甘肅河西黃芪產(chǎn)量和品質(zhì)的主要影響因素

張有富，張愛萍，陳 葉，丁福功，范向龍，馬登琴，劉洋洋

(1. 河西學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院，甘肅 張掖，734000； 2. 河西學(xué)院 生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 張掖，734000)

黃芪是我國(guó)主要的中成藥之一。歷史上黃芪的藥用主要以野生為主，馴化和栽培歷史較短[1]，由于野生中藥資源的日漸匱乏，目前主要以人工栽培為主。我國(guó)栽培的黃芪主要有蒙古黃芪(Astragalusmongholicus(Fisch.) Bge. Var.mongholicus(Bge.) H siao)和膜莢黃芪(Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.)[2]。蒙古黃芪是甘肅省主栽品種。黃芪的有效成分主要有黃芪甲苷、毛蕊異黃酮多糖苷、毛蕊異黃酮、黃芪多糖、槲皮素、山奈酚等。不同生態(tài)型黃芪中黃酮類成分及黃芪甲苷量依次為：鞭桿芪>直根芪>二叉芪>雞爪芪[3]，鞭桿芪和直根芪的藥用品質(zhì)遠(yuǎn)大于雞爪芪和二叉芪。

種苗質(zhì)量的優(yōu)劣是影響黃芪藥材質(zhì)量和產(chǎn)量的主要因素[4-5]。大苗移栽的蒙古黃芪植株發(fā)芽快、出苗整齊、返青率高，莖粗、莖分枝、葉面積均較大，抗逆性強(qiáng)，產(chǎn)量高；小苗移栽返青率易受到外界環(huán)境條件的影響，抗逆性弱，藥材質(zhì)量和產(chǎn)量下降[6]。噴施外源激素對(duì)不同種苗大小的蒙古黃芪產(chǎn)量和質(zhì)量均有顯著影響[7-8]。

目前，甘肅省生產(chǎn)的黃芪以質(zhì)量較差的二叉芪和雞爪芪為主[9]。在短期內(nèi)品種無法更新的情況下，通過栽培措施增加黃芪的根直徑、主根長(zhǎng)和藥用系數(shù)，是提高甘肅黃芪品質(zhì)急需解決的主要問題，也是提高甘肅黃芪產(chǎn)量，增加藥農(nóng)收入的有效措施。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為甘肅省民樂縣當(dāng)?shù)卦耘嗟拿晒劈S芪二年生苗、一年生大苗(40 cm×(5～6) mm)和一年生小苗(20 cm×(2～3) mm)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用兩因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，因素水平設(shè)置見表1。

表1 試驗(yàn)處理的因素和水平

共15個(gè)處理。處理1-15：A1B1，A1B2，A1B3，A1B4，A1B5，A2B1，A2B2，A2B3，A2B4，A2B5，A3B1，A3B2，A3B3，A3B4，A3B5(CK)。每處理設(shè)一小區(qū)，小區(qū)面積5.18 m2(3.7 m×1.4 m) 重復(fù)3次。種苗栽種采用寬窄行種植，寬行50 cm，窄行30 cm，株距15～20 cm。分別在黃芪芽苗期、拔節(jié)期、蕾薹期分3次噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，選晴天無風(fēng)的上午噴施。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的濃度固定(表1)。

秋季待地面枝葉發(fā)黃枯死時(shí)，挖掘黃芪，防止損傷或挖斷根系。挖出后立即考種。用游標(biāo)卡尺測(cè)根頸處的直徑作為根直徑，鋼卷尺測(cè)根頸到根系第一分叉處的長(zhǎng)度作為主根長(zhǎng)，根頸到最長(zhǎng)側(cè)根末端的長(zhǎng)度作為根系總長(zhǎng)，并用主根長(zhǎng)和根系總長(zhǎng)的比值作為藥用系數(shù)，用根系鮮重和生物學(xué)產(chǎn)量的比值作為收獲指數(shù)。用根直徑、主根長(zhǎng)和藥用系數(shù)來衡量黃芪的藥用(切片)品質(zhì)；用生物學(xué)產(chǎn)量、根鮮重、收獲指數(shù)衡量黃芪產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

使用DPS 7.05對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，多重比較采用Duncans新復(fù)極差法。作圖采用Origin 9.0。黃芪藥用品質(zhì)分析采用兩因素完全隨機(jī)模型，考察種苗大小×藥劑互作。

2 結(jié)果與分析

2.1 種苗大小和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)黃芪藥用品質(zhì)的影響

根直徑和主根長(zhǎng)決定了黃芪切片的大小。而黃芪切片的大小是衡量黃芪藥用品質(zhì)的主要依據(jù)之一。黃芪藥用品質(zhì)方差分析表明，種苗大小(A)、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(B)以及二者互作，都對(duì)黃芪的根直徑和主根長(zhǎng)有顯著影響，而都對(duì)藥用系數(shù)影響不大(表2)。

表2 黃芪藥用品質(zhì)F測(cè)驗(yàn)

結(jié)果說明，選擇合適的種苗大小和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，可顯著提高黃芪的根直徑和主根長(zhǎng)，但不會(huì)改變黃芪的藥用系數(shù)。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑只是加速了黃芪的生長(zhǎng)，沒有改變黃芪的側(cè)根分支程度，二叉芪和雞爪芪的比例沒有增加。要增加鞭桿芪和直根芪的比例，應(yīng)該在種苗選擇時(shí)進(jìn)行。種苗的側(cè)根數(shù)及發(fā)生部位是影響黃芪品質(zhì)的主要因素之一。

對(duì)15個(gè)處理的根直徑和主根長(zhǎng)進(jìn)行多重比較發(fā)現(xiàn)，處理1的根直徑和主根長(zhǎng)最大(表3)。要提高黃芪的切片品質(zhì)，可選擇二年生種苗栽培，并在芽苗期、拔節(jié)期、蕾薹期各噴施一次1.3 g/L的金哥赤霉素，可大大增加黃芪的根直徑和主根長(zhǎng)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，隨著黃芪的規(guī)?；耘?，為降低成本，已經(jīng)很少有人使用二年生種苗。因此，只能考慮一年生苗。由表3看出，一年生種苗大小，也對(duì)黃芪的切片品質(zhì)有很大影響，其中處理6和處理7為最佳處理。即：和對(duì)照(處理15)相比，以一年生大苗做種苗，噴施1.3 g/L的金哥赤霉素或0.67 ml/L的碧翠，可大大增加黃芪的根直徑和主根長(zhǎng)。

表3 黃芪藥用品質(zhì)各互作處理間多重比較

不同大小的種苗和不同的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)黃芪藥用品質(zhì)的影響如圖1所示。無論是對(duì)黃芪根直徑還是主根長(zhǎng)，二年生種苗、一年生大苗、一年生小苗間均差異顯著。考慮成本因素，選擇一年生大苗(圖1A, 1C)。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中，以金哥赤霉素對(duì)黃芪藥用品質(zhì)影響最大，依次為：碧翠、生根源、塊莖膨大晶和清水。不同藥劑對(duì)黃芪根直徑和主根長(zhǎng)的影響均達(dá)到顯著差異，金哥赤霉素效果最佳(圖1B, 1D)。但處理6和7間差異又不顯著(表3)，說明碧翠和種苗大小間的互作彌補(bǔ)了它和金哥赤霉素間的差異(圖1B,1D)。在生產(chǎn)上，選擇一年生大苗做種苗，噴施金哥赤霉素或碧翠均可使黃芪根直徑和主根長(zhǎng)大大增加。

圖1 種苗大小和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)黃芪藥用品質(zhì)的影響Fig. 1 Effects of seedling size and growth regulator on medicinal quality of A. membranaceus

2.2 種苗大小和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)黃芪產(chǎn)量的影響

產(chǎn)量是黃芪種植效益的最大體現(xiàn)之一。根鮮重是黃芪產(chǎn)量的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)；生物學(xué)產(chǎn)量和收獲指數(shù)是黃芪栽培技術(shù)的綜合體現(xiàn)。方差分析表明，不同種苗大小(A)和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(B)，對(duì)黃芪根鮮重、生物學(xué)產(chǎn)量以及收獲指數(shù)均有顯著影響，且A×B互作均顯著(表4)。

表4 黃芪產(chǎn)量F測(cè)驗(yàn)

多重比較結(jié)果顯示，處理1的根鮮重和生物學(xué)產(chǎn)量均達(dá)到最高，而處理14收獲指數(shù)最大。選擇二年生種苗，并噴施金哥赤霉素3次，可顯著提高黃芪產(chǎn)量。一年生苗噴3次塊莖膨大晶(處理14)收獲指數(shù)最大，處理4和處理9的收獲指數(shù)也相對(duì)較大，說明塊莖膨大晶能夠最大限度增加根冠比，但對(duì)黃芪生物學(xué)產(chǎn)量和根鮮重的增幅均不及金哥赤霉素處理。

考察A、B因素的主效，發(fā)現(xiàn)A因素的3個(gè)水平間，產(chǎn)量的3個(gè)指標(biāo)均有顯著差異(圖2)。從種苗大小的影響來看，二年生苗的根鮮重、生物學(xué)產(chǎn)量均最高，和一年生大苗、一年生小苗兩兩間均差異顯著(圖2A, 2C)。而收獲指數(shù)卻是一年生小苗最大，二年生苗次之，一年生大苗最小，且兩兩間差異顯著。

表5 黃芪產(chǎn)量多重比較

圖2 種苗大小和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)黃芪產(chǎn)量的影響Fig. 2 Effects of seedling size and growth regulator on yield of A. membranaceus

說明從根冠比的角度看，一年生小苗也是不錯(cuò)的選擇。但無論是根系產(chǎn)量還是生物學(xué)產(chǎn)量，考慮經(jīng)濟(jì)性因素，選擇一年生大苗，可以兼顧黃芪的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)量。

從生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的影響來看，金哥赤霉素對(duì)根鮮重的增加最好，其他生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑也均優(yōu)于對(duì)照(ddH2O)(圖2B)。但對(duì)生物學(xué)產(chǎn)量，只有金哥赤霉素優(yōu)于對(duì)照，其他生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均低于對(duì)照(圖2D)。說明碧翠、生根源和塊莖膨大晶對(duì)根系的產(chǎn)量增幅較大，因此三者的收獲指數(shù)均較大(圖2F)；而金哥赤霉素不但增加根系的產(chǎn)量，也增加了地上部產(chǎn)量，是黃芪栽培中提高產(chǎn)量的較好選擇。

3 結(jié)論與討論

甘肅是我國(guó)黃芪的主產(chǎn)地之一，但由于黃芪品質(zhì)較差，價(jià)格一直較低。通過栽培技術(shù)提高黃芪品質(zhì)和產(chǎn)量，是短期內(nèi)提高甘肅黃芪產(chǎn)量和藥農(nóng)收入的關(guān)鍵。通過種苗大小和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑二因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，種苗大小和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均可大大改善黃芪的產(chǎn)量和切片的藥用品質(zhì)。二年生種苗是最佳選擇，但由于成本較高，選擇一年生大苗，或盡量選擇沒有側(cè)根或側(cè)根少的粗壯大苗，有利于高產(chǎn)黃芪的形成。

生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可顯著改善植物的生長(zhǎng)發(fā)育[10-11]，有效提高黃芪的毛蕊異黃酮葡萄糖苷和黃芪甲苷的含量[12]，從而提高黃芪的品質(zhì)。在黃芪生長(zhǎng)發(fā)育的芽苗期、拔節(jié)期、蕾薹期噴施3次1.3 g/L的金哥赤霉素，也可以增加黃芪產(chǎn)量和藥用品質(zhì)。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，幾種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不會(huì)改變黃芪側(cè)根發(fā)生的部位和數(shù)量，選擇側(cè)根少的種苗，并選擇土層深厚、土壤松軟的地方栽培黃芪，是提高黃芪產(chǎn)量和藥用品質(zhì)的良好措施。