张金文 贾维忠 任续伟
(陇西县农业技术推广中心,甘肃 陇西 748100)
桔梗为我国传统常用药食同源中药材,味苦、辛,性平,归肺经,具有宣肺、利咽、祛痰、排脓等功效,临床用于治疗咳嗽痰多、胸闷不畅、咽痛喑哑、肺痈吐脓,为清金化痰汤、托里消毒散、清肺汤及升陷汤等方剂配伍中的常用药。现代药理研究表明,桔梗皂苷D 对乳腺癌、肺癌、肝癌、前列腺癌及膀胱癌等多种肿瘤细胞的增殖具有抑制作用。
桔梗在我国南北方均有分布,因生长地不同将其分为南桔梗、北桔梗。其中,北桔梗主要产自河北省、辽宁省、吉林省、江苏省、山东省、内蒙古自治区、黑龙江省等华北、东北一带,南桔梗主要产自安徽省、江苏省、浙江省等长江以南地区。目前,市场上的桔梗药材主要来源于人工栽培,以内蒙古自治区、陕西省、河南省及东北地区种植面积较大;安徽省老产区受土壤重茬障碍及桔梗价格的影响,种植面积明显缩减。甘肃省定西市陇西县为了丰富当地药用植物品种,2002 年从安徽省太和县引进桔梗,在陇西药圃园进行驯化种植,探索桔梗在当地气候、土壤等环境条件下的生长发育规律和栽培技术。
在群体栽培条件下,由于群体密度和种植方式等不同,药用植物个体所占营养面积和生育环境不同,植株和器官生长存在差异,以营养器官根和根茎为产品的药用植物单株根数和单根鲜质量随栽植密度的增加而降低。过大或过小的移栽密度均会造成药材减产和根部药用价值降低,从而严重影响药农的经济收入。但目前针对甘肃省药用植物栽培密度的研究集中于纹党、当归等,针对桔梗的研究鲜见报端。因此,笔者在陇西县药圃园开展桔梗移栽密度试验,旨在为制订桔梗栽培技术规程和新品种推广策略提供理论依据。
试验于2020 年在陇西县首阳镇董家堡村(陇西药圃园)进行。该地地处中纬内陆,位于东经104°18′~104°54′、北纬34°50′~35°23′,海拔约1 800 m,属于温带大陆性季风气候,年平均气温7.7 ℃,年平均降雨量445.8 mm,年平均蒸发量1 440 mm,年平均日照时间2 292 h,年平均无霜期146 d。试验地地势平坦,土壤类型为壤土,有灌溉条件。土壤pH 值为8.17,碱解氮含量123.0 mg/kg,有效磷含量39.7 mg/kg,速效钾含量266.8 mg/kg,有机质含量12.97 g/kg。
供试桔梗种苗为陇西药圃园自产种苗,平均单根鲜质量6.00 g。试验基肥统一使用有机肥,667 m用量为240 kg,移栽前均匀撒施。4 月12 日移栽,田间管理方式同一般大田。11 月5 日割去地上茎秆,11月16 日采挖。
采用单因素随机区组设计,株行距设4 个处理(T,8 cm×20 cm;T,12 cm×20 cm;T,16 cm×20 cm;T,20 cm×20 cm),设4 个不同株距,3 次重复。小区面积10 m(2 m×5 m),小区间距20 cm,保护行宽1 m。
每小区试验采挖后测定小区鲜药材产量,折合计算667 m产量;每小区随机取20 根鲜药材,用游标卡尺测定桔梗芦头1 cm 处直径,用卷尺测量根长,计算直径和根长的平均值;每个处理随机取3 kg 样品,送至甘肃数字本草检验中心有限公司,检测桔梗皂苷D、浸出物的含量。
采用Microsoft Excel 2013、DPS 7.05 统计软件进行相关数据的处理与分析。
5 月上旬出苗率达10%,为出苗始期;5 月下旬出苗率达50%,为出苗普遍期;7 月中旬为始花期;8 月上旬为盛花期;8 月下旬为初果期;9 月中旬为盛果期。株高22 ~34 cm,叶片较小,茎秆为单株,少数分蘖为2 株;倒伏比较严重,10 月中旬倒伏率为93%。
3.2.1 移栽密度对桔梗直径的影响。从表1 可以看出,不同移栽密度对桔梗药材芦头1 cm 处直径影响较大,T、T、T、T处理芦头1 cm 处平均直径分别为19.58、22.19、25.03、25.98 mm,T处理较T、T、T处理分别增加32.69%、17.08%、3.80%。由此可以看出,桔梗芦头1 cm 处直径随移栽密度减小而增加。经方差分析得出,T、T处理与T、T处理桔梗芦头1 cm 处直径差异显著,T、T处理桔梗芦头1 cm 处直径变化不显著。
3.2.2 移栽密度对桔梗根长的影响。从表1 可以看出,不同移栽密度也会影响桔梗根长。T、T、T、T处理桔梗的平均根长分别为31.93、32.10、36.02、36.63 cm,T处 理 较T、T、T分 别 增 加14.72%、14.11%、1.69%。经方差分析,桔梗药材根长在高密度T和T、低密度T和T处理间无显著差异,但T、T处理桔梗根长较T、T处理增加显著。从单株来看,T处理(20 cm×20 cm)根长高于其他处理,说明密度越小,越有利于单株生长,可能是因为较大的株距有利于改善单株生长发育状况和扩大营养面积,改善后期的通风透光条件。
表1 不同移栽密度桔梗直径、根长、产量变化
3.2.3 移栽密度对桔梗产量的影响。从表1 可以看出,随着移栽密度的减小,桔梗鲜药材667 m产量呈下降趋势,T、T、T、T处理桔梗鲜药材667 m产 量 分 别 为1 024.78、872.71、868.59、795.92 kg。T处理桔 梗 鲜 药材667 m产量 较T、T、T处理分别增加17.43%、17.98%、28.75%,由此可以得出产量高低与桔梗移栽密度密切相关。方差分析表明,T处理与其他处理间667 m产量显著差异,T、T、T处理间667 m产量无显著性差异。随着移栽密度的减小,在根直径、根长增加的情况下,药材产量反而下降,应该与每小区移栽株数有关,T处理小区移栽株数为624 株,T、T、T处理小区移栽株数分别为416、312、249 株,因移栽株数的显著变化导致了产量的显著变化。
3.3.1 移栽密度对桔梗浸出物含量的影响。从表2 可以看出,不同移栽密度对桔梗浸出物含量有一定的影响,各处理浸出物含量均达到了《中华人民共和国药典》(2020 年版一部)对其含量的要求。T、T、T、T处理桔梗浸出物含量由高到低依次为T>T>T>T,T处 理 桔 梗 浸 出 物 含 量 达21.8%,较T、T、T处理分别高出24.57%、5.31%、2.35%。随着移栽株距的变大,各处理浸出物含量呈递增趋势,可能是因为单位面积移栽株数减少,有利于单株光合作用及营养吸收,促进了桔梗浸出物含量积累。
3.3.2 移栽密度对桔梗皂苷D 含量的影响。桔梗皂苷是桔梗的药效学成分,总皂苷含量代表了桔梗药材的质量。而桔梗皂苷D 为桔梗的主要皂苷之一,是桔梗及其制品质量控制的指标性成分。从表2 可以看出,不同移栽密度对桔梗皂苷D 含量有一定的影响,各处理桔梗皂苷D 含量均达到了《中华人民共和国药典》(2020 年版一部)对其含量的要求。桔梗皂苷D 含量由高到低依次为T>T>T=T。T处理桔梗皂苷D 含量达0.24%,较T、T、T分别高出9.09%、9.09%、4.35%。由此可以看出,随着移栽密度的减小,桔梗皂苷D 含量呈增加趋势,可能是因为移栽密度减小,单位面积株数减少,利于桔梗通风透气,可吸收光照的面积增大,促进了桔梗皂苷D 含量积累。
表2 不同移栽密度对桔梗主要化学成分含量的影响
研究结果表明,桔梗生长量(芦头1 cm 处直径、根长、鲜药材产量)、浸出物和桔梗皂苷D 含量受移栽密度影响较大。T处理桔梗药材芦头1 cm 处直径最大,根长也最大,芦头1 cm 处直径和根长随移栽密度减小而增加。桔梗鲜药材667 m产量随移栽密度减小而减少,T处理桔梗鲜药材667 m产量最高,且T、T、T处理相比T处理显著减产。T处理桔梗浸出物含量最高,随着移栽株距的变大,浸出物含量呈递增趋势;不同移栽密度对桔梗皂苷D 含量的影响也较大,随着移栽密度的减小,桔梗皂苷D 含量也呈增加趋势。虽然桔梗浸出物含量和皂苷D 含量随着移栽密度减小而增加,但在高密度T处理下,这两项指标也均高出《中华人民共和国药典》规定的要求。因此,在桔梗浸出物和皂苷D 含量达到要求的情况下,考虑桔梗生产的经济效益,建议陇西县及周边县(区)桔梗移栽株行距控制在8 cm×20 cm。
探索适当的栽培密度,正确处理个体发育与群体发育的关系,才能达到个体充分发育、群体生物产量增长的目的。孙紫铭研究表明,增大栽植密度可以有效地提高桔梗的单位面积产量;宁书菊等研究表明,栽植密度会显著影响桔梗根长、根直径、单株干质量等,高密度条件下单株发育较差、生长生理指标显著下降,低密度条件下单株发育良好、生长生理指标较高,但单位面积生物产量较低。该试验条件下,移栽密度大的处理鲜药材产量显著高于移栽密度小的处理,结论和孙紫铭、宁书菊等的研究结果一致。另外,耿慧云等研究表明,桔梗皂苷D 含量随密度增加而增加,这与该试验结果相反。因此,应对桔梗药材浸出物和桔梗皂苷D 含量在不同移栽密度下的变化规律进一步做验证试验。