不同覆膜栽培方式对黄芪产量的影响研究.pdf

收稿日期:2023-10-19作者简介:纪晓玲(1969),女,陕西定边人,教授,主要从事旱区农作物节水技术研究。基金项目:中央引导地方科技发展基金陕西省工程技术研究中心项目(2022ZY2-GCZX-05);陕西省农业农村厅科技创新驱动项目(2022NYT01);榆林市科技局产学研合作项目(CXY-2021-83)不同覆膜栽培方式对黄芪产量的影响研究纪晓玲1,毛 端1,唐明辉1,韩 翠2,刘娇娇1,郑随军2(1.榆林学院 生命科学学院,陕西 榆林 719000;2.榆林市中药材品质鉴定与检测检验重点实验室,陕西 榆林 719000)摘 要:为探索适宜榆林黄芪的移栽栽培方式,以黄芪为研究对象,设置起垄栽培(QL)、膜际栽培(MJ)、双垄沟栽培(SL)和露地栽培(CK)4 个处理。分析 CK、QL、MJ、SL 对黄芪土壤温度、土壤含水量、农艺性状、干物质量和产量的影响。结果表明:520 cm 土壤温度,返青期 MJ 和 QL 同温,比 SL、CK 分别增温 0.25、1,花期 MJ 比 QL、SL、CK 温度分别降 0.75、2.63、0.125;060 cm 全生育期土壤含水量,MJ 比 QL、SL、CK 高 2%、2%、14%;株高和冠幅,荚果期 MJ 显著高于 QL、SL 和 CK,茎粗 MJ显著高于 CK,与 QL、SL 无显著性差异,比 QL、SL 增粗 0.22 mm、0.71 mm;干物质量,MJ 显著高于其他3 个处理;主根长、根鲜重、根干重、总根数,MJ 显著高于 QL、SL 和 CK,MJ 产量显著高于 SL 和 CK,与QL 无显著性差异,较 QL、SL 和 CK 分别增产 2%、20%、18%。综上,MJ 为榆林平栽黄芪适宜的栽培方式。关键词:黄芪;栽培方式;土壤温度;土壤含水量;产量中图分类号:S567.23 文献标志码:A 文章编号:1008-3871(2024)02-0041-05DOI:10.16752/ki.jylu.2024.02.009 黄芪为豆科植物蒙古黄芪 Astragalus memeranaceus(Fisch.)Bge.Var.mongholicus(Bge.)Hsiao 或膜荚 黄 芪 A.membranaceus(Fisch.)Bge.的 干 燥根1。“千年药乡”“著名黄芪之乡”是榆林子洲的美誉,且种植面积高达 15 万亩,年产 1.2 万吨。其药理学价值在国内市场需求量相对较大,且野生黄芪产量供不应求,人工栽培黄芪增多,黄芪种植产业受到关注2。目前黄芪栽培方式仍以传统栽培方式为主,缺乏规范的栽培技术和关键技术控制点参数,各地生长的黄芪良莠不齐,黄芪质量也不稳定3。覆膜栽培具有显著的增温保墒增产作用,有效增加作物产量,提高旱地农田水肥利用率,改善土壤水、肥、气、热等效应,其经济效益和社会效益都较高4。常用的地膜覆盖种植技术有膜垄边际5-6、双垄沟栽培7、全膜覆盖8等,都有促进农作物生长发育、增产、增效的优势。本试验筛选 4 种不同栽培方式对黄芪生长及产量的影响。选出榆林最适合黄芪生长增产的栽培方式,为黄芪的栽培方式的选择提供数据支撑和理论技术指导。1 材料与方法 1.1 试验地概况试验开展于榆阳区榆林国家现代农业科技示范园进行(1097961E,383808N)。海拔高 1 101 m,2022 年平均温度 10.5,年降水量 592.5 mm,且主要集中在 78 月份,蒸发量 1 211 mm,无霜期为 146 d,试验地的土壤为黄绵土,前茬作物为款冬花,种前取 0 30 cm 耕层土测得有机质为2.61 gkg-1,速效磷为 26.4 mgkg-1,速效钾为 84.1 mgkg-1,水解氮为 66.4 mgkg-1,土壤pH 8。1.2 试验材料与设计供试材料为内蒙包头市固阳县下湿壕镇一年生种苗。本试验采用随机区组试验设计,设置露地栽培(CK):开沟平栽黄芪;起垄栽培(QL):垄高 10 cm,垄宽 30 cm,垂直于垄深 20 cm 处种植,地膜距芦头2024 年 3 月第 34 卷 第 2 期榆 林 学 院 学 报JOURNAL OF YULIN UNIVERSITYMar.2024Vol.34 No.235 cm;膜际栽培(MJ):垄高 10 cm,垄宽 30 cm,平行于垄 1015 cm 处种植,苗离地膜 35 cm 处;双垄沟栽培(SL):小垄高 15 cm、宽 10 cm,大垄高 10 cm、宽 20 cm,形成“W”型 40 cm 垄宽,垂直沟内 510 cm 处种植。重复 4 次。固定株行距 18 cm30 cm。小区面积 9 m2(3 m3 m),种植密度 185 180株/hm2。统一覆宽 50 cm、厚 0.01 cm 的白膜,施肥、灌溉、除草与当地保持一致。1.3 指标测定及方法1.3.1 土壤温度及水分的测定 土壤温度:测量苗期至花期各处理,用地温计对5 cm、10 cm、15 cm、20 cm 的土壤深度进行测定,CK 处理的地温计放于两株黄芪之间;QL、MJ 处理的地温计放于两株黄芪之间紧挨地膜处;SL 处理的地温计放于膜上小垄和大垄垂直沟,两株黄芪之间;于11:0012:30 对各处理测定。土壤含水量:测量返青期至收获期各处理每 15天/次,土钻对各处理 060 cm 深土层分层取样,隔10 cm 为 1 层,用铝盒分别装样土进行称重,运用烘干法进行测定,放入 105 烘箱中烘干至恒重,进行称量。土壤含水量 W(%)=(M1-M2)/(M2-M)100%其中,W 为土壤含水量,%,M 为铝盒重量,g,M 1为鲜土重量和铝盒重量之和,g;M 2 为干土重量和铝盒重量之和,g。1.3.2 黄芪农艺性状测定 株高、冠幅用钢尺进行测量,茎粗用游标卡尺测定,随机测量长势一致的 5 株黄芪。1.3.3 生物量和产量测定 生物量:茎叶分离后用烘干法 105 杀青 80 烘干分别进行称量;产量:各处理进行全部采挖分解,称量鲜根重量;并测定 5 株标记个体指标,包括植株主根长,单根鲜重,单根干重,总根数等产量性状指标,根长用钢尺进行测量,单根鲜重用电子天平称量,单根干重经 60 烘干后恒温称量,总根数用统计法测定。1.4 数据处理试验数据的分析处理主要是 Microsoft Excel 2013、SPSS 22 等软件进行平均值、标准误的分析,Origin 21 进行作图。2 结果与分析 2.1 不同栽培方式对黄芪土壤温度和土壤水分的影响2.1.1 不同栽培方式对黄芪土壤温度的影响 返青期土壤 5 cm 温度受覆盖影响,MJ、QL、SL比 CK 增温 1、2、3,花期土壤 5 cm 温度受冠幅影响,MJ、QL、SL 比 CK 增温-1、1.5、5.5;土壤 10 cm 温度,返青期 MJ 比 QL、SL 和 CK 分别增温 1、1 和 1,花期 MJ 比 QL、SL 和 CK分别增温-1、-4、-1;土壤 15 cm 温度,返青期 MJ 和 SL 比 QL、CK 分别增温-1、1,花期MJ 和 QL 比 SL、CK 分别增温-3、1;土壤 20 cm 温度,返青期 MJ 比 QL、SL 和 CK 分别增温1、2、1,花期 MJ 和 SL 比 QL、CK 分别增温 0.5、0.5。平栽黄芪根主要分布在 1015 cm,返青期覆膜栽培方式升温效应比露地明显,为黄芪提供适宜向上伸长生长的温度,防止出现春冻使根系破裂、休眠等;花期时降温效应使黄芪根系不受高温危害,防止根系萎焉、干枯;MJ 返青期增温花期降温,更有利于促进黄芪生长。图 1 黄芪返青期和花期 520 cm 土壤温度2.1.2 不同栽培方式对黄芪土壤含水量的影响图 2 土壤深度 060 cm 土壤含水量黄芪全生育期各处理的土壤含水量见图 2。运用 1.3.1 土壤含水量公式计算,分别算出各处理土壤含水量,060 cm 全生育期 MJ 比 QL、SL、CK 土壤含水量高 2%、2%、14%,020 cm 花期后期-荚果期前期,土壤水分趋幅出现波动,MJ 和 QL 土壤含水量比 SL 和 CK 高,SL 土壤含水量最低代表其渗透力低。2040 cm 荚果期-收获期土壤含水量整体降低,MJ、QL、SL 土壤含水量比 CK 高,说明覆膜栽培比 CK 能更好地锁住土壤水分,4060 cm 收获24榆林学院学报 2024 年第 2 期(总第 172 期)期 MJ 土壤含水量比 QL、SL 和 CK 高,且 MJSLQLCK。黄芪根吸水层在 20 cm,覆膜栽培比 CK 保水能力强,花期 020 cm 的土壤含水量 MJ 比 QL、SL、CK 高 0.39%、1.78%、2.01%;花期为全生育期最大耗水量时期,MJ 为黄芪提供充足生长消耗水使其茁壮生长,为黄芪地上地下生长创造优良条件。2.2 不同栽培方式对黄芪农艺性状的影响株高、茎粗和冠幅是植物重要的农艺性状指标,其大小能反映植物长势和有机物的积累情况。表 1显示,不同栽培处理下荚果期 MJ 株高、茎粗和冠幅值最大,分别为 49.97 cm、5.95 mm、54.72 cm,分别比 CK 高 15%、18%、13%,比 QL 高 10%、4%、22%,比 SL 高 4%、14%、27%。返青期株高 QL、MJ、SL 分别较 CK 提高了 4%、10%、27%;花期株高 MJ 显著高于 CK(P 0.05),与 QL、SL 无显著性差异,但 MJ较 QL、SL 增高 0.74 cm、0.57 cm;荚果期株高 MJ 较CK、QL、SL 呈显著性差异(P 0.05)。返青期茎粗MJ、QL、SL 分别较 CK 提高了 21%、14%、9%;花期MJ、QL、SL 分别较 CK 提高了 5%、11%、6%;荚果期MJ 显著高于 CK(P 0.05),与 QL、SL 无显著性差异,比 QL、SL 增粗 0.22 mm、0.71 mm。花期冠幅MJ、QL、CK 较 SL 有显著性(P 0.05),MJ、QL 分别较 CK 提高了 2%、18%;荚果期 MJ 较 QL、SL、CK 冠幅有显著性差异(P 0.05);表明覆膜处理较 CK能显著促进黄芪地上部分的伸长生长,为干物质量奠定基础。表 1 返青期到花期不同栽培方式黄芪的农艺性状处理返青期花期荚果期株高/cmCK3.620.72a26.440.66b42.880.85dQL3.750.73a33.890.78a47.750.87bMJ3.990.45a34.630.76a49.470.78aSL4.60.6a34.060.83a44.970.58c茎粗/mmCK3.350.28a4.290.08a5.030.59bQL3.820.86a4.780.78a5.730.1abMJ4.050.83a4.520.45a5.950.66aSL3.640.15a4.550.27a5.240.11ab冠幅/cmCK26.550.53b48.590.69bQL31.380.78a44.410.73cMJ27.130.78b54.720.6aSL20.590.83c41.630.66d注:同一列不同字母表示各处理间的差异显著(P0.05),下同。2.3 不同栽培方式对黄芪干物质量和产量的影响表 2 显示,MJ 主根长最长 59.06 cm,MJ 较 QL、SL 有显著性(P 0.05),MJ、QL、SL 分别较 CK 提高了 12%、1%、7%;MJ 根鲜重较 CK、QL、SL 有显著性差异(P 0.05),MJ 比 QL、SL、CK 重 9.5 g、13.66 g、12.7 g;MJ、QL、SL 根干重较 CK 有显著性(P0.05);总根数 MJ 处理最多为 146 根,MJ、QL、CK与 SL 呈显著性差异(P 0.05),MJ 与 QL、CK 无显著性差异,MJ 总根数比 QL、CK 多 3 根、27 根。表 2 不同栽培方式黄芪产量性状指标处理主根长/cm根鲜重/g根干重/g总根数CK52.660.69c28.080.48c16.790.89b11917.13abQL56.310.55b30.750.7b17.330.85b14316.13aMJ59.060.52a40.250.84a23.570.77a14622.08aSL53.130.66c26.590.83d16.40.8b10624.51b 由表 3 可知,MJ 茎叶鲜重较 CK、QL、SL 有显著性差异(P 0.05);MJ 茎叶干重较 CK、QL、SL 有显著性(P 0.05);MJ 产量最大 5 579.86 kg/hm2,MJ、QL 较 SL、CK 呈显著性(P 671 mm)年,垄沟播种保水效果不显著,平水年产量增加 13%43%(降雨量 492671 mm),缺水年产量下降 16%(降雨量492 mm),韩云良等11与本研究结果一致,2022 年属于丰水年降雨丰沛,SL 渗透能力差土壤含水量低,不为能黄芪提供生长所需水分致使黄芪干枯死亡,MJ 渗透能力最明显;花期为黄芪最大耗水量时期,本研究中花期 020 cm 的土壤含水量MJ 比 QL、SL、CK 高 0.39%、1.78%、2.01%,MJ 为黄芪提供适宜温度的同时也满足生长消耗水,为黄芪地上地下生长提供良好环境奠定黄芪干物质和产量。株高、茎粗和冠幅是黄芪重要的农艺性状指标,其干物质的积累与转运直接影响到黄芪的产量和品质12。在不同栽培方式中覆盖栽培升温快保水能力强,满足黄芪返青期所需的温度和水分,加速植株生长。张雪13表明播种期、种植密度、土壤、水分、施肥、产地等栽培因素均对黄芪的产量和品质具有一定的影响。高宇等14试验得出地膜垄作模式下黄芪产量居第一位,667 m2产量 896.67 kg,比对照露地平作 667 m2产量 707.51 kg 增产 189.16 kg,增长率 26.73%。与本研究结果一致,MJ 产量最大5 579.86 kg/hm2,MJ 比 QL、SL、CK 提高了 2%、20%、18%。适宜的地温和水分为黄芪地上地下伸长生长提供有利的条件,促进黄芪干物质量和产量积累量的增加。4 结论研究结果得出,适宜的温度和水分为黄芪农艺性状及产量打好基础,覆膜栽培技术中 MJ 的土壤温度、土壤水分、农艺性状、干物质量和产量优异,发育环境适宜,为黄芪地上和地下生长提供充足空间和条件,干物质量大,主根较长,单根重较重,总根数多,产量高;MJ 栽培方式更适于榆林地区黄芪种植,获得高产品相好的黄芪。参考文献:1国家药典委员会.中华人民共和国药典M.北京:中国医药科技出版社,2020:315.2陈梦妮,李永山,王慧,等.黄芪高产高效栽培技术J.青海农技推广,2022(2):10-11+22.3胡佳栋.栽培措施对党参生长和有效成分含量影响研究D.杨凌:西北农林科技大学,2019.4白雪.不同类型地膜覆盖下的玉米农田生态效应研究D.大同:山西大学,2018.5纪晓玲,张雄,张静,等.不同覆盖方式对马铃薯光合特性及产量的影响J.西北农业学报,2018,27(6):819-825.6张静,王雯,纪晓玲,等.不同覆盖方式对黑豆光合速率及产量的影响J.榆林学院学报,2018,28(4):5-7.7李娟娣,王凤仁,窦雪婷,等.马铃薯产量及经济效益对双垄沟黑膜覆盖的响应J.农业科技与信息,2021,629(24):48-50.8刘德才,刘金艳.全膜双垄沟播玉米优质绿色环保种植技术J.农业开发与装备,2023,253(1):221-222.9徐蓉蓉,高静,任炳浩,等.温度对干旱、盐胁迫下两种黄芪属种子萌发和幼苗生长的影响J.生态学杂志,2020,39(9):2930-2943.44榆林学院学报 2024 年第 2 期(总第 172 期)10王荣堂,王有宁,董秀荣.地膜覆盖棉花、玉米、大豆生育盛期的降温效应J.生态学报,2003,23(8):1667-1672.11韩云良,胡迎春,张宁宁,等.覆膜时期和方式对黄土高原春玉米耗水特性和产量的影响J.西北农业学报,2018,27(3):362-371.12张英英,施志国,魏廷邦,等.河西干旱区蒙古黄芪干物质积累及养分吸收规律研究J.中药材,2021,44(1):13-18.13张雪.栽培因素对黄芪产量和品质的影响研究进展J.农业科技与装备,2021(3):58-59.14高宇,任永峰,尹秀兰,等.旱作作物垄膜种植增温作用及增产效应研究J.土壤通报,2017,48(3):589-596.(责任编辑:邵治亮)Effect of Different Mulching Cultivation Methods on the Yield of Astragalus chinensisJI Xiao-ling1,MAO Duan1,TANG Ming-hui1,HAN Cui2,LIU Jiao-jiao1,ZHENG Sui-jun2(1.School of Life Sciences,Yulin University,Yulin 719000,China;2.Yulin Key Laboratory of Chinese Medicina Quality Identification and Test,Yulin 719000,China)Abstract:In order to explore suitable transplanting methods for Astragalus in Yulin,this study set up four treat-ments,namely,ridge cultivation(QL),inter-membrane cultivation(MJ),double-monopoly furrow cultivation(SL),and open field cultivation(CK).The effects of CK,QL,MJ and SL on soil temperature,soil moisture con-tent,agronomic traits,dry matter quality and yield of Astragalus were studied.The results showed that about 520 cm soil temperature,MJ and QL were the same temperature during the greening period,which increased 0.25 and 1 than SL and CK,respectively,and the temperature of MJ during the flowering period decreased 0.75,2.63,and 0.125 compared with that of QL,SL,and CK,respectively;soil water content during the whole life span of 060 cm was 2%,2%,and 14%higher in MJ than that of QL,SL,and CK;plant height and crown width during the podding period were significantly higher in MJ than that in QL,SL,and CK.MJ was significantly higher than QL,SL and CK;stem thickness,MJ was significantly higher than CK,with no significant difference with QL and SL,and 0.22 mm and 0.71 mm thicker than QL and SL;about dry matter mass,MJ was significantly higher than the other three treatments;about primary root length,root fresh weight,root dry weight,and total root number,MJ was significantly higher than QL,SL and CK;MJ yield was significantly higher than SL and CK,with no significant difference with QL,and increased yield by 2%,20%and 18%compared with QL,SL and CK,respectively.In con-clusion,MJ is a suitable cultivation method for Astragalus in Yulin.Key words:Astragalus;cultivation practices;soil temperature;soil moisture content;yield54纪晓玲,毛 端,唐明辉,韩 翠,刘娇娇,郑随军:不同覆膜栽培方式对黄芪产量的影响研究