陜西渭北黃土旱塬地區(qū)蒙古黃芪播種育苗模式初探

黃文靜，孫曉春，蔡興航，李 耀，喬帆帆，田 星，姬翔宇，唐志書(shū)

(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)/陜西省中藥資源產(chǎn)業(yè)化協(xié)同創(chuàng)新中心，陜西 咸陽(yáng) 712083；2.秦藥特色資源研究開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(培育)，陜西 咸陽(yáng) 712083；3.陜西中醫(yī)藥大學(xué)/藥學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712046)

黃芪始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，是豆科(Leguminosae)黃芪屬(Astragalus)植物蒙古黃芪[Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge. var.mongholicus(Bge.)Hsiao] 或膜莢黃芪[Astragalusmembranceus(Fisch.)Bge.]的干燥根，在我國(guó)已有2 000多年的應(yīng)用歷史[1]。對(duì)歷代醫(yī)家著作分析發(fā)現(xiàn)，黃芪在中藥復(fù)方中的使用頻次逐漸上升，其用量自明代之后不斷加大[2]，目前以黃芪為原料的藥品也越來(lái)越多，黃芪的需求量逐年攀升[3]。由于需求的急劇增加，黃芪野生資源不斷減少，商品用黃芪均為人工栽培，現(xiàn)今大部分地區(qū)的黃芪都采用播種育苗移栽的方式種植[4]。

陜西省渭河以北的黃土旱塬地區(qū)(包括咸陽(yáng)市全境以及寶雞市麟游、鳳翔縣，銅川市耀州區(qū)、印臺(tái)區(qū)，渭南市大荔、澄城和浦城等23個(gè)縣區(qū))是黃芪傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)之一[5]，自2015年之后，該地區(qū)的黃芪種植面積不斷擴(kuò)大，但其種苗的供應(yīng)多依賴于外省。除種苗價(jià)格較高之外，由于育苗地和移栽地的氣候不同，外地種苗移栽后需要更長(zhǎng)的適應(yīng)期“起身”和“返青”，加上路程較遠(yuǎn)，種苗堆積陳放等原因極易造成捂苗導(dǎo)致種苗“發(fā)汗”，種苗的質(zhì)量無(wú)法保證。開(kāi)展渭北黃土旱塬地區(qū)黃芪播種育苗模式的研究，既可為優(yōu)質(zhì)種子種苗的供應(yīng)提供保障，也可為后期實(shí)施除草、灌溉、施肥和病蟲(chóng)害防治等栽培措施提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用黃芪種子由陜西子洲縣天賜中藥材有限責(zé)任公司提供，經(jīng)陜西中醫(yī)藥大學(xué)陜西省中藥資源產(chǎn)業(yè)化協(xié)同創(chuàng)新中心王楠博士鑒定為蒙古黃芪種子。經(jīng)檢測(cè)供試種子的千粒重為6.72 g，種子下地前進(jìn)行溫湯浸種處理，80 ℃清水浸泡5 min后加入適量清水降溫至50 ℃，繼續(xù)浸泡10～12 h待用[6]。

1.2 試驗(yàn)地概況

在陜西省咸陽(yáng)市乾縣注泔鎮(zhèn)(108°18′E，34°35′N)進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)光照充足，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，海拔721 m，年平均氣溫13.1 ℃，年平均降雨量575 mm，無(wú)霜期220 d左右，土壤類型為黃綿土，前茬作物為玉米。試驗(yàn)前施入腐熟農(nóng)家肥15 000 kg·hm-2，磷酸氫二鉀150 kg·hm-2，拖拉機(jī)拉犁翻土1次，再使用耙地機(jī)將地整平。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年4月中旬開(kāi)始，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分撒播(S)、條播(T)、覆膜穴播(X)和不同播種方式下的種衣劑(ZYJ)包衣共6種處理，每種處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積4 m×5 m=20 m2，走道寬50 cm，試驗(yàn)區(qū)周圍設(shè)1 m 寬保護(hù)行。撒播和條播時(shí)的播種量為150 kg·hm-2，每小區(qū)播種量300 g，種衣劑包衣時(shí)將稱量好的種子放入自封袋中，加入稀釋10倍的自研種衣劑20 mL揉搓均勻使種子充分包衣[7-9]。撒播(人工)時(shí)將種子均勻地撒播于小區(qū)內(nèi)，覆1 cm厚細(xì)土；條播時(shí)采用齒距20 cm的耙子開(kāi)3 cm深溝，人工將種子均勻撒入溝內(nèi)，覆細(xì)土1 cm；覆膜穴播時(shí)以120 cm寬黑膜平鋪于苗床上，膜沿蓋土使膜面寬110 cm，用手持打孔器在膜上開(kāi)直徑8 cm寬穴，穴深3 cm，穴距15 cm×15 cm，穴播密度27粒/穴[10,11]。育苗田日常管理同大田，苗期農(nóng)藝性狀及生理指標(biāo)檢測(cè)于播種后2個(gè)月即6月中旬進(jìn)行，種苗側(cè)根數(shù)及病蟲(chóng)害發(fā)生率檢測(cè)于8月中旬進(jìn)行，11月上旬種苗收獲時(shí)按小區(qū)測(cè)產(chǎn)并計(jì)算優(yōu)質(zhì)種苗率。

1.4 試驗(yàn)方法

農(nóng)藝性狀株高、冠幅、根長(zhǎng)等采用直尺測(cè)量，根粗采用游標(biāo)卡尺測(cè)量，根鮮重采用電子天平稱量。株高為植株頂端距主莖基部距離，冠幅為2個(gè)最大側(cè)枝之間寬度，根長(zhǎng)為蘆頭至主根尖長(zhǎng)度，根粗為蘆頭下1 cm處粗度。

生理指標(biāo)葉綠素含量的測(cè)定采用丙酮提取法進(jìn)行[12]；根系活力以根系酶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，利用乙酸乙酯提取，TTC顯色，采用分光光度法于485 nm 處測(cè)定根系酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)[13]；植株含水量采用烘干稱重法；硝態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)參考閆嵩等[14]的提取方法，使用分光光度法于410 nm處測(cè)定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定；可溶性糖用80%乙醇溶液提取并以樣本中所含葡萄糖含量計(jì)，采用分光光度法于620 nm處測(cè)定[15]。

病蟲(chóng)害發(fā)生率分別于8月中旬分3次按小區(qū)調(diào)查統(tǒng)計(jì)百株蟲(chóng)口數(shù)和病株數(shù)。優(yōu)質(zhì)種苗率于收獲種苗后立即進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每小區(qū)隨機(jī)抽取100株，測(cè)量根長(zhǎng)和根粗，統(tǒng)計(jì)根長(zhǎng)≥25 cm且根粗≥5 mm的種苗數(shù)并計(jì)算優(yōu)質(zhì)種苗率[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種方式和種衣劑對(duì)黃芪幼苗農(nóng)藝性狀的影響

株高、冠幅和根長(zhǎng)等農(nóng)藝性狀是黃芪幼苗個(gè)體質(zhì)量?jī)?yōu)劣的最直觀反映。由表1可知，除側(cè)根條數(shù)外，不同播種方式間黃芪幼苗株高、冠幅、根長(zhǎng)和根鮮重的差異顯著(p<0.05)。撒播處理下黃芪幼苗的株高、冠幅、根長(zhǎng)和根鮮重顯著低于覆膜穴播處理，與撒播相比條播和覆膜穴播時(shí)黃芪幼苗的冠幅更大、根長(zhǎng)更長(zhǎng)。覆膜穴播處理下黃芪幼苗的根鮮重最重，其各項(xiàng)農(nóng)藝性狀優(yōu)于撒播，3種播種方式的表現(xiàn)為：覆膜穴播≥條播>撒播。

表1 不同處理對(duì)黃芪幼苗農(nóng)藝性狀和病蟲(chóng)害發(fā)生率的影響

種衣劑包衣處理對(duì)不同播種方式下黃芪幼苗的株高影響不顯著，但其可明顯增加撒播黃芪幼苗的冠幅和根長(zhǎng)，此外，種衣劑處理還能夠顯著促進(jìn)撒播和覆膜穴播黃芪幼苗根鮮重的增加。藥材黃芪統(tǒng)貨主要以“個(gè)子”的形式銷售，較少的側(cè)根數(shù)是黃芪“個(gè)子”品質(zhì)的保證，本次試驗(yàn)中以覆膜穴播結(jié)合種子包衣劑處理下的側(cè)根數(shù)最少，其他處理下的黃芪幼苗側(cè)根數(shù)差異不明顯。通過(guò)對(duì)病蟲(chóng)害發(fā)生情況的調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，3種播種方式下黃芪幼苗病蟲(chóng)害的發(fā)生率差異不顯著，但種衣劑包衣可明顯降低撒播和覆膜穴播黃芪幼苗病蟲(chóng)害發(fā)生率，由此說(shuō)明種衣劑處理能夠在一定程度上增加黃芪幼苗對(duì)病蟲(chóng)害的抗性。

2.2 播種方式和種衣劑對(duì)黃芪幼苗生理指標(biāo)的影響

葉綠素是植物最主要的光合色素，同時(shí)也是植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，覆膜穴播時(shí)黃芪幼苗葉片中的葉綠素含量分別比條播和撒播高出6.1%和7.93%，而種衣劑包衣處理可明顯增加葉片中的葉綠素含量(表2)。覆膜穴播的黃芪幼苗單位時(shí)間內(nèi)根系轉(zhuǎn)化酶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比條播和撒播高出7.69%和6.78%，其植株含水量也更高，但在相同播種方式下種衣劑對(duì)植株含水量的影響并不顯著。硝態(tài)氮含量是植物氮素同化利用的重要指標(biāo)，種子包衣后覆膜穴播所培育的黃芪幼苗中硝態(tài)氮含量最高，但種衣劑對(duì)植株硝態(tài)氮含量的促進(jìn)作用在條播和撒播時(shí)并不顯著?？扇苄缘鞍缀涂扇苄蕴鞘侵参矬w內(nèi)重要的代謝和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量的增加有利于植株抗逆性的增強(qiáng)，在3種播種方式中以覆膜穴播的黃芪幼苗中可溶性蛋白和可溶性糖含量最高，2種生理指標(biāo)的差異在條播和撒播處理時(shí)并不顯著，此外，種衣劑處理可明顯增加黃芪幼苗中可溶性蛋白的含量。

表2 不同處理對(duì)黃芪幼苗生理指標(biāo)的影響

2.3 播種方式和種衣劑對(duì)黃芪種苗產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

由表3可知，撒播和條播所產(chǎn)黃芪種苗數(shù)和產(chǎn)量要遠(yuǎn)高于覆膜穴播，在條播時(shí)小區(qū)苗數(shù)可達(dá)1 900株以上，是覆膜穴播苗數(shù)的1.41倍左右；在撒播時(shí)小區(qū)種苗產(chǎn)量達(dá)15.75 kg，比覆膜穴播高出17.98%；種衣劑包衣對(duì)小區(qū)苗數(shù)的影響并不顯著，但可顯著提高撒播和覆膜穴播時(shí)黃芪種苗的總產(chǎn)量。從黃芪種苗個(gè)體來(lái)看，覆膜穴播的黃芪種苗根更長(zhǎng)更粗，根鮮重也最大，種衣劑對(duì)于條播黃芪種苗的根長(zhǎng)、根粗和根鮮重的增加作用最為顯著。3種播種方式中以覆膜穴播所育黃芪種苗的優(yōu)質(zhì)種苗率最高，條播次之，撒播最低，僅為條播和覆膜穴播的1/2和1/3左右。

表3 不同處理對(duì)黃芪種苗產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

3 結(jié)論與討論

“藥材好，藥才好”，優(yōu)質(zhì)種子種苗的繁育是中藥材規(guī)范化種植的基本保障，更是促進(jìn)中藥材產(chǎn)量和品質(zhì)提升并保證臨床效果的關(guān)鍵。黃芪在各主產(chǎn)區(qū)的種植方式差異較大，但除陜北地區(qū)(子長(zhǎng)、綏德、佳縣、吳堡等縣)采用種子直播種植黃芪外，甘肅隴西經(jīng)陜西關(guān)中北部直至山西長(zhǎng)治渾源一帶的大片地區(qū)均采用先育苗后移栽的方式種植黃芪。采用播種育苗移栽的方式種植黃芪可縮短種植周期，提高土地利用率，生長(zhǎng)一年的幼苗易采挖，通過(guò)集中育苗，分散、擴(kuò)大移栽的種植方式可極大的降低種植成本，是目前主流的生產(chǎn)方式[17]。

本研究發(fā)現(xiàn)，以覆膜穴播的方式育苗，黃芪幼苗的株高較高、冠幅較大、根長(zhǎng)較長(zhǎng)、根鮮重也最重。這與米永偉等[10]，王琳[11]，管青霞[18]的研究結(jié)果基本一致。陜西乾縣位于渭北黃土旱塬腹地，水資源缺乏，多數(shù)農(nóng)田無(wú)灌溉條件。覆膜穴播時(shí)，地膜的覆蓋在減少土壤水分蒸發(fā)的同時(shí)也可提高土溫，有利于春季黃芪種子的萌發(fā)；穴播情況下種子密度較低，黃芪幼苗有較為充足的生長(zhǎng)空間，這也可能是其幼苗高葉綠素含量和高根系活力的原因之一。覆膜穴播的黃芪幼苗硝態(tài)氮、可溶性蛋白和可溶性糖的含量顯著高于撒播和條播，在一定程度上說(shuō)明其碳代謝和氮素代謝的能力較強(qiáng)，結(jié)合幼苗和收獲后種苗的農(nóng)藝性狀，不難看出以覆膜穴播的方式所育出的黃芪種苗個(gè)體質(zhì)量較高。

本試驗(yàn)若以產(chǎn)量計(jì)，撒播育苗的產(chǎn)量遠(yuǎn)高于覆膜穴播；以育苗數(shù)計(jì)，條播的種苗數(shù)也遠(yuǎn)多于覆膜穴播。大量研究表明，移栽種植中黃芪種苗質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)移栽后植株生長(zhǎng)發(fā)育及當(dāng)年收獲藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量有直接影響[19]，大苗移栽植株發(fā)芽快、出苗整齊、返青率高，其藥材產(chǎn)量也得到提高；而小苗移栽后返青率易受到外界環(huán)境條件的影響，抗干旱能力弱，前期生長(zhǎng)緩慢[10,16]。另外，從黃芪種苗市場(chǎng)來(lái)看，根長(zhǎng)和根粗分別小于25 cm和5 mm的三級(jí)苗價(jià)格偏低且需求極小，而優(yōu)質(zhì)種苗(一級(jí)苗和二級(jí)苗)的價(jià)格不但高其市場(chǎng)需求也較旺盛。因此，黃芪播種育苗在平衡種苗產(chǎn)量和質(zhì)量的大前提下，應(yīng)以提高種苗質(zhì)量為主要考慮因素。

綜合看來(lái)，本試驗(yàn)中覆膜穴播的用種量遠(yuǎn)低于撒播和條播，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)優(yōu)質(zhì)種苗率和優(yōu)質(zhì)種苗的數(shù)量遠(yuǎn)高于撒播和條播；種衣劑處理可通過(guò)調(diào)節(jié)葉綠素含量等一系列生理指標(biāo)增加黃芪幼苗抗逆性，進(jìn)而提高種苗質(zhì)量。下一步，應(yīng)對(duì)覆膜的種類、孔徑的大小、穴距、穴播密度和種衣劑的配比做更為深入的研究，以期實(shí)現(xiàn)更科學(xué)的精量播種，從而進(jìn)一步完善渭北黃土旱塬地區(qū)黃芪覆膜穴播育苗技術(shù)。