鄧輝洪, 曹滸, 徐雪嬌*, 宋鵬, 張孟楠, 唐秀, 魏方波, 陳小莉
1. 開江縣林業(yè)科研所,四川 開江 635250;
2. 四川省林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃院,四川 成都 610000;
3. 四川省林業(yè)科學(xué)研究院,四川 成都 610000;
4. 開江縣國有林場,四川 開江 636250
銀杏(Ginkgo bilobaL.)是中國特有的珍貴孑遺植物,具有很高的經(jīng)濟(jì)價值和藥用價值。國際上,無論是臨床醫(yī)療[1],還是學(xué)術(shù)研究方面,銀杏葉提取物制劑被廣泛報道用于預(yù)防和治療心腦血管疾病[2-4],抗腫瘤[5-6],抑制老年癡呆、癲癇等精神疾病的發(fā)生[7-8],以及控制糖尿病病情[9]等方面。近年來,隨著國際國內(nèi)業(yè)界對銀杏葉提取物不斷深入研究,使得銀杏葉的生產(chǎn)和利用成為熱點(diǎn),制藥商對銀杏葉產(chǎn)量的需求和質(zhì)量的要求也不斷提升。而銀杏葉原材料主要來自中國,國內(nèi)各地運(yùn)用矮化密植等技術(shù)一定程度上提升了銀杏葉的質(zhì)量和產(chǎn)量[10-13],但在葉用銀杏栽培技術(shù)方面能直接用于指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)成果仍然相對較少。由于一些地方種植葉用銀杏缺乏技術(shù)支撐,管理隨意,造成所產(chǎn)出的銀杏葉產(chǎn)量和品質(zhì)同國際要求相比,存在很大差距[14]。尤其是銀杏葉產(chǎn)量不足,遠(yuǎn)達(dá)不到工業(yè)生產(chǎn)需求,導(dǎo)致了人力、物力和財力等資源利用不充分,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益發(fā)揮不理想。因此,在葉用銀杏的種植過程中,需著力解決規(guī)范化問題,用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)建立種植基地,方能產(chǎn)出質(zhì)優(yōu)、高產(chǎn)的銀杏葉原材料[15]。本文以四川省開江縣葉用銀杏為研究對象,通過對不同栽植密度的葉用銀杏試驗(yàn)田連續(xù)3年的管理、觀測和分析,提出了適應(yīng)于當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境和立地條件下的合理密度調(diào)控建議,旨在提高當(dāng)?shù)厝~用銀杏種植的產(chǎn)量,以期為生產(chǎn)決策提供相應(yīng)科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)地設(shè)在四川省開江縣回龍鎮(zhèn)樂園村二組,小地名:大垴咕。經(jīng)緯度:107.765 19° E,31.162 95° N,海拔:410 m,坡度3°。該地屬于亞熱帶濕潤氣候,年均氣溫16.7 ℃,年極端最高氣溫40.5 ℃,年極端最低氣溫?4.4 ℃;年均日照時間1 266.4 h,≥10 ℃積溫5 226.2 ℃;年均無霜期282.6 d,年均降雨量1 238.0 mm,年內(nèi)四季分明,冬季少霜雪,春季氣溫回升快,夏季雨量充沛,秋季降溫較慢[16]。試驗(yàn)地占地面積1 800 m2,土壤為紫色土,前茬作物為玉米。
供試品種為“開江皇1號”,選用2年生苗為試驗(yàn)材料,苗高(50±5)cm,地徑(0.9±2.0)cm,根幅(15±8)cm,>5 cm須根(14±3)條。
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
合理栽植密度是培育葉用銀杏的基礎(chǔ),從山東、江蘇等平原地區(qū)葉用銀杏栽培中總結(jié)的有關(guān)成果報道看,不同栽植密度對葉用銀杏葉片產(chǎn)量影響較大[15,17-18],但其研究結(jié)論是否適用于川東北丘陵區(qū)尚不可知。本試驗(yàn)在克服氣候因子、立地條件、施肥、修枝等其他影響葉用銀杏生長量和產(chǎn)量的因子影響的情況下,參考已有文獻(xiàn)報道的合理栽植密度,并結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣,采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),分別作5種不同栽植密度處理,各處理3個重復(fù)。5種不同栽植密度處理分別是10 cm×100 cm、30 cm×100 cm、50 cm×100 cm、70 cm×100 cm、30 cm×(40&100)cm五種處理(見表1)。小區(qū)面積為4 m×12 m,各小區(qū)邊緣設(shè)置寬為2 m的保護(hù)行,小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組排列。
1.3.2 定植管理
2015年11-12月,采取全面整地方式,對試驗(yàn)地進(jìn)行清雜、翻土、平整、碎土和消毒;用羅盤儀導(dǎo)線測量,劃分試驗(yàn)小區(qū)及保護(hù)行;然后開溝、起壟。2016年1月初,篩選符合試驗(yàn)要求的種苗,根據(jù)各小區(qū)設(shè)計(jì),分別拉線定植種苗。每年3月初,對種植苗作截干處理(截干后高度統(tǒng)一為45 cm),以促進(jìn)側(cè)枝萌發(fā)。2016年3月、9月,2017年3月、9月,2018年3月、9月,2019年3月分別在各小區(qū)施復(fù)合肥3 kg。
表 1 葉用銀杏試驗(yàn)地栽植密度設(shè)計(jì)Tab. 1 Planting density design of leaf-harvest Ginkgo biloba
1.3.3 抽樣觀測
試驗(yàn)樣本為每小區(qū)30株。分別于2017年、2018年、2019年的 8月初晴天(樹齡分別為3.5年,4.5年,5.5年),在各小區(qū)采用等距抽樣法抽樣,即T1~T5抽樣間隔株數(shù)分別為15株、4株、2株、1株、6株,分別測定各樣株的地徑、株高、側(cè)枝數(shù)量、單株葉片數(shù)量后,按照銀杏葉常規(guī)采收方法,將各小區(qū)樣株可采收葉片分別采下,稱重,然后分別對各小區(qū)銀杏葉進(jìn)行全采,并稱重。
1.3.4 數(shù)據(jù)分析
采用spss19統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和LSD法多重比較。
2.1.1 不同栽植密度對葉用銀杏地徑生長的影響
數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),不同栽植密度對葉用銀杏地徑生長存在顯著性影響,但因樹齡而異(見圖1)。葉用銀杏定植后的當(dāng)年,即樹齡3.5年時,采用不同栽植密度對其地徑生長無直接影響,各處理間無顯著差異。當(dāng)樹齡為4.5年和5.5年,T1的地徑生長量顯著小于其他各處理,分別為16.67 mm、20.34 mm;樹齡為4.5年、5.5年時,T4的地徑生長量最高,分別為21.19 mm、34.09 mm,且同除T3外的其他各處理的地徑生長存在顯著性差異。隨著樹齡增加,栽植密度增大,葉用銀杏地徑生長量出現(xiàn)增長減緩的趨勢。
圖 1 不同栽植密度的葉用銀杏對地徑生長的影響Fig. 1 Effects of different planting densities of leaf-harvest Ginkgo biloba on ground diameter growth
2.1.2 不同栽植密度對葉用銀杏樹高生長的影響
不同栽植密度對葉用銀杏樹高生長的影響不顯著(見圖2)。樹齡為3.5年時,T1和T5的樹高生長量無顯著差異,T2、T3、T4相互間的樹高生長量無顯著差異,僅T1和T5的樹高生長量顯著高于T2、T3和T4;樹齡為4.5年時,T1、T2、T5相互間的樹高生長量無顯著差異,T3、T4的樹高生長量無顯著差異,T1、T2、T5的樹高生長量顯著高于T3和T4;樹齡為5.5年時,T1、T2、的樹高生長量無顯著差異,T3、T4和T5的樹高生長量無顯著差異,T1、T2的樹高生長量顯著高于T3、T4、T5。
圖 2 不同栽植密度對葉用銀杏樹高的影響Fig. 2 Effect of different planting densities of leaf-harvest Ginkgo biloba on the growth of tree height
2.1.3 不同栽植密度對葉用銀杏側(cè)枝生長的影響
試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),除T1處理外,其他試驗(yàn)栽植密度處理對葉用銀杏側(cè)枝生長無顯著影響。在樹齡4.5年和5.5年時,T1處理的側(cè)枝生長顯著少于其他幾種栽植密度處理(見圖3)。
2.2.1 不同栽植密度對銀杏單株葉片數(shù)量的影響
隨著樹齡增加,新栽植葉用銀杏的單株葉片數(shù)量呈逐年增長之勢,3.5年和4.5年時,高密度栽植比低密度栽植的葉用銀杏單株葉片數(shù)量多,且存在顯著性差異(見圖4),但5.5年時,分析結(jié)論則反之。樹齡為3.5年和4.5年時,單株葉片數(shù)量最高的栽植密度均為高密度處理,分別是T5(139片)、T1(345片);單株葉片數(shù)量最低的栽植密度均為低密度處理T4,3.5年和4.5年的單株葉片數(shù)測定值分別為101片、182片;T4同T5、T1的單株葉片數(shù)量存在顯著性差異。樹齡為5.5年時,單株葉片數(shù)量最多的栽植密度處理為T4(960片),單株葉片數(shù)量最少的栽植密度處理為T1(313片),二者存在顯著性差異。
圖 3 葉用銀杏不同栽植密度對側(cè)枝數(shù)影響Fig. 3 Effects of different planting densities of leaf-harvest Ginkgo biloba on the number of lateral branches
圖 4 葉用銀杏不同栽植密度對單株葉數(shù)量的影響Fig. 4 Effect of different planting density of leaf-harvest Ginkgo biloba on the number of leaves per plant
2.2.2 不同栽植密度對葉用銀杏產(chǎn)量的影響
通過試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)(見圖5),葉用銀杏葉片盛產(chǎn)前(樹齡為3.5年和4.5年時),采取高密度栽植處理(T1、T5)的葉片產(chǎn)量顯著高于低密度栽植處理(T3、T4),其中4.5年時,葉產(chǎn)量最高和最低的栽植密度分別是 T1(20 428.00 kg·hm?2)、T4(5 431.47 kg·hm?2),T1的葉產(chǎn)量為T4的2.76倍。樹齡5.5年時,鮮葉達(dá)盛產(chǎn)期,此時低密度栽植處理T4的葉產(chǎn)量顯著高于高密度栽植處理T1,分別是 41 322.60 kg·hm?2、17 174.59 kg·hm?2,相差值為24 148.01 kg·hm?2,相差倍數(shù)為 1.41 倍。
圖 5 葉用銀杏不同栽植密度對葉片產(chǎn)量的影響Fig. 5 Effects of different planting densities of leaf-harvest Ginkgo biloba on the leaf yield
相關(guān)性分析結(jié)果表明(見表2),與葉用銀杏葉產(chǎn)量顯著相關(guān)(p<0.01)的因子有兩個,分別是栽植密度和單株葉片數(shù)量。各因子兩兩間的關(guān)系中,栽植密度分別同地徑、單株葉片數(shù)量存在顯著正相關(guān)關(guān)系,同側(cè)枝數(shù)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,同株高無顯著相關(guān)關(guān)系,地徑與側(cè)枝數(shù)存在顯著正相關(guān)關(guān)系,余下因子兩兩間無顯著相關(guān)性。
表 2 各生長量及葉產(chǎn)量因子間的相關(guān)性分析Tab. 2 Correlation analysis between growth and leaf yield factors
栽植密度直接影響葉用銀杏園內(nèi)部結(jié)構(gòu),在影響葉用銀杏生長的因素中,密度是可以被有效調(diào)控的因子,研究分析最佳栽植密度對探索提高葉用銀杏葉產(chǎn)量和質(zhì)量均具有重要意義[15]。本研究結(jié)果表明,在川東北的地理環(huán)境條件下,栽植密度對葉用銀杏地徑、側(cè)枝數(shù)量生長有顯著影響,同時其影響因銀杏樹齡而異。在一定的密度范圍內(nèi),葉用銀杏基地建園首年,栽植密度對其地徑和側(cè)枝影響不大,這可能是受到了定植后緩苗的影響,具體原因需進(jìn)一步研究證實(shí);隨著樹齡增加,栽植密度過大的葉用銀杏園相比低密度園,其地徑生長量和側(cè)枝數(shù)呈減緩增長趨勢;不同栽植密度對葉用銀杏樹高生長無顯著性影響。本結(jié)論同孟憲宇[19]編著的《測樹學(xué)》中有關(guān)林分密度對樹高、樹干直徑生長影響的觀點(diǎn)一致,與Brahim K等[20]在“栽植密度對油料作物L(fēng)esquerella fendleriL.生長及產(chǎn)量的影響”研究中有關(guān)栽植密度對Lesquerella fendleri側(cè)枝生長影響的結(jié)論一致。葉用銀杏林分密度的增加會造成銀杏植株個體間的生長競爭,會影響銀杏樹干直徑和側(cè)枝生長,進(jìn)而影響單株葉片數(shù)量和單位面積葉產(chǎn)量,這些都值得進(jìn)一步深入觀測研究。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,在葉用銀杏經(jīng)營的不同階段,栽植密度對葉產(chǎn)量均有顯著影響。當(dāng)葉用銀杏低于4.5年生,栽植密度為10萬株·hm-2時,其葉產(chǎn)量比栽植密度為1.4萬株·hm?2的低密度處理的葉產(chǎn)量高2.76倍,葉產(chǎn)量達(dá)到20 428.00 kg·hm?2;然而,5.5年生時,情況發(fā)生改變,栽植密度為10萬株·hm?2的高密度栽植處理,其葉產(chǎn)量比4.5年生時下降15.93%,而栽植密度為1.4萬株·hm?2的低密度栽植處理,其葉產(chǎn)量卻高達(dá)41 322.60 kg·hm?2,是同年生高密度栽植處理葉產(chǎn)量的1.41倍。對比其他學(xué)者在國內(nèi)其他葉用銀杏栽植地的研究結(jié)果,歐陽紹湘等在湖北安陸市,通過對5種不同栽植密度葉用銀杏的試驗(yàn)研究得出,3年生葉用銀杏的最佳密度為7.5 萬株·hm?2,葉產(chǎn)量可達(dá) 30 602 kg·hm?2[21];康志雄等在浙江省上虞區(qū),設(shè)置4種栽植密度3種定干高度的1~4年生葉用銀杏試驗(yàn)地,發(fā)現(xiàn)栽植密度與單位面積葉產(chǎn)量呈正相關(guān),其中,4年生時最佳密度為 5 萬株·hm?2,葉產(chǎn)量為 27 013.5 kg·hm?2[18];耿養(yǎng)會在重慶市銅梁區(qū)設(shè)置5種栽植密度4種定干高度的葉用銀杏試驗(yàn)地,通過研究得出,葉用銀杏葉產(chǎn)量隨著密度的增加而顯著上升,密度為4.5萬株·hm?2時,葉產(chǎn)量為 13 386.5 kg·hm?2[22]。;姜岳忠等在山東莒南縣通過對3種不同栽植密度4種定干高度的3年生葉用銀杏進(jìn)行研究,得出葉用銀杏建園初期,高密度栽植(10萬株·hm?2)可獲得較高產(chǎn)量[23];王春榮等在河北省寧晉縣對3種不同栽植密度的4~6年生葉用銀杏試驗(yàn)地進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)單株葉產(chǎn)量和單位面積葉產(chǎn)量均受栽植密度影響大,4年生時,最佳密度為 5.6 萬株·hm?2,葉產(chǎn)量為 15 752 kg·hm?2[24]。本研究結(jié)論同上述學(xué)者的研究結(jié)論有一致的地方,但也有不同的地方。一致的結(jié)論為葉用銀杏經(jīng)營初期,適當(dāng)增大栽植密度可有效提高單位面積葉產(chǎn)量;不一致的地方表現(xiàn)在,已有研究得出的結(jié)論是葉用銀杏隨著樹齡增加,其單位面積葉產(chǎn)量會增加,而本研究發(fā)現(xiàn),川東北丘陵區(qū)的葉用銀杏盛產(chǎn)期后,高密度葉用銀杏的葉產(chǎn)量不增反降,在這一階段,低密度栽植的葉產(chǎn)量顯著高于高密度。分析可能原因,一方面可能因地理環(huán)境、立地條件和經(jīng)營管理等方面差異而致,需進(jìn)一步專題對比研究;另一方面,本試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),在川東北丘陵區(qū),密度過大的葉用銀杏基地,經(jīng)幾年的合理經(jīng)營管理,因林分郁閉度過大,銀杏樹干50 cm以下的葉片,受通風(fēng)不良、光照不足、氣溫過高等因素影響,在夏季會出現(xiàn)葉片較小、較薄、發(fā)黃、滋生病蟲害等情況,以致林分下層葉片逐漸掉落,直至下層無葉可采,而低密度的基地,因有充足空間供銀杏側(cè)枝和葉片生長,植株間競爭較小,不管是林分上層還是中下層,長出的葉片不僅大而厚、還較健康,單株葉片數(shù)量和產(chǎn)量均優(yōu)于高密度基地葉用銀杏。
葉用銀杏的葉產(chǎn)量受多種因素共同影響,其中,栽植密度因素是經(jīng)營管理中比較易掌控的一個因子,生產(chǎn)實(shí)踐中,根據(jù)立地條件和管理水平不同,實(shí)時合理調(diào)控葉用銀杏基地栽植密度,可有效提升葉產(chǎn)量。歐陽紹湘等認(rèn)為,隨著葉用銀杏樹齡增長,可通過合理間伐方式來提升葉產(chǎn)量[21],康志雄等認(rèn)為,葉用銀杏經(jīng)營初期,可加大栽植密度,定植4年后,通過逐年移出部分苗木可提高單位面積經(jīng)濟(jì)效益[18],曹福亮等建議葉用銀杏的栽植密度控制在每公頃4~7萬株[15]。綜上所述,在川東北丘陵區(qū),葉用銀杏盛產(chǎn)期前,建議采用播種方式建基地,種苗密度可達(dá)10萬株·hm?2,次年起,根據(jù)已建葉用銀杏基地郁閉情況,逐年將高密度銀杏移栽部分到新建基地,直至盛產(chǎn)期時,將基地葉用銀杏密度保持在1.5萬株·hm?2左右,這樣可做到單位面積經(jīng)濟(jì)效益最大化。