種栽對山藥生長與產(chǎn)量品質(zhì)的影響

李夢荷，張紅瑞，高致明，李世可

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 鄭州 450046)

山藥為薯蕷科纏繞型草質(zhì)藤本薯蕷(DioscoreaoppositaThunb.)的根狀莖。其在《本草綱目》中載：山藥益腎氣、健脾胃、止瀉痢、化痰、潤皮毛，即山藥具有補脾養(yǎng)胃、生津益肺、補腎澀精的功效[1]。山藥也是河南的道地藥材四大懷藥之一，道地產(chǎn)區(qū)主要是焦作的博愛、武陟、沁陽和溫縣等區(qū)域[2]，由于焦作特殊的地理環(huán)境，此區(qū)的山藥質(zhì)量最為優(yōu)質(zhì)。山藥一般通過山藥種栽、山藥根莖或零余子繁殖，其中以種栽做種所產(chǎn)的山藥產(chǎn)量明顯高于以零余子做種所產(chǎn)地下根莖產(chǎn)量[3]。目前的研究主要集中在施肥[4]、栽培模式[5]、不同品種[6]、不同產(chǎn)區(qū)[7]對山藥品質(zhì)與產(chǎn)量的影響，不同規(guī)格種栽對山藥的品質(zhì)與產(chǎn)量的影響尚未見報道，而山藥種栽是山藥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵，所以如何選擇高質(zhì)量的種栽來滿足山藥生產(chǎn)就顯得尤為重要[8]?；诖?，本研究設(shè)計了不同規(guī)格的種栽，采用大田試驗和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，通過對產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合比較分析，找到最適的種栽規(guī)格，為山藥的規(guī)范化種植提供依據(jù)，為藥農(nóng)的實際生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 處理設(shè)計

本試驗于2016年和2017年在河南省溫縣保和堂懷山藥種植基地進行，以新鮮，健康無病斑的懷山藥蘆頭為試驗材料。經(jīng)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)高致明教授鑒定為薯蕷科薯蕷屬植物薯蕷(DioscoreaoppositaThunb.)的健康蘆頭。試驗設(shè)置3個長度梯度處理，分別為C1(30～40 cm)、C2(40～50 cm)、C3(50～60 cm)；設(shè)置4個質(zhì)量梯度處理，分別為Z1(30～50 g)、Z2(50～70 g)、Z3(70～90 g)、Z4(90～110 g)，正交試驗設(shè)計，共有11個處理組合，其中長度為50～60 cm的蘆頭質(zhì)量均大于50 g，因此，試驗中無C3Z1處理。小區(qū)面積10 m×4.5 m，株行距15 cm×60 cm，單溝種植，隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次，常規(guī)栽培方法管理。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 農(nóng)藝性狀測定

每處理選取30棵有代表性的植株于山藥幼苗期測量其出苗率、株高、莖粗和葉面積。用直尺測量株高，游標卡尺測量最大直徑，葉面積儀測量山藥綠葉面積。于收獲期測量新鮮山藥根莖長、根莖粗、單支鮮重；洗凈105 ℃烘干至恒質(zhì)量后，測定其單支干重。

1.2.2 山藥品質(zhì)性狀測定

蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍法；可溶性糖含量采用苯酚法；淀粉含量采用蒽酮比色法[9]。尿囊素[10]和薯蕷皂苷含量參照文獻[11-12]的方法進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同規(guī)格種栽對山藥農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 根莖長度

由圖1可知，在同一種栽長度下，收獲的山藥長度隨種栽質(zhì)量的增大而增加。其中長度為30～40 cm和50～60 cm時，70～90、90～110 g的種栽明顯比30～50、50～70 g種栽收獲的山藥長度長，且達到極顯著差異；長度為40～50 cm時，質(zhì)量為90～110 g種栽收獲的長度分別比30～50、50～70、70～90 g種栽收獲的長度長12.11、8.14、5.24 cm，且達到極顯著差異，30～50、50～70、70～90 g處理之間沒有顯著差異。山藥種栽質(zhì)量相同時，收獲的山藥根莖長度隨種栽長度的增加逐漸減小，但沒有達到顯著差異，推測種栽質(zhì)量相同時，生物量也相同，提供山藥生長的營養(yǎng)比較一致。

同種栽長度柱上無相同大小寫字母分別表示組間差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)。圖2～9同。圖1 不同規(guī)格種栽對山藥長度的影響

2.1.2 根莖直徑

由圖2可知，在相同種栽長度下，山藥直徑隨種栽質(zhì)量的增加而增大。當種栽的長度為30～40 cm和40～50 cm時，質(zhì)量為90～110 g與70～90 g的山藥塊莖直徑差異不顯著，但均與30～50 g、50～70 g有顯著差異。種栽質(zhì)量相同時，塊莖直徑隨種栽長度的增大而減小。種栽質(zhì)量為30～50 g和70～90 g的山藥種栽在不同長度種栽間所產(chǎn)山藥的直徑無顯著差異。種栽質(zhì)量為50～70 g、長度為50～60 cm處理的塊莖直徑顯著小于長度為30～40、40～50 cm的處理。種栽質(zhì)量為90～110 g時，長度為50～60 cm處理的根莖直徑小于長度為30～40、40～50 cm的處理且達到極顯著差異。

圖2 不同規(guī)格種栽蘆頭對山藥直徑的影響

2.1.3 單支根莖鮮重

由圖3可知，在種栽蘆頭長度相同條件下，山藥鮮重隨種栽鮮重的增加而增大。種栽長度為30～40 cm、40～50 cm時，質(zhì)量為30～50、50～70 g的處理之間山藥單支鮮重相差較小，差異不顯著，質(zhì)量90～110 g處理的單支塊莖鮮重較其他質(zhì)量梯度處理大，且達到極顯著差異。種栽質(zhì)量相同時，收獲的單支山藥鮮重與種栽長度之間沒有明顯規(guī)律。種栽質(zhì)量為30～50 g時，長度30～40 cm處理較長度40～50 cm處理的單支根莖鮮重大14 g，達到顯著差異。種栽質(zhì)量為50～70 g時，長度為50～60 cm處理收獲的單支鮮重分別比40～50、30～40 cm處理小17.00、27.66 g，差異均達到極顯著水平。

圖3 不同規(guī)格種栽蘆頭對山藥單支鮮重的影響

2.1.4 單支根莖干重

由圖4可知，在種栽長度相同條件下，單支塊莖干重隨種栽質(zhì)量的增加而增大。種栽長度為30～40、40～50 cm時，種栽質(zhì)量為30～50 g與50～70 g處理之間的單支塊莖干重差異不顯著，但均與其他處理有極顯著差異，種栽質(zhì)量為70～90 g處理較90～110 g處理的單支塊莖干重分別小14.27、31.01 g，達到極顯著水平。種栽質(zhì)量為30～50 g時，長度為30～40、40～50 cm處理的單支塊莖干重與50～60 cm處理差異達到極顯著水平，其他各處理間均無顯著差異。

圖4 不同規(guī)格種栽對山藥單支根莖干重的影響

2.2 不同規(guī)格種栽對山藥品質(zhì)的影響

2.2.1 蛋白質(zhì)含量

由圖5可知，山藥塊莖中蛋白質(zhì)含量受種栽長度和質(zhì)量影響較大，種栽長度30～40 cm時，種栽質(zhì)量90～110 g處理與70～90 g處理之間的蛋白質(zhì)含量差異不顯著，除此之外，3個長度梯度的種栽所產(chǎn)山藥的蛋白質(zhì)含量均隨種栽質(zhì)量的增大而逐漸增加，均在種栽質(zhì)量為90～110 g時達到最大值，分別為164.07、163.71、161.29 mg·g-1。種栽質(zhì)量相同時，山藥蛋白質(zhì)含量隨種栽長度的增加而逐漸減小，除90～110 g處理外，種栽長度30～40 cm處理的蛋白質(zhì)含量均比40～50、50～60 cm處理的高，且差異極顯著。

圖5 不同規(guī)格種栽蘆頭對山藥蛋白質(zhì)含量的影響

2.2.2 淀粉含量

從圖6可以看出，在相同種栽長度條件下，淀粉含量隨種栽質(zhì)量的增加逐漸降低，質(zhì)量為30～50 g時山藥淀粉含量最高，90～110 g處理山藥淀粉含量最低。除與種栽長度為30～40 cm、質(zhì)量為70～90 g處理無顯著差異外，各種栽長度下，種栽質(zhì)量90～110 g處理的塊莖淀粉含量均極顯著低于其他處理，分別為85.75、80.83、161.16 mg·g-1。在相同質(zhì)量不同長度種栽條件下，山藥淀粉含量隨著長度增加有一定的差異，種栽質(zhì)量為70～90 g時，長度40～50 cm處理的淀粉含量最低，與30～40 cm和50～60 cm處理均有極顯著差異；種栽質(zhì)量為90～110 g時，長度50～60 cm處理的淀粉含量極顯著高于30～40、40～50 cm處理。

圖6 不同規(guī)格種栽對山藥淀粉含量的影響

2.2.3 可溶性糖含量

由圖7可知，山藥種栽質(zhì)量明顯影響山藥可溶性糖含量，在山藥種栽長度一定的條件下，山藥可溶性糖含量隨種栽質(zhì)量的增加呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢，30～50 g處理的山藥塊莖可溶性糖含量最高，分別為66.75、58.32 mg·g-1，70～90 g處理的山藥塊莖可溶性糖含量最低，分別為30.24、44.45、40.40 mg·g-1，顯著低于其他處理。種栽質(zhì)量相同時，不同長度種栽處理的可溶性糖含量差異較大。種栽質(zhì)量為30～50 g時，30～40 cm處理的可溶性糖含量大于40～50 cm處理；種栽質(zhì)量為50～110 g時，可溶性糖含量表現(xiàn)為長度40～50 cm處理>50～60 cm處理>30～40 cm處理，其中種栽質(zhì)量為70～90、90～110 g時，不同長度種栽處理的可溶性糖含量均有極顯著差異。

圖7 不同規(guī)格種栽蘆頭對山藥可溶性糖含量的影響

2.2.4 薯蕷皂苷含量

由圖8可知，種栽長度相同時，薯蕷皂苷含量隨種栽質(zhì)量的增加而逐漸增大，且達到極顯著差異(長度40～50 cm、質(zhì)量70～90 g與90～110 g處理之間差異不顯著)，種栽質(zhì)量為90～110 g時含量最高。種栽質(zhì)量相同時，山藥中薯蕷皂苷含量隨種栽長度的增加先增大后減小，具體為40～50 cm處理>30～40 cm處理>50～60 cm處理，40～50 cm處理的薯蕷皂苷含量最高，分別為0.223、0.370、0.468、0.472 mg·g-1，且40～50 cm處理與30～40、50～60 cm處理之間差異達到極顯著水平，但30～40 cm處理和50～60 cm處理之間薯蕷皂苷含量差異不顯著。

圖8 不同規(guī)格種栽蘆頭對山藥薯蕷皂苷含量的影響

2.2.5 尿囊素含量

由圖9可知，相同種栽長度下，隨著種栽質(zhì)量的增加，尿囊素含量不斷增加，在種栽質(zhì)量為90～110 g時尿囊素含量最高，種栽長度為30～40、40～50、50～60 cm時，尿囊素含量最高分別為24.47、24.85、21.38 mg·g-1。種栽長度30～40、40～50 cm時，質(zhì)量為30～50 g處理的尿囊素含量分別為13.84、21.78 mg·g-1，差異極顯著。種栽質(zhì)量為50～70 g時，50～60 cm處理與其他2個長度梯度之間尿囊素含量有顯著差異，40～50 cm處理尿囊素含量最高，達到22.77 mg·g-1，分別比30～40、50～60 cm處理高1.92%、29.91%。種栽質(zhì)量為70～90 g時，30～40 cm與50～60 cm處理之間有顯著差異。其他處理間均無顯著差異。說明種栽長度對山藥尿囊素含量的影響比較小。

圖9 不同規(guī)格種栽對山藥尿囊素含量的影響

3 小結(jié)與討論

本試驗研究結(jié)果表明，山藥的產(chǎn)量和品質(zhì)指標與種栽蘆頭的質(zhì)量和長度顯著相關(guān)，在相同種栽蘆頭長度條件下，山藥長度、直徑、單支鮮重和單支干重均隨著種栽質(zhì)量的增加而逐漸增大；山藥塊莖中蛋白質(zhì)含量、薯蕷皂苷含量、尿囊素含量均隨著種栽質(zhì)量的增大而升高，這可能是因為種栽質(zhì)量越大供應(yīng)地上部生長的養(yǎng)分越充足，地上部長勢越旺盛，其光合作用產(chǎn)生的用來供應(yīng)地下根莖生長的養(yǎng)分也越多，產(chǎn)量與品質(zhì)也就越高[13]。在相同蘆頭質(zhì)量條件下，山藥直徑和單支干重均隨著種栽長度的增加而逐漸減小，蛋白質(zhì)含量隨種栽長度的增大而降低，均在種栽長度30～40 cm時最高，可溶性糖含量、薯蕷皂苷含量、尿囊素含量均隨著種栽長度的增大先升高后降低，都在種栽長度為40～50 cm時出現(xiàn)最大值，淀粉含量在種栽長度30～40 cm時含量最高。綜合分析認為，種栽長度不宜太長，以30～50 cm為宜。生產(chǎn)上選擇種栽時應(yīng)選擇合適的長度和質(zhì)量，長度為30～50 cm、質(zhì)量為30～50 g的種栽可以獲得較高營養(yǎng)價值的山藥，長度為30～50 cm、質(zhì)量90～110 g的種栽可以獲得較高藥用價值的山藥。

種栽的優(yōu)劣是保障山藥種植后能否獲得穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和國家藥典規(guī)定可控指標的關(guān)鍵，特別是生產(chǎn)純天然、無公害的綠色山藥，更離不開種苗的質(zhì)量把控。生產(chǎn)上藥農(nóng)盲目地把懷山藥蘆頭和塊莖從整根的山藥塊莖上撇下作為種苗，如果取下的部分過大，就會造成浪費、降低經(jīng)濟收入；如果取下的部分過小[14]，會造成由于營養(yǎng)成分不足而影響種栽出苗與幼苗生長。鐵棍山藥種栽長度、百根重、圍徑均與山藥等級顯著相關(guān)，并且單株重、畝產(chǎn)、珠芽產(chǎn)量都與種栽等級呈正相關(guān)性。張巖蓉等[15]通過對藥用山藥種栽形態(tài)學(xué)指標進行相關(guān)性分析證明，山藥種栽的芽數(shù)與長度、質(zhì)量顯著相關(guān)；余春霞等[13]以種栽生長年份和質(zhì)量劃分種栽等級，觀察其出苗、生長與產(chǎn)量情況，發(fā)現(xiàn)2年生、3年生種栽生長勢強，出苗旺盛，收獲的山藥產(chǎn)量優(yōu)于1年生和4年生，種栽質(zhì)量150 g的山藥產(chǎn)量優(yōu)于100 g和50 g的種栽，種栽質(zhì)量越大山藥產(chǎn)量越高，本試驗結(jié)果與此一致；趙月麗等[16]研究發(fā)現(xiàn)，鐵棍山藥種栽長度、百根重、圍徑均與等級顯著相關(guān)，并且單株重、畝產(chǎn)、珠芽產(chǎn)量都與種栽等級呈正相關(guān)性；趙喜亭等[14]研究發(fā)現(xiàn)，種栽鮮重等級與出苗率均存在極顯著的相關(guān)性，本試驗發(fā)現(xiàn)種栽質(zhì)量與長度顯著影響山藥根莖的產(chǎn)量與品質(zhì)，這與張巖蓉、余春霞、趙月麗、趙喜亭等人的研究相一致；劉永清等[17]將山藥種薯劃分為3個區(qū)段：栽子、尾子和隨機區(qū)段，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，栽子的出苗率顯著高于尾子和隨機區(qū)段，出苗率高達54.99%，說明山藥種栽的部位對山藥的出苗與生長發(fā)育可能也有影響，所以種栽規(guī)格的劃分除了質(zhì)量、長度之外，也可以根據(jù)種栽的部位、芽眼多少、直徑大小等進行分類，因此，本試驗的不足之處為只是按照種栽蘆頭的長度和質(zhì)量劃分的種栽規(guī)格，其他劃分種栽規(guī)格的方式對山藥產(chǎn)量與品質(zhì)有何影響還需進一步討論。