林下中藥材栽培中灌溉與水分管理技術的科學探討

林下中藥材種植是一種充分利用林地資源的生態、高效種植模式，對于提高土地利用率，增加林業經濟效益，改善林業生態環境，推動中藥材可持續發展和滿足中藥材市場需求具有舉足輕重的作用。水分對于林下中藥材的生長發育至關重要，通過合理灌溉和水分管理技術可以保證中藥材在林下環境下健康成長，增加種植效益。但是當前林下中藥材栽培中灌溉和水分管理存在一定問題，限制著該行業的發展，所以對相關技術進行深入研究有著非常現實的意義。

一、林下中藥材栽培環境特征及水分需求分析

林下中藥材栽培作為生態友好型栽培模式有其特殊的環境特征，而這些特征深刻地影響了中藥材生長，對水分的需求是其關鍵影響因素。林下環境光照條件明顯不同于空曠地。樹木枝葉構成自然遮蔭層，使林下光照強度變弱，分布不均勻。這種散射光環境對某些喜陰或者耐陰中藥材非常適用，如人參和黃連。但是光照變化又會影響林下溫濕度，從而引起水分蒸發及中藥材水分需求連鎖反應。光照比較弱時，林下溫度比較低，水分蒸發變慢，即中藥材水分散失比較少。但如果遮蔭過多，則會造成林下空氣流通不暢和濕度過大，加大病蟲害的危害，這時則需對水分進行合理調節，使中藥材保持適宜生長狀態。

土壤條件是林下中藥材栽培的關鍵因素。林地土壤一般腐殖質含量較高，在為中藥材生長過程中提供大量營養的同時，也會影響土壤保水及透水性。腐殖質越多，土壤保水性越強，能貯存一定的水分以滿足中藥材生長需要。但如果土壤透氣性差，水分過多會使根系缺氧，影響中藥材根系正常生理功能。不同中藥材對于土壤質地及酸堿度要求各不相同，例如金銀花適合生長于微酸性到中性、土層較深、疏松沃土上，它對于土壤水分的吸收利用與土壤上述性質也有密切的關系。因此，掌握林下土壤特性對準確滿足中藥材的水分需求具有十分重要的意義。

二、林下中藥材栽培期間的灌溉技術

1、傳統灌溉的適用性分析

傳統的灌溉方法曾廣泛用于林下中藥材的栽培，分析其適用性有利于灌溉方式的合理選擇。漫灌是一種比較普遍的常規灌溉方式，即把水分直接導入種植區域內，使水分漫流到地面并浸沒到土壤中。在地形較平坦、種植面積大、水源豐富的林下區域，漫灌是可行的。它具有操作方便，無需復雜裝置，能迅速潤濕大范圍土壤等優點。但漫灌也有明顯缺點： ① 漫灌用水量較大，水資源浪費較多，對水資源比較缺乏的地區來說，這一灌溉方式不可取； ② 漫灌易使土壤板結，土壤結構受損，土壤的通氣性、透水性受到影響，對中藥材根系的生長不利。并且，漫灌很難實現精準灌溉，易造成土地水分過多或過少，不能適應不同地區中藥材對水的要求。

溝灌就是在林下種植區域內挖溝，把水分導入溝內，利用土壤毛細管作用使周圍土壤浸沒。相較于漫灌，溝灌的用水量比較小，可以一定程度地降低水資源的浪費。同時溝灌對于土壤結構破壞較少，利于土壤通氣性維持。但是溝灌又有一定的局限性，需要事先進行溝渠的規劃與挖掘，初期工程費用昂貴。另外，溝灌灌溉的均勻性不是很好，接近溝渠的地方水分較多，而遠離溝渠的地方可能水分不足，這不能滿足中藥材對水分均勻分布的需求。另外，對溝渠進行養護還需投入一定人力物力，種植成本加大。

2、滴灌技術的準確應用

滴灌技術作為高效灌溉方式之一，對林下中藥材栽培有著得天獨厚的優勢，可以達到精準灌溉的自的： ① 滴灌是通過毛管上裝的滴頭，把水滴到作物根區周圍的土壤里，使其滴得均勻、緩慢。它的最大特點在于能準確地控制灌水量及灌溉時間，并根據林下中藥材生長需要，直接向根系四周輸送水分，從而提高了水分利用效率。就拿人參栽培來說，人參對于水分的需求是比較敏感的，既怕旱也怕澇。滴灌技術可針對人參各生長階段需水特點制定合理滴灌頻率及滴水量。人參幼苗期根系淺、需水量小，采用滴灌系統可實現少量多次供水，使土壤既能保持濕潤又不過度潮濕，以免水分過多而造成爛根。人參生長的旺盛期需水量有所增加，滴灌系統可適當加大滴水量及灌溉頻率以滿足人參的生長需要； ② 滴灌系統也可結合施肥系統進行水肥一體化處理。通過將肥料溶于水，并隨著水滴落到土壤中，使得肥料可以準確地達到中藥材根系四周，增加了肥料的利用率，降低了肥料浪費以及環境污染。同時滴灌技術能夠有效降低林下空氣濕度和病蟲害發生概率。由于滴灌屬于局部灌溉，不像漫灌、噴灌等灌溉方式，使得整個種植區域的濕度大大增加，滴灌給中藥材營造了較為干燥、良性的生長環境。

3、噴灌的重點和優化

噴灌就是通過噴頭向天空噴射出水分，并分散成水滴如降雨般均勻地落到林下種植區域的一種灌溉方式，對于林下中藥材的栽培具有重要的用途。噴灌重點是噴頭選型與布置，不同型號噴頭噴灑范圍、噴灑強度、霧化程度各不相同，對林下中藥材栽培，需根據栽培區地形、面積及中藥材品種、生長階段等因素選用適宜噴頭。在地勢相對平坦地區，可選用射程遠、噴灑均勻噴頭；在地形比較復雜或者種植區域比較狹小的區域，適合選擇靈活性比較大的小型噴頭。噴頭布置應合理以保證整個種植區域灌溉均勻，避免灌溉死角。通常情況下，噴頭間間距要依據噴頭射程及噴灑角度科學地計算，確保相鄰噴頭噴灑范圍能有效地重合。

為使噴灌效果達到最優，噴灌時間及噴水量也應得到合理的控制，噴灌過久會造成水分流失、土壤積水等問題，太短又不能滿足中藥材對水分的需要。噴灌時間要根據林下土壤保水能力、天氣狀況和中藥材需水規律等因素來決定。高溫高燥天氣適當延長噴灌時間及次數；陰雨連綿時減少噴灌。

4、智能灌溉的創新實踐

伴隨著科學技術的進步，智能灌溉技術被創新性地運用到林下中藥材栽培中，這為灌溉效率與精準度的提升提供了一種全新方式。智能灌溉系統一般包括傳感器、控制器、執行器等，傳感器對林下土壤濕度、溫度和光照強度等環境參數進行實時監測并傳輸數據至控制器。控制器依據預設參數及中藥材生長模型對上述數據進行分析與處理，并自動判斷是否需灌溉及灌溉時間與水量，再由執行器控制灌溉設備精準灌溉。比如在傳感器探測到土壤濕度小于設定下限值后，控制器自動開啟滴灌或者噴灌裝置，在土壤濕度滿足設定上限值后自動停止澆灌，使澆灌過程自動化、智能化。智能灌溉也可結合物聯網技術進行遠程監控管理，種植者可在任何時間、任何地點通過手機、電腦等終端設備獲取林下種植區域環境參數及灌溉情況，并進行灌溉策略的遠程調節。即使種植者外出，仍可準確控制灌溉，極大提高管理效率。

三、林下中藥材栽培期間水分管理技術

1、情監測與調控

對林下中藥材水分管理而言，情監測具有至關重要的意義。通過科學的監測手段并據此進行調節，能夠為中藥材的生長創造適宜的水分環境。情監測重點檢測林下土壤含水量，目前廣泛采用的監測技術包括烘干稱重法、時域反射儀法（TDR）以及頻域反射儀法（FDR）等多種方法。烘干稱重法是一種常規的測定方法，該技術通過采集土壤樣本并將其放入烘箱中干燥至恒重，進而計算土壤中的水分含量。盡管此方法的測定結果具有較高的精確度，但其操作過程繁瑣且耗時，因此難以實現對土壤水分的實時監測。TDR和FDR的方法是基于土壤的介電特性與其含水量之間的聯系來測量土壤的水分含量，這種方法具有速度快、準確度高和可持續監測的特點，能夠實時顯示林下土壤的濕度變化情況。

基于墑情監測結果的水分調控非常關鍵，在監測土壤含水量小于中藥材生長要求適宜下限值時應及時灌水補水。灌溉量應視土壤情、中藥材品種及生長階段綜合考慮而定，切忌過量或不充分。如對耐旱性強的中藥材來說，當土壤情稍遜于適宜范圍后，可適當延遲灌溉時間，以利于根系長人深層土壤，提高耐旱能力；但對喜濕潤的中藥材而言，土壤情在下限附近時，應立即澆灌。反之，在監測土壤含水量過高時，應采取排水措施，如挖排水溝、中耕松土以提高土壤的通氣性，避免根系缺氧而發病。

2、不同生長階段的管理

林下中藥材不同生長階段需水能力及適應能力存在差異，需開展針對性水分管理。種子發芽階段保持土壤濕潤至關重要。種子萌發需要吸收充足的水分來啟動一系列生理生化反應，此時土壤含水量應保持在一定范圍內，一般為田間持水量的 60% 270% 。可以采用適時灌溉或者覆蓋保濕材料的方法來保持土壤的濕度，以保證種子發芽的順利進行。如果土壤過于干燥，種子就不能充分吸水，萌發率也就下降；如果土壤太潮濕，種子容易缺氧而腐爛。

幼苗期中藥材根系淺、吸水弱，而且植株矮、蒸騰作用低、需水量比較低。但是因為幼苗對于水分的變化是比較敏感的，所以還是要保持土壤的適度潮濕。灌溉應以少量多次為原則，切忌大水漫灌危害幼苗。同時應注意避免土壤板結現象的發生，可以采取淺耕松土的方法來提高土壤的通氣性和幼苗根系的生長。進入旺盛生長期后，中藥材長勢喜人、枝繁葉茂、蒸騰作用顯著加強、需水量劇增。這時要確保水分供應充足，并根據天氣及土壤摘情及時加大灌溉量及頻率。通常情況下，土壤的含水量能夠維持在田間持水量的 70%～80% 之間。但應注意以免因水分過多而徒長影響藥材的質量。

開花結果期水分管理對中藥材產量與質量有著直接的影響。這時既要有足夠的水分供應以滿足植株生長及果實發育所需，同時還要防正因水分過多而引起落花落果或者病害等。對于那些主要以果實或種子作為藥用部分的中藥材，例如，枸杞和五味子等，在它們的花期和果期，必須嚴格控制土壤的水分含量，以維持一個相對穩定的濕度環境，從而提高果實的結實率和飽滿度。

3、季節性的差異化管理

林下中藥材栽培水分管理也需要考慮季節變化實施差異化管理，春季溫度逐漸升高，中藥材也開始發芽生長，但是這個時候土壤水分的蒸發量較大，而且在一些地區會出現春旱的情況。所以，在春季應加強情監測工作，適時灌水補水，以促進中藥材的發芽與生長。對一些初春播種或者移植的中藥材來說，更應該保證土壤中具有充足的水，給它們的生長帶來一個好的起點。同時春季又是病蟲害的開始滋生期，灌溉時需注意控制水的用量，以免因土壤濕度過大而誘發病蟲害。

夏季高溫多光，林下中藥材長勢旺，水分蒸發、蒸騰作用均較強，需水量較多。這時要加大灌溉頻率及灌溉量以保證土壤一直保持合適含水量。但是夏季大雨較多，應注意排水，以防積水造成根系缺氧而發病。高溫時段切忌中午灌水，以免造成地溫突然變化而影響根系的正常生理功能。可以選擇清晨或黃昏澆灌，增加水分利用率。

秋季作為中藥材生長周期的后期階段及主要收獲期，其水分管理策略需根據實際情況進行相應調整。對于即將進行采收的中藥材，建議在采收前的特定時段適度減少灌溉量，以促進藥材品質的提升及增強其儲存穩定性。對尚處于生長中的中藥材來說，當溫度逐漸下降、生長速度變緩時，需水量相應下降，應逐步減少灌溉頻率與灌溉量，以防因水過多而造成植株貪青遲熟。

冬季林下中藥材長勢遲緩或處于休眠期，需水量明顯下降。而在某些寒冷地區冬季土壤封凍前，必須澆足夠的封凍水來維持土壤溫度和避免根系受凍。封凍水灌溉時間宜恰當，澆得太早，水分揮發得很快，不能起到防凍效果；太遲澆水會使土壤結冰，水不能滲入，會使冰層覆蓋住根系而影響根系正常的生理活動。

4、水分利用效率的提高

促進林下中藥材栽培過程中水分利用效率的提高是中藥材可持續發展、高產優質關鍵一環，需要多方面共同努力。優化灌溉技術對促進水分利用效率提高具有重要意義，滴灌和噴灌技術比傳統的漫灌具有明顯的優越性，滴灌通過將水準確輸送到中藥材根系周圍，大大減少了運輸過程中水的蒸發和滲漏流失，從而使得水資源得到充分的利用。噴灌技術模仿了自然降雨的模式，均勻地向種植區噴灑水分，并能根據各種中藥材的特定需求來調整噴灑的強度和時間，從而避免了局部的積水和干旱現象，有效地提高了水資源的利用效率。智能灌溉系統在傳感器的輔助下，對土壤濕度和溫度等環境參數進行實時監控，并對灌溉時機和水量進行自動調節，從而達到按需供水的目的，進一步提升水資源利用的精準度。合理種植布局和品種選擇同樣關鍵，依據林下光照、土壤肥力及水分分布等特征，對中藥材種植區進行科學規劃，使不同種類的中藥材在最適的生長環境中生長，降低了由于環境不適造成水分浪費。為了更好地適應林下的水分環境，并在有限的水資源條件下維持健康的生長狀態，選擇如黃芪、黃芩等具有高耐旱性和高水分利用效率的中藥材品種是至關重要的，這也有助于降低灌溉的總成本。

土壤改良對于促進水分利用效率的提高有著積極的促進作用。通過加入腐熟農家肥和秸稈還田的有機物料，使土壤有機質含量增加，土壤結構得到改善，增強了土壤的保水保肥性能。優良的土壤結構能使水分均勻地分布于土壤之中，減少損失，增加水分保留于土壤之中的時間，為中藥材根系完全吸收和利用提供條件。加強田間管理，可以有效地促進水分利用效率的提高。經常中耕松土可以打破土壤板結、改善土壤通氣性、促進根系生長、增強根系吸收水分能力。合理覆蓋措施如采用地膜和秸稈覆蓋，可減少土壤水分蒸發和維持土壤濕度，達到保效果，使有限的水分獲得更有效地利用。

綜上所述，林下中藥材栽培中灌溉及水分管理技術，是確保中藥材高產優質的關鍵環節。根據具體林下環境深入調查研究中藥材對水分需求習性，并合理選擇灌溉技術，執行科學水分管理策略可以有效地解決栽培中給控水問題，提高中藥材產量和質量，增加種植效益，促進中藥材產業可持續發展。在今后的研究與實踐當中，仍需要不斷地探索與創新，并對相關技術進行進一步的優化，更好的滿足生產需要，行業需求，實現生態效益和經濟效益共贏。

（作者單位：024000內蒙古赤峰市紅山區城郊林場）