海拔与定植密度对宜昌市东当归生长和产量的影响

杨迎春，李云飞，姚玉玲，李念祖，费甫华，杨 昊，李蓉芳

（1.宜昌市农业科学研究院，湖北宜昌 443004；2.平村众赢（湖北）药业有限公司，湖北宜昌 443100）

东当归［Angelica acutiloba（Sieb.et Zucc.）Kitagawa］别名大和当归、日本当归、大深当归、延边当归，与当归［Angelica sinensis（Oliv.）Diels.］同为伞形科当归属植物，其干燥根为日本药用当归［1］。东当归含有阿魏酸、挥发油和棕榈酸等化学成分，具有抗炎镇痛、补血活血、调经止痛和润肠通便等功效［2-4］。20 世纪70 年代中国从日本引入东当归，栽培于吉林省延吉市，发展成为朝鲜族民族药材，现在延边朝鲜族自治州大范围种植，在四川等地也有栽培［2，5］。

湖北省地理和气候条件优越，拥有悠久的中药材栽培历史，初步形成了以武陵山、大别山和秦巴山为核心的中药材种植区，是全国中药材资源大省［6，7］。日本市场上东当归需求量大，2019 年平村众赢（湖北）药业有限公司将东当归引种到湖北省宜昌市夷陵区和宜都市试种［8，9］。由于东当归在中国的栽培范围有限，有关其栽培技术的研究报道很少［9，10］，且由于地区差异性，现有栽培地区的种植经验无法适用。海拔和定植密度显著影响当归属植物的生长过程［9，11］，本研究通过探究海拔和定植密度对湖北省宜昌市东当归生长和产量的影响，对适宜定植的海拔高度和密度水平进行选择，以期为该地区提供优质高产栽培技术标准。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地分别位于湖北省宜昌市梁山村和秀水坪村。梁山村试验地（111.24°E，30.28°N）海拔为600 m，年降雨量为1 230 mm，年平均气温为16.3 ℃，无霜期为273 d，前茬作物为玉米。秀水坪村试验地（111.08°E，31.15°N）海拔为1 100 m，年降雨量为1 400 mm，年平均气温为15.7 ℃，无霜期为271.9 d，前茬作物为玉米。

1.2 供试材料

供试东当归种子由平村众赢（湖北）药业有限公司提供，于2020 年8 月播种，2021 年3 月移栽。选取株高和茎粗一致、无腐烂和虫蛀现象、生长健壮的一年生种苗移栽，苗龄180 d，茎粗0.5 cm，株高3～10 cm。整地时施3 000 kg/hm2有机肥（有机质≥45%，总养分≥5%，有效活菌数≥0.5 亿/g）和1 500 kg/hm2硫酸钾型复合肥（总养分≥45%，15-15-15）作为基肥，封行后，分别于6 月下旬和9 月上旬追施600 kg/hm2高钾复合肥（总养分≥45%，18-7-20）。

1.3 试验设计

试验设海拔和定植密度2 个变量，同一海拔采用随机区组试验设计。设置2个海拔水平：A1（600 m）和A2（1 100 m）；设置3 个定植密度水平：D1（30 cm×40 cm）、D2（35 cm×40 cm）、D3（40 cm×40 cm）。起垄栽培，垄高30 cm，垄宽60 cm，垄间距40 cm，每垄种植2 行，品字形穴栽，覆银色反光薄膜。D1、D2、D3定植密度下，东当归定植数量分别为66 667、57 143、50 000 株/hm2。共6 个处理（A1D1、A1D2、A1D3、A2D1、A2D2、A2D3），每个处理设3 个重复小区。

1.4 方法

利用S 形取样法，于2021 年5 月21 日（生长旺盛期）和2021 年9 月21 日（根膨大期）随机取样，每个小区观测并记录20 株东当归的株高和茎秆数。于2021 年12 月初采收期随机采挖，摘除叶片、抖落根上土壤，每个小区测量20 株东当归的单株鲜根重，根据定植密度折算鲜根产量。

1.5 数据分析

使用Microsoft Excel 2019 软件整理数据，利用SPSS 22.0 软件进行方差分析和Pearson 相关性分析，选用Duncan 法进行多重比较，数据均为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 不同海拔与定植密度对东当归地上部分生长的影响

2.1.1 东当归生长旺盛期地上部分生长状况 东当归生长旺盛期株高和茎秆数结果见表1。各不同处理条件下，东当归生长旺盛期株高为8.41～14.80 cm，茎秆数为3.78～5.38个。根据方差分析结果，600 m海拔、35 cm×40 cm定植密度处理下，东当归生长旺盛期地上部分生长势较旺，株高为所有处理中最高，为14.80 cm，茎秆数较多，为5.20个；1 100 m海拔、30 cm×40 cm定植密度处理下，东当归生长旺盛期地上部生长势最差，株高和茎秆数均为所有处理中最小。

双因素方差分析结果（表1）表明，海拔极显著影响生长旺盛期株高和茎秆数；定植密度极显著影响生长旺盛期株高，对生长旺盛期茎秆数无显著影响；海拔和定植密度的交互作用显著影响生长旺盛期株高和茎秆数。综上，600 m 海拔处理下，茎秆数更多；35 cm×40 cm 定植密度处理下，株高较高。

2.1.2 东当归根膨大期地上部分生长状况 9 月东当归地上部分基本停止生长，叶片同化养分大量向地下根部输送，促进根部膨大，此时期统计数据可以展现地上部分生长的总体状况，结果见表1。不同处理条件下，东当归根膨大期株高为33.35～42.75 cm，茎秆数为9.05～10.95 个。方差分析结果（表1）显示，1 100 m 海拔、35 cm×40 cm 和40 cm×40 cm 定植密度处理下，株高较高，分别为42.75、42.65 cm；600 m 海拔、30 cm×40 cm 定植密度处理下，株高最低，为33.35 cm，且与600 m 海拔、40 cm×40 cm 定植密度处理之间无显著差异。不同处理下，茎秆数之间无显著差异。

双因素方差分析结果（表1）显示，海拔极显著影响根膨大期株高，对茎秆数无显著影响；定植密度极显著影响根膨大期株高，显著影响根膨大期茎秆数；海拔和定植密度的交互作用对东当归地上部分生长无显著影响。因此，进一步分析海拔与定植密度的主效应，结果见表2。不同海拔水平下，根膨大期株高表现为1 100 m＞600 m，差异显著，前者较后者提高14.9%；根膨大期茎秆数之间无显著差异。不同定植密度水平下，根膨大期株高表现为35 cm×40 cm＞40 cm×40 cm＞30 cm×40 cm，前两者显著高于后者，最高值较最低值提高13.8%；根膨大期茎秆数表现为40 cm×40 cm＞35 cm×40 cm＞30 cm×40 cm，最高值较最低值提高18.4%。

表2 海拔与定植密度对东当归根膨大期地上部分生长的主效应分析

2.2 不同海拔与定植密度对东当归地下部分产量的影响

不同处理下东当归地下部分产量数据见表3。各不同处理条件下，东当归单株鲜根重为197.50～265.26 g，折合鲜根产量为10 916.67～16 725.66 kg/hm2。方差分析结果（表3）显示，1 100 m 海拔下的3 个处理与600 m 海拔、40 cm×40 cm 定植密度处理之间单株鲜根重无显著差异，为218.33～265.26 g，在所有处理中单株鲜根重较大，较其他处理增加了6.1%～34.3%。600 m 海拔、35 cm×40 cm 定植密度处理下单株鲜根重最小，为197.50 g。东当归折合鲜根产量方差分析结果（表3）显示，1 100 m 海拔、30 cm×40 cm 和35 cm×40 cm 定植密度处理下，折合鲜根产量之间无显著差异，为15 157.83～16 725.66 kg/hm2，在所有处理中较大，较其他处理提高了10.5%～53.2%；600 m 海拔、40 cm×40 cm 定植密度处理下折合鲜根产量最低，为10 916.67 kg/hm2。

表3 不同海拔与定植密度对东当归产量的影响

双因素方差分析结果（表3）显示，海拔极显著影响东当归单株鲜根重和折合鲜根产量；定植密度极显著影响东当归折合鲜根产量，对单株鲜根重无显著影响；海拔和定植密度的交互作用对东当归单株鲜根重和折合鲜根产量均无显著影响。因此，海拔与定植密度的主效应被进一步分析，结果见表4。不同海拔水平下，东当归单株鲜根重和折合鲜根产量均表现为1 100 m＞600 m，前者较后者分别增加了23.8%、24.0%。不同定植密度水平下，折合鲜根产量表现为30 cm×40 cm＞35 cm×40 cm＞40 cm×40 cm，前者显著高于后两者；单株鲜根重之间无显著差异。

表4 海拔与定植密度对东当归产量指标的主效应分析

2.3 东当归地下部分产量指标与地上部分生长指标间相关性分析

由表5 可知，东当归单株鲜根重和折合鲜根产量均与生长旺盛期茎秆数之间呈显著负相关关系，且相关性强，相关性系数分别为-0.868 和-0.820。东当归折合鲜根产量与生长旺盛期株高、根膨大期株高和茎秆数之间无显著相关性。

表5 东当归产量指标与生长指标间相关性分析

3 小结与讨论

本研究结果表明，海拔对东当归地上部分生长和产量具有显著影响。低海拔（600 m）更有利于东当归生长旺盛期地上部分生长，茎秆数更多。但是，从整个生长期来看，高海拔（1 100 m）更利于东当归地上部分养分积累，根膨大期株高更高，进一步促进了地下部分产量的形成，采收期单株鲜根重和折合鲜根产量更高。当归和东当归都是当归属植物，生长习性相近，对当归的相关研究表明，适当提高海拔有利于当归地上部分生长，但海拔过高时，当归株高和叶片数与海拔呈极显著负相关关系［11，12］。此外，随海拔高度升高，当归鲜根重呈先上升后下降的趋势［12-14］，这与本研究结论基本一致，说明一定范围的高海拔适宜东当归生长，下一步有必要继续增加海拔梯度进行试验，以确定适宜宜昌市东当归种植的海拔范围。

本研究中，定植密度显著影响东当归地上部分生长，对单株产量影响不大，对总产量影响显著。综合来看，中密度（35 cm×40 cm）和低密度（40 cm×40 cm）定植，东当归地上部分生长更旺盛。所有密度处理对单株鲜根重均无显著影响，但高密度（30 cm×40 cm）种植时，折合鲜根产量最高，而中（35 cm×40 cm）、低（40 cm×40 cm）密度处理下的折合鲜根产量之间无显著差异，均显著低于前者。蒋祺等［9，10］对攀枝花市东当归栽培技术的研究表明，当定植密度为40 cm×40 cm 时，东当归地上部分生长速度最快，而低于或高于这一密度定植时，生长速度减慢；定植密度过高（20 cm×20 cm）时，东当归单株产量显著降低，而其他定植密度（30 cm×30 cm、40 cm×40 cm、50 cm×50 cm）下的单株产量之间差异不明显。这与本研究的结论基本一致，定植密度过高不利于东当归地上部分生长，并且定植密度在一定范围内变化时对东当归单株产量的影响不显著。因此，有必要增加定植密度梯度进行进一步试验，确定适宜宜昌市种植的定植密度范围。

东当归根部是产量来源，生长旺盛期养分主要向地上部分积累，达到有效积温水平后进入根膨大期，地上部分养分快速向根部转移。地上部分养分积累有利于根部产量形成。本研究中，东当归单株鲜根重和折合鲜根产量与生长旺盛期茎秆数呈显著的强负相关关系，这可能是因为地上部分生长过于旺盛，影响了后期养分回流。

根据海拔和定植密度对东当归地下部分产量的综合影响，为使单株产量和总产量较高，宜昌市适宜在高海拔（1 100 m）地区以30 cm×40 cm 密度定植东当归，下一步还需增加海拔和定植密度试验梯度，以进一步探索适宜种植的条件范围。