，仍有4 836元/667 m2收益，同一林分下低密度栽培細柱五加收益為2 255元/667 m2。而在中楊樹林分、高楊樹林分條件下，套種細柱五加1年后，在苗木費、人工費等支出條件大致相當的條件下，經濟收益出現負值，即處于虧損狀態（-310～-2 105元/667 m2）。

就楊樹而言，在相同種植密度下，不同楊樹樹齡與其林下郁閉度存在一定的相關性，即隨著楊樹的生長，郁閉度和林分不斷增加，同時楊樹木材的蓄積量也逐年增加。在本試驗中，3、5、8年樹齡楊樹對應的郁閉度即林分分別為50%、70%、90%，楊樹年均木材蓄積增加量在0.75～123 m3/667 m2之間，當年理論收益在169～313元/667 m2之間，其中以低林分（3年）楊樹最低，僅為161元/667 m2，而中林分、高林分分別增加249%、85.2%，但每年收益的絕對值仍較低，低于 2 000元/667 m2，且未達到10年的間伐期，生產周期長，期間無實際經濟效益，土地利用效率較低。

在楊樹與細柱五加套種模式下，細柱五加以及楊樹栽培1年后的綜合收益表明，在3年生楊樹林即低林分下，細柱五加高密度栽培條件（株間距為35 cm×35 cm）下，楊樹和細柱五加的綜合收益最高，達到5 005元/667 m2，是低密度栽培條件的2.06倍，同時也高于大田栽培的684元/667 m2。中林分、高林分套種模式下，由于細柱五加產量的下降，導致最終收益出現虧損，因此不是楊樹與細柱五加套種的最佳模式。

3結論與討論

光照條件對植物的生長具有重要意義，能影響植物的光合作用和生理活動包括初生代謝產物主要是淀粉、蛋白質等，以及次生代謝產物主要是黃酮類、三萜皂苷等化合物的積累和分配。因此，不同種類的植物以及同種植物在不同光照條件下（在自然條件下主要是郁閉度，人工套種條件下主要是套種林的林分），對光照條件會產生不同的響應。如短柄五加[16-20]、丹參[21]、紅茴香、大吳風草[22]套種一樣，對楊樹林下套種細柱五加的影響主要表現在株高、株幅、分枝數、根長、根寬、根冠比、根皮鮮質量等農藝性狀以及紫丁香苷、總黃酮和總三萜等次生代謝產物的合成和積累方面。

就本次試驗結果可以看出，在低楊樹林分條件下，細柱五加具有相對較高的株高，較窄的株幅，單一粗壯的主枝，根較粗壯向下，不向兩側擴展，且更有利于地下部分即根部質量的積累，單株根皮的鮮質量較高，單位面積產量也較高。而隨著林分的增加，反而不利于細柱五加植物的生長，主要表現在植株矮化，莖桿細軟蔓生，分枝數較多，導致株幅較寬，同時根部相對較短，且向水平方向生長導致根寬較大，在郁閉度較高條件下細柱五加物質主要積累在地上部分，用于光合作用等基本生理活動，根部生長受限，導致根冠比小于1，單株根皮鮮質量也逐步下降，單位面積產量與低林分相比不具優勢，實際生產上應用意義不大。露地無遮陰條件下則介于中林分、高林分之間，但仍比中林分、高林分條件下有優勢。

在次生代謝產物有效成分紫丁香苷、總黃酮和總三萜成分方面，低林分條件下更有利于各有效成分的積累，表現在其含量方面顯著高于其他條件處理，露地無遮陰處理條件下次之，而在中林分、高林分條件下反而由于植株生長受限，初生代謝產物、生物量的降低導致次生代謝產物積累有限，不利于細柱五加根部質量的增加和有效成分的積累。

不同栽培密度在同一郁閉度（林分）條件下，對細柱五加的農藝性狀影響不大，有效成分方面只在部分處理中存在顯著性差異（P<0.05），紫丁香苷和總三萜成分在高林分高栽培密度條件下顯著低于低種植密度，總黃酮含量在不同栽培密度條件下也存在顯著性差異（P<0.05），這可能和取樣的時間、樣本的個體差異及細柱五加生長過程中3個有效成分積累的變化有關，有待進一步研究。

本次試驗結果表明，低楊樹林分條件更有利于細柱五加的生長和次生代謝產物有效成分含量的積累，這可能與細柱五加的原生境有關，野生細柱五加生長于海拔1 000 m以下（東部）和 3 000 m（西部）的林緣、峽谷、路邊、溪流岸邊，此類生境皆為低郁閉度的生長條件，說明細柱五加在長期種群繁衍、居群擴散的過程中，已適應低郁閉度（林分）的生長條件[9-10]。已有研究表明，細柱五加具有適應弱光環境的能力，符合陰生植物的光合特性，本次試驗結果符合前期研究的結論，并顯示隨著郁閉度的增加，細柱五加的生長和次生代謝活動反而受到抑制，說明在生產上應采取低郁閉度的套種模式。露地無遮陰栽培會浪費土地資源，不符合復合經營模式的土地、成分、光照、水分利用最大化的原則，而高林分則會影響細柱五加的生長和次生代謝產物有效成分的含量，投入產出效益下降，影響復合經營模式的效益[23]。endprint

楊樹套種細柱五加，對于楊樹而言，木材蓄積增量并未發生顯著影響，由于楊樹為喬木，而細柱五加為灌木，且屬于陰生植物，所以細柱五加生長不受抑制。在一定的郁閉度條件下，生物量有所增加，后期收獲可觀，結合楊樹綜合效益可觀，因此，楊樹林下套種細柱五加的種植模式是可行的。但隨著林分的增加，楊樹木材蓄積增量有所增加，但細柱五加的產量下降，因此，綜合效益下降明顯，在生產上基本無應用價值。在同一楊樹林分條件下，不同栽培密度導致單位面積須要的種苗數不同，高栽培密度條件下細柱五加的種苗費是低栽培密度下的1.03倍，因此，種苗費用在生產上也是影響綜合效益不可忽視的因素。

結合本次試驗結果，楊樹與細柱五加套種復合經營模式應選擇在低楊樹林分即樹齡3年，郁閉度50%左右條件下，以收獲一年生或二年生細柱五加根皮為生產目的株間距應為35 cm×35 cm，以收獲三年生至多年生細柱五加根皮的株間距應為50 cm×50 cm。

參考文獻：

[1]沈文星，金鋼. 江蘇楊樹產業化發展對策研究（1）——發展現狀及制約因素分析[J]. 林業經濟問題，2002，22（1）：1-5，13.

[2]金鋼，沈文星. 江蘇楊樹產業化發展對策研究（2）——發展的基本途徑[J]. 林業經濟問題，2002，22（2）：70-72.

[3]丁勝，張智光. 江蘇楊樹產業結構的調整與優化分析[J]. 林業經濟問題，2003，23（1）：16-19，24.

[4]呂祥生，謝友超. 江蘇省楊樹產業現狀和發展對策[J]. 林業科技開發，2004，18（2）：7-10.

[5]方升佐，王明庥，黃敏仁，等. 江蘇楊樹資源培育與產業化[J]. 林業科技開發，2004，18（1）：3-5.

[6]方升佐，黃寶龍，徐錫增. 高效楊樹人工林復合經營體系的構建與應用[J]. 西南林學院學報，2005，25（4）：36-41.

[7]張智光，王明庥，佘光輝，等. 江蘇楊樹產業的戰略思考（Ⅰ）：現狀與問題分析[J]. 南京林業大學學報（人文社會科學版），2005，5（1）：63-67.

[8]張智光，王明庥，佘光輝，等. 江蘇楊樹產業的戰略思考（Ⅱ）：戰略措施與調控政策[J]. 南京林業大學學報（人文社會科學版），2005，5（3）：73-77.

[9]Flora of China Editorial Committee.Flora of China（vol.13） [M]. Beijing：Science Press & Missouri Botanical Garden Press，2007：466-467.

[10]中國植物志編委會. 中國植物志（54卷）[M]. 北京：科學出版社，1978：86，107-111.

[11]國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典2010年版（第一部） [M]. 北京：中國醫藥科技出版社，2010：61，115，192，240.

[12]王康才，王立會，湯興利，等. 江蘇地區3個居群細柱五加葉片顯微結構及光合特性研究[J]. 安徽農業大學學報，2011，38（5）：651-655.

[13]張崇禧，張瑩瑩，田芯，等. HPLC測定不同產地刺五加中紫丁香苷的含量[J]. 中成藥，2008，30（11）：1648-1651.

[14]李春芳，劉汶，曲佳琳，等. 短梗五加果提取物中總黃酮、總酚及3種指標成分的含量測定[J]. 沈陽藥科大學學報，2011，28（10）：801-806.

[15]白新鵬，郭志勇，劉小琴，等. 分光光度法測定獼猴桃根提取物中總三萜類成分的研究[J]. 農產品加工，2009（3）：42-46.

[16]楊在娟，岳春雷. 瀕危植物短柄五加光合特性及其生態因子的關系[J]. 浙江林業科技，2002，22（1）：7-10.

[17]岳春雷，江洪，朱隱湄. 短柄五加蒸騰作用及其生理生態因子相關性的初步研究[J]. 林業科學，2003，39（2）：158-161.

[18]段顯德，董榮春. 高濕地區板栗林下栽培模式的研究[J]. 北方園藝，2009（4）：151-152.

[19]張寶剛，張沐春，王福玉，等. 核桃楸林地套種短梗五加栽培技術[J]. 北方園藝，2011（6）：217-218.

[20]謝永剛，張文新，武志勇.龍牙楤木、短梗五加、大葉芹混作套種高效栽培技術[J]. 中國蔬菜，2011（9）：55-56.

[21]高峻，孟平，吳斌，等. 杏-丹參林藥復合系統中丹參光合和蒸騰特性的研究[J]. 北京林業大學學報，2006，28（2）：64-67.

[22]吳統貴，虞木奎，孫海菁，等. 林藥復合系統林下植物光合特性對生長光強的響應[J]. 中國生態農業學報，2011，19（2）：338-341.

[23]潘啟龍，戴海軍，王凌暉，等. 林下套種中草藥的栽培方法與技術[J]. 廣東農業科學，2011，38（21）：50-53.江蘇農業科學2017年第45卷第23期徐超，劉國華，張紅巖，等. 優良共生真菌對鐵皮石斛的促生機制[J]. 江蘇農業科學，2017，45（23）：161-162.endprint