不同栗藥模式中板栗產量與品質分析

徐陽　龔榜初　江錫兵　胡衛濱　陳喜良　吳開云　孫維敏

摘要：為篩選高效栗藥種植模式，構建板栗-覆盆子、板栗-鐵皮石斛、板栗-三葉青、板栗-白芨4種栗藥種植模式，并進行板栗產量與品質分析。結果表明，栗藥模式單株板栗及栗仁產量分別比板栗純林顯著提高10%～40%與24.31%～71.10%。板栗-鐵皮石斛、板栗-三葉青模式單栗質量比板栗純林分別顯著提高19.24%、10.79%，但板栗-覆盆子模式單栗質量只相當于板栗純林的86.10%。去除栗殼影響，各栗藥模式單栗仁質量增幅加大，其中板栗-三葉青模式單栗仁顯著提高42.91%。栗仁主要礦質元素含量也顯著提升，栗仁磷、鉀含量分別提高34.78%～81.62%、64.37%～82.30%;栗仁鈣、鎂元素含量分別提高135.64%～238.14%、36.54%～54.45%。而營養成分指標存在較大分化，栗仁可溶性總糖含量、脂肪含量等指標反而顯著低于板栗純林，板栗-三葉青模式中栗仁淀粉含量比純林提高3.51%。依據品質性狀模糊分析，板栗-三葉青栗仁綜合品質最佳，板栗-鐵皮石斛模式栗仁綜合品質反而低于板栗純林。表明板栗-三葉青種植模式中板栗產量與品質表現最佳。

關鍵詞：栗藥模式;板栗產量;板栗品質

中圖分類號： S664.204文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）09-0189-05

板栗（Castanea mollissima Blume）栽培面積廣，涉業人員眾多[1]，但目前板栗園普遍出現低產低效現象，導致部分栗農生產積極性不高，出現許多放棄板栗園管理現象，嚴重阻礙了板栗產業發展。如何提高板栗林地產出率和經濟效益，增加山區栗農收入，是目前亟待解決的問題[1-4]。

板栗林下進行有機耐陰中草藥種植，短期內能產生較高的經濟效益[4-5]，如中原地區板栗-天麻（Gastrodia elata Bl.）[6]與遼東地區板栗-關玉竹[Polygonatum odoratum （Mill） Druce]模式[7]可幫助當地栗農產生最高收益 15萬元/hm2 左右。因此，充分利用板栗林地空間、土壤、水源條件，改變單一種植模式，將板栗林培育和中草藥生產有機結合，科學發展栗藥套種是增加栗農收入可行且有效的途徑[5-7]。

中原地區板栗-天麻與遼東地區板栗-關玉竹模式，缺乏在各地應用的科學經驗，且考慮到藥材道地性原則，這些模式在華東地區推廣時尚需詳細的可行性論證。與此同時，我國華東地區特色的三葉青、鐵皮石斛、覆盆子等林藥模式[8-9]效益極為可觀，但相應栗藥模式尚未建立，也缺乏系統研究。

總之，栗農急切的增收需要與目前匱乏的栗藥模式之間的矛盾日益突出，亟需建立多種栗藥模式，進行系統評價，篩選各地適宜的栗藥模式。而開展栗林下中藥材種植對板栗產量和品質影響的評估是栗藥模式篩選的基礎。本研究以三葉青（Tetrastigma hemsleyanum）、鐵皮石斛（Dendrobium officinale）、覆盆子（Rubus chingii）、白芨（Bletilla striata）材料，構建多種栗藥種植模式，對不同種植模式中板栗產量與品質進行測定分析，為高效栗藥種植模式的篩選提供基礎，以期更好地服務新農村建設，促進板栗產業快速發展。

1 材料與方法

1.1 試驗處理與材料

試驗地位于浙江省金華市武義縣王宅鎮，10年生板栗林。林相基本整齊，主栽品種為毛板紅板栗（Castanea mollissima Blume Maobanhong），兼少量魁栗（Castanea mollissima Blume Kuili）。選擇等高線附近土壤類型、質地相似的15個地塊，每地塊約0.067 hm2，共約1 hm2。2014年冬季林下人工整地，2015年春，覆盆子分株栽植，鐵皮石斛幼苗樹干綁縛種植，三葉青、白芨采用幼苗栽種，分別構建板栗-覆盆子、板 栗- 鐵皮石斛、板栗-三葉青、板栗-白芨4種栗藥種植模式及板栗純林，其中每種模式0.2 hm2，重復3次，每次重復 0.067 hm2。不同種植模式土肥水等管理方式一致。

1.2 取樣方法

2017年夏始，各藥材陸續進入穩產成熟期。2017年9月，對不同種植模式板栗產量與品質進行采樣與調查。各模式每個重復中選取9株生長發育良好的毛板紅板栗樹，統計每株成熟栗苞數，并從每株中部四周采摘10個成熟栗苞，帶回實驗室，分別對栗苞、板栗和栗仁表型性狀、栗仁營養成分進行測定。

1.3 指標測定

1.3.1 表型測定

利用游標卡尺分別測量栗苞、板栗、栗仁長度、寬度、高度，單苞質量、單果質量、單栗仁采用百分之一電子天平稱量，其中板栗選取邊果進行測量。采果期統計每株樣樹單苞栗數、單株栗數，測定單株苞質量、單株栗質量、單株栗仁質量。

1.3.2 營養成分指標測定

氮元素含量、蛋白質含量測定參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準》;磷含量測定參照GB 5009.87—2016《食品安全國家標準》;鉀、鈣、鎂含量測定參照GB 5009.268—2016《食品安全國家標準》;脂肪含量測定參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準》。淀粉、可溶性糖含量采用蒽酮比色法進行測定。

1.4 數據分析

數據采用SPSS軟件進行多重比較差異顯著檢驗與模糊綜合評價。

2 結果與分析

2.1 不同栗藥種植模式中板栗生長與產量比較

2.1.1 不同栗藥種植模式中板栗產量性狀比較

從表1可以看出，板栗林下套種中草藥后，單株栗質量與栗仁質量均明顯提升。其中板栗-鐵皮石斛模式單株栗質量最高，為 5.32 kg，比板栗純林提高40%，處理間差異顯著;板栗-三葉青、板栗-白芨、板栗-覆盆子模式，單株板栗產量分別為5.01、4.53、4.19 kg，分別比板栗純林提高 31.84%、19.21%、10.26%。不同種植模式單株板栗仁產量分化較大，板栗-三葉青、板栗-鐵皮石斛模式最高，分別為3.73、3.45 kg，分別比板栗純林顯著提高了71.10%、58.26%，處理間差異顯著;板栗-覆盆子在栗藥模式間最低，為 2.71 kg/株，但也比板栗純林提高24.31%。

單株產量由單株栗數與單栗質量共同決定，因此進一步分析板栗林下套種中草藥，對板栗數量和單栗質量2個方面的影響。除板栗-白芨外，其余栗藥種植模式單苞栗數均有提升，板栗-覆盆子模式最高，比板栗純林提高了28.57%，處理間差異顯著，其他3種栗藥模式每苞栗數較為相近，均比板栗純林提高了20%左右。板栗-鐵皮石斛模式單株栗數最高，為668.27個，比板栗純林提高了14.08%。板栗-三葉青、板栗-覆盆子模式與板栗純林差異不顯著。而板栗-白芨模式單株栗數為516.66個/株，顯著低于其他模式，且相當于板栗純林的88.20%。

2.1.2 不同栗藥種植模式中栗苞、堅果、栗仁生長性狀比較

不同栗藥種植模式單株栗產量到單株栗仁產量，提高幅度逐漸拉大，不同模式單質量在單苞、單栗和單栗仁層面存在差異，因此需對各層次單質量進行分析。

從表2可以看出，不同栗藥種植模式栗苞質量明顯提升，且不同模式間也存在差異。板栗-鐵皮石斛模式單苞質量最重，平均為73.92 g，相對于板栗純林的53.93 g，提高了37.07%，處理間差異顯著。板栗-三葉青、板栗-白芨2種種植模式基本一致，分別為62.90、62.31 g，分別比板栗純林提高了16.63%、15.54%。板栗-覆盆子在栗藥種植模式中單苞質量最小，為 58.32 g，比板栗純林提高了8.14%。從外形上看，單苞質量提高只是表現在栗苞高度的增加，其中板栗-鐵皮石斛種植模式中栗苞最高，為52.43 mm，比板栗純林提高了14.35%。而苞寬、苞長等栗苞性狀處理間差異不顯著。說明模式間單苞質量的差異或許主要來源于苞內栗質量或仁質量。不同栗藥種植模式單苞栗質量、單苞仁質量均比板栗純林處理明顯提升，其中板栗-鐵皮石斛、板栗-三葉青、板栗-白芨模式單苞栗質量分別為27.97、26.35、23.29 g，分別比板栗純林顯著提高 44.03%、35.68%、19.93%。板栗-覆盆子模式低于這3種模式，但也比板栗純林提高了10.97%。不同栗藥模式單苞仁質量顯著高于板栗純林，且增幅也大于單苞栗質量。其中板栗-三葉青、板栗-鐵皮石斛模式單苞仁質量最高，分別為19.05、18.56 g，比板栗純林分別提高了60.35%、56.23%，處理間差異顯著，板栗-覆盆子模式低于其他栗藥模式，但比板栗純林顯著提高了15.74%。

模式間單苞栗質量和仁質量的差異，除單苞栗數差異外，還與單栗質量差異相關。從表3可以看出，不同種植模式中，板栗-鐵皮石斛、板栗-三葉青種植模式單栗質量高于板栗純林，分別提高了19.24%、10.79%。而板栗-覆盆子模式單栗質量為7.74 g，相當于板栗純林的86.10%。板栗純林單栗質量的提升，很大程度上是由于栗殼厚度的增加，板栗-覆盆子、板栗-鐵皮石斛、板栗-三葉青、板栗-白芨種植模式中栗殼厚分別為1.07、1.30、1.17、1.04 mm，分別只有板栗純林平均栗殼厚2.11 mm的50.71%、61.61%、55.45%、49.29%。

去除栗殼影響，只看單栗仁質量方面，板栗-覆盆子模式單栗仁質量與板栗純林差異不顯著，板栗-鐵皮石斛、板栗-三葉青模式單栗仁質量提高幅度較大，板栗-三葉青模式單栗仁質量最重，為7.36 g，比板栗純林提高了 42.91%，板栗-鐵皮石斛單栗仁質量為7.07 g，比板栗純林提高了38.28%。與單苞外形一致的是，栗仁差異主要體現在高度方面，各栗藥種植模式栗仁高顯著高于板栗純林。

2.2 不同栗藥種植模式中板栗營養成分比較

2.2.1 不同栗藥種植模式中板栗礦質元素成分比較

不同模式栗仁品質差異分析也是高效栗藥種植模式篩選的重要部分。從表4可以看出，不同栗藥模式中栗仁主要礦質元素含量相對板栗純林顯著提升。栗藥模式栗仁鎂含量、鉀含量分別比板栗純林提高了36.54%～54.45%、64.37%～82.30%，但不同栗藥模式間差異不顯著。而全氮、磷、鈣元素含量在不同栗藥模式間表現不一致，板栗-白芨模式中最高，分別為1.4%、223.45 mg/100 g、684.33 mg/kg，分別比板栗純林提高了 72.84%、81.62%、238.14%;板栗-三葉青模式緊隨其后，分別為1.26%、187.94 mg/100 g、599.00 mg/kg，分別比板栗純林提高了55.56%、52.76%、196.53%。板栗-覆盆子模式中栗仁磷與鈣含量在栗藥模式中最低，分別為 165.82 mg/100 g、476.00 mg/kg，但也比板栗純林分別提高了34.78%、135.64%。不同栗藥模式中，栗仁氮含量在板栗-鐵皮石斛模式中最低，為1.04%，仍比板栗純林提高了28.40%。

2.2.2 不同栗藥種植模式中栗果營養元素含量比較

從表5可以看出，與礦質元素含量不同，各栗藥模式中栗仁可溶性總糖、粗脂肪含量反而低于板栗純林。其中，板栗-三葉青中栗仁可溶性總糖、板栗-白芨栗仁脂肪含量顯著最低，分別為5.36%、0.87%，分別只相當于板栗純林的70.71%、48.33%。而板栗-覆盆子、板栗-白芨模式中板栗種實可溶性總糖含量在栗藥模式中最高，分別為7.18%、7.14%，但也分別只相當于板栗純林的94.72%、94.20%。即使是栗藥模式中種實粗脂肪含量最高的板栗-鐵皮石斛模式，其脂肪含量也只有1.33%，相當于板栗純林的73.89%。

栗藥模式與板栗純林栗仁淀粉含量指標的差異相對較小。但除板栗-三葉青模式中栗仁淀粉含量比純林提高 3.51%，板栗-覆盆子模式與純林差異不顯著，板栗-鐵皮石斛、板栗-白芨模式栗仁淀粉含量也只分別相當于板栗純林的91.48%、95.37%。不同栗藥模式中栗仁蛋白質卻顯著高于純林，其中板栗-白芨中栗仁蛋白質含量最高，比純林提高了3.64%，提升幅度為71.65%。處理間差異顯著，板栗-鐵皮石斛模式蛋白質提升幅度最少，但也比板栗純林提升了27.95%。

2.2.3 不同栗藥種植模式中栗仁品質性狀的模糊綜合評價

栗仁細、香、甜、脆等品質是由礦質元素和營養成分綜合決定的，單一礦質元素和營養成分的多重比較，并不能全面揭示各模式中栗仁營養品質的差異。因此采用模糊數學法對栗仁營養品質進行綜合評價[10-11]，首先分別將各測定指標的最小值和最大值，分別計為60分和100分，即隸屬度分別為0.6和1.0，由此建立線性隸屬函數（表6），再根據各項權重[12]計算出各項平均隸屬度，根據平均隸屬度總和的大小進行各板栗品種品質排序。

按照各項平均隸屬度總和大小，將各模式栗仁品質進行排序，板栗-三葉青、板栗-白芨、板栗-覆盆子模式排名高于板栗純林，說明大部分栗藥模式能顯著提高栗仁綜合品質，其中板栗-三葉青排名最高，栗仁綜合品質最佳。但板栗-鐵皮石斛模式中栗仁綜合品質反而低于板栗純林，栗仁綜合品質下降（表7）。

3 討論與結論

目前板栗林整體經濟效益不高，嚴重影響板栗產業發展和山區農民增收。在板栗林下進行有機耐陰中草藥種植，有望較大幅度提高板栗林收益，因此本研究率先構建多種栗藥種植模式，并進行不同栗藥種植模式板栗產量與品質分析，為適宜浙江省及華東地區的高效栗藥模式種植篩選提供基礎。

與其他板栗復合模式一樣[4，6-7，13]，栗藥模式板栗產量比板栗純林顯著提高，其中單株板栗增產10%～40%，單株栗仁產量增產24.31%～71.10%。增產幅度高于板栗-天麻模式中12%的增產幅度[6]，更高于板栗-魔芋模式中6%的增產幅度[14]。這可能是各模式中藥材與板栗適應性不同造成的，本研究不同栗藥模式增產幅度不同，其中以板栗-鐵皮石斛、板栗-三葉青模式增產效果最為明顯。

板栗單株產量由板栗數量和單栗（仁）質量綜合決定[15]，進一步研究表明，模式間單株板栗數量和單栗（仁）質量均存在顯著差異。不同栗藥模式中單苞栗數均高于板栗純林20%左右。各模式單栗仁增質量幅度近一步加大，其中板栗-三葉青模式單栗仁最重，為7.36 g，比板栗純林提高了42.91%，板栗-鐵皮石斛模式單栗仁質量比板栗純林提高了38.09%。這可能是由于栗園套種中草藥有利于抑制雜草生長，提高栗園伴生生物群落的自我調控能力，增加天敵的種類和種群數量，減少了蟲害發生率[16-17]，從而有效促進了板栗增產，提高板栗品質。更為重要的是，栗園套種藥材后，林下耕作更為細密，提高土壤培肥能力，提高板栗對礦質元素的吸收。栗藥種植模式板栗種實主要礦質元素含量相對于板栗純林顯著提升，其中，與板栗仁形成密切相關的磷、鉀含量[18-20]分別提高了34.78%～81.62%、64.37%～82.30%;而在板栗種實細胞增大中起到重要作用的鈣與鎂元素[18-20]分別提高135.64%～238.14%、36.54%～54.45%。這些礦質元素含量的提高，也在一定程度上解釋了板栗數與單栗質量的提高。

不同模式栗仁礦質元素含量的不同也造成了營養成分的差異，依據品質性狀的模糊分析比較，大部分栗藥模式（板栗-三葉青、板栗-白芨、板栗-覆盆子）能顯著提高栗仁綜合品質，其中板栗-三葉青栗仁綜合品質最佳，產量指標同樣較好的板栗-鐵皮石斛模式，栗仁綜合品質反而低于板栗純林。研究表明，三葉青塊根中存在31種內生真菌，其中鐮刀菌屬為優勢菌屬[21]，一方面，一部分鐮刀菌能產生植物激素（赤霉素等），可使農作物增產。一些種可產生纖維酶、脂肪酶、果膠酶[22]，或可促進板栗品質。另一方面，板栗根系中廣泛存在共生馬勃屬等多種土壤微生物，而這些微生物能顯著提高板栗根系對養分的吸收能力，提高板栗抗旱、耐瘠等能力[23-24]。除套種模式增效外，三葉青塊根中相對廣泛的微生物或許也可對板栗產量與品質起到額外的積極作用。

而板栗-鐵皮石斛模式中板栗品質的下降或許有以下2點原因：一方面，鐵皮石斛附生于樹干，缺乏其他模式中土壤的細致管護，該套種模式本身增效也許就不如其他模式。另一方面，鐵皮石斛或許通過根部從板栗樹皮中吸取部分養分，從而導致了板栗品質下降。同時，板栗-鐵皮石斛模式因鐵皮石斛種植措施造成空氣濕度增大，雖可提高單栗質量及板栗產量，但同時也稀釋了栗仁的營養成分。板栗-鐵皮石斛模式各性狀標準差較大，板栗與鐵皮石斛生長同時存在相互促進和競爭。因此分析與總結板栗-鐵皮石斛模式中板栗與鐵皮石斛的最適密度配置及最優管理措施，讓板栗與鐵皮石斛生長以相互促進為主，將是今后進一步研究的重點。

板栗林下進行中草藥套種，總體上可對板栗產量與品質起到積極作用。但這種作用究竟是通過以微生物為媒介的互作，還是通過中草藥根系分泌的化合物與板栗間的互作，亦或是激素（如：水楊酸）介導的植物間的生長互作，還僅僅是種植方式的改善，促進了土壤理化性質與生態環境改善，各方面的影響如何定量，并且這些因素究竟以何種調節機制影響著板栗生長和品質形成，這些問題仍需進一步系統研究。本研究板栗-三葉青模式中，板栗產量與品質綜合最好，可為栗藥模式的綜合篩選提供基礎。

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