海拔與定植密度對宜昌市東當歸生長和產(chǎn)量的影響

楊迎春，李云飛，姚玉玲，李念祖，費甫華，楊 昊，李蓉芳

（1.宜昌市農(nóng)業(yè)科學研究院，湖北宜昌 443004；2.平村眾贏（湖北）藥業(yè)有限公司，湖北宜昌 443100）

東當歸［Angelica acutiloba（Sieb.et Zucc.）Kitagawa］別名大和當歸、日本當歸、大深當歸、延邊當歸，與當歸［Angelica sinensis（Oliv.）Diels.］同為傘形科當歸屬植物，其干燥根為日本藥用當歸［1］。東當歸含有阿魏酸、揮發(fā)油和棕櫚酸等化學成分，具有抗炎鎮(zhèn)痛、補血活血、調(diào)經(jīng)止痛和潤腸通便等功效［2-4］。20 世紀70 年代中國從日本引入東當歸，栽培于吉林省延吉市，發(fā)展成為朝鮮族民族藥材，現(xiàn)在延邊朝鮮族自治州大范圍種植，在四川等地也有栽培［2，5］。

湖北省地理和氣候條件優(yōu)越，擁有悠久的中藥材栽培歷史，初步形成了以武陵山、大別山和秦巴山為核心的中藥材種植區(qū)，是全國中藥材資源大省［6，7］。日本市場上東當歸需求量大，2019 年平村眾贏（湖北）藥業(yè)有限公司將東當歸引種到湖北省宜昌市夷陵區(qū)和宜都市試種［8，9］。由于東當歸在中國的栽培范圍有限，有關(guān)其栽培技術(shù)的研究報道很少［9，10］，且由于地區(qū)差異性，現(xiàn)有栽培地區(qū)的種植經(jīng)驗無法適用。海拔和定植密度顯著影響當歸屬植物的生長過程［9，11］，本研究通過探究海拔和定植密度對湖北省宜昌市東當歸生長和產(chǎn)量的影響，對適宜定植的海拔高度和密度水平進行選擇，以期為該地區(qū)提供優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)標準。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地分別位于湖北省宜昌市梁山村和秀水坪村。梁山村試驗地（111.24°E，30.28°N）海拔為600 m，年降雨量為1 230 mm，年平均氣溫為16.3 ℃，無霜期為273 d，前茬作物為玉米。秀水坪村試驗地（111.08°E，31.15°N）海拔為1 100 m，年降雨量為1 400 mm，年平均氣溫為15.7 ℃，無霜期為271.9 d，前茬作物為玉米。

1.2 供試材料

供試東當歸種子由平村眾贏（湖北）藥業(yè)有限公司提供，于2020 年8 月播種，2021 年3 月移栽。選取株高和莖粗一致、無腐爛和蟲蛀現(xiàn)象、生長健壯的一年生種苗移栽，苗齡180 d，莖粗0.5 cm，株高3～10 cm。整地時施3 000 kg/hm2有機肥（有機質(zhì)≥45%，總養(yǎng)分≥5%，有效活菌數(shù)≥0.5 億/g）和1 500 kg/hm2硫酸鉀型復合肥（總養(yǎng)分≥45%，15-15-15）作為基肥，封行后，分別于6 月下旬和9 月上旬追施600 kg/hm2高鉀復合肥（總養(yǎng)分≥45%，18-7-20）。

1.3 試驗設計

試驗設海拔和定植密度2 個變量，同一海拔采用隨機區(qū)組試驗設計。設置2個海拔水平：A1（600 m）和A2（1 100 m）；設置3 個定植密度水平：D1（30 cm×40 cm）、D2（35 cm×40 cm）、D3（40 cm×40 cm）。起壟栽培，壟高30 cm，壟寬60 cm，壟間距40 cm，每壟種植2 行，品字形穴栽，覆銀色反光薄膜。D1、D2、D3定植密度下，東當歸定植數(shù)量分別為66 667、57 143、50 000 株/hm2。共6 個處理（A1D1、A1D2、A1D3、A2D1、A2D2、A2D3），每個處理設3 個重復小區(qū)。

1.4 方法

利用S 形取樣法，于2021 年5 月21 日（生長旺盛期）和2021 年9 月21 日（根膨大期）隨機取樣，每個小區(qū)觀測并記錄20 株東當歸的株高和莖稈數(shù)。于2021 年12 月初采收期隨機采挖，摘除葉片、抖落根上土壤，每個小區(qū)測量20 株東當歸的單株鮮根重，根據(jù)定植密度折算鮮根產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2019 軟件整理數(shù)據(jù)，利用SPSS 22.0 軟件進行方差分析和Pearson 相關(guān)性分析，選用Duncan 法進行多重比較，數(shù)據(jù)均為平均值±標準差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔與定植密度對東當歸地上部分生長的影響

2.1.1 東當歸生長旺盛期地上部分生長狀況 東當歸生長旺盛期株高和莖稈數(shù)結(jié)果見表1。各不同處理條件下，東當歸生長旺盛期株高為8.41～14.80 cm，莖稈數(shù)為3.78～5.38個。根據(jù)方差分析結(jié)果，600 m海拔、35 cm×40 cm定植密度處理下，東當歸生長旺盛期地上部分生長勢較旺，株高為所有處理中最高，為14.80 cm，莖稈數(shù)較多，為5.20個；1 100 m海拔、30 cm×40 cm定植密度處理下，東當歸生長旺盛期地上部生長勢最差，株高和莖稈數(shù)均為所有處理中最小。

雙因素方差分析結(jié)果（表1）表明，海拔極顯著影響生長旺盛期株高和莖稈數(shù)；定植密度極顯著影響生長旺盛期株高，對生長旺盛期莖稈數(shù)無顯著影響；海拔和定植密度的交互作用顯著影響生長旺盛期株高和莖稈數(shù)。綜上，600 m 海拔處理下，莖稈數(shù)更多；35 cm×40 cm 定植密度處理下，株高較高。

2.1.2 東當歸根膨大期地上部分生長狀況 9 月東當歸地上部分基本停止生長，葉片同化養(yǎng)分大量向地下根部輸送，促進根部膨大，此時期統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以展現(xiàn)地上部分生長的總體狀況，結(jié)果見表1。不同處理條件下，東當歸根膨大期株高為33.35～42.75 cm，莖稈數(shù)為9.05～10.95 個。方差分析結(jié)果（表1）顯示，1 100 m 海拔、35 cm×40 cm 和40 cm×40 cm 定植密度處理下，株高較高，分別為42.75、42.65 cm；600 m 海拔、30 cm×40 cm 定植密度處理下，株高最低，為33.35 cm，且與600 m 海拔、40 cm×40 cm 定植密度處理之間無顯著差異。不同處理下，莖稈數(shù)之間無顯著差異。

雙因素方差分析結(jié)果（表1）顯示，海拔極顯著影響根膨大期株高，對莖稈數(shù)無顯著影響；定植密度極顯著影響根膨大期株高，顯著影響根膨大期莖稈數(shù)；海拔和定植密度的交互作用對東當歸地上部分生長無顯著影響。因此，進一步分析海拔與定植密度的主效應，結(jié)果見表2。不同海拔水平下，根膨大期株高表現(xiàn)為1 100 m＞600 m，差異顯著，前者較后者提高14.9%；根膨大期莖稈數(shù)之間無顯著差異。不同定植密度水平下，根膨大期株高表現(xiàn)為35 cm×40 cm＞40 cm×40 cm＞30 cm×40 cm，前兩者顯著高于后者，最高值較最低值提高13.8%；根膨大期莖稈數(shù)表現(xiàn)為40 cm×40 cm＞35 cm×40 cm＞30 cm×40 cm，最高值較最低值提高18.4%。

表2 海拔與定植密度對東當歸根膨大期地上部分生長的主效應分析

2.2 不同海拔與定植密度對東當歸地下部分產(chǎn)量的影響

不同處理下東當歸地下部分產(chǎn)量數(shù)據(jù)見表3。各不同處理條件下，東當歸單株鮮根重為197.50～265.26 g，折合鮮根產(chǎn)量為10 916.67～16 725.66 kg/hm2。方差分析結(jié)果（表3）顯示，1 100 m 海拔下的3 個處理與600 m 海拔、40 cm×40 cm 定植密度處理之間單株鮮根重無顯著差異，為218.33～265.26 g，在所有處理中單株鮮根重較大，較其他處理增加了6.1%～34.3%。600 m 海拔、35 cm×40 cm 定植密度處理下單株鮮根重最小，為197.50 g。東當歸折合鮮根產(chǎn)量方差分析結(jié)果（表3）顯示，1 100 m 海拔、30 cm×40 cm 和35 cm×40 cm 定植密度處理下，折合鮮根產(chǎn)量之間無顯著差異，為15 157.83～16 725.66 kg/hm2，在所有處理中較大，較其他處理提高了10.5%～53.2%；600 m 海拔、40 cm×40 cm 定植密度處理下折合鮮根產(chǎn)量最低，為10 916.67 kg/hm2。

表3 不同海拔與定植密度對東當歸產(chǎn)量的影響

雙因素方差分析結(jié)果（表3）顯示，海拔極顯著影響東當歸單株鮮根重和折合鮮根產(chǎn)量；定植密度極顯著影響東當歸折合鮮根產(chǎn)量，對單株鮮根重無顯著影響；海拔和定植密度的交互作用對東當歸單株鮮根重和折合鮮根產(chǎn)量均無顯著影響。因此，海拔與定植密度的主效應被進一步分析，結(jié)果見表4。不同海拔水平下，東當歸單株鮮根重和折合鮮根產(chǎn)量均表現(xiàn)為1 100 m＞600 m，前者較后者分別增加了23.8%、24.0%。不同定植密度水平下，折合鮮根產(chǎn)量表現(xiàn)為30 cm×40 cm＞35 cm×40 cm＞40 cm×40 cm，前者顯著高于后兩者；單株鮮根重之間無顯著差異。

表4 海拔與定植密度對東當歸產(chǎn)量指標的主效應分析

2.3 東當歸地下部分產(chǎn)量指標與地上部分生長指標間相關(guān)性分析

由表5 可知，東當歸單株鮮根重和折合鮮根產(chǎn)量均與生長旺盛期莖稈數(shù)之間呈顯著負相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性強，相關(guān)性系數(shù)分別為-0.868 和-0.820。東當歸折合鮮根產(chǎn)量與生長旺盛期株高、根膨大期株高和莖稈數(shù)之間無顯著相關(guān)性。

表5 東當歸產(chǎn)量指標與生長指標間相關(guān)性分析

3 小結(jié)與討論

本研究結(jié)果表明，海拔對東當歸地上部分生長和產(chǎn)量具有顯著影響。低海拔（600 m）更有利于東當歸生長旺盛期地上部分生長，莖稈數(shù)更多。但是，從整個生長期來看，高海拔（1 100 m）更利于東當歸地上部分養(yǎng)分積累，根膨大期株高更高，進一步促進了地下部分產(chǎn)量的形成，采收期單株鮮根重和折合鮮根產(chǎn)量更高。當歸和東當歸都是當歸屬植物，生長習性相近，對當歸的相關(guān)研究表明，適當提高海拔有利于當歸地上部分生長，但海拔過高時，當歸株高和葉片數(shù)與海拔呈極顯著負相關(guān)關(guān)系［11，12］。此外，隨海拔高度升高，當歸鮮根重呈先上升后下降的趨勢［12-14］，這與本研究結(jié)論基本一致，說明一定范圍的高海拔適宜東當歸生長，下一步有必要繼續(xù)增加海拔梯度進行試驗，以確定適宜宜昌市東當歸種植的海拔范圍。

本研究中，定植密度顯著影響東當歸地上部分生長，對單株產(chǎn)量影響不大，對總產(chǎn)量影響顯著。綜合來看，中密度（35 cm×40 cm）和低密度（40 cm×40 cm）定植，東當歸地上部分生長更旺盛。所有密度處理對單株鮮根重均無顯著影響，但高密度（30 cm×40 cm）種植時，折合鮮根產(chǎn)量最高，而中（35 cm×40 cm）、低（40 cm×40 cm）密度處理下的折合鮮根產(chǎn)量之間無顯著差異，均顯著低于前者。蔣祺等［9，10］對攀枝花市東當歸栽培技術(shù)的研究表明，當定植密度為40 cm×40 cm 時，東當歸地上部分生長速度最快，而低于或高于這一密度定植時，生長速度減慢；定植密度過高（20 cm×20 cm）時，東當歸單株產(chǎn)量顯著降低，而其他定植密度（30 cm×30 cm、40 cm×40 cm、50 cm×50 cm）下的單株產(chǎn)量之間差異不明顯。這與本研究的結(jié)論基本一致，定植密度過高不利于東當歸地上部分生長，并且定植密度在一定范圍內(nèi)變化時對東當歸單株產(chǎn)量的影響不顯著。因此，有必要增加定植密度梯度進行進一步試驗，確定適宜宜昌市種植的定植密度范圍。

東當歸根部是產(chǎn)量來源，生長旺盛期養(yǎng)分主要向地上部分積累，達到有效積溫水平后進入根膨大期，地上部分養(yǎng)分快速向根部轉(zhuǎn)移。地上部分養(yǎng)分積累有利于根部產(chǎn)量形成。本研究中，東當歸單株鮮根重和折合鮮根產(chǎn)量與生長旺盛期莖稈數(shù)呈顯著的強負相關(guān)關(guān)系，這可能是因為地上部分生長過于旺盛，影響了后期養(yǎng)分回流。

根據(jù)海拔和定植密度對東當歸地下部分產(chǎn)量的綜合影響，為使單株產(chǎn)量和總產(chǎn)量較高，宜昌市適宜在高海拔（1 100 m）地區(qū)以30 cm×40 cm 密度定植東當歸，下一步還需增加海拔和定植密度試驗梯度，以進一步探索適宜種植的條件范圍。