密度和壟作方式對金鐵鎖產量和質量的影響

陳 翠，程遠輝，和根強，周國華，趙文林，戚淑威，楊少華

（1云南省農業科學院高山經濟植物研究所，云南麗江 674100；2云南白藥集團太安生物科技產業有限公司，云南麗江 674100）

0 引言

金鐵鎖(Psammosilene tunicoides)為石竹科多年生草本藥用植物，主要分布于云南、四川、貴州金沙江和雅魯藏布江沿岸[1-2]。金鐵鎖在中國西南地區有悠久的藥用歷史[3-4]。通過現代化學分析，金鐵鎖的根主要含皂苷、三萜、果酸以及氨基酸等化合物。藥理研究證明金鐵鎖具有較好的鎮痛和抗炎作用，對于治療風濕、風濕性關節炎等有良好的療效，是多種中成藥如云南白藥、百寶丹、金骨蓮膠囊、痛血康膠囊等的原料藥[5-6]。

金鐵鎖栽培歷史較短，2000 年左右才開始在云南、貴州等自然分布區進行人工栽培。查閱文獻，金鐵鎖大部分研究報道主要集中于藥理藥效、分布、生理生態、遺傳多樣性研究方面[7-11]，僅有部分栽培研究，主要集中于種子種苗繁育、最佳采收期、施肥研究等方面[12-17]。當前農業生產中廣泛使用的壟作栽培模式能有效協調土、水、肥、氣、熱、光等關系，以提高作物的產量和品質[18]，而溝寬、壟寬與密度是壟作模式主要構成要素。農業生產中不同溝寬、壟寬與土地利用率對植物根系生長土壤環境有很大影響，適宜的溝寬、壟寬形成的耕作層厚度能提高土壤環境的保濕保溫和供肥能力，而密度會影響植物地上部分的通風透光，從而影響植物光合作用和病害發生率[19-20]。目前金鐵鎖生產中種植方式多樣，不同溝寬、壟寬、密度對生產的影響研究尚未有報道。在金鐵鎖植株數量性狀和質量性狀中，根重與根長和根粗相關性很高[21-22]，根重一定程度上代表著根的主要外觀形態。通過金鐵鎖植株農藝性狀與產量和醇溶物含量的相關性和通徑分析，根重是金鐵鎖產量和醇溶物含量最主要的正向影響因子[22-23]，因此，根重不僅影響著金鐵鎖藥材外觀形態，同時影響著醇溶物含量，本研究以根重代表金鐵鎖藥材質量。筆者開展不同溝寬、龔寬、株行距種植方式對金鐵鎖產量和質量的影響研究，以期確定金鐵鎖最佳種植條件和方式，為實現金鐵鎖優質穩產和規范化種植提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

試驗于2019年4月在麗江市玉龍縣太安鄉云南白藥集團太安生物科技產業有限公司進行，試驗地海拔2680 m。試驗地土壤養分全氮1.15 g/kg，全磷0.65 g/kg，全鉀10.1 g/kg。水解性氮為92 mg/kg，速效磷、鉀含量分別為13.30 mg/kg、136 mg/kg，pH 5.9，有機質19.3 g/kg。

1.2 試驗材料

試驗材料為云南白藥集團太安生物科技產業有限公司金鐵鎖規范化種植基地生產的1年生種苗。

1.3 試驗方法

試驗采用L16(34)正交試驗設計，共有3 個試驗因素，分別為溝寬、壟寬、密度，每個因素均設4 個水平（表1），試驗共16個處理，試驗設3次重復共計48個小區。每個試驗小區試驗面積16 m2。所有試驗小區采取一致的栽培管理措施，于2019年11月將各處理小區金鐵鎖采挖后分別稱量鮮重，計算產量和單株根重。

表1 試驗因素與水平設計

1.4 統計分析方法

試驗數據采用Excel 2003和DPS數據處理系統進行統計分析，利用直觀分析和方差分析法確定最優處理組合。

2 結果與分析

2.1 不同因素處理對金鐵鎖產量和質量影響的直觀分析

試驗不考慮交互作用。溝寬、壟寬、密度對金鐵鎖產量影響的直觀分析結果見表2～3。K1～K4為各因素在相同水平下產量的平均值，其大小可以用來反映同一因素的不同水平對產量影響的大小，從而可確定出各因素的最佳水平[21-22]，根據K值得出影響金鐵鎖產量的溝寬(A)、壟寬(B)、密度(C)3個因素的最佳水平分別為20 cm、60 cm、8 cm×10 cm。極差R反映了各因素的水平變動對產量影響的大小[24-25]，3個因素各自水平間的極差R值由大到小依次為C＞A＞B，從而得出對金鐵鎖產量的影響從強到弱依次為密度、溝寬、壟寬。

不同溝寬、壟寬、密度對金鐵鎖平均單株根重影響的直觀分析結果見表2～3。根據K值得出A、B、C因素的最佳水平分別為30 cm、60 cm、20 cm×20 cm。3 個因素各自水平間的極差R值得出對金鐵鎖質量的影響由強到弱依次為密度C、壟寬B、溝寬A。

表2 不同因素處理金鐵鎖產量的直觀分析

續表2

表3 不同因素在相同水平下產量和根重均值和極差

2.2 不同因素對金鐵鎖產量和質量影響的方差分析

對不同因素影響金鐵鎖產量正交試驗的結果進行方差分析，結果見表4。溝寬(A)、壟寬(B)、密度(C)因素所對應的P值均小于0.01，說明A、B、C因素對金鐵鎖產量的影響均達極顯著水平，密度、壟寬、溝寬都是影響金鐵鎖產量的關鍵因素。

表4 不同因素對金鐵鎖產量影響的方差分析

由不同因素對金鐵鎖平均單株根重影響顯著性分析得出，密度C、壟寬B 2個因素對金鐵鎖單根重的影響達極顯著水平，在生產中這2 個因素是影響金鐵鎖質量的關鍵因素。溝寬因子P值大于0.05，說明溝寬對金鐵鎖質量沒有顯著影響。

2.2.1 溝寬對金鐵鎖產量和質量的影響 根據表5產量均值分析，產量隨著溝寬的增加而減少，顯著性分析表明水平1、水平2 沒有顯著性區別，與水平3、水平4 有極顯著性區別。溝寬增加會減少實際種植面積，產量會降低，金鐵鎖生產中溝寬20～30 cm可獲得較高的產量。溝寬不同水平間平均單株根重沒有差異，溝寬對金鐵鎖質量影響不顯著。

表5 溝寬對金鐵鎖藥材產量、根重的影響

2.2.2 壟寬對金鐵鎖產量和質量的影響 根據表6金鐵鎖藥材產量顯著性分析，較窄的壟寬60 cm 對產量影響最大，產量最高，80～120 cm 間壟寬沒有顯著性區別。壟面寬度減少后，植株通風透光率增加，會顯著影響產量。金鐵鎖種植壟寬60 cm 可獲得較高的產量。不同水平壟寬的平均單株根重差異顯著。單株根重隨著壟寬的增加而減少，壟面越窄，根質量越好。壟面寬度100～120 cm 之間沒有顯著性區別。金鐵鎖生產中壟寬60 cm可獲得較好的藥材質量。

表6 壟寬對金鐵鎖藥材產量、根重的影響

2.2.3 密度對金鐵鎖產量和質量的影響 表7顯著性分析表明，密度是增加金鐵鎖產量的關鍵因素，不同水平對產量差異性極顯著，產量隨著密度增加而增加。種植時間短，病害發生少時，密度越高，產量越高。本試驗中密度8 cm×10 cm 產量最高。金鐵鎖不同密度種植平均單株根重差異顯著。單株根重隨著密度的增加而降低，密度越大，根質量變差，株行距8 cm×10 cm根質量最差，20 cm×20 cm 根質量最好。密度影響作物的生長空間和土壤肥力，金鐵鎖為半匍匐植物，株行距較大時主枝和分枝全部開展，枝葉光合作用強，有機物質積累總量增加，株行距小時株間透光率降低，根莖生長不良。密度是決定著金鐵鎖產量和質量最關鍵的因素，需綜合考慮合理的種植密度。

表7 密度對金鐵鎖藥材產量、根重的影響

2.3 最優處理組合分析

表2 不同處理間金鐵鎖產量的多重比較分析表明，處理1 和處理6 產量最高，2 個處理間沒有顯著差異，都為最優組合，數值以處理1 最高，每公頃產量為3651.83 kg。根據正交試驗的直觀分析結果K值和方差分析結果綜合考慮，得出本試驗的最優處理組合為A1B1C1，即密度8 cm×10 cm、溝寬20 cm、壟寬60 cm，說明利用正交試驗優化金鐵鎖種植方式的研究方案是成功的。

通過不同處理間根重均值的多重比較分析，處理13數值最高，處理組合為溝寬50 cm、壟寬60 cm、密度20 cm×20 cm，但與處理10沒有顯著差異，都為最優組合。根據正交試驗的直觀分析結果K值和方差分析結果綜合考慮，得出本試驗的最優處理組合為A2B1C4，即溝寬30 cm、壟寬60 cm、密度20 cm×20 cm。該處理組合未在本試驗處理組合中，通過2020 年補充試驗，結果得到該組合根重均值達到10.25 g，大于正交試驗結果中的最高值9.61 g，說明利用正交試驗優化金鐵鎖種植方式的研究方案是成功的。

綜合考慮金鐵鎖產量和根質量，生產中處理1、6、5 都可采用，即A1B1C1（溝寬20 cm、壟寬60 cm、密度8 cm×10 cm）、A2B2C1（溝寬30 cm、壟寬80 cm、密度8 cm×10 cm）、A2B1C4（溝寬30 cm，壟寬60 cm、密度8 cm×15 cm）。

4 結論與討論

本研究結果表明，種植密度高，金鐵鎖產量高，但密度增加，根質量下降，8 cm×10 cm 高密度種植單根均重5.2 g，20 cm×20 cm 低密度種植單根均重8.41 g。本試驗中，為減少干擾因素和試驗誤差，未施基肥和追肥，金鐵鎖產量和根均重數值都不高。在土壤肥力較好的情況下，高密度種植單根重數值能顯著提高[16]。但金鐵鎖高密度種植時，種植時間長易產生病害，生產中選擇種植時間1～2年，水肥和播種期適宜，進行適度高密度種植是可行的。種植時間2 年以上時，宜較低密度種植。

農業生產中采取壟作模式有較多優勢，壟作栽培可改進土壤耕層結構，有利于土壤通氣透水和增強植物根系吸收水分和養分的能力[18]，壟作有利于田間的通風透光，能夠減少株間競爭，提高了植物群體的光能利用率，有助于擴大產量[19]。使用壟作的方式能有效調節植株個體與群體間的矛盾，促進個體生長發育，也保證了群體產量[20]。通過本文研究結果，金鐵鎖采取60～80 cm 窄壟的種植模式，可同時提高產量和質量（平均單株根重）。由于本研究中采取的栽培方式是育苗移栽，未進行肥力補充，研究結果可能與施肥、直播栽培結果有一定的差異，為更精準有效地指導生產，可進一步開展直播、施用基肥和追肥的相關研究。

采取壟作種植模式時，密度是很重要的因素，影響作物的產量和質量[26]。通過綜合分析，為同時提高產量和質量，金鐵鎖種植時溝寬20～30 cm、壟寬60～80 cm、密度8 cm×10 cm 或8 cm×15 cm 都較為合適。由于試驗采用了育苗移栽試驗，最小株行距為8 cm×10 cm，而生產中直播時株行距一般為7 cm×7 cm。種植時可根據不同繁殖方式選擇密度，如果是移栽，肥水較好條件下適宜密度為90萬～105萬株/hm2，直播適宜密度為135 萬～150 萬株/hm2。但種植年限增加時，需適當降低種植密度。