林下人工栽培積雪草技術(shù)集成及高值化利用研究

摘要：本文針對海南省熱帶林地資源，提出林下種植積雪草的模式，通過研究不同種植條件對積雪草產(chǎn)量和三萜類化合物含量的影響，探索積雪草生產(chǎn)的最佳經(jīng)濟(jì)效益模式以提升經(jīng)濟(jì)效益。研究發(fā)現(xiàn)，海南地區(qū)3—4月份為最佳種植時間，橡膠林下種植收獲的積雪草產(chǎn)量最高，野生種植模式下積雪草三萜類化合物含量更高。此外，本文初步探索了積雪草標(biāo)準(zhǔn)化示范基地的管理措施：膠林郁閉度50%～60%，土壤質(zhì)地良好，實(shí)施適度的水肥供給，每月施用1次，濃度適中，尤其在生長旺盛期（5—10月份）追加2次化肥，以促進(jìn)植株健康生長。基于上述管理措施，每年分2次采收積雪草，最佳采收窗口定于7月份和10月份，旨在實(shí)現(xiàn)持續(xù)高效的資源利用與經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：積雪草；林下種植；技術(shù)集成；高值化利用

隨著全球?qū)μ烊凰幬镄枨蟮脑鲩L，特別是對具有獨(dú)特療效中藥材的關(guān)注，發(fā)展高效中藥材產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。積雪草作為一種多功能的藥用植物，富含三萜類化合物，尤其是積雪草苷和羥基積雪草苷，展現(xiàn)出廣泛的藥理活性，包括促進(jìn)傷口愈合、神經(jīng)保護(hù)及抗癌潛力[1-3]。然而，盡管市場對積雪草及其活性成分的需求日益增長，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍面臨低效加工、資源利用不足的挑戰(zhàn)[4]。在此背景下，探索積雪草的高值化利用路徑，以科學(xué)方法提升其經(jīng)濟(jì)效益，顯得尤為迫切。林藥間作模式作為可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的典范，近年來在中國得到迅速推廣，特別是在退耕還林項(xiàng)目成功實(shí)施后，其生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。此模式不僅提高了林地的綜合利用率[5]，還促進(jìn)了野生藥用資源的保護(hù)與開發(fā)，為林農(nóng)創(chuàng)造了新的收入來

源[6]。橡膠林是中國熱帶地區(qū)最大的熱帶經(jīng)濟(jì)林，且因其種植株行距較大，形成了充足的林下空間與光熱資源，為林下間作提供了理想的自然條件，適宜發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)[7]，從幼齡林到老齡林，不同樹齡橡膠林下的間作實(shí)踐證明，合理選擇與林木生長周期相匹配的藥用植物種類，可實(shí)現(xiàn)林下資源的高效利用[8-10]。然而，針對積雪草在橡膠林下間作的研究尚顯匱乏，其潛在的生態(tài)適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)效益及對橡膠樹生長的影響尚未充分探索。本試驗(yàn)通過利用海南獨(dú)特的地理優(yōu)勢，對積雪草的種植模式進(jìn)行探究，為建設(shè)藥材種植GAP標(biāo)準(zhǔn)化示范基地提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在海南省文昌市境內(nèi)的文昌橡膠研究所建立的試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行，該區(qū)域?qū)贌釒Ъ撅L(fēng)島嶼型氣候，全年無霜凍，年均溫23.4～24.4℃。試驗(yàn)基地有3處，面積共2.47 hm2：文昌橡膠研究所一隊(duì)建立積雪草露天生產(chǎn)基地1.33 hm2，四隊(duì)蔬菜大棚建立野生草采收基地0.13 hm2，二隊(duì)膠園建立林下種植基地1 hm2。園地內(nèi)土壤肥力差異較小。

移栽優(yōu)選積雪草種苗作為實(shí)驗(yàn)材料：2022年12月份—2023年3月份，積雪草分為4個批次種植。

1.2 基地建設(shè)時間、地點(diǎn)及規(guī)模

在墾區(qū)內(nèi)中、西、南部分別進(jìn)行種植示范基地建設(shè)，每區(qū)0.67 hm2，含0.13 hm2野外示范基地與1.33 hm2橡膠林下示范基地，分別始于2022年12月份與2023年3月份。露天基地用70%遮陰網(wǎng)，規(guī)格30 cm×30 cm，野外基地積雪草自然生長，無額外管理。種植模式涵蓋林下間種與大棚遮陰。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)結(jié)合海南氣候條件，開展不同時間與種植方式對積雪草植后成活率與產(chǎn)量影響試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)置3個處理，對照：露天生產(chǎn)基地；處理1：大棚野生種植基地；處理2：林下種植基地。其中積雪草分為4個批次種植，以不同種植時間段為4個試驗(yàn)組（表1），測定積雪草成活率，以探究全年中積雪草的適宜種植時間。

1.3.2 養(yǎng)分測定

本試驗(yàn)采用乙醇回流法提取所獲的積雪草中積雪草苷和羥基積雪草苷，并通過高效液相色譜（HPLC）檢測其含量。

乙醇回流法提取需先對采收獲得的積雪草干草進(jìn)行粉碎至80～100目，再準(zhǔn)確稱量積雪草干粉10.00 g，用70%的乙醇溶液按照料液比1∶10，溫度50℃，時間60 min，提取2次。

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

原始數(shù)據(jù)的整理由Excel軟件處理，圖表由GraphPad prism8.0軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植條件對積雪草生長影響研究

2.1.1 不同種植時間對積雪草成活率的影響

本試驗(yàn)表明，就種植時間而言，試驗(yàn)3的結(jié)果較好，試驗(yàn)1和試驗(yàn)2的試驗(yàn)結(jié)果不理想。分析如下：3—4月份，橡膠兩病防治結(jié)束后，有利于積雪草種植；其原因主要是：3—4月，海南氣候較為涼爽，地表水分蒸發(fā)量小，氣溫適宜，陽光溫和，淋水后，水分散失少，能及時補(bǔ)充積雪草因蒸騰作用而散失的水分，利于積雪草生長；12月份與1月份種植，氣溫相對較低，10℃以下天數(shù)較多，積雪草生長較慢，死亡率高，補(bǔ)換植較多；8月份種植，海南氣溫最高，水分散失大，光照較強(qiáng)。

2.1.2 不同種植環(huán)境對積雪草產(chǎn)量的影響

積雪草野外采收主要在夏秋季節(jié)，每年采兩茬，旺盛時可采三茬。受不同種植時間及天氣等其他自然因素影響，積雪草僅采收1茬。人工整株采收后，經(jīng)水洗，稱其鮮重，經(jīng)曬干風(fēng)干后，稱其干重。如圖1所示，每畝林下種植（處理2）可采收積雪草平均鮮重為93.8 kg，比大棚野外種植基地（處理1）產(chǎn)量23.6 kg與露天種植基地（對照）產(chǎn)量78.8 kg分別增加70.2 kg與15 kg，平均干重分別為14.9 kg，3.7 kg，12.5 kg，干重與鮮重比為15.8%。究其原因，大棚野外種植基地（處理1）的積雪草屬于自然生長，無除草施肥，生長慢；露天種植基地（對照）土壤蒸發(fā)大，光照強(qiáng)，有肥害，產(chǎn)量低。橡膠園林下種植（處理2）土壤保水保肥差，雜草快長，人力物力投入大，水肥充足，產(chǎn)量高，但光照土壤性質(zhì)影響植株長勢。

2.1.3 大棚野外種植和林下間作條件下積雪草苷含量的差異研究

對一年種植和不同時期的積雪草樣品用乙醇回流提取法提取積雪草苷和羥基積雪草苷，并用HPLC法測定其所含活性成分含量，如表2表3所示，大棚野外種植（處理1）和林下間作（處理2）所獲積雪草養(yǎng)分含量存在差異，除2023年8月22日所采林下間作積雪草提取的積雪草苷含量為1.18 mg·mL-1，多于大棚野外種植積雪草所提取的積雪草苷含量1.12 mg·mL-1，都表現(xiàn)為大棚野外種植積雪草中三萜類化合物含量更高，這與其植株養(yǎng)分積累時間和環(huán)境密度有很大關(guān)系。可能是由于野生積雪草在自然競爭壓力下可能積累更多生物活性物質(zhì)以適應(yīng)環(huán)境，而人工種植條件下，由于土壤肥力和光照條件等人為因素，積雪草苷含量可能較低。由于是種植示范，而養(yǎng)分含量又決定了植物體的收益，因此，在種植管理方面仍需要更多更深層次的研究，特別是施肥種類和方法、植株養(yǎng)分分配特點(diǎn)等。

2.2 示范基地建設(shè)與進(jìn)展

2.2.1 水肥管理

露天種植基地 為應(yīng)對土壤水分快速蒸發(fā)和強(qiáng)烈光照的雙重問題，主要采取施用腐熟豬糞作為有機(jī)肥料，每6個月施用1次，約40 kg/667 m2，施肥頻率和用量依據(jù)天氣條件調(diào)整，并進(jìn)行適時淋水灌溉。積雪草根系淺、植株矮小，且主要用于藥用，除草方式需特殊處理。常規(guī)化學(xué)除草手段無法應(yīng)用，只能依賴人工拔草，導(dǎo)致勞動強(qiáng)度大、效率低下，管理成本高昂。管理過程中出現(xiàn)過肥害問題，影響積雪草產(chǎn)量。肥害主要因腐熟豬糞未完全分解或施用不均勻?qū)е戮植繚舛冗^高。受肥害影響的積雪草癥狀為葉片枯黃、發(fā)黑。為應(yīng)對肥害，采取強(qiáng)化淋水和噴施殺菌劑等措施，使積雪草逐漸恢復(fù)健康生長。此外，為確定積雪草是否存在大葉種與小葉種，進(jìn)行露天基地盆栽試驗(yàn)。結(jié)果表明，積雪草無大葉種與小葉種區(qū)別，植株表現(xiàn)不一主要受水、肥、光、熱等資源影響。

橡膠園林下種植基地林下種植面臨著土壤保水保肥性能較弱和雜草生長迅猛的問題。橡膠樹的郁閉度在不同樹齡階段有所不同，林下示范基地處于種植了4年的橡膠園，其行間郁閉度在40%左右。由于土壤保水保肥能力弱，積雪草失水嚴(yán)重，死亡率較高，尤其是單株種植的情況下，死亡率最高可達(dá)73.6%。經(jīng)種植觀測發(fā)現(xiàn)，在水肥充足，郁閉度約50%～60%，通風(fēng)透氣條件下，積雪草的生長狀況較好。施肥策略以農(nóng)家糞水肥為主，2023年種植周期內(nèi)共施水肥5次（1月、3月、6月、8月、10月），并在生長旺期6月份和10月份額外追施尿素化肥，約5 kg/667 m2。雜草防控方面，種植期進(jìn)行了八次人工除草，分別在1月、3月、4月、6月份以及8—11月份，以減輕雜草對積雪草的競爭壓力，促進(jìn)積雪草健康生長，提高產(chǎn)量與品質(zhì)。

2.2.2 采收管理

積雪草的采收活動主要集中在夏秋兩季，一年內(nèi)通常可進(jìn)行2～3次采收。然而，實(shí)際采收次數(shù)受種植時間和氣候等多種自然因素影響，有時可能僅能收獲一次。2023年橡膠林下種植的積雪草僅完成了單次采收，采收工作于11月15—16日完成。考慮到積雪草具有淺根且匍匐生長的特性，主要采用人工整株采收的方法，要求工人細(xì)心地從土壤中完整挖取植株，以保持藥材的完整性和藥效。

經(jīng)觀測統(tǒng)計(jì)，每畝橡膠林下種植的積雪草在采收時，平均鮮重收獲93.8 kg/667 m2，干燥后得干草14.9 kg/667 m2，鮮干比約為6.3∶1。預(yù)計(jì)在實(shí)現(xiàn)規(guī)模化種植示范之后，成年積雪草基地每年有望進(jìn)行3次采收。未來規(guī)模化種植預(yù)估年采收增至3次，產(chǎn)干草約45 kg/667 m2，盡管產(chǎn)量高，但因市場價低，經(jīng)濟(jì)效益尚需提升。

3 討論

3.1 種植模式有待優(yōu)化

由于是試驗(yàn)種植，在種植模式上，主要采用簡單林下間種和大棚遮陰兩種模式。以上兩種模式都沒有充分考慮積雪草的生長和采收特性，應(yīng)考慮架空或盆栽形式，以便采收和減少農(nóng)藥影響。

3.2 初期生長緩慢與雜草競爭

積雪草作為非本地優(yōu)勢多年生匍匐草類，在種植初期生長緩慢，節(jié)間短，對資源利用效率低。海南優(yōu)越氣候條件下，雜草生長迅速，缺乏針對性除草劑，示范基地主要依靠人工除草。雜草競爭影響積雪草對水肥光利用，導(dǎo)致生長緩慢，節(jié)間短，植株矮小，增加采收難度和肥料勞動成本。

3.3 經(jīng)驗(yàn)不足與種植周期局限

由于積雪草在我國屬于首次人工仿野生試種，在2023年主要探索積雪草仿野生栽培模式，管理上邊探索邊實(shí)踐，故產(chǎn)量不高。種植始于3月份，11月份收獲，周期長且試驗(yàn)時限有限，模式探索不夠深入，未充分驗(yàn)證橡膠林下仿野生種植的有效性，但為后續(xù)積雪草示范推廣積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)論

本研究分析了不同種植條件對積雪草生長的影響，并得出以下初步結(jié)論：在海南地區(qū)，3—4月為種植積雪草的最佳時期。在三種條件下，橡膠林下種植（處理2）的積雪草鮮重和干重產(chǎn)量最高，而大棚野外種植基地（處理1）的產(chǎn)量最低。此外，林下間作（處理2）和大棚野外種植（處理1）的積雪草苷含量存在顯著差異，其中大棚野外種植的積雪草苷含量更高。在試驗(yàn)期間，橡膠林下積雪草種植技術(shù)的探索主要集中在栽培管理模式的確定。研究發(fā)現(xiàn)，理想的種植環(huán)境應(yīng)具備50%～60%的郁閉度、良好的土壤質(zhì)地、良好的通風(fēng)透氣條件以及充足的水肥。種植期間，水肥濃度不宜過高，建議每月澆水肥一次，每年5—10月份施用化肥兩次，并安排每年7月份和10月份進(jìn)行兩次采收，以優(yōu)化產(chǎn)量和藥材質(zhì)量。

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