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(甘肅省平?jīng)鍪兴帘3挚茖W(xué)研究所,甘肅 平?jīng)?744000)
旱半夏為天南星科半夏屬多年生草本植物,是我國常用中藥材之一,以塊莖入藥,單株產(chǎn)量3-5個塊莖、單個塊莖直徑0.5-2.5cm,具有燥濕化痰、降逆止嘔、清痞散結(jié)等功效[1-2]。甘肅省華亭縣屬于溫涼陰濕山區(qū),適宜種植旱半夏、葛根、獨活等中藥材,是隴東地區(qū)重要中藥材種植基地,中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來了良好的經(jīng)濟收益,但目前僅處于零散粗放型種植,尤其遮陰處理技術(shù)的應(yīng)用方面[3],未形成種植、管理、收獲精細化的高產(chǎn)栽培技術(shù)體系。另一方面,根據(jù)旱半夏生物生態(tài)學(xué)特性,光照對旱半夏葉片的光合作用和有機物的積累影響明顯。若光照過弱,則光合作用較弱,光合產(chǎn)物積累較少,影響植株生長;而光照過強,直接抑制植株的生長、降低光合作用。因此,選擇適宜的光照強度和光照環(huán)境對促進植物生長十分重要[4]。但目前對生產(chǎn)中光照強度、溫度等的選擇控制十分盲目,往往導(dǎo)致生產(chǎn)周期長,植物品質(zhì)下降,經(jīng)濟效益較低。
本試驗結(jié)合溫涼陰濕山區(qū)實際情況,及時準確地對試驗進行觀察記載,系統(tǒng)了解和掌握旱半夏的生長發(fā)育特點及其與外界環(huán)境條件的關(guān)系,研究不同遮蔭處理對旱半夏生長和光合特性的影響,探索旱半夏遮陰措施下的適應(yīng)能力,以期提高半夏質(zhì)量及產(chǎn)量,進而提高其經(jīng)濟效益。
旱半夏種源采自當(dāng)?shù)匾吧N,根據(jù)試驗需要,選擇大小基本一致、直徑1cm以上的塊莖進行播種。
區(qū)域試驗是鑒定品種特征、應(yīng)用價值和適應(yīng)區(qū)域的主要途徑,是連接育種和推廣的橋梁與紐帶,是作物品種審定的重要依據(jù)[5]。試驗在甘肅省華亭縣策底鎮(zhèn)大南峪村試驗基地進行(海拔1 612m,東經(jīng)106°32′46″,北緯35°17′41″),由平?jīng)鍪兴帘3挚茖W(xué)研究所與策底鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府共建。該區(qū)地處黃土丘陵區(qū)和土石山區(qū)交匯地帶,屬溫帶半濕潤氣候,年均降雨量652mm,年均氣溫7.9℃,年日照時數(shù)時數(shù)2 100h左右,無霜期160d,年極端最高溫度26℃,年極端最低氣溫-22℃,≥10℃的活動積溫3 200℃,土壤為灰褐土為土,呈中性[6]。
試驗小區(qū)面積為10m(長)×4m(寬),共設(shè)4個處理:T1,地表覆膜(種植時覆白膜,待出苗80%后去除);T2,大豆間作(大豆生長旺盛期遮陰約90%);T3,遮陰網(wǎng)覆蓋(黑色遮陰網(wǎng),7月1日搭建,9月1日拆除,遮陰網(wǎng)高度距離地面0.5m,遮陰約70%,);T4,空白地種植對照,每個處理重復(fù)3次。
試驗測定的內(nèi)容有旱半夏物候期觀察,包括出苗、株高、直徑和產(chǎn)量以及試驗區(qū)土壤含水率、降雨量等。
在旱半夏出苗期、旺盛期和成熟期取樣,每個試驗小區(qū)隨機抽樣10株,測量單株株高、塊莖直徑及數(shù)量、葉數(shù)等參數(shù),取其平均數(shù);土壤取樣采用土鉆法,測量深度0—60cm,每20cm取樣一個,重復(fù)2次,取其平均值,土壤含水率采用烘干法;降雨量采用雨量傳感器(型號NHJYL42BP),分辨率0.2mm,每10分鐘計量一次;旱半夏產(chǎn)量測產(chǎn)采用電子秤稱取4個處理種植前與收獲后重量,得到投入產(chǎn)出比。
由圖1可以看出,不同時期旱半夏的株高呈現(xiàn)低—高—低的變化趨勢,T2處理長勢較好。5月份T1處理旱半夏株高7cm,表現(xiàn)明顯高于其他處理,說明地膜覆蓋旱半夏發(fā)芽生長促進作用;7月份隨著大豆生長,遮陰效果顯著,T2處理旱半夏株高15cm,明顯高于其他處理,但莖粗最細,這與多數(shù)研究得出弱光下植物莖稈高而細弱結(jié)論一致;所有處理均在8月份達到生長鼎盛期,尤其T2旱半夏株高達到20cm,T3遮陰網(wǎng)處理株高表現(xiàn)高于T4對照;8月份以后,旱半夏出現(xiàn)倒苗,此期地上部分生長逐漸停滯,在光合作用下,地下塊莖生長迅速,植株枝葉營養(yǎng)供給匱乏,地上部倒伏或枯萎,株高變矮。9月份之前,T1、T2和T3處理的旱半夏株高均不同程度高于T4,由此可見,遮陰處理對旱半夏的株高形態(tài)特征影響較為顯著,凸顯適時遮陰有利于旱半夏植株的生長發(fā)育。
圖1 不同遮蔭處理對旱半夏株高的影響
由圖2可以看出,6月份T1、T2處理0-20cm土壤含水量明顯高于T4未做處理的裸地種植,又T1、T2、T4在20-60cm土壤含水量變化不顯著,說明遮陰在0-20cm對土壤含水量影響顯著。主要原因是覆蓋減少地面蒸發(fā),蓄存土壤水分,增加土壤濕度,有利于植株生長發(fā)育。
8月份T3處理0-60cm土壤含水量明顯高于T1、T2和T4,說明7月份采取遮陰網(wǎng)處理對保持土壤水分、降低蒸發(fā)損耗,有利于旱半夏生長發(fā)育,在高溫天氣條件下效果更為明顯;又因為T2大豆處于生長旺盛期,大豆生長發(fā)育增加土壤水分耗散量,導(dǎo)致土壤含水量相比T1、T3、T4降低。由圖3可以看出,T2較T1、T3、T4土壤含水率分別降低了下降4.39%,6.56%和3.12%。
圖2 6月土壤含水率
圖3 8月土壤含水率
試驗結(jié)果表明,采用不同遮陰處理,旱半夏產(chǎn)量有差異,由表1可以看出,T3遮陰網(wǎng)處理投入產(chǎn)出比最高,說明旱半夏在遮陰網(wǎng)處理條件下生長良好,但T2大豆間作投入產(chǎn)出比最低,效果不理想,究其原因是大豆生長旺盛,與旱半夏存在競爭,包括光照、土壤水分、土壤養(yǎng)分等環(huán)境因子,大豆通過抑制旱半夏植物生長而競爭中處于優(yōu)勢,旱半夏植物生長矮小,根系不發(fā)達,在缺乏養(yǎng)分的土壤,植物競爭養(yǎng)分的能力受到其有效吸收養(yǎng)分能力的控制,具有最大生長率的大豆是競爭的優(yōu)勝者,造成旱半夏長勢減弱甚至死亡,從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低,因此,生產(chǎn)上應(yīng)適度確定套種的大豆與旱半夏之間的種植距離,以期最大限度降低大豆生長發(fā)育對旱半夏的影響。
通過試驗結(jié)果表明,遮陰對旱半夏生長及產(chǎn)量因采遮陰水平與遮陰時間長短的不同結(jié)果具有明顯差異性,合理利用措施遮陰處理對提高半夏營養(yǎng)生長和生殖生長有促進作用,具體表現(xiàn)為:
第一,地膜覆蓋在旱半夏發(fā)芽生長初期有促進作用,并能有效提高旱半夏產(chǎn)量。大豆間作在旱半夏生長初期遮陰效果顯著,旱半夏株高表現(xiàn)明顯高于其他處理,但隨著大豆后期長勢旺盛,旱半夏在競爭光照、養(yǎng)分、水分等處于劣勢,造成旱半夏長勢減弱甚至死亡,導(dǎo)致產(chǎn)量降低。因此,進一步研究大豆適宜的株行距,在保證大豆、旱半夏單位面積有效株數(shù)的基礎(chǔ)上,盡可能擴大株行距,提供合理的生長空間,獲取較高產(chǎn)量和效益。
第二,遮陰網(wǎng)處理說明適度遮蔭能給旱半夏的生長提供適宜的光照條件,使旱半夏能夠更好地生長發(fā)育,提高產(chǎn)量。
綜上所述,未遮陰和過度遮陰均不利于旱半夏生殖生長,根據(jù)種植地的具體環(huán)境適度遮蔭,對于半夏生長及產(chǎn)量的提高有重要意義。
表1 不同遮蔭處理旱半夏產(chǎn)量對照表