苦参复合种植类型比较分析

雷海英，王 玺，王玉庆，段永红

（1.长治学院生物科学与技术系，山西 长治 046011；2.山西农业大学农学院，山西 太谷 030801）

苦参复合种植类型比较分析

雷海英1，王 玺1，王玉庆2，段永红2

（1.长治学院生物科学与技术系，山西 长治 046011；2.山西农业大学农学院，山西 太谷 030801）

采用大田试验，设计玉米与苦参、冬小麦—谷子与苦参以及胡麻与苦参3种间套作类型，分析山西丘陵旱作半干旱区适宜苦参“粮药”间套作的类型。结果表明，玉米/苦参套作类型中苦参产量最高，小麦—谷子/苦参间套作类型的经济产量最高、生态效益最好；眉县苦参产量最高，赤峰苦参产量最低。研究将为苦参粮药种植模式的筛选、生产奠定基础。

苦参；套作；生态效益

复合种植模式，是在同一田地上种植2种或2种以上作物，是对空间和时间充分复合集约化的种植方式，包括间作、套作、立体种植等种植模式[1]，而“粮药”间作、套作模式已越来越被人们重视[2-3]。如玉米—黄连间作，不需要搭遮阴棚，黄连便可以在玉米的遮阴下正常生长[4]。天冬单作改为天冬—玉米套作后，天冬增收21.8%，比玉米单作效益可增加564.9%[5]。在近年来研究银杏—作物的复合种植中发现，银杏和作物都获得了高产[4]。“粮药”复合种植就是充分利用了高秆作物的遮阴能力，创造了药用植物天然的生长环境，因此，药用植物的复合种植可以将“粮药”复合种植方式推广应用[6]。

苦参（Sophona flavescens Ait.）别名野槐、地槐、牛参等，为豆科槐属多年生落叶亚灌木或草本植物[7-8]，在全国各地均有分布。苦参为大宗、常用中药材，以根入药，其味苦，性寒，归肝、胃、大肠、心、肾、膀胱经[9]。含有多种生物碱（苦参碱、氧化苦参碱、槐果碱和氧化槐果碱等）、黄酮类化合物（二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮和查尔酮等）等有效成分，具有清热、杀虫、利尿、燥湿之功效[10-12]。近年来，市场上苦参的需求以野生材料为主，但野生资源毕竟有限，随着需求量的增加，野生资源会越来越少[13]，因此，苦参的人工栽培力度也在不断加大[14]。我国从20世纪90年代末开始人工种植苦参，我国的东北、西北、华北等地是苦参主要的人工种植区，这就与我国耕地面积的不断减少而大量种植人工苦参土地需求增加形成了矛盾，因此，新型种植模式的探究显得尤为迫切[4]。而选择适宜的种植模式是提高旱地苦参产量和经济效益的关键。

本研究选用玉米/苦参、冬小麦—谷子/苦参、胡麻/苦参3种人工套作模式进行比较分析，旨在探索人工种植苦参最优的粮药复合种植模式，为发展药用植物—农作物的“粮药”间套作模式提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 研究地概况

试验设在山西省晋中市榆次区牛村，地处37°41′N，112°46′E，海拔 822.9 m，年平均温度 9.8 ℃，年自然降水量424.9 mm，无霜期162 d，年日照时数2 699.0 h。播种前土壤有效氮24 mg/kg，有效磷21 mg/kg，有机质 28.6 g/kg，pH 值为 8。

1.2 试验设计

试验设间套作立体类型和苦参品种2个因素。主区为间套作立体类型，包括小麦—谷子/苦参、玉米/苦参、胡麻/苦参3种类型；副区为3个苦参品种，分别为内蒙古赤峰市苦参（Z）、山西省黎城县苦参（L）、陕西省眉县苦参（M）。共9个处理组合，每个处理重复3次，小区面积为66.67 m2。

间套作立体类型中小麦—谷子/苦参立体间套作类型：小麦留大约30 cm的茬，收获后复播谷子，苦参于谷子生长期间作，10月初收获谷子，第3年收获苦参。玉米/苦参间套作类型：于4月下旬播种玉米，行距60 cm，玉米播种后，立即套播苦参，行距40cm，9月中旬收获玉米，苦参单独生长并越冬，第2年与第3年苦参单独生长2 a，至第3年10月下旬采收。胡麻/苦参间套作类型：于4月下旬播种胡麻，在胡麻生长后期套种苦参，胡麻9月上旬收获后苦参单独生长，第2年与第3年苦参单独生长，至第3年10月下旬收获。

1.3 测定项目及方法

不同间作模式经济产量分析：小麦、玉米，胡麻于当年收获脱粒干燥后，测定各自籽粒产量；苦参于第3年采收后，测定根系产量。

不同间作模式经济效益分析：按照政府收购价格计算小麦、玉米和胡麻的经济效益。

不同间作模式生态效益分析：参照王玉庆等[14]对柴胡种植模式的生态效益分析计算方法，分析日照利用率（%）、≥0℃温度利用率（%）、绿色期降水利用率（%）和地面绿色覆盖期利用率（%）。

1.4 数据处理

利用SPSS软件处理数据，采用Duncan法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同种植模式苦参产量比较

由表1可知，不同间套作类型间产量差异极显著。小麦—谷子/苦参类型、玉米/苦参类型与胡麻/苦参类型中苦参平均产量分别为3 525，3 920，3 345 kg/hm2。玉米/苦参间套作类型中苦参产量最高，比小麦—谷子/苦参类型增产11.2%；与胡麻/苦参类型相比，增产17.2%。以套种模式为因素进行单因素方差分析，统计结果表明，若不考虑苦参品种，3种套种模式整体苦参产量差异不显著，但就某一品种而言，除小麦—谷子/苦参类型与胡麻/苦参类型这二者的赤峰苦参产量间差异未达极显著水平外，其他处理间均达到极显著差异（P＜0.01）。

表1 不同种植类型苦参产量 kg/hm2

2.2 不同品种苦参产量比较

从表1可以看出，眉县苦参、黎城苦参及赤峰苦参的平均产量分别为4 460，3 735，2 595 kg/hm2，眉县苦参产量最高，分别比黎城苦参和赤峰苦参增产19.3%和71.9%；而黎城苦参比赤峰苦参增产43.9%。以苦参品种为因素进行单因素方差分析，结果表明，眉县苦参、黎城苦参及赤峰苦参的平均产量品种间差异均达到显著水平（P＜0.05），其中，眉县苦参、黎城苦参产量均极显著高于赤峰苦参（P＜0.01）。

2.3 不同套作类型对苦参经济效益的影响

从表2可以看出，在小麦—谷子/苦参、玉米/苦参和胡麻/苦参3种种植类型中，小麦—谷子/苦参类型中，小麦、谷子和苦参的总产量最高，玉米/苦参类型中玉米和苦参的总产量次之，胡麻/苦参类型中胡麻、苦参的总产量最低。总产值方面，按照2015年政府收购价（小麦2.0元/kg，谷子3元/kg，苦参，12.0元 /kg，玉米 2.0元 /kg，胡麻 6.8元 /kg）计算，小麦—谷子/苦参类型的总产值最高，为64 785元/hm2，玉米/苦参类型的总产值其次，为60 990元/hm2，而胡麻/苦参类型的总产值最低，为51 690元/hm2。小麦—谷子/苦参类型的总产值分别比玉米/苦参和胡麻/苦参增加6.2%和25.3%；玉米/苦参类型总产值比胡麻/苦参类型增加17.9%。

表2 不同种植类型平均经济产量

2.4 不同间作类型对苦参生态效益的影响

由表3可知，3种间套作类型中，小麦—谷子/苦参间作类型在日照利用率、≥0℃温度利用率、绿色期降水利用率及地面覆盖期利用率4个生态指标中均值都最高，日照利用率比玉米/苦参和胡麻/苦参类型分别提高11.5%，11.5%；≥0℃温度利用率分别比玉米/苦参和胡麻/苦参提高14.9%和22.2%；绿色期降水利用率比玉米/苦参和胡麻苦参分别提高12.6%和25.7%；地面覆盖期利用率比玉米/苦参和胡麻/苦参均提高了2.7%。

表3 不同间作模式生态效益分析 %

3 结论与讨论

间作、套作、轮作模式是节约耕地面积的一种复合种植模式，也是具有我国农业特色的种植模式。药用植物与农作物之间的粮药间作、轮作、套作模式，不仅解决了我国人多地少的矛盾，也为农业结构合理配置、植物互相协调生长提供了良好的条件，也提高了单位面积的产量[4]。苦参是多年生草本植物，人工栽培一般需要生长3 a才能采收，采用“粮药”间套作的复合种植模式，可以提高土地利用率，同时可防治病虫害。

本研究在第1年采用间套作立体方式，将南部高温区的陕西省眉县苦参引种到山西榆次低温区栽培，结果发现，苦参营养体生长旺盛，产量高，比从低温区内蒙古赤峰市引种的赤峰苦参增产71.7%，比从山西省黎城县引种的黎城苦参增产19.3%，增产效果显著。土地利用率分别比单作苦参（3种套作类型的种植指数为100%，两作套种67%，单作苦参33%）提高了67%和33%。苦参出苗后的第1年幼苗生长十分缓慢，很容易发生草荒，为防止草荒的发生，在宽行的中耕作物间套作苦参，既防止了单作苦参的草荒问题，又节约了田间管理成本费用；而且还可以提高地上部光、热资源和地下部水分、养分的利用，一定程度上达到了生态防治的效果[2]。小麦—谷子/苦参种植类型下，苦参产量居第2位，为3 525 kg/hm2；总产值最高，为64 785元/hm2；且其日照利用率、≥0℃温度利用率、绿色期降水利用率、地面覆盖期利用率4个指标均值均为最高。利用苦参/玉米的间作，根瘤菌从苦参根系表皮细胞中汲取营养成分而生长繁殖，根瘤菌的共生固氮作用合成的含氮化合物，可为玉米根系提供氮肥，供给玉米氨基酸，二者相互促进，共同加强植株间的互助作用[15]。药用植物与农作物的“粮药”间作种植模式，既缓解了争地矛盾，又对中药资源的可持续发展具有重要意义[4]。

适宜的种植类型是提高苦参经济产量和生态效益的关键。套作类型的套种作物小麦和胡麻的生长前期是单独生长（玉米和苦参是同时播种同时出苗），苦参是在套种作物的生长中后期进行套作，苦参出苗后与套种作物共同组成农田复合群体生态系统，对光照、温度、水分等环境因子进行充分利用[16]。魏红国等[15]在苦参套种玉米的模式下，测定苦参产量、有效成分含量以及玉米产量，结果显示，苦参有效成分含量提高了0.18%～0.42%，苦参的产量增加了1 500 kg/hm2，3 a产值共提高1.5万～3.7 万元 /hm2。

北方地区的小麦/苦参间作模式中，冬春季的小麦和苦参覆盖地面，对北方的沙尘等对土地的损害有保护作用，第2，3年越冬期间有苦参苗覆盖地面，也能有效地防治土壤荒漠化，避免水土流失[17]。药用植物—农作物间作模式的合理搭配，既降低了单一物种种植经济效益低的风险，也可以高效利用土地、保护土地生态环境，为发展药用植物—农作物的“粮药”间套作模式提供了理论依据[11]。

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Comparative Analysis of Compound Planting Types ofSophora flavescens

LEI Haiying1，WANGXi1，WANGYuqing2，DUANYonghong2
（1.Department ofBiological Sciences and Technology，Changzhi University，Changzhi 046011，China；2.College ofAgronomy，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

By using field test,three kinds of intercropping types were designed about maize/Sophora flavescens,winter wheatmillet/Sophora flavescens and flax/Sophora flavescens,and suitability for intercropping types grain medicine of Sophora flavescens of Shanxiarea semiarid ecologicalcondition was analyzed.The results showed that Sophora flavescens was the highest yield in maize/Sophora flavescens intercropping type,wheat-millet/Sophora flavescens intercropping type was the best economic yield and ecological benefits.Meixian Sophora flavescens was the highest yield of the four Sophora flavescens,and Chifeng Sophora flavescens was the lowest yield.The research will provide the foundation for the selection and production of Sophora flavescens grain medicine cultivation mode.

Sophora flavescens;intercropping;ecological benefit

S567.5＋3

A

1002-2481（2017）11-1782-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.13

2017-06-24

国家自然科学基金项目（21201024）；山西省重点学科建设经费（FSKSC）

雷海英（1978-），女，山西平遥人，副教授，硕士，主要从事作物育种研究工作。段永红为通信作者。