宗亦臣， 許承榮， 鄒少英， 陳振蘭， 蔡珍鳳， 王清廣， 鄭勇奇

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 a.林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗室； b.國家林業(yè)和草原局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗室,北京 100091； 2.合浦縣林業(yè)科學(xué)研究所， 廣西 合浦 536000)

辣木(Maringaoleifera)是辣木科(Moringgaceae)辣木屬(Maringa)落葉喬木，高約10 m，起源于印度北部的喜馬拉雅山地區(qū)和27.5°N至27.5°S之間的非洲大陸，在最高氣溫43～47 ℃，最低氣溫-1.1～2.8 ℃，年降雨量760～2200mm的氣候環(huán)境下都可生長。辣木具有一定的耐旱性，在排水良好、有機(jī)質(zhì)含量高的沖積砂壤土上生長良好[1]。目前，辣木已被引種到非洲的肯尼亞、坦桑尼亞、尼日利亞、加納，亞洲的斯里蘭卡、菲律賓、馬來西亞，美洲的墨西哥、古巴、巴西等熱帶、亞熱帶國家。辣木在我國的引種歷史可分為三個階段：19世紀(jì)，辣木被引入澳門； 20世紀(jì)60年代，辣木作為綠化樹種被引種到西南地區(qū)；1978年后，辣木作為藥用植物被引種到云南和福建等省。目前廣東和廣西南部、海南、云南西雙版納及福建廈門等地都有辣木栽培，且栽培的辣木均能正常生長和開花結(jié)實(shí)[2-5]。辣木是一種具有多種應(yīng)用價值的經(jīng)濟(jì)林樹種，其根具辛辣味，可替代辣椒作烹飪調(diào)料；幼嫩的莖、葉、莢果可作蔬菜食用；花和樹皮可供藥用；種子可食用和榨油。辣木油是鐘表及精美儀器的潤滑油，且對香氣具有強(qiáng)度的吸收性和穩(wěn)定性，是制造香水的優(yōu)良凝香劑。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和營養(yǎng)學(xué)研究表明，辣木的營養(yǎng)價值豐富，其葉片和嫩枝中的VC含量是柑橘的6倍，VA含量是胡蘿卜的4倍，鈣和蛋白質(zhì)含量是牛奶的4倍和2倍，鐵含量是菠菜的4倍，鉀含量是香蕉的10倍，鋅、鎂等含量也明顯高于其他果蔬。辣木在印度的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)上應(yīng)用有千年歷史，其根、莖、葉、花、種子都具有多種有效的活性成分，具有抗乙肝病毒、降血糖、降血脂、抑制腫瘤等多種功效[6-9]。辣木除用于食品、工業(yè)品外，也可以添加到動物飼料中以提高畜產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。據(jù)報道，辣木葉粉添加到牛飼料里，添加比例達(dá)到40%～50%時，可明顯提高奶牛產(chǎn)奶量和肉牛的日增重量。2009年，國家食品藥品監(jiān)督總局通過了對辣木葉粉的新資源食品認(rèn)證，進(jìn)一步推動了辣木食品、藥品種植產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。2014年，國內(nèi)辣木種植面積達(dá)到2667hm2，有一定規(guī)模的辣木種植和產(chǎn)品經(jīng)營的企業(yè)已超過100家。種植密度通過影響植物的光合作用來影響植物的生長，進(jìn)而影響葉量、枝條產(chǎn)量、果實(shí)產(chǎn)量、塊莖產(chǎn)量、種子產(chǎn)量等[10-14]。因此，根據(jù)植物的生長特性和立地條件，選擇適宜的種植密度可有效提高其單位面積的產(chǎn)量。多數(shù)植物具頂端生長優(yōu)勢的特性，通過在一定的高度對主干進(jìn)行截頂，可打破植物的頂端優(yōu)勢并促進(jìn)枝條大量萌發(fā)，從而獲得更大的生物量，這種技術(shù)在提升香椿產(chǎn)量和品質(zhì)，刺激紅錐主干上的隱芽萌發(fā)和提高米老排萌芽幼態(tài)化等方面都取得了很好的效果[15-17]。2015年，我們引入印度辣木優(yōu)良品種“PM2”，研究種植密度、截干高度對辣木生物產(chǎn)量的影響，旨在為推廣和示范這一優(yōu)良種質(zhì)提供借鑒。

1 試驗區(qū)概況

試驗地位于廣西壯族自治區(qū)北海市合浦縣林科所苗圃，其地理位置為109°14′14″E，21°39′01″N，海拔10～20 m。該區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，其年均氣溫22～28 ℃，1月平均氣溫13～19 ℃，極端最低氣溫0～4 ℃，年降水量1500～1800mm。試驗地的土壤類型為磚紅壤，土層厚度約2.0m，土壤pH值6.0。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗用種子是2015年從印度引進(jìn)的“PM2”辣木種子,于當(dāng)年秋季進(jìn)行播種。種子播種前用0.1%KMnO4溶液浸泡消毒1 min，清水漂洗干凈后進(jìn)行點(diǎn)播。

2.2 研究方法

2.2.1 試驗設(shè)計 實(shí)生苗于2016年2月進(jìn)行種植。試驗按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，試驗因素有種植密度和截干高度。其中種植密度設(shè)置3個水平，分別為A(1.0 m×1.0 m)、B(1.0 m×1.5 m)、C(1.5 m×1.5 m)；截干高度設(shè)置4個水平，分別為E(不截干即對照)、F(0.5 m)、G(1.0 m)、H(1.5 m)。共設(shè)單因素處理7種，分別為A、B、C、E、F、G和H；雙因素處理12種，分別為A×E、A×F、A×G、A×H、B×E、B×F、B×G、B×H、C×E、C×F、C×G、C×H。共設(shè)置3個隨機(jī)區(qū)組(重復(fù))，每個隨機(jī)區(qū)組內(nèi)含19種處理(小區(qū))，每種處理種植苗木30株。于2018年2月按試驗設(shè)計對實(shí)生苗進(jìn)行截干。試驗過程中單因素密度試驗3種處理不進(jìn)行截干；單因素截干試驗4種處理按1.0 m×1.0 m密度種植。

2.2.2 生長調(diào)查 于2021年2月進(jìn)行生長調(diào)查。調(diào)查指標(biāo)包括樹高(m)、胸徑(cm)、冠幅(m)以及全株生物量(kg)和根系生物量(kg)。3個區(qū)組19種處理都進(jìn)行隨機(jī)調(diào)查，每種處理測量9株。樹高、胸徑和冠幅按常規(guī)方法測量，測量的每1株辣木按區(qū)組和小區(qū)進(jìn)行編號；全株生物量為測量植株全部器官的生物量，包括根、莖、葉、皮、花、果實(shí)和種子等，每株分別稱量和記錄；根系生物量為單株地下根系的生物量，包括主根、一級側(cè)根和須根的生物量。生物量的測量數(shù)據(jù)與該株生長性狀觀測數(shù)據(jù)一一對應(yīng)。

2.2.3 數(shù)據(jù)處理 利用Excel 2016、SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、方差分析、鄧肯氏多重比較和相關(guān)系數(shù)計算等。

3 結(jié)果與分析

3.1 種植密度對辣木生長量的影響

由表1和表2可知：種植密度對辣木不同生長性狀的影響不同，對樹高的影響顯著，其中種植密度為1.0 m×1.0 m處理的樹高最大，平均樹高為4.26 m；種植密度為1.5 m×1.5 m處理的樹高最小，平均樹高為3.84 m；樹高在這2種處理間的差異顯著(P<0.05)。種植密度對辣木的胸徑、冠幅、全株生物量和根系生物量均沒有顯著影響。辣木的平均樹高、胸徑、全株生物量和根系生物量都表現(xiàn)為隨種植密度的增大而增大，而冠幅則以種植密度為1.0 m×1.0 m處理的最大。由此可見，在辣木生產(chǎn)中，適宜的種植密度既可節(jié)約土地、又可促進(jìn)其樹高和胸徑生長，從而提高其生物量。

表1 不同種植密度的辣木生長量方差分析Tab.1 Variance analysis of Moringa oleifera growth and bi-ological yield under different planting density變異來源離差平方和自由度均方F值顯著性樹高1.58120.794.4110.017*胸徑0.91420.4570.8770.422冠幅1.74720.8730.6460.529全株生物量8.76424.3820.8500.434根系生物量0.97820.4890.5400.586 注:*表示差異顯著(P<0.05)。下表3同。

表2 種植密度對辣木生長量的影響Tab.2 Effects of different planting densities on the growth and biological yield of Moringa oleifera生長指標(biāo)種植密度樣本數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)誤最小值最大值A(chǔ)184.26 b0.495 440.116 783.404.90 樹高/mB18 4.09 ab0.333 980.078 723.504.60 C183.84 a0.424 920.100 153.305.00 A183.94 a0.737 420.173 812.905.20 胸徑/cmB183.76 a0.655 490.154 502.804.80 C183.63 a0.767 580.180 922.605.80

續(xù)表2 種植密度對辣木生長量的影響Continued Tab.2 Effects of different planting densities on the growth and biological yield of Moringa oleifera生長指標(biāo)種植密度樣本數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)誤最小值最大值A(chǔ)181.34 a0.552 150.130 140.502.50冠幅/mB181.61 a1.883 020.443 830.509.00C181.18 a0.456 410.107 580.602.20A187.00 a2.576 480.607 284.3013.30全株生物量/kgB186.21 a2.086 860.491 882.0510.45 C186.09 a2.116 900.498 963.4512.30A182.25 a1.052 030.247 971.155.00根系生物量/kgB182.11 a0.944 730.222 680.454.30C181.92 a0.847 190.199 681.004.20 注:同列相同指標(biāo)中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。表4同。

3.2 截干高度對辣木生長量的影響

由表3和表4可知：截干高度對辣木不同生長性狀的影響不同，對樹高、冠幅、全株生物量和根系生物量均沒有顯著影響，但對胸徑的影響顯著。其中截干高度為0.5 m處理的辣木平均胸徑為3.08 cm，與其他2種截干高度(1.0 m、1.5 m)處理及不截干處理(對照)的差異均顯著(P<0.05)。辣木的全株生物量、根系生物量都是0.5 m處截干處理的最小，在1.0 m和1.5 m處截干的處理與不截干的處理(對照)相比，三者的生物量平均值接近。這表明在幼樹時期進(jìn)行截干處理，可能對辣木的快速生長和生物量積累造成影響。

表3 不同截干高度的辣木生長量方差分析Tab.3 Variance analysis of Moringa oleifera growth and bi-ological yield under different cutting height變異來源離差平方和自由度均方F值顯著性樹高0.18130.060.3180.812胸徑3.48531.1623.1250.039*冠幅7.82132.6071.3990.261全株生物量14.98534.9951.6200.204根系生物量3.9731.3232.1710.111

表4 截干高度對辣木生長量的影響Tab.4 Effects of different cutting height on the growth and biological yield of Moringa oleifera生長指標(biāo)截干高度樣本數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)誤最小值最大值E94.12 a0.427 200.142 403.604.90樹高/mF93.98 a0.463 760.154 593.304.70 G93.92 a0.486 770.162 263.404.90H94.01 a0.350 400.116 803.504.60E93.74 b0.743 490.247 832.605.10 胸徑/cmF93.08 a0.227 910.075 972.803.50G93.80 b0.744 980.248 332.905.20H93.83 b0.572 280.190 763.104.60E91.16 a0.479 870.159 960.701.90冠幅/mF90.97 a0.409 270.136 420.501.60G91.31 a0.588 310.196 100.702.50H92.18 a2.589 880.863 290.709.00E96.12 a2.086 110.695 374.0010.05全株生物量/kgF95.16 a1.225 720.408 573.457.51G96.42 a1.660 960.553 654.439.15H96.93 a1.927 780.642 594.3010.45

續(xù)表4 截干高度對辣木生長量的影響Continued Tab.4 Effects of different cutting height on the growth and biological yield of Moringa oleifera生長指標(biāo)截干高度樣本數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)誤最小值最大值E92.03 a0.816 240.272 081.103.45根系生物量/kgF91.54 a0.615 140.205 051.052.95G92.03 a0.778 010.259 341.233.50 H92.48 a0.887 760.295 921.154.30

3.3 種植密度與截干高度的交互作用對辣木生物量的影響

表5和表6結(jié)果表明：種植密度和截干高度的交互效應(yīng)明顯，其中A×E、A×G、B×H和C×H等4種處理的全株生物量平均值較大；A×E處理的全株生物量最大，達(dá)8.09 kg，與A×F、A×H、B×E、B×F、B×G、C×E、C×F、C×G等8種處理的差異均達(dá)顯著(P<0.05)。A×E、A×G、B×H和C×H等4種處理的根系生物量平均值較大；B×H處理的根系生物量平均值最大，達(dá)2.92 kg，與A×F、A×H、B×E、B×F、B×G、C×E、C×F、C×G等8種處理的均有顯著差異(P<0.05)。A×E處理的總生物量最大，達(dá)8.09 kg；B×H處理的次之，為8.08 kg。 這表明，適度的密植、較高的截干高度可以有效地促進(jìn)辣木生物量的積累。

表5 不同種植密度和不同截干高度的辣木生物量方差分析Tab.5 Variance analysis of biological yield of Moringa oleif-era under different planting densities and different cutting height變異來源離差平方和自由度均方F值顯著性全株生物量145.6751113.2434.4510.001**根系生物量30.954112.8145.1310.001** 注: **表示差異極顯著(P < 0.01)。

表6 種植密度與截干高度的交互作用對辣木生物量的影響Tab.6 Effects of different planting densities and different cutting height on the biological yield of Moringa ole-ifera處理樣本數(shù)全株生物量/kg根系生物量/kgA×E98.09 c2.68 defA×F94.97 a1.33 abA×G97.67 bc2.40 cdefA×H95.10 a1.72 abcB×E96.08 ab1.87 abcB×F95.39 a2.12 bcdeB×G95.57 a2.03 bcdB×H98.08 c2.92 fC×E95.93 ab1.96 abcdC×F95.12 a1.18 aC×G96.02 ab1.66 abcC×H97.60 bc2.82 ef 注: 同列中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

3.4 辣木生物量與種植密度、截干高度的相關(guān)性

取1.5 m×1.5 m種植密度的不同截干高度各處理全株生物量數(shù)據(jù)分析全株生物量與截干高度的相關(guān)性，取截干高度為1.0 m的不同種植密度各處理全株生物量數(shù)據(jù)分析全株生物量與種植密度的相關(guān)性。結(jié)果表明(表7)：全株生物量與截干高度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.708，即同一種植密度下,截干高度越高，辣木全株生物量越大；全株生物量與種植密度呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.562，即同一截干高度下，種植密度越小，辣木全株生物量越大。

表7 全株生物量與種植密度、截干高度的相關(guān)系數(shù)Tab.7 Correlation of the effect of planting density and cutting height on the weight of whole plant種植密度1.5 m×1.5 m截干高度1.0 m全株生物量皮爾遜相關(guān)性-0.562**0.708**Sig.(雙尾)0.0020.000注: **表示相關(guān)極顯著。

4 結(jié)論與討論

種植密度和截干高度是影響辣木生長的重要因素。在本研究中，單因素分析結(jié)果表明，種植密度和截干高度對辣木全株生物量和根系生物量的影響均不顯著；種植密度對辣木的樹高生長有顯著影響，在1.0 m×1.0 m的種植密度下，辣木平均樹高最大；截干高度對辣木胸徑的影響顯著，截干高度為0.5 m處理的辣木平均胸徑與不截干處理、截干高度為1.0 m處理及截干高度為1.5 m處理的差異均顯著。辣木的適應(yīng)性極強(qiáng)，可在多種立地上進(jìn)行種植，但在種植以菜用為目的的辣木時，要注意防寒、防風(fēng)、防澇。辣木的種植密度要根據(jù)種植目的和立地條件來確定，一般菜用采梢、采果莢的辣木種植密度要比單采葉或單采種的大，坡地上種植辣木可適當(dāng)加大密度。種植菜用辣木目前國內(nèi)推薦的密度有0.5 m×1.0 m、1.8 m×1.2 m、1.5 m×2.0 m、2.0 m×2.0 m等[18]。宿愛芝等[18]對辣木1年生幼林調(diào)查后認(rèn)為，種植密度與辣木林分的樹高、地徑、冠幅和分枝數(shù)量等呈顯著負(fù)相關(guān)。

在本試驗中，單因素(種植密度或截干高度)處理不能顯著提高單株的生物量，這一結(jié)論與已有研究結(jié)論略有不同[19]，可能與辣木種植年限不同有關(guān)，也可能與立地條件不同有關(guān)。另外辣木的生物量受多種因素的制約，既受品種的影響，也受氣候、土壤等環(huán)境因子影響。本試驗地點(diǎn)為廣西北海市北部灣沿海附近的海濱沙地，地勢較為平坦，光熱條件良好，但土壤保持水肥的能力較差，有機(jī)質(zhì)含量低，漏水漏肥，這可能也是單因素試驗生物產(chǎn)量效果不明顯的原因。但在雙因素疊加試驗中，種植密度和截干高度的交互作用對辣木全株生物量和根系生物量的影響顯著。這與陳鴻潔等[19]的辣木三因素(密度、截干高度和采摘方式)試驗結(jié)果(種植密度對辣木的葉梢產(chǎn)量有顯著影響，截干高度和采摘方式對辣木葉梢產(chǎn)量有極顯著影響)相一致。張德等[20]在云南元謀干熱河谷進(jìn)行的辣木栽培試驗結(jié)果表明，2.5 m×2.5 m的株行距和早期施肥可促進(jìn)辣木盡早開花結(jié)實(shí)，并能提高辣木果實(shí)的單位面積產(chǎn)量?？梢姡x擇適宜的種植密度，同時適時進(jìn)行合理截頂，可明顯提高辣木全株生物量和根系生物量。通過截頂打破辣木的頂端優(yōu)勢，可促進(jìn)辣木盡早由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長，盡早開花結(jié)實(shí)，這是一種有效的農(nóng)藝措施，在龍眼、板栗等許多果樹上都有應(yīng)用和驗證[21-22]。辣木在原產(chǎn)地是一種耐高溫耐干旱的速生用材樹種，引進(jìn)我國后主要以收獲鮮葉等方式作菜、藥等經(jīng)濟(jì)林用。本試驗周期為5年，所得結(jié)論可為國內(nèi)辣木的引種、推廣和規(guī)?；耘嗵峁┙梃b。