種栽對山藥生長與產量品質的影響

李夢荷，張紅瑞，高致明，李世可

(河南農業大學 農學院，河南 鄭州 450046)

山藥為薯蕷科纏繞型草質藤本薯蕷(DioscoreaoppositaThunb.)的根狀莖。其在《本草綱目》中載：山藥益腎氣、健脾胃、止瀉痢、化痰、潤皮毛，即山藥具有補脾養胃、生津益肺、補腎澀精的功效[1]。山藥也是河南的道地藥材四大懷藥之一，道地產區主要是焦作的博愛、武陟、沁陽和溫縣等區域[2]，由于焦作特殊的地理環境，此區的山藥質量最為優質。山藥一般通過山藥種栽、山藥根莖或零余子繁殖，其中以種栽做種所產的山藥產量明顯高于以零余子做種所產地下根莖產量[3]。目前的研究主要集中在施肥[4]、栽培模式[5]、不同品種[6]、不同產區[7]對山藥品質與產量的影響，不同規格種栽對山藥的品質與產量的影響尚未見報道，而山藥種栽是山藥優質高產的關鍵，所以如何選擇高質量的種栽來滿足山藥生產就顯得尤為重要[8]。基于此，本研究設計了不同規格的種栽，采用大田試驗和室內分析相結合的方法，通過對產量和品質的綜合比較分析，找到最適的種栽規格，為山藥的規范化種植提供依據，為藥農的實際生產提供指導。

1 材料與方法

1.1 處理設計

本試驗于2016年和2017年在河南省溫縣保和堂懷山藥種植基地進行，以新鮮，健康無病斑的懷山藥蘆頭為試驗材料。經河南農業大學高致明教授鑒定為薯蕷科薯蕷屬植物薯蕷(DioscoreaoppositaThunb.)的健康蘆頭。試驗設置3個長度梯度處理，分別為C1(30～40 cm)、C2(40～50 cm)、C3(50～60 cm)；設置4個質量梯度處理，分別為Z1(30～50 g)、Z2(50～70 g)、Z3(70～90 g)、Z4(90～110 g)，正交試驗設計，共有11個處理組合，其中長度為50～60 cm的蘆頭質量均大于50 g，因此，試驗中無C3Z1處理。小區面積10 m×4.5 m，株行距15 cm×60 cm，單溝種植，隨機區組排列，重復3次，常規栽培方法管理。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 農藝性狀測定

每處理選取30棵有代表性的植株于山藥幼苗期測量其出苗率、株高、莖粗和葉面積。用直尺測量株高，游標卡尺測量最大直徑，葉面積儀測量山藥綠葉面積。于收獲期測量新鮮山藥根莖長、根莖粗、單支鮮重；洗凈105 ℃烘干至恒質量后，測定其單支干重。

1.2.2 山藥品質性狀測定

蛋白質含量采用考馬斯亮藍法；可溶性糖含量采用苯酚法；淀粉含量采用蒽酮比色法[9]。尿囊素[10]和薯蕷皂苷含量參照文獻[11-12]的方法進行測定。

1.3 數據分析方法

試驗數據采用Excel 2003和SPSS 22.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同規格種栽對山藥農藝性狀的影響

2.1.1 根莖長度

由圖1可知，在同一種栽長度下，收獲的山藥長度隨種栽質量的增大而增加。其中長度為30～40 cm和50～60 cm時，70～90、90～110 g的種栽明顯比30～50、50～70 g種栽收獲的山藥長度長，且達到極顯著差異；長度為40～50 cm時，質量為90～110 g種栽收獲的長度分別比30～50、50～70、70～90 g種栽收獲的長度長12.11、8.14、5.24 cm，且達到極顯著差異，30～50、50～70、70～90 g處理之間沒有顯著差異。山藥種栽質量相同時，收獲的山藥根莖長度隨種栽長度的增加逐漸減小，但沒有達到顯著差異，推測種栽質量相同時，生物量也相同，提供山藥生長的營養比較一致。

同種栽長度柱上無相同大小寫字母分別表示組間差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)。圖2～9同。圖1 不同規格種栽對山藥長度的影響

2.1.2 根莖直徑

由圖2可知，在相同種栽長度下，山藥直徑隨種栽質量的增加而增大。當種栽的長度為30～40 cm和40～50 cm時，質量為90～110 g與70～90 g的山藥塊莖直徑差異不顯著，但均與30～50 g、50～70 g有顯著差異。種栽質量相同時，塊莖直徑隨種栽長度的增大而減小。種栽質量為30～50 g和70～90 g的山藥種栽在不同長度種栽間所產山藥的直徑無顯著差異。種栽質量為50～70 g、長度為50～60 cm處理的塊莖直徑顯著小于長度為30～40、40～50 cm的處理。種栽質量為90～110 g時，長度為50～60 cm處理的根莖直徑小于長度為30～40、40～50 cm的處理且達到極顯著差異。

圖2 不同規格種栽蘆頭對山藥直徑的影響

2.1.3 單支根莖鮮重

由圖3可知，在種栽蘆頭長度相同條件下，山藥鮮重隨種栽鮮重的增加而增大。種栽長度為30～40 cm、40～50 cm時，質量為30～50、50～70 g的處理之間山藥單支鮮重相差較小，差異不顯著，質量90～110 g處理的單支塊莖鮮重較其他質量梯度處理大，且達到極顯著差異。種栽質量相同時，收獲的單支山藥鮮重與種栽長度之間沒有明顯規律。種栽質量為30～50 g時，長度30～40 cm處理較長度40～50 cm處理的單支根莖鮮重大14 g，達到顯著差異。種栽質量為50～70 g時，長度為50～60 cm處理收獲的單支鮮重分別比40～50、30～40 cm處理小17.00、27.66 g，差異均達到極顯著水平。

圖3 不同規格種栽蘆頭對山藥單支鮮重的影響

2.1.4 單支根莖干重

由圖4可知，在種栽長度相同條件下，單支塊莖干重隨種栽質量的增加而增大。種栽長度為30～40、40～50 cm時，種栽質量為30～50 g與50～70 g處理之間的單支塊莖干重差異不顯著，但均與其他處理有極顯著差異，種栽質量為70～90 g處理較90～110 g處理的單支塊莖干重分別小14.27、31.01 g，達到極顯著水平。種栽質量為30～50 g時，長度為30～40、40～50 cm處理的單支塊莖干重與50～60 cm處理差異達到極顯著水平，其他各處理間均無顯著差異。

圖4 不同規格種栽對山藥單支根莖干重的影響

2.2 不同規格種栽對山藥品質的影響

2.2.1 蛋白質含量

由圖5可知，山藥塊莖中蛋白質含量受種栽長度和質量影響較大，種栽長度30～40 cm時，種栽質量90～110 g處理與70～90 g處理之間的蛋白質含量差異不顯著，除此之外，3個長度梯度的種栽所產山藥的蛋白質含量均隨種栽質量的增大而逐漸增加，均在種栽質量為90～110 g時達到最大值，分別為164.07、163.71、161.29 mg·g-1。種栽質量相同時，山藥蛋白質含量隨種栽長度的增加而逐漸減小，除90～110 g處理外，種栽長度30～40 cm處理的蛋白質含量均比40～50、50～60 cm處理的高，且差異極顯著。

圖5 不同規格種栽蘆頭對山藥蛋白質含量的影響

2.2.2 淀粉含量

從圖6可以看出，在相同種栽長度條件下，淀粉含量隨種栽質量的增加逐漸降低，質量為30～50 g時山藥淀粉含量最高，90～110 g處理山藥淀粉含量最低。除與種栽長度為30～40 cm、質量為70～90 g處理無顯著差異外，各種栽長度下，種栽質量90～110 g處理的塊莖淀粉含量均極顯著低于其他處理，分別為85.75、80.83、161.16 mg·g-1。在相同質量不同長度種栽條件下，山藥淀粉含量隨著長度增加有一定的差異，種栽質量為70～90 g時，長度40～50 cm處理的淀粉含量最低，與30～40 cm和50～60 cm處理均有極顯著差異；種栽質量為90～110 g時，長度50～60 cm處理的淀粉含量極顯著高于30～40、40～50 cm處理。

圖6 不同規格種栽對山藥淀粉含量的影響

2.2.3 可溶性糖含量

由圖7可知，山藥種栽質量明顯影響山藥可溶性糖含量，在山藥種栽長度一定的條件下，山藥可溶性糖含量隨種栽質量的增加呈現出先降低后升高的趨勢，30～50 g處理的山藥塊莖可溶性糖含量最高，分別為66.75、58.32 mg·g-1，70～90 g處理的山藥塊莖可溶性糖含量最低，分別為30.24、44.45、40.40 mg·g-1，顯著低于其他處理。種栽質量相同時，不同長度種栽處理的可溶性糖含量差異較大。種栽質量為30～50 g時，30～40 cm處理的可溶性糖含量大于40～50 cm處理；種栽質量為50～110 g時，可溶性糖含量表現為長度40～50 cm處理>50～60 cm處理>30～40 cm處理，其中種栽質量為70～90、90～110 g時，不同長度種栽處理的可溶性糖含量均有極顯著差異。

圖7 不同規格種栽蘆頭對山藥可溶性糖含量的影響

2.2.4 薯蕷皂苷含量

由圖8可知，種栽長度相同時，薯蕷皂苷含量隨種栽質量的增加而逐漸增大，且達到極顯著差異(長度40～50 cm、質量70～90 g與90～110 g處理之間差異不顯著)，種栽質量為90～110 g時含量最高。種栽質量相同時，山藥中薯蕷皂苷含量隨種栽長度的增加先增大后減小，具體為40～50 cm處理>30～40 cm處理>50～60 cm處理，40～50 cm處理的薯蕷皂苷含量最高，分別為0.223、0.370、0.468、0.472 mg·g-1，且40～50 cm處理與30～40、50～60 cm處理之間差異達到極顯著水平，但30～40 cm處理和50～60 cm處理之間薯蕷皂苷含量差異不顯著。

圖8 不同規格種栽蘆頭對山藥薯蕷皂苷含量的影響

2.2.5 尿囊素含量

由圖9可知，相同種栽長度下，隨著種栽質量的增加，尿囊素含量不斷增加，在種栽質量為90～110 g時尿囊素含量最高，種栽長度為30～40、40～50、50～60 cm時，尿囊素含量最高分別為24.47、24.85、21.38 mg·g-1。種栽長度30～40、40～50 cm時，質量為30～50 g處理的尿囊素含量分別為13.84、21.78 mg·g-1，差異極顯著。種栽質量為50～70 g時，50～60 cm處理與其他2個長度梯度之間尿囊素含量有顯著差異，40～50 cm處理尿囊素含量最高，達到22.77 mg·g-1，分別比30～40、50～60 cm處理高1.92%、29.91%。種栽質量為70～90 g時，30～40 cm與50～60 cm處理之間有顯著差異。其他處理間均無顯著差異。說明種栽長度對山藥尿囊素含量的影響比較小。

圖9 不同規格種栽對山藥尿囊素含量的影響

3 小結與討論

本試驗研究結果表明，山藥的產量和品質指標與種栽蘆頭的質量和長度顯著相關，在相同種栽蘆頭長度條件下，山藥長度、直徑、單支鮮重和單支干重均隨著種栽質量的增加而逐漸增大；山藥塊莖中蛋白質含量、薯蕷皂苷含量、尿囊素含量均隨著種栽質量的增大而升高，這可能是因為種栽質量越大供應地上部生長的養分越充足，地上部長勢越旺盛，其光合作用產生的用來供應地下根莖生長的養分也越多，產量與品質也就越高[13]。在相同蘆頭質量條件下，山藥直徑和單支干重均隨著種栽長度的增加而逐漸減小，蛋白質含量隨種栽長度的增大而降低，均在種栽長度30～40 cm時最高，可溶性糖含量、薯蕷皂苷含量、尿囊素含量均隨著種栽長度的增大先升高后降低，都在種栽長度為40～50 cm時出現最大值，淀粉含量在種栽長度30～40 cm時含量最高。綜合分析認為，種栽長度不宜太長，以30～50 cm為宜。生產上選擇種栽時應選擇合適的長度和質量，長度為30～50 cm、質量為30～50 g的種栽可以獲得較高營養價值的山藥，長度為30～50 cm、質量90～110 g的種栽可以獲得較高藥用價值的山藥。

種栽的優劣是保障山藥種植后能否獲得穩產、高產和國家藥典規定可控指標的關鍵，特別是生產純天然、無公害的綠色山藥，更離不開種苗的質量把控。生產上藥農盲目地把懷山藥蘆頭和塊莖從整根的山藥塊莖上撇下作為種苗，如果取下的部分過大，就會造成浪費、降低經濟收入；如果取下的部分過小[14]，會造成由于營養成分不足而影響種栽出苗與幼苗生長。鐵棍山藥種栽長度、百根重、圍徑均與山藥等級顯著相關，并且單株重、畝產、珠芽產量都與種栽等級呈正相關性。張巖蓉等[15]通過對藥用山藥種栽形態學指標進行相關性分析證明，山藥種栽的芽數與長度、質量顯著相關；余春霞等[13]以種栽生長年份和質量劃分種栽等級，觀察其出苗、生長與產量情況，發現2年生、3年生種栽生長勢強，出苗旺盛，收獲的山藥產量優于1年生和4年生，種栽質量150 g的山藥產量優于100 g和50 g的種栽，種栽質量越大山藥產量越高，本試驗結果與此一致；趙月麗等[16]研究發現，鐵棍山藥種栽長度、百根重、圍徑均與等級顯著相關，并且單株重、畝產、珠芽產量都與種栽等級呈正相關性；趙喜亭等[14]研究發現，種栽鮮重等級與出苗率均存在極顯著的相關性，本試驗發現種栽質量與長度顯著影響山藥根莖的產量與品質，這與張巖蓉、余春霞、趙月麗、趙喜亭等人的研究相一致；劉永清等[17]將山藥種薯劃分為3個區段：栽子、尾子和隨機區段，研究結果發現，栽子的出苗率顯著高于尾子和隨機區段，出苗率高達54.99%，說明山藥種栽的部位對山藥的出苗與生長發育可能也有影響，所以種栽規格的劃分除了質量、長度之外，也可以根據種栽的部位、芽眼多少、直徑大小等進行分類，因此，本試驗的不足之處為只是按照種栽蘆頭的長度和質量劃分的種栽規格，其他劃分種栽規格的方式對山藥產量與品質有何影響還需進一步討論。