黄芩-果树间作的生态种植技术探究△

王浩，秦义杰，史玉宝，刘美娟，王继永，曾燕*

1.中国中药有限公司，北京 100195；

2.国药集团承德药材有限公司，河北 承德 067000；

3.国药种业有限公司，北京 102600；

4.广西药用植物园，广西 南宁 530023

黄芩Scutellaria baicalensisGeorgi 别名山茶根、土金茶根，为唇形科多年生草本药用植物，以干燥根入药[1]，为常用大宗中药材之一，主要功效为清热燥湿、泻火解毒、止血、安胎等。黄芩主产于华北、东北、西北等地区，历来以河北省承德市为道地产区。该地区所产的黄芩素有“热河黄芩”之美称[2]。黄芩药材过去主要依赖野生资源，随着市场应用范围的扩大和需求量的增加，野生资源急剧下降，目前大田栽培黄芩已成为黄芩药材的主要来源[3]。然而，大田栽培黄芩存在病虫害较多的问题，特别是白粉病，严重影响着黄芩种子和药材的产量和质量[4]。改变黄芩现有的大田种植模式，进行生态种植，可以提高黄芩药材安全品质和种植户的综合效益，对于产地的生态环境保护及黄芩药材资源的可持续发展具有重要意义。

生态种植是应用生态系统的整体、协调、循环、再生原理，结合系统工程方法设计，综合考虑经济、生态和社会效益，充分应用能量的多级利用和物质的循环再生，实现生态与经济良性循环的生态农业种植方式[5]。果树间作是一种仿原生态、避免占用大量耕地、减少劳力和财力、不破坏生态平衡的种植模式，属于立体种植，也是生态种植的模式之一[6]。在华北地区，除大田栽培模式外，果树间作是黄芩最主要的生态种植模式。

本研究通过分析黄芩在不同种植模式下种子、药材产量与质量、白粉病病情指数及综合产值情况，明确黄芩-果树间作种植模式的生态种植机制，为黄芩的生态种植推广提供参考。

1 材料

1.1 样品

黄芩药材及种子均来自中国中药有限公司承德市围场县热河黄芩基地。植株样本经中国医学科学院药用植物研究所齐耀东教授鉴定为唇形科植物黄芩Scutellaria baicalensisGeorgi 的根和种子；果树为123小苹果。

1.2 仪器

2695型高效液相色谱仪（Waters公司）；安捷伦ZORBAX Eclipse XDB-C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）色谱柱；SX205 型电子分析天平（梅特勒-托利多）；Integral 5 型超纯水仪（Millipore 公司）；GTOP-268Y型智能光照培养箱（浙江托普云农科技股份有限公司）。

1.3 试药

黄芩苷对照品（批号110715-201821，中国食品药品检定研究院）；甲醇（色谱纯，批号：l1097707024，EMD Millipore 公司）；水为超纯水；其他试剂均为分析纯。

2 方法

2.1 试验时间和地点

于2019年4—9月在河北省承德市围场县黄土坎村的热河黄芩生产基地进行试验。该区域为温带大陆性季风型气候，年均日照时数2722 h，年均降雨量480 mm，无霜期145 d，年平均气温6.0 ℃，海拔810 m，土壤类型为壤土。

2.2 试验方法

在围场县热河黄芩基地选取土壤条件一致的地块，划分单作直播3 年生、单作移栽3 年生和黄芩-果树间作3 年生的试验区，种植方法见表1。3 种种植模式为3 个处理，每个处理设3 次重复，共9 个小区，小区面积5 m×8 m。黄芩移栽株行距为10 cm×50 cm，直播行距为30 cm。

表1 不同种植模式黄芩的种植方法

在8 月下旬黄芩地上部分成熟枯萎时进行采挖取样，每个小区通过5 点取样法，共选取5 m2试验地块进行采样。黄芩秧和黄芩根分装标记，黄芩秧晾晒后及时进行脱粒留种，黄芩根去土晒干后进行含量测定。

2.3 测定内容和方法

2.3.1 黄芩单株种子产量及质量测定 称量出每个小区的种子总量，通过株数计算其平均值，得出单株种子产量。

随机选取自然风干的种子1000 粒，3 次重复，计算其平均值作为种子千粒质量。

随机选取自然风干的种子100 粒，4 次重复，放置光照培养箱内，25 ℃恒温培养。记录观察种子发芽情况并计算种子的发芽势、发芽势。

2.3.2 黄芩药材产量及生物量测定 每个小区通过5点取样法选取试验地块，共选取5 m²试验地块进行采样，去土晒干后采用电子天平分别称定黄芩质量，计算其平均值作为单位面积药材产量。

每个小区采挖的药材里随机选取10 株，去土晒干后待质量恒定时，采用电子天平称定单株质量作为黄芩药材的单株生物量。

2.3.3 黄芩含量测定 干燥黄芩药材粉碎后过四号筛，按照《中华人民共和国药典》（以下简称《中国药典》）2020年版[1]方法进行含量测定。

2.3.4 黄芩白粉病病情指数测定 课题组依据白粉病发病特点和叶片症状特征，结合生产实际情况制定了黄芩白的叶片病情分级标准（表2）。每个小区里通过5 点取样法取样，每点取2 株，每株取100 片叶观察病情发生情况。根据叶片病情分级标准标准分别统计计算病情指数[4]。

表2 黄芩叶片病情分级标准

2.4 数据分析

利用Excel 2016 进行数据整理，通过SPSS 24.0软件进行统计分析。

3 结果

3.1 黄芩不同种植模式下种子产量与质量的变化

分析比较黄芩3 种不同种植模式下种子产量和质量的指标参数（表3），通过结果分析，可以明确黄芩-果树间作种植模式的单株种子产量显著高于单作直播种植模式，与单作移栽差异无统计学意义；黄芩-果树间作种植模式的种子千粒质量显著高于单作直播种植模式，与单作移栽差异无统计学意义；各种植模式之间种子发芽势和发芽率差异无统计学意义。

表3 黄芩不同种植模式下各项指标参数对比（±s,n=10）

表3 黄芩不同种植模式下各项指标参数对比（±s,n=10）

注：同列不同小写字母表示P＜0.05。

3.2 黄芩不同种植模式下药材产量与质量的变化

黄芩3 种不同种植模式药材产量与质量的指标参数表明，单作移栽种植模式的单位面积药材产量显著高于单作直播种植模式的药材产量，与黄芩-果树间作差异无统计学意义；黄芩-果树间作种植模式的单株生物量显著高于单株直播种植模式，与单作移栽差异无统计学意义；黄芩-果树间作种植模式的黄芩苷含量显著低于单作直播种植模式黄芩苷含量，与单作移栽种植模式差异无统计学意义。

3.3 黄芩不同种植模式下白粉病病情指数的变化

黄芩3 种不同种植模式白粉病病情指数的指标参数表明，黄芩-果树间作种植模式的白粉病病情指数显著低于单作移栽种植模式和单作直播种植模式。

4 讨论

4.1 黄芩-果树间作对种子产量与质量的影响

黄芩-果树间作种植模式属于移栽种植。与直播种植相比，移栽种植更有利于种子产量、千粒质量的提高。从生态学角度分析，其主要是应用互惠共生原理。黄芩与果树在农业生态系统中存在一定共生互利关系，果树花枝多，花位置较高，容易吸引蜜蜂等昆虫授粉，提高黄芩授粉效率和结实率，从而提高黄芩种子产量和质量；果树根部0.5～1.0 m不进行黄芩移栽种植，会形成自然的通风道，减少夏季由于温湿度过高导致的靠近地面的黄芩花霉烂问题，发挥植物的边际优势，提高种子产量、千粒质量。各种植模式的种子发芽势和发芽率差异无统计学意义，可能是种子千粒质量与发芽率、发芽势之间相关性较弱[7]。

4.2 黄芩-果树间作对药材产量与质量的影响

与直播种植相比，黄芩-果树间作种植模式有利于药材产量、单株生物量的提高；根据物种的生长特性，在此间作的生态系统内部形成的上下立体种植模式，保证光能分别对株高不同的植物产生有益的效能，从而有效增加生境内各物种的生物量，提高黄芩药材产量。

从生态学角度分析，黄芩-果树间作种植模式主要是应用了生态农业工程的自然调控原理，利用果树地上部分的遮阴和地下部分的根际作用，使黄芩生长环境中光照、温度、水分、土壤微生物等环境因子得到调控，营造了黄芩野生资源生长环境，有利于其品质的形成[8]。果树的树叶在一定程度上会减弱阳光的直射，减轻阳光对黄芩植株的暴晒，防止黄芩地上部分萎蔫，减少植株水分蒸腾量及土壤水分蒸发，保持土壤水分含量，有利于黄芩苷的合成与积累[9]。

各种植模式的黄芩苷含量均高于《中国药典》2020 年版[1]要求，单作直播种植模式的黄芩苷含量显著高于黄芩-果树间作和单作移栽种植模式，其原因可能是3年生移栽黄芩比3年生直播黄芩更容易形成枯芩。赵佳文等[10]研究表明，子芩中黄芩苷、汉黄芩苷的含量明显高于枯芩。

黄芩-果树间作种植模式下，黄芩白粉病病情指数显著低于单作移栽种植模式和单作直播种植模式。国内外大量研究表明，作物混植或间作的病虫害发生程度明显低于单一作物的种植模式，利用农业多样性原理控制病虫害的发生可以起到防病促产的作用[11]。生物多样性的增加也减少了种植区域内整个生态系统病虫害的发生率，减少农药施用，从而提高黄芩的安全品质。

4.3 黄芩-果树间作对综合效益的影响

4.3.1 经济产值 根据黄芩种植基地调研获取的各种植模式经济产值数据计算各种植模式的年均亩产值（1亩≈666.67 m2）。单作移栽黄芩模式在1个生产周期内（2 年）每亩约产黄芩药材150 kg、种子10 kg，以黄芩药材20 元/kg、种子200 元/kg 价格计算，每年亩产值2500 元；单作苹果树模式，每年亩约产小苹果1400 kg，以4 元/kg 价格计算，每年亩产值5600 元；黄芩-果树间作模式下，黄芩和果树每年亩产值7400 元，每年亩产值是单作苹果种植模式的1.32 倍。如果是新果园，前2 年单作苹果树模式无经济收益，而通过果树间作黄芩可以在前2 年获得黄芩药材及种子的经济收益，实现“以短养长”的复合种植方式[12]。虽然，黄芩-果树间作种植模式减少的除草用工量和农药化肥物资投入不便计算，但总体上可以明确黄芩-果树间作种植模式能够减少投入，提高经济产值。

4.3.2 生态效益 黄芩-果树间作种植模式提高了土地利用率，通过黄芩覆盖果树下原本裸露的地块，减少了山区水土流失，保护了地表土壤，增加了果园下植物的生物多样性，保障种植地的生态平衡和稳定。此外，黄芩开花期较长，花形美丽，花色鲜艳，黄芩-果树间作在种植上可以形成田园生态综合体，种植区内形成景观示范，开展旅游休闲活动[13]，中药材产业旅游既是一种文化活动，又是一种经济现象，是建设民族文化、发展绿色经济的一个较好的结合点，有助于促进当地文化旅游产业的发展，其生态效益是显而易见的。

4.3.3 社会效益 黄芩-果树间作可以大幅增加农民的经济收益，加快农村经济发展，促进新农村建设。同时，实施配套技术指导及培训服务，将有利于推进农业科技知识的推广应用，增强农民的科技致富意识，带动相关行业发展[14]。随着黄芩-果树间作种植模式的深入推广实施，不仅能解决一大批农村富余劳动力就业问题，而且还将带动运输、旅游、餐饮等服务业的发展，有利于社会的稳定发展，促进地方经济良性发展。

5 结论

黄芩-果树间作生态种植具有良好的经济效益、生态效益和社会效益，对该生态种植模式技术关键点做以下总结。第一，黄芩为阳生植物，喜光，与果树间作后需要保证黄芩的光照需求，为了保证黄芩的正常生产和药材品质，建议果树对黄芩的郁闭度＜10%；第二，果树根部直径0.5～1.0 m不间作黄芩；第三，在早春土壤解冻后，或秋季土壤上冻前进行移栽种植；第四，黄芩-果树间作后，适宜的黄芩种植密度将会抑制杂草生长，无需特意进行除草工作。

综上所述，本研究通过比较黄芩各种植模式下，黄芩种子、药材的产量和质量相关参数及黄芩白粉病病情指数，发现黄芩-果树间作种植模式既能提高黄芩种子的产量、质量，还能提高黄芩药材的产量和安全品质。同时，黄芩-果树间作种植模式的产值是黄芩单作移栽种植模式的2.96 倍，是单作苹果种植模式的1.32 倍。该生态种植方式实用可行，可在黄芩适宜种植区进行推广。