干旱與半干旱區不同覆蓋模式下黃芪種苗的綜合評價

摘要 針對干旱與半干旱區降雨量少、蒸發量大、黃芪種苗產量低、經濟效益不高等問題，在甘肅定西設置不同覆蓋模式單因素隨機區組試驗，通過對黃芪種苗的干物質累積、產量、經濟效益等指標研究，進行綜合評價。結果表明，地膜覆蓋能夠促進黃芪種苗干物質累積速率，加速種苗根部形態特征建成，進而提高產量。其中根長、根粗較其他處理提高了3.78～10.91 cm和1.16～2.12 mm，產量提高了1 065.5～3 850.0 kg/hm2。地膜覆蓋的高產值彌補了其高資源投入的不足，使其仍具有較高的經濟效益。相比于其他處理，黑膜覆蓋具有最高的綜合評價指數。因此，地膜覆蓋技術可作為干旱與半干旱區高效、可持續的黃芪種苗種植模式。

關鍵詞 黃芪;覆蓋材料;產量特征;經濟效益;綜合評價指數

中圖分類號 S567.23+9" 文獻標識碼 A" 文章編號 0517-6611（2025）03-0034-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.03.007

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Comprehensive Evaluation of Astragalus membranaceus Seedlings Under Different Coverage Modes in Arid and Semi Arid Regions

ZHANG Zeng qiang1， ZHANG" Hai qiang2， HAN Feng xiang3 et" al

（1.Tongwei County Rural Cooperative Economic Operation Service Station， Tongwei， Gansu 743300;2.Tongwei County Agriculture and Rural Bureau， Tongwei， Gansu 743300;3.Tongwei County Longrun Yuan Traditional Chinese Medicine Industry Professional Cooperative， Tongwei， Gansu 743300）

Abstract In response to the problems of low rainfall， high evaporation， low yield of Astragalus membranaceus seedlings， and low economic benefits in arid and semi arid areas， a single factor random block experiment was set up in Dingxi， Gansu Province with different coverage modes.Through the study of dry matter accumulation， yield， and economic benefits of Astragalus membranaceus seedlings， a comprehensive evaluation was made.The results showed that plastic film coverage could promote the accumulation rate of dry matter in Astragalus membranaceus seedlings， accelerate the formation of root morphological characteristics， and thereby increase yield.Among them， the root length and root thickness increased by 3.78-10.91cm and 1.16-2.12 mm compared to other treatments， and the yield increased by 1 065.5- 3 850.0 kg/hm2.The high yield value of plastic film coverage compensates for its insufficient high resource investment， making it still have high economic benefits.Compared to other treatments， black film coverage had the highest comprehensive evaluation index.Therefore， plastic film covering technology could be used as an efficient and sustainable planting mode for Astragalus membranaceus seedlings in arid and semi arid areas.

Key words Astragalus membranaceus;Covering materials;Yield characteristics;Economic benefits;Comprehensive evaluation index

基金項目 定西市科技計劃項目（DX2022BZ112）。

作者簡介 張增強（1983—），男，甘肅通渭人，高級農藝師，碩士，從事農業技術推廣工作。

*通信作者，農藝師，碩士，從事農業技術推廣工作。

收稿日期 2024-03-31

蒙古黃芪指豆科黃芪屬植物蒙古黃芪（Astragalus membranaceus var.mongholicus（Bunge）P.K.Hsiao），為我國常用大宗藥材之一。其主效成分黃酮類、皂苷類和多糖類具有益氣固表、托瘡排膿、強行保肝等功效，現廣泛應用于臨床。黃土丘陵溝壑區黃芪種植歷史悠久，栽培環境適宜，種植面積大且品質優良，使黃芪成為該區農業增效、農民增收的主要中藥材^［1］。近年來，野生中藥材資源缺乏，供需矛盾加劇，人為培育的中藥材成為破解市場供需難題的關鍵。但人工培育的黃芪受種植密度、覆蓋模式和外界環境等因素的影響，優化黃芪栽培措施，改善種植條件，是提高黃芪產量特征的有效途徑^［2］。研究不同覆蓋措施對黃芪種苗產量特性的影響，不僅是提高農民經濟效益的重大需求^［3］，更為優化中藥材作物綜合生產技術提供理論依據。因此，在黃土丘陵溝壑區，研發黃芪高產高效栽培技術具有現實意義。

覆蓋材料是調控農田土壤微環境的主要措施，可通過改善土壤水熱條件、增加土壤滲透性，為作物提供適宜生長環境，具有簡單、便捷、可操作性強等優點^［4］。其中，秸稈、蛭石覆蓋等具有抑制土壤無效蒸發、調節地溫、保水保肥、抑制雜草和病蟲害等優點，但也存在生育前期地溫恢復緩慢，導致作物生長發育階段延遲等缺點^［5］。而地膜覆蓋能很好地解決這一問題，同時黑膜覆蓋還具有削弱光照、抑制雜草生長等優點^［6］。在雨養農業區，不同覆蓋材料可為中藥材生長創造適宜的土壤水熱條件，促進作物根系發育，維持葉片較高的光合作用，顯著提高產量。研究表明，土壤覆蓋材料顯著提高了黃芪種子出苗率，其中秸稈覆蓋黃芪出苗率為80%～85%，黑膜覆蓋高達95%^［7］。在不同地膜露頭栽培試驗表明^［6］，不同地膜覆蓋顯著提高了根長、徑粗、根鮮重等經濟性狀，但地膜類型差異不顯著。因此，尋找最佳土壤覆蓋材料以改善中藥材群體結構、優化土壤理化特性、提高產量和品質，是充分發揮中藥材經濟效益的技術保障。目前，有關黃芪種苗產量研究大多集中在密度和單一覆蓋材料^［8］，而有關多種覆蓋材料對育苗黃芪生長發育動態和產量形成特征研究鮮見報道。因此，筆者通過不同覆蓋材料對黃芪種苗全生育期根長、根粗、株高和株輻的影響，以期進行經濟效益和可持續性評價，旨在為黃土高原丘陵溝壑區道地中藥材產區提供科學、高效的黃芪種苗繁育覆蓋模式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

優質種苗栽培試驗在甘肅省通渭縣大灣村（104°90′E，35°16′N）進行，該區處于溫帶半濕潤半干旱季風氣候，海拔2 152.3 m，年平均降水量449 mm，平均氣溫5.4 ℃，無霜期192 d，屬于典型的黃芪道地產區。前茬作物為生長整齊的（全膜雙壟溝播）玉米，土質均勻，土壤為黃黏土。

1.2 試驗材料

供試材料蒙古黃芪種子為“隴芪4號”，采自甘肅省隴西縣首陽鎮。

1.3 試驗設計

采取不同覆蓋模式單因素隨機區組設計，設黑膜覆蓋（BM）、白膜覆蓋（WM）、秸稈覆蓋（SM）、蛭石覆蓋（VM）和露天無覆蓋（CK）共5個處理，小區面積22 m2（4.4 m×5.0 m），播種量150 kg/hm2，3次重復。小區走道寬40 cm?；适┤肓姿岫@600 kg/hm2，硫酸鉀75 kg/hm2。地膜覆蓋用幅寬120 cm的黑膜，膜面穴孔直徑8 cm，穴距10 cm，行距10 cm，穴深2～3 cm，穴播密度15粒/穴。播種后覆細土0.5～1.0 cm。秸稈為小麥秸稈；蛭石為二次利用。

1.4 測定指標與方法

試驗于2023年4月20日播種，2023年11月20日采收。黃芪播種后30 d左右用卷尺和電子游標卡尺選取10株測量株高、株幅、根長、根粗（根最大直徑、距蘆頭1 cm處）。測定產量時，在每小區選取4 m2（2 m×2 m）作為樣方，輕輕割除地上部，用三齒鋼叉挖出各樣方內苗栽植株，測定苗栽產量。

1.5 綜合評價

基于株高、株幅、根長、根粗、產量和經濟效益等相關指標建立的綜合評價指數，該指數的計算公式^［9］：

Aij=AijAmaxi=1.2.3j=1.2.3或

=AminAiji=1.2.3j=1.2.3

式中，Aij表示第i行×第j列的數據標準化值（0＜Aij≤1），Aij為品種類型i與評價指標j的實際值，Amax與Amin為每個評價指標的最大值與最小值。

Bij=1Aij1Mmi=1（Aij-Aij）2i=1，2，3j=1，2，3

式中，Bij為標準化系數，m為品種類型i或評價指標j的最大數。

Index=mj=1（Aij×Bijmj=1）（i=1，2，3；j=1，2，3）

式中，Index為不同品種的綜合評價指數，該指數的數值越大，說明該品種綜合表現最好。

1.6 數據統計分析

采用Microsoft Excel 2016整理數據，繪制表格，Excel 2016作圖，SPSS 19.0統計分析軟件進行方差分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同覆蓋模式對黃芪種苗生長發育動態的影響

隨著生育期的推進，黃芪種苗呈“S”型曲線生長，不同覆蓋材料均對黃芪種苗干物質累積具有促進作用（圖1）。7月之前黃芪種苗主要進行營養生長，株高、株幅均隨生長發育期推進呈線性增長，其中地膜覆蓋顯著優于蛭石和秸稈覆蓋。7—8月黃芪種苗進入營養生長和生殖生長并進階段，尤其是地上干物質累積顯著增速。平均來看，黑膜覆蓋較露地處理株高、株幅分別提高了133.9%和120.0%，地下部干物質根長、根粗分別提高了73.9%和79.4%。8月降雨增加、氣溫干熱，黃芪種苗地上部干物質累積趨于減緩，主要進行生殖生長，根長、根粗生長顯著。9月之后，各覆蓋條件下黃芪種苗地上干物質量達到最大且開始落黃，而地上部干物質累積仍在繼續，其中黑膜覆蓋處理株高較其他處理高2.9～16.7 cm，株輻較其他處理高2.0～8.0 cm。就根長、根粗來看，蛭石、秸稈和露地處理在此階段根粗生長顯著大于地膜處理，說明地膜處理能夠促進黃芪種苗地下部干物質累積，加速種苗根部形態特征建成，其中以黑膜覆蓋表現最優。

2.2 不同覆蓋模式對黃芪種苗產量特征的影響

不同覆蓋材料對黃芪種苗產量特征影響顯著（表1）。就種苗根長來看，黑膜覆蓋、白膜覆蓋、蛭石覆蓋、秸稈覆蓋較CK分別提高48.2%、44.1%、31.5%和11.7%；根粗較CK分別提高59.7%、55.5%、20.3%和13.0%。種苗產量較CK提高78.1%、53.5%、37.3%和21.6%。表明4種覆蓋模式均能提高黃芪種苗根長、根粗和產量，且黑膜覆蓋表現最優。

2.3 不同覆蓋材料對黃芪種苗經濟效益的影響

不同覆蓋材料下黃芪種苗總投入達44 875～48 615元/hm2，其中勞動力、肥料和黃芪種子投入達43 140～45 830元/hm2（表2）。黑膜覆蓋、白膜覆蓋總投入較CK提高了8.3%、7.9%，其黑膜覆蓋、白膜覆蓋主要是提高了人工費用，較CK均提高了280.2%。不同覆蓋材料對黃芪種苗總產值和純收益提高顯著，具體表現為黑膜覆蓋gt;白膜覆蓋gt;蛭石覆蓋gt;秸稈覆蓋gt;CK，較CK總產值提高了67.2%～211.7%，較CK純收益提高了459.3%～1467.2%，以地膜覆蓋增加比例最大，較CK純收益增加79 740元/hm2。總體來看，雖然地膜材料覆蓋增加了勞務費和材料費進而提高育苗黃芪的總投入，但其顯著提高的總產值決定性地增加了農戶的純收益。

2.4 不同覆蓋材料下黃芪種苗的綜合評價

綜合株高、株幅、根長、根粗、產量和純收益6個指標對不同覆蓋材料的黃芪種苗綜合評價指數進行分析（表3）。不同覆蓋材料的綜合評價指數存在差異，以黑膜覆蓋處理的綜合評價指數最高（0.96），與其他4個處理相比，黑膜覆蓋處理的綜合評價指數提高了12.94%、57.38%、62.71%和174.00%，差異顯著。蛭石覆蓋與秸稈覆蓋差異不顯著。綜上所述，地膜覆蓋綜合評價指數顯著高于秸稈和蛭石覆蓋，其中以黑膜覆蓋最優，可作為黃土高原丘陵溝壑區黃芪種苗栽培的優質覆蓋模式。

3 討論

黃土高原丘陵溝壑區為雨養農業區，土壤水分和土壤溫度成為限制該區中藥材產業發展的關鍵因子，研究不同覆蓋材料以改善中藥材生長環境是近些年科技工作者的焦點任務^［10］。研究表明，不同地表覆蓋材料能不同程度起到保水、保肥和保溫作用，還能遮擋強太陽光照射，避免“曬苗”等情況出現。隨著全膜雙壟溝播技術的推廣，地膜覆蓋成為該區農業生產中最常見的覆蓋方式之一，能夠吸收太陽輻射增加土壤溫度（增溫效應），其增溫效應一方面能夠降低晝夜溫差，為種苗生育前期生長提供所需的熱量^［5］。一方面還能提高中藥材整個生育期有效積溫，為作物干物質累積提供有利環境^［11］。而秸稈覆蓋的降溫效應，減緩了種苗生育前期生長，一定程度上減緩了地上干物質的累積^［7］。該研究中不同覆蓋材料顯著提高了黃芪種苗的株高與株幅，較露地處理提高10.2～16.7和3.0～8.0 cm。黃芪種苗的等級決定于地下部干物質累積量，根部形態特征建成更是決定農戶的經濟效益。研究表明不同覆蓋材料還能減少土壤有效水分蒸發，為作物提供相對穩定的土壤水熱環境，進一步促進地下部干物質和中藥材有效成分累積速率，實現增產增收。該研究中不同覆蓋材料顯著提高了黃芪種苗的根長和根粗，其中地膜處理最優，較其他覆蓋處理增加了3.78～10.91 cm和1.16～2.12 mm。

農業生產受到種植模式、覆蓋材料以及耕作方式等因素的影響^［12-13］，對于干旱半干旱地區，不同覆蓋材料以及作物品種很大程度決定了農業生產能否增產增收^［10］。采用適宜的覆蓋材料能夠有效協調自然資源和土壤環境之間的關系，提高作物產量的同時提高了經濟效益^［4］。該研究中各覆蓋處理較露地處理產量提高了1 065.5～3 850.0 kg/hm2，其中地膜覆蓋高于其他覆蓋模式。主要是一方面生育前期黃芪幼苗細弱，地膜覆蓋的增溫效益可為黃芪種苗苗期提供所需的光熱環境，提高發芽率和幼苗生育前期的存活率^［14］。一方面黑膜覆蓋還能削弱光照強度，保證土壤墑情，抑制生育期雜草生長^［6］，為種苗生長發育提供充足的土壤水熱環境。從經濟效益來看，地膜覆蓋提高了人工成本和材料費進而提高了生產成本，但其高產顯著提高了種苗的產值進而提高了經濟效益。秸稈覆蓋和蛭石覆蓋雖然降低了人工成本和材料費，但產值的降低導致經濟效益下降。研究認為^{［9，15］}，基于經濟、社會和生態等多角度可持續性評價是提高某一技術措施的最終目標，但其存在單一且側重點不同等不足。因此該研究基于株高、株幅、根長、根粗、產量和經濟效益等相關指標建立了綜合評價指數。研究發現，地膜覆蓋的綜合評價指數最高，該模式顯著提高了中藥材產量和產值，彌補了人工成本和材料費高的不足?？傮w來看，在干旱與半干旱區，地膜覆蓋尤其是黑膜覆蓋是黃芪種苗可持續發展的重要技術措施之一。

4 結論

黑膜覆蓋能顯著提高黃芪種苗株高、株幅和根長、根粗，進而提高產量，較其他處理產量提高了1 065.5～3 850.0 kg/hm2。秸稈覆蓋和蛭石覆蓋降低了生產成本，地膜覆蓋因其較高的產值提高了經濟效益。黑膜覆蓋具有較高的產量和經濟效益優勢，其綜合評價指數最高，較蛭石覆蓋高了57.7%。綜上，在干旱與半干旱區，黑膜覆蓋是高效和可持續的黃芪種苗種植模式。

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