种植方式与栽培措施对白及产量和有效成分含量的影响研究

刘成才，饶春梅，宋昌俊，余 马，帕塔姆汗·阿布杜合力克，戴明月，侯大斌，龙晓燕，唐志康*

种植方式与栽培措施对白及产量和有效成分含量的影响研究

刘成才1，饶春梅2，宋昌俊2，余 马1，帕塔姆汗·阿布杜合力克1，戴明月1，侯大斌1，龙晓燕1，唐志康1*

1. 西南科技大学生命科学与工程学院，四川 绵阳 621000 2. 四川省乐山市农业科学研究院，四川 乐山 614000

研究不同种植方式、遮阴度及施肥对白及产量和品质的影响，确定最适种植方式和栽培管理措施，为白及规范化、规模化种植提供科学依据。采用3因素4水平正交设计进行田间试验，研究种植方式、遮阴度、施肥对2年生“川及1号”产量、多糖含量、1,4-二[4-(葡萄糖氧)苄基]-2-异丁基苹果酸酯含量的影响。不同种植方式与栽培措施对生长指标有显著影响；种植方式、遮阴度对块茎干质量、多糖及苹果酸酯含量有显著影响，施肥量对块茎干质量、多糖与苹果酸酯含量影响不显著。当采用覆膜栽培（A2）时，块茎干质量[（1 784.51±100.01）kg/hm2]、多糖[（39.04±0.28）%] 与苹果酸酯含量[（7.72±0.45）%]均达到最高；当采用25%遮阴处理（C2）时，多糖含量最高，达到（39.31±0.28）%，无遮阴处理（C1）的苹果酸酯含量最高，达到（7.61±0.83）%。不同种植方式与栽培措施对白及产量与品质影响差异显著。“川及1号”适宜种植方式为覆膜栽培，采取25%的遮阴处理，高肥力土壤背景下150 kg/hm2为较适施肥量。

白及；种植方式；遮阴度；块茎干质量；白及多糖；苹果酸酯

白及(Thunb.) Reichb. f.为兰科白及属多年生草本植物，喜温暖、湿润、阴凉环境[1]。白及以块茎入药，具有收敛止血、消肿生肌[2]等功效，临床上常用于体内外出血症、烫烧伤、免疫抑制、胃穿孔等相关疾病的治疗[3-5]。白及多糖具有止血、促进创面愈合等作用[6]，1,4-二[4-(葡萄糖氧)苄基]-2-异丁基苹果酸酯（militarine，以下简称苹果酸酯）具有益智、延缓衰老以及防止老年痴呆等作用[7]，《中国药典》2020年版将苹果酸酯含量（不少于2%）作为白及成品质量控制的重要指标[2]。白及在美容化妆品、橡胶制品、高级陶瓷、纺织印染、特种涂料和日用化工等领域也有广泛应用[8]。随着市场需求逐年增长，白及种植面积快速增加，白及规范化种植技术研究刻不容缓。

前人已围绕白及栽培方式、套种模式、适宜遮阴度[9-16]等开展了研究，但白及生长还受品种、施肥、土壤类型、降水、气温等多重因素影响，要获得科学、规范的白及栽培管理技术，亟需系统研究种植方式和栽培措施对白及产量和品质的影响。本试验采用4因素3水平正交设计进行田间试验，通过对不同种植方式、遮阴度和施肥水平处理后对白及产量及品质影响的研究，明确白及优质高产的技术方案，为四川地区白及规范化种植有关标准制定提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

材料为本课题组经系谱法选育而成的白及栽培新品种，经四川省非主要农作物品种认定委员会认定为“川及1号”（川认药2021006），由四川省乐山市农业科学研究院饶春梅研究员鉴定为兰科白及属植物白及(Thunb.) Reichb. f. 2年生组培苗。

1.2 仪器与试剂

TU-1950型双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）：DHG-9246型电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司），ESJ200-4型电子天平（沈阳龙腾电子有限公司）：HH-2型数显恒温水浴锅（国华电器有限公司）：HX-200型高速中药粉碎机（浙江永康溪岸五金药具厂）；PerkinElmerSeries200液相色谱仪（美国铂金埃尔默厂商）；KQ5200DV型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；-无水葡萄糖（批号110833-201707，质量分数为99.5%）购自中国食品药品检定研究院；1,4-二[4-(葡萄糖氧)苄基]-2-异丁基苹果酸酯对照品（批号20200230，质量分数为99.5%）购自成都埃法生物科技有限公司。

2 方法

2.1 试验设计

试验在四川省绵阳市涪城区西南科技大学龙山教学实习基地进行。试验地概况：黄色壤土；pH值为6.36；有机质含量为76.30 g/kg；土壤全氮含量为6.04 g/kg；全磷含量为0.70 g/kg；全钾为7.60 g/kg；碱解氮为340.07 mg/kg；速效磷为6.84 mg/kg；速效钾为97.93 mg/kg。采用3因素4水平正交试验设计，设置种植方式（A）、施肥量（B）和遮阴度（C）3个因素、4个水平，共16个处理，3次重复，随机排列；探究种植方式和栽培措施对白及产量与有效成分含量的影响。种植方式分别为露地栽培、覆膜栽培（露地上覆盖黑色防草布）、床式栽培[钢架栽培床长（3.0 m）×宽（1.2 m），栽培床离地面20 cm，将栽培床下20 cm厚土壤取出平铺床厢内]、盆式栽培（将盆下20 cm厚土壤取出放入5号加仑盆中）；施肥量设置150、225、300、375 kg/hm24个处理；遮阴度设置0、25%、50%、75% 4个处理；小区面积3.6 m2，每个小区栽种40株，试验设计见表1。

2.2 种植方法及田间管理

选择生长均匀一致的白及种苗（出圃苗高15.00 cm以上，假鳞茎直径1.0 cm以上，具嫩芽，3片叶以上）于2019年4月1日栽种，行株距为30×30 cm2。种植前深挖排水沟，锄草、浇水按正常管理进行；肥料为金正大生态工程集团股份有限公司生产的硫酸钾型复合肥（N∶P2O5∶K2O 17∶17∶17），1次作底肥，2次作追肥，施肥比例为（4∶3∶3），5月10日、7月10日追肥，间隔30 d结合浇水时叶面辅助喷施1%磷酸二氢钾水溶液；5月10日进行遮阴处理。

2.3 白及生长指标测定

9月30日，每个小区随机取样10株白及植物统计株高、叶面积、分茎数、须根数、须根鲜质量、冠鲜质量、块茎鲜质量，块茎除杂后切片置于55 ℃烘箱中干燥至恒定质量计算折干率。

2.4 白及多糖含量测定

材料为“2.3”项中完成块茎干种质量测定后的白及块茎切片，采用蒽酮-硫酸法测定白及多糖含量[17]，其中吸光度（）与葡萄糖质量浓度（）的标准曲线线性回归方程为＝4.224 7＋0.048 7，²＝0.999 3。

表1 试验设计处理

2.5 苹果酸酯含量测定

依据《中国药典》2020版四部通则[18]，采用高效液相色谱法（HPLC）测定白及块茎中的苹果酸酯含量[18-20]。

2.5.1 色谱条件 色谱柱：Agilent Zorbax-A2000（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为0.1%磷酸水溶液（A）-乙腈（B）；梯度洗脱，0～5 min，5%～20%B；5～25 min，20%～35%B；25～45 min，35%～60%B）；体积流量1.0 mL/min；检测波长223 nm；柱温30 ℃；进样量10 μL。色谱图见图1。

图1 苹果酸酯对照品(A)和样品(B) 高效液相色谱图

2.5.2 对照品溶液制备 精密称取苹果酸酯对照品13.64 mg，置100 mL量瓶中，加稀乙醇溶解并稀释至刻度，摇匀，作为0.136 4 mg/mL苹果酸酯对照品储备溶液，精密量取2 mL，置5 mL量瓶中加稀乙醇溶解并稀释至刻度，摇匀，作为对照品溶液。

2.5.3 供试品溶液制备 取白及100 g，粉碎，粉末过3号筛，取粉末约0.203 5 g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入稀乙醇25 mL，精密称定质量，超声处理（功率300 W、频率37 kHz）30 min，放冷，再称定质量，用稀乙醇补充减失的质量，滤过，作为供试品溶液。

2.5.4 专属性实验 精密量取“2.5.2”项下对照品溶液和样品溶液10 μL，按照“2.5.1”项色谱条件测定，记录色谱图，在样品溶液色谱图中有与对照品溶液色谱图中苹果酸对应的色谱峰，该色谱峰与相邻色谱峰分离度均大于1.5。

2.5.5 标准曲线的绘制 精密量取对照品储备溶液0.25、0.50、1.0、2.0、2.5、5.0 mL，分别置5 mL量瓶中，用稀乙醇稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液（6.82、13.64、27.28、54.56、68.20、136.4 μg/mL）；按“2.2.1”项色谱条件测定；记录色谱图，以峰面积为纵坐标（），苹果酸酯对照品质量浓度为横坐标（），制备标准曲线，得回归方程＝24.139－1.109 3，R0.999 9，线性范围6.82～136.4 μg/mL。

2.5.6 精密度试验 取苹果酸酯对照品溶液，按“2.5.1”项下方法重复进样6次，苹果酸酯峰面积变化的RSD为0.651%，表明方法精密度较好。

2.5.7 重复性试验 取“2.5.3”项下白及细粉（T1）约0.2 g，精密称定，共6份，按“2.2”项下方法制备样品溶液；按“2.5.1”项下色谱条件进样测定，苹果酸酯平均质量分数为8.24 mg/g，RSD为0.752%，表明方法的重复性较好。

2.5.8 加样回收率试验 取“2.5.3”项下白及粉末（T1）适量（约0.1 g），共6份，精密称定，分置具塞锥形瓶中，每份中精密加入对照品储备液6.0 mL和入稀乙醇19 mL，精密称定质量，超声处理（功率300 W、频率37 kHz）30 min，放冷，再称定质量，用稀乙醇补充减失的质量，滤过，作为供试品溶液；按“2.5.1”项下方法测定，计算苹果酸酯加样回收率为98.50%，RSD值为1.33%。

2.6 数据处理与分析

采用SPSS25.0进行方差分析和主效应检验，Graph Pad Prism用于绘制直方图。

3 结果与分析

3.1 不同种植方式与栽培措施下白及生长指标的测定

不同种植方式与栽培措施处理后（表2），白及株高、叶面积、须根数、须根鲜质量、冠鲜质量、块茎鲜质量均有极显著差异，仅分茎数差异不显著。16个处理的平均株高40.18 cm，其中T3株高最大为50.79 cm，T14最小为28.72 cm；分茎数平均为7.56个，其中T13最大为9.00个，T10最小为6.33个；叶面积平均为54.63 cm2，其中T2最大为50.79 cm2，T13最小为28.72 cm2；须根数平均为87.02个，其中T11最多为121.00个，T15最少为62.67个；须根鲜质量平均为18.44 g，其中T8最大为23.27 g，T14最小为13.52 g；冠鲜质量平均为51.32 g，其中T2平均冠鲜质量最大为78.37 g，T11最少为33.04 g；冠鲜质量平均为46.25 g，其中T8最大为64.11 g，T10最低为34.64 g。

表2 种植方式与栽培措施对白及植物生长指标的影响

小写字母代表不同处理在5%水平差异显著（＜0.05）

Lowercase letters represented significant difference different treatments at the 5% level (< 0.05)

3.2 种植方式与栽培措施对白及产量与主要成分的影响

3.2.1 种植方式与栽培措施对白及产量的影响 不同处理间白及块茎干质量主效应检验结果表明（表3），不同种植方式、不同遮阴度处理对白及块茎干质量的影响极显著，不同施肥量对白及块茎干质量的影响不显著，种植方式与施肥量间存在交互作用，块茎干质量＝0.541（＞0.05）。其中，偏Eta2（2）中，种植方式2块茎干质量＝0.708，遮阴度2块茎干质量＝0.269，即种植方式对白及块茎干质量的影响要大于遮阴度对块茎干质量的影响。

3.2.2 种植方式与栽培措施对白及有效成分的影响不同处理间白及多糖含量的主效应检验结果表明（表4），不同种植方式与遮阴度对白及多糖含量有极显著影响，其中种植方式2白及多糖＝0.735，遮阴度2白及多糖＝0.738；不同施肥量对白及多糖含量无显著性影响。

不同处理间白及块茎苹果酸酯含量主效应检验结果表明（表5），不同种植方式与遮阴度对苹果酸酯含量有极显著影响，其中种植方式2苹果酸酯＝0.774，遮阴度2苹果酸酯＝0.798；种植方式与施肥量存在交互作用2苹果酸酯＝0.302，（＞0.05）。施肥量对苹果酸酯含量无显著影响。

表3 块茎干质量主体间效应的检验

表4 白及多糖主体间效应的检验

表5 苹果酸脂主体间效应的检验

3.3 适宜种植方式与栽培措施的筛选

组间方差分析表明，种植方式与栽培措施对白及块茎产量、多糖和苹果酸酯含量的影响不尽相同。对白及块茎产量而言，不同种植方式间存在显著差异，产量从高到低为依次为覆膜栽培＞露地栽培＞盆式栽培＞床式栽培，见图2-a，其中露地栽培（A1）与盆式栽培（A4）2种方式间差异不显著；不同施肥量处理对白及块茎产量影响不显著；25%遮阴度、50%遮阴度处理下的白及块茎干质量显著高于0%遮阴度、75%遮阴度。白及多糖含量从高到低分别是覆膜栽培＞盆式栽培＞露地栽培＞床式栽培（图2-b），其中覆膜栽培（A2）与盆式栽培（A4）的白及多糖含量无显著差异；不同施肥量处理间的白及多糖含量无显著性差异；不同遮阴度处理后，白及多糖含量从大到小为25%遮阴度＞0%遮阴度＞50%遮阴度＞75%遮阴度，其中0%遮阴度（C1）与50%遮阴度（C3）两者间无显著差异。苹果酸酯含量（图2-c）从大到小为覆膜栽培＞露地栽培＞盆式栽培＞床式栽培；不同施肥量处理间白及块茎的苹果酸酯含量差异不显著；不同遮阴度处理后，苹果酸酯含量从大到小为0%遮阴度＞25%遮阴度＞50%遮阴度＞75%遮阴度。

不同处理间白及块茎干质量、白及多糖与苹果酸酯含量极差分析结果表明（表6），种植方式对白及产量与有效成分影响最大，分别为块茎干质量＝534.65、白及多糖＝1.68、苹果酸酯＝1.57，其中覆膜栽培（A2）下白及的块茎产量与有效成分均值最高；50%遮阴处理（C3）下白及产量均值最大，块茎干质量＝155.22，25%遮阴处理（C2）下白及多糖含量均值最大，白及多糖＝2.02，0%遮阴处理（C1）下苹果酸酯含量均值最大，苹果酸酯＝0.92。综上所述，4种种植方式中，覆膜栽培为最优方式；从种植成本角度考虑，150 kg/hm2的施肥量最为合适；25%遮阴度处理对白及的产量与有效成分最为合适。

小写字母表示5%水平差异显著（P＜0.05）

表6 白及的块茎干质量、白及多糖与苹果酸酯含量极差分析

4 讨论

适当的种植方式和合理的施肥既能够促进植株生长发育，提高中药材种植的产量，还能改善药材品质。白及喜阴，因此适当的遮阴也必不可少[21]。3因素4水平正交设计方法科学，操作简单，大量节省试验次数，并能够较好地控制试验误差。

本研究结果表明，不同种植方式与栽培措施处理对白及生长发育产生极显著差异；种植方式、遮阴度对白及块茎干质量、多糖与苹果酸酯含量产生极显著影响。本实验中施肥量对白及块茎干质量、白及多糖与苹果酸酯含量影响不显著。当采用覆膜栽培（A2）时，白及块茎干质量[（1 784.51±100.01） kg/hm2]、多糖[（39.04±0.28）%]与苹果酸酯含量[（7.72±0.45）%]均达到最高；当采用25%遮阴处理（C2）时，多糖含量[（39.31±0.28）%]最高，0%遮阴处理（C1）的苹果酸酯含量[（7.61±0.83）%]最高。胡佳栋[22]在党参栽培中使用平地覆白膜后显著提升了党参总多糖含量，魏立萍等[23]采用垄作覆黑膜的种植方式使当归增产率达31.22%，且浸出物、阿魏酸含量均能符合药典要求。本研究中覆膜栽培也是最优的种植方式，“川及1号”的产量与主要有效成份含量显著优于其他3种种植方式，应是土壤覆膜后提高了早期土壤温度，增强了白及对土壤水分的利用效率，保持了土壤结构和微生态环境，提高了土壤供肥能力所致[24]。覆膜处理后，叶面积和须根鲜重极显著高于其它处理，为后期的产量和品质形成提供了良好的物质基础。

施肥量对根茎类中药材影响较大，在一定范围内根茎产量与施肥量呈正相关关系，如陈善波等[11]发现按0～450 kg/hm2的施肥范围内（N∶P2O5∶K2O15∶15∶15）白及块茎的产量呈上升趋势，450 kg/hm2时白及块茎的产量最大。但本实验中不同施肥量对白及产量及有效成分均无显著影响，主要原因为四川白及多于林下环境生长，其原生境土壤具有高含量有机质的特点，土壤肥沃[25-26]；在四川地区传统白及种植过程中，种植户于白及植株定植前，会采取大量施用有机肥的措施，如腐熟鸡粪、牛粪、腐殖质等，目的在于满足白及喜肥的特性[27]。本研究中选用的白及品种“川及1号”，是基于四川地区高肥水白及种植背景下选育的特色白及品种。药用植物仿野生种植技术开发中，需充分考虑药用植物原生境特点与其品种特性[28-30]，因而在试验开展前期，针对“川及1号”的高肥水需求特性，结合白及植物的原生境特点，对试验地土壤进行改良。根据主效应检验结果可知本试验中种植方式与遮阴度对白及产量及有效成分含量影响起主要作用；张长煜[12]在研究不同栽培措施下白及生长和次生代谢物含量时发现，不同施肥量仅对白及多糖含量影响显著，对白及形态指标、产量、苹果酸酯含量影响均不显著。基于“川及1号”高肥水需求特性与高肥力土壤种植背景下，种植方式与遮阴度的主效应很大程度的抵消了施肥量对白及产量及有效成分含量的影响。

前人研究充分证实林下植物一定程度的遮阴能够提高其产量与品质[31-33]，本研究中，不同遮阴度间白及块茎产量也存在显著差异，其中25%、50%遮阴处理高于0%、75%处理；不同遮阴度对白及多糖与苹果酸酯含量存在极显著影响，其中25%遮阴处理的白及多糖含量最高，0%遮阴处理的苹果酸酯含量最高；综合考虑可以25%遮阴处理作为白及规范化、规模化种植模式的参考栽培措施。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

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Influences of different planting methods and cultivation measures on the yield and effective components of

LIU Cheng-cai1, RAO Chun-mei2, SONG Chang-jun2, YU Ma1, PATAMUHAN·Abuduhelike1, DAI Ming-yue1, HOU Da-bing1, LONG Xiao-yan1, TANG Zhi-kang1

1. College of Life Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621000, China 2. Leshan Institute of Agricultural Sciences, Sichuan Province, Leshan 614000, China

The effects of different planting methods, shading and amount of fertilizer on the yield and quality ofwere studied. The optimum planting methods and cultivation management measures were determined, which will provide a scientific basis for theof GAP.In this study, the field experiment was carried out with three-factor and four-level orthogonal design to study the effects of planting methods, shading and fertilization on the yield, polysaccharide content and militarine content of 2-year-old.The different planting methods and cultivation measures has significant differences in the growth index of. The planting methods and shading have significant influence on the dry weight tuber, the content ofpolysaccharide and militarine, while the amount of fertilization has no significant influence. When the mulching cultivation(A2) was used, the dry weight of tuber (1 784.51±100.01) kg/hm2, polysaccharide (39.04 ± 0.28) % and militarine (7.72 ± 0.45)% ofare the highest. When the 25% (C2) shading treatment was used, the content of polysaccharide is (39.04 ± 0.28)%, and the 0% shading treatment (C1) of militarine is (7.61 ± 0.83)%.Different planting method and cultivation measures can change the yield and effective components of. The suitable planting method ofis mulching cultivation, adopting 25% shading treatment, and under the background of high fertility soil, 150 kg/hm2is the appropriate fertilizer amount.

(Thunb.) Reichb. f.; planting methods; shading; dry weight of tuber; polysaccharide; militarine

R286.2

A

0253 - 2670(2021)21 - 6669 - 08

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.21.025

2021-03-02

四川省重点研发计划（2018SZ0095）；四川省重点研发项目（2020YFS0327）；四川省科技创新苗子工程（2019-06）；四川省大学生创新创业训练计划项目（S201910619049）

刘成才（1997—），男，硕士研究生，主要从事名贵中药材种苗繁育技术研究。E-mail: 1290581112@qq.com.

唐志康，男，博士，副研究员，主要从事道地中药材资源评价与品种选育研究。Tel/Fax: (0816)6089523 E-mail: tzkyaan@swust.edu.cn

[责任编辑 时圣明]