李佳洲 施本義 楊 寬 羅 成 朱有勇 郭力維* 何霞紅

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 云南生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650201； 2.西南林業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院，昆明 650224)

三七[

Panax

notoginseng

(Burkill) F. H. Chen]是五加科人參屬植物，具有活血化瘀和消腫定痛的功效，是我國(guó)名貴的中藥材。千百年來中藥材采挖于深山老林，藥效高藥力足，護(hù)佑了中醫(yī)藥的健康發(fā)展。由于三七補(bǔ)血補(bǔ)氣的特殊功效，早在400多年前就已經(jīng)有人工栽培的歷史。三七對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境條件要求較為苛刻，需特定的光、溫、水和土壤環(huán)境才能正常生長(zhǎng)，因此全國(guó)范圍內(nèi)僅有廣西和云南的部分地區(qū)適合三七生長(zhǎng)，其中云南為主產(chǎn)區(qū)，種植面積和產(chǎn)量均占全國(guó)的98%以上。近年來隨著三七的藥用價(jià)值被進(jìn)一步發(fā)掘，需求量也進(jìn)一步增加，但三七傳統(tǒng)生產(chǎn)中過量使用農(nóng)藥、化肥和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑直接造成農(nóng)藥和重金屬殘留超標(biāo)等問題，嚴(yán)重影響三七品質(zhì)和產(chǎn)量，使得三七產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨巨大的挑戰(zhàn)。

長(zhǎng)期以來的研究顯示，三七種植的主要問題是根腐病嚴(yán)重，連作障礙突出。2015年以來，朱有勇院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新了三七的種植模式，探索出了1條林下有機(jī)種植三七的新路徑。利用云南省豐富的林地資源，應(yīng)用農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)中的林下生境與中藥材生長(zhǎng)特性相耦合和林下物種相生相克等原理，讓三七回歸山野林中，不占用農(nóng)田,不用化學(xué)肥料和農(nóng)藥，解決了傳統(tǒng)三七高產(chǎn)低質(zhì)、農(nóng)殘超標(biāo)和連作障礙等問題，建立了藥效第一的林下三七有機(jī)栽培技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三七在林下標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和規(guī)?；纳a(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，林下土壤類型非常多樣且營(yíng)養(yǎng)不均衡，僅松林腐殖質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)難以滿足林下三七營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)需求，常出現(xiàn)三七葉片發(fā)黃、植株長(zhǎng)勢(shì)較弱和地下部生物量積累不充分等問題，因此，亟需對(duì)林下種植三七有機(jī)肥的施用開展研究。

有機(jī)肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的常用肥料，具有穩(wěn)定土壤pH、提高土壤總碳以及有機(jī)質(zhì)含量、供肥時(shí)間長(zhǎng)且肥效穩(wěn)定、穩(wěn)定土壤電導(dǎo)率以保持土壤酚酸氧化酶活性緩解連作障礙等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，可以有效提高多種作物的產(chǎn)量和品質(zhì)；同時(shí)還可以提高土壤保墑、透氣和保肥性能，從而改善作物根系生長(zhǎng)的環(huán)境條件。其中，植物源有機(jī)肥是指利用植物秸稈、根莖和籽實(shí)或加工后的角料經(jīng)過再加工、發(fā)酵、腐熟及活化后的1種新型肥料。前人研究表明，植物源有機(jī)肥具有抑制病蟲害發(fā)生、提高作物免疫力及改良土壤的作用，相比動(dòng)物源有機(jī)肥而言，植物源來源更安全，不用擔(dān)心重金屬的危害，秸稈類有機(jī)物料對(duì)于土壤有機(jī)質(zhì)的改良效果更好。

三七是肥料敏感型作物，肥料的種類和用量是影響三七生長(zhǎng)和品質(zhì)的關(guān)鍵因素。盲目施用化肥使三七皂苷類物質(zhì)積累量變少、葉片光合特性變差和自身的抗逆能力下降，并且土壤長(zhǎng)時(shí)間處于高銨環(huán)境導(dǎo)致土壤氮素殘留高和養(yǎng)分比例失調(diào)。李婕等研究表明，有機(jī)肥施用顯著提高了三七花、根的產(chǎn)量和總皂苷的含量；朱永全等研究發(fā)現(xiàn)施用有機(jī)肥后提高了三七存苗率和產(chǎn)量，但對(duì)生物學(xué)性狀無顯著影響；楊建忠等研究表明合理施用有機(jī)肥不僅能夠提高三七存苗和抗性，且能改善三七植株性狀并提高三七產(chǎn)量。但目前尚未見施用有機(jī)肥對(duì)林下種植三七影響的有關(guān)報(bào)道。本研究選用了2種植物源有機(jī)肥(廣州植物源腐熟有機(jī)肥和碳菌肽素有機(jī)肥)對(duì)林下種植的二年生三七開展施用研究，通過設(shè)置不同的施肥水平，對(duì)施肥后林下三七農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、皂苷含量和土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，以期為林下三七有機(jī)種植過程中合理高效地施用有機(jī)肥提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)施方案。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019—2020年在云南省昆明市尋甸縣水草洼林下三七種植基地(25°27′3″ N，103°11′29″ E)進(jìn)行。海拔2 200 m，年平均氣溫11～23 ℃，年降水量1 254 mm，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。試驗(yàn)土壤基本理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)39.31 g/kg，堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)214.90 mg/kg，有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.33 mg/kg，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)330.22 mg/kg，pH 5.62。

1.2 供試材料

本研究對(duì)象為林下二年生三七，使用的三七種苗來源于普洱市瀾滄縣三七育苗基地，于2019年12月進(jìn)行移栽。移栽前一天取苗，連夜送至尋甸縣林下三七基地。其中1種有機(jī)肥選用華南農(nóng)業(yè)大學(xué)樊小林教授研制的獲國(guó)家科技進(jìn)步成果獎(jiǎng)的純植物來源腐熟有機(jī)肥，該肥料充分腐熟，肥料利用率高，減少了施肥過多對(duì)環(huán)境造成的污染。另1種肥料為上海綠緣三元素生物科技有限公司生產(chǎn)的碳菌肽素有機(jī)肥，施用碳菌肽素有機(jī)肥能有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高土壤質(zhì)量，對(duì)多種作物均起到一定的增產(chǎn)增收作用。2種有機(jī)肥料具體信息如表1所示。

表1 有機(jī)肥料信息
Table 1 Organic fertilizer information %

有機(jī)肥Organic fertilizer總氮含量Total nitrogencontentP2O5含量Phosphoruspentoxide contentK2O含量Potassium oxidecontent有機(jī)質(zhì)含量Organic mattercontent植物源腐熟有機(jī)肥Plant-derived decomposed organic fertilizer3.63.42.837.6碳菌肽素有機(jī)肥Carbon bacteria peptide organic fertilizer3.31.62.363.8

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2

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試劑及儀器

1.2.1.1 供試試劑

純度≥98%的皂苷標(biāo)品(人參皂苷Rg、Rb和三七皂苷R)購于貴州迪大生物科技有限公司，色譜純的甲醇和乙腈購于德國(guó)默克公司，超純水由德國(guó)默克公司MIlli-Q超純水系統(tǒng)生產(chǎn)。

1.2.1.2 供試儀器

葉綠素儀為柯尼卡美能達(dá)控股株式會(huì)社公司生產(chǎn)的SPAD-502型，磨粉機(jī)為中國(guó)溫嶺市林大機(jī)械有限公司生產(chǎn)的DF-20型，分析天平為德國(guó)賽多利斯集團(tuán)生產(chǎn)的BSA124S-CW型，55 KHz超聲波清洗機(jī)為上海聲源超聲波儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SY3100DH型，冷凍高速離心機(jī)為日本日立公司生產(chǎn)的CR22GⅢ型，超高效液相色譜儀為美國(guó)安捷倫科技有限公司生產(chǎn)的1290InfinityII型。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

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3

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1

有機(jī)肥試驗(yàn)處理

廣州植物源腐熟有機(jī)肥和上海碳菌肽素有機(jī)肥分別以最大施肥量30 000 kg/hm和4 200 kg/hm為最大用量參考，設(shè)置不同施用量處理。廣州植物源腐熟有機(jī)肥采用基肥和基肥結(jié)合追肥2種方式進(jìn)行施肥處理，上海碳菌肽素有機(jī)肥采用基肥結(jié)合追肥的方式進(jìn)行處理，以不施用肥料為對(duì)照。共有10個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共30個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)4 m(1 m×4 m)，共120 m，占用林地150 m。試驗(yàn)按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，具體施肥處理信息如表2所示。

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2

田間有機(jī)肥料施用方法及管理

基肥施用方法：在松樹林下起壟時(shí)，將有機(jī)肥均勻撒施于壟頂表面，然后與壟頂15 cm深度的土壤拌勻，移栽三七種苗。種苗種植的株距為12 cm，行間距為15 cm，種植密度為555 556棵/hm。覆土3～5 cm，撒施松針5 cm。

追肥施用方法：在7月份三七開花進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期時(shí)開始追肥。將有機(jī)肥料撒施于壟面，并小心抖落粘附于三七葉片表面肥料，避免肥料灼傷葉片。追肥結(jié)束后澆透水。

種植過程中，田間管理方式與林下三七基地的生產(chǎn)管理一致。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1

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4

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1

林下三七存苗率調(diào)查統(tǒng)計(jì)

分別于2020年6月和2020年12月調(diào)查三七存苗率。每小區(qū)劃取1 m×1 m的樣方統(tǒng)計(jì)調(diào)查三七存苗率，計(jì)算公式如下：

存苗率

(1)

表2 有機(jī)肥料施肥處理及用量
Table 2 Fertilization treatment and dosage of organic fertilizer kg/hm

有機(jī)肥Organic fertilizer處理Treatment基肥用量Basal dosage追肥用量Top-dressing dosageB130 000B215 0000植物源腐熟有機(jī)肥Plant-derived decomposed organicfertilizerB37 500BT115 00015 000BT27 5007 500BT33 7503 750C13 0001 200碳菌肽素有機(jī)肥Carbon bacteria peptide organicfertilizerC21 500600C3750300對(duì)照 ControlCK00

1

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4

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2

農(nóng)藝性狀檢測(cè)

采用五點(diǎn)取樣法取林下三七整株帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行農(nóng)藝性狀測(cè)定。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)取20棵三七。

1.4.2.1 林下三七株高與葉綠素含量(SPAD)的測(cè)定

分別于2020年6月和2020年12月取樣測(cè)定林下三七株高與葉綠素含量。使用直尺測(cè)量主根和莖接觸部位至小葉柄下端的長(zhǎng)度，記為株高；使用葉綠素測(cè)定儀SPAD-502測(cè)葉綠素含量，選取每株三七的中葉(最大葉)進(jìn)行測(cè)定，并記錄數(shù)據(jù)。

1.4.2.2 林下三七根部干重的測(cè)定

對(duì)2020年12月取的樣品根部進(jìn)行干重測(cè)定。用自來水將根系沖洗干凈后用濾紙吸干表面水分。然后將三七整株放入烘箱內(nèi)105 ℃殺青5 min，50 ℃烘干至恒重，然后稱量三七根部干重并記錄。

1

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3

林下三七品質(zhì)檢測(cè)

根據(jù)藥典質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，參照吳燦等方法對(duì)2020年12月取的樣品進(jìn)行皂苷含量測(cè)定，皂苷種類包括三七皂苷R、人參皂苷Rg和人參皂苷Rb。

1

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4

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4

土壤化學(xué)性質(zhì)檢測(cè)

2020年12月對(duì)處理小區(qū)按五點(diǎn)取樣法取土樣進(jìn)行土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定。清除表層松針，每個(gè)取樣點(diǎn)分別取0～20 cm深的土樣，每個(gè)小區(qū)5個(gè)取樣點(diǎn)。所取土壤混合均勻，總計(jì)500 g裝入無菌自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干后儲(chǔ)存?zhèn)溆?。測(cè)定指標(biāo)包含pH、堿解氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)5項(xiàng)指標(biāo)，測(cè)定方法參照《土壤農(nóng)化分析》。

1

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4

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5

林下三七產(chǎn)量計(jì)算

分析有機(jī)肥料對(duì)林下三七增產(chǎn)效果，計(jì)算單位面積產(chǎn)量。公式如下：

理論種植密度

(2)

實(shí)際存苗株數(shù)=理論種植密度×存苗率

(3)

產(chǎn)量=存苗株數(shù)×根部干重

(4)

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及作圖，使用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)及差異顯著性檢驗(yàn)，所有參數(shù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(

n

=3)，

P

<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥施用對(duì)林下三七存苗率的影響

田間調(diào)查各處理的三七存苗情況結(jié)果見圖1。施用碳菌肽素有機(jī)肥的所有處理均有利于林下三七存苗，但差異未達(dá)到顯著水平。施用廣州植物源腐熟有機(jī)肥，在年底時(shí)出現(xiàn)隨著施肥量的增加，林下三七存苗率逐漸降低的現(xiàn)象。

2020年6月，碳菌肽素有機(jī)肥處理后三七的存苗率與對(duì)照無顯著性差異，施用2 100 kg/hm有機(jī)肥(C2)的處理存苗率最高，為69.79%。廣州植物源腐熟有機(jī)肥處理后三七的存苗率與對(duì)照也無顯著性差異，施用基肥7 500 kg/hm(B3)的處理存苗率最高，為65.97%。說明在林下三七生長(zhǎng)前期，施肥對(duì)三七存苗影響不顯著。

到2020年12月調(diào)查時(shí)，碳菌肽素有機(jī)肥處理后三七的存苗率與對(duì)照無顯著性差異，C2處理的存苗率最高，為65.56%。廣州植物源腐熟有機(jī)肥，除BT1處理的存苗率顯著低于對(duì)照(

P

<0.05)外，其余施肥處理的存苗率與對(duì)照均無顯著性差異。以上結(jié)果表明，使用基肥加追肥的方式施用廣州植物源腐熟有機(jī)肥30 000 kg/hm不利于林下三七的存苗。

大寫字母表示不同施肥處理，具體見表2。柱子上不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。 Capital letters indicate different fertilization treatments, which are the same as shown in Table 2. Different small letters above the columns indicate significant differences among different treatments (P<0.05). The same below.圖1 不同施肥水平下林下三七的存苗率Fig.1 Survival rate of Panax notoginseng under different fertilization levels

2.2 有機(jī)肥施用對(duì)林下三七農(nóng)藝性狀的影響

2

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2

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1

有機(jī)肥施用對(duì)林下三七株高的影響有機(jī)肥施用對(duì)林下三七株高的影響見圖2。2種施肥方式施用廣州植物源腐熟有機(jī)肥30 000 kg/hm均能夠顯著促進(jìn)三七生長(zhǎng)前期地上部分的發(fā)育。2020年6月取樣調(diào)查，廣州植物源腐熟有機(jī)肥BT1和B1處理均顯著增加三七株高(

P

<0.05)，較對(duì)照分別增長(zhǎng)0.80 cm和0.75 cm；其它施肥處理三七株高均高于對(duì)照，但差異不顯著。在12月調(diào)查時(shí)，所有處理三七株高差異不顯著，但均高于對(duì)照，其中以廣州植物源腐熟有機(jī)肥B3處理三七株高最高，為16.46 cm，較對(duì)照增長(zhǎng)2.78 cm。

2

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2

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2

有機(jī)肥施用對(duì)林下三七葉綠素含量的影響

有機(jī)肥施用對(duì)林下三七葉片葉綠素含量的影響見圖3。2種有機(jī)肥均能顯著提高林下三七葉綠素的含量，隨著施肥量和生育期的延長(zhǎng)呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，且廣州植物源腐熟有機(jī)肥的效果顯著高于碳菌肽素有機(jī)肥處理和對(duì)照。

2020年6月，所有施肥處理SPAD值均顯著高于對(duì)照(

P

<0.05)，C3、C2、C1、BT3、B3、BT2、B2、BT1和B1較對(duì)照分別增加17.86%、17.16%、18.21%、30.49%、30.50%、41.18%、46.41%、65.13%和68.02%。2020年12月分析結(jié)果與6月變化趨勢(shì)相同，所有施肥處理后SPAD值均顯著高于對(duì)照(

P

<0.05)，C3、C2、C1、BT3、B3、BT2、B2、BT1和B1較對(duì)照分別增加22.71%、23.48%、28.24%、37.65%、43.69%、49.56%、46.39%、62.89%和64.13%。

綜上所述，施用廣州植物源腐熟有機(jī)肥比碳菌肽素有機(jī)肥更有利于林下三七葉綠素的合成，且每公頃施用30 000 kg的效果最佳。

圖2 不同施肥水平下林下三七的株高Fig.2 Height of P. notoginseng under different fertilization levels

圖3 不同施肥水平下林下三七葉綠素的含量Fig.3 Chlorophyll of P. notoginseng under different fertilization levels

2

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2

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3

有機(jī)肥施用對(duì)林下三七單株根部干重的影響分析有機(jī)肥對(duì)林下三七根部干重的影響(圖4)，結(jié)果顯示，根部干重排序依次為BT1>BT3>B1>BT2>B2>C1>B3>C2>C3>CK。廣州植物源腐熟有機(jī)肥BT3、BT2、BT1和B1處理的單株根部干重顯著高于對(duì)照(

P

<0.05)，較對(duì)照分別增加70.87%、62.62%、76.21%和65.63%。其余各施肥處理單株根部干重與對(duì)照無顯著性差異。增施碳菌肽素有機(jī)肥對(duì)林下三七根部干重?zé)o顯著影響，而增施廣州植物源腐熟有機(jī)肥以BT1處理的效果最佳。

圖4 有機(jī)肥不同施肥水平下林下三七根部的干重Fig.4 Dry weight of roots of P. notoginseng under different levels of organic fertilizer

2.3 有機(jī)肥對(duì)林下三七土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

有機(jī)肥施用對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響見表3。BT2、B2、BT1和B1處理pH顯著降低(

P

<0.05)，分別較對(duì)照下降了8.95%、8.25%、10.00%和30.35%，其余各處理pH與對(duì)照無顯著性差異。當(dāng)廣州植物源腐熟有機(jī)肥施用量超過15 000 kg/hm時(shí),土壤pH明顯降低。增施有機(jī)肥能提高土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),其中，C3和C2處理土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加(

P

<0.05)，較對(duì)照分別增加45.97% 和81.65%；C1處理與對(duì)照差異不顯著;B3、BT2、BT1和B1處理土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加(

P

<0.05)，分別較對(duì)照增加51.74%、38.84%、60.78%和45.74%；BT3處理和B2處理土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與對(duì)照差異不顯著。與對(duì)照相比，增施有機(jī)肥對(duì)土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響不顯著。高濃度施用廣州植物源腐熟有機(jī)肥能提高土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù),其中，BT1和B1處理土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加(

P

<0.05)，其他各處理與對(duì)照差異不顯著。土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨施肥量增加呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，且以基肥加追肥施用植物源腐熟有機(jī)肥效果最為顯著，所有施肥處理速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于對(duì)照(

P

<0.05)，以BT1處理速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，較對(duì)照增加101.49%。

2.4 有機(jī)肥施用對(duì)林下三七皂苷含量的影響

碳菌肽素有機(jī)肥施用對(duì)三七皂苷含量的影響見表4。三七皂苷R、人參皂苷Rg和總皂苷(R+Rg+Rb)具有隨碳菌肽素有機(jī)肥施肥量增加而增加的趨勢(shì)。C2和C1處理顯著促進(jìn)Rg和R+Rg+Rb含量增長(zhǎng)(

P

<0.05)，相比對(duì)照分別增加42.86%、60.87%和34.39%、42.77%，以C1處理總皂苷含量最高。

不同濃度和施肥方式下的植物源腐熟有機(jī)肥均有利于三七地下部皂苷積累，隨著施肥量增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，總皂苷含量排序依次為B2、BT2、B1、BT1、BT3、B3和對(duì)照。以B2處理皂苷含量最高，B2處理顯著促進(jìn)R、Rb、Rg和總皂苷積累，較對(duì)照分別增加74.51%、90.68%、69.40%和79.77%。

以上結(jié)果表明，2種有機(jī)肥的施用均能夠不同程度促進(jìn)林下三七地下部皂苷(R、Rb和Rg)的積累，且有機(jī)肥的種類、施肥量和施肥方式對(duì)三七皂苷的含量影響均有不同。本試驗(yàn)中，2種施肥方式施用廣州植物源腐熟有機(jī)肥，當(dāng)用量超過15 000 kg/hm時(shí)，以基肥的方式施用對(duì)三七皂苷含量的促進(jìn)作用更強(qiáng)，B2處理對(duì)三七皂苷含量的影響最為顯著。

2.5 有機(jī)肥施用對(duì)林下三七產(chǎn)量的影響

三七產(chǎn)量隨著碳菌肽素有機(jī)肥施用量的增加而增加(表5)。碳菌肽素有機(jī)肥各處理產(chǎn)量排序?yàn)镃1>C2>C3，其中C1處理顯著促進(jìn)產(chǎn)量增長(zhǎng)(

P

<0.05)，相比對(duì)照增加50.28%。

表3 有機(jī)肥不同施肥水平下的土壤化學(xué)性質(zhì)
Table 3 Soil chemical properties of different organaic fertilization levels

處理TreatmentpH有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/(g/kg)Organic mattermass fraction堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)/(mg/kg)Alkali-hydrolyzablenitrogen massfraction有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)/(mg/kg)Availablephosphorusmass fraction速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)/(mg/kg)Fast-actingpotassiummass fractionCK5.70±0.14 abc68.39±8.83 d274.16±56.75 ab0.22±0.19 b321.51±5.63 gC35.91±0.23 a99.83±16.49 abc251.71±46.77 ab0.99±0.22 b345.68±5.84 fC25.43±0.20 bcde124.23±25.96 a241.44±51.10 ab0.21±0.12 b395.88±2.08 eC15.33±0.20 cdef91.17±10.92 bcd219.24±35.42 b0.55±0.36 b502.82±4.32 cBT35.77±0.43 ab83.23±2.71 bcd256.05±11.18 ab1.31±0.31 b394.19±21.41 eB35.56±0.18 abcd103.78±3.57 abc322.69±34.44 a1.96±0.95 b360.27±3.11 fBT25.19±0.12 def94.95±13.66 bc220.56±27.34 b1.10±0.38 b459.95±0.62 dB25.23±0.25 def81.90±10.45 cd315.14±52.39 a4.17±2.18 b410.20±1.64 eBT15.13±0.09 ef109.96±20.18 ab308.89±36.75 a11.12±4.88 a647.82±22.27 aB14.97±0.04 f99.67±9.39 abc288.47±62.33 ab10.12±6.89 a577.73±1.31 b

注：同列數(shù)據(jù)不同字母表示差異顯著(<0.05)，相同字母表示差異不顯著(>0.05)。下同。

Note: Within the same column, different letters represent significant differences (<0.05), while the same letters represent no significant differences (>0.05). The same below.

表4 施用有機(jī)肥對(duì)林下三七皂苷含量的影響

Table 4 Effects of organic fertilizer application on saponins content of %

處理Treatment皂苷含量 Saponin contentR1Rg1Rb1R1+Rg1+Rb1CK0.51±0.14 b1.61±0.43 d1.34±0.26 c3.46±0.83 dC30.57±0.08 b2.16±0.36 cd1.65±0.46 bc4.37±0.89 cdC20.64±0.05 ab2.30±0.19 bc1.71±0.28 abc4.65±0.52 bcC10.75±0.16 ab2.59±0.11 abc1.60±0.05 bc4.94±0.08 bcBT30.60±0.09 b2.39±0.07 abc1.86±0.32 abc4.84±0.23 bcB30.76±0.04 ab2.26±0.35 cd1.79±0.20 abc4.80±0.59 bcBT20.72±0.23 ab2.99±0.28 ab2.08±0.36 ab5.79±0.55 abB20.89±0.11 a3.07±0.41 a2.27±0.12 a6.22±0.60 aBT10.55±0.15 b2.70±0.37 abc1.79±0.14 abc5.05±0.39 abcB10.89±0.26 a2.72±0.78 abc2.11±0.49 ab5.71±1.19 ab

施用植物源腐熟有機(jī)肥林下三七產(chǎn)量出現(xiàn)隨著施肥量的增加而降低的趨勢(shì)。植物源腐熟有機(jī)肥各處理產(chǎn)量排序依次為BT3>B3>B1>BT2>BT1>B2，其中BT3和B3顯著促進(jìn)產(chǎn)量增長(zhǎng)(

P

<0.05)，較對(duì)照分別增加54.38%和45.72%；其余處理產(chǎn)量與對(duì)照差異不顯著，以BT3處理林下三七產(chǎn)量最高(表5)。

表5 有機(jī)肥不同施肥水平下林下三七的產(chǎn)量
Table 5 Yield of under different fertilization levels of organic fertilizer

處理Treatment存苗率/%Survival rate存苗株數(shù)/(株/hm2)Number of existing seedlings根部干重/gDry weight of roots產(chǎn)量/(kg/hm2)YieldCK60.28±8.91 ab334 8712.06±0.27 c688.72±90.37 bC361.94±3.94 a344 1292.46±0.27 bc847.06±91.88 abC265.55±8.67 a364 1852.69±0.22 abc980.86±81.47 abC163.06±5.09 a350 3152.95±0.21 abc1 035.02±75.95 aBT354.44±6.25 abc302 4633.52±0.88 a1 063.26±264.84 aB363.06±5.09 a350 3152.87±0.10 abc1 003.59±36.69 aBT248.33±7.95 bc268 5183.35±0.87 ab899.18±233.20 abB249.72±8.55 bc276 2413.05±0.71 abc842.36±196.80 abBT143.89±6.94 c243 8333.63±0.65 a884.82±157.75 abB148.33±6.01 bc268 5183.41±0.46 ab914.39±123.40 ab

存苗率和根部干重計(jì)算分析表明，以植物源腐熟有機(jī)肥BT3處理的三七產(chǎn)量最高，達(dá)到1 063.26 kg/hm。增施有機(jī)肥均能夠不同程度提高林下三七的產(chǎn)量。

3 討 論

林下三七種植技術(shù)遵循了藥材自身生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，讓三七回歸山野，能有效提升三七藥材品質(zhì)，保障其健康可持續(xù)發(fā)展。本研究發(fā)現(xiàn)，適時(shí)適量增施有機(jī)肥，特別是廣州植物源腐熟有機(jī)肥對(duì)林下三七葉綠素含量、地下部干重和品質(zhì)的影響達(dá)到顯著水平。這與前人研究發(fā)現(xiàn)施用有機(jī)肥能提升三七的產(chǎn)量和品質(zhì)的結(jié)果相似。此外，本試驗(yàn)通過設(shè)置2種施用廣州植物源腐熟有機(jī)肥施肥方式發(fā)現(xiàn)，在相同的施肥量下，不同的施用方式，得到的結(jié)果也不同，基肥加追肥混施的施用方式更能顯著提高林下三七地下部分干重。可能是由于施肥方式需考慮與三七自身需肥特性相結(jié)合，且有機(jī)肥進(jìn)入土壤可以增加土壤中有益微生物群落的豐富性及其代謝活性，不僅通過促進(jìn)根際微生物調(diào)節(jié)激素類物質(zhì)高效促進(jìn)植物生長(zhǎng)，同時(shí)還能募集假單胞桿菌(

Pseudomonas

spp.)、芽孢桿菌(

Bacillus

)和克雷伯菌(

Klebsiella

oxytoca

)等拮抗有益微生物，降低病害發(fā)生，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造優(yōu)異生境。植物次生代謝產(chǎn)物是許多中藥材的主要藥效成分，是保持藥材品質(zhì)及其有效性的基礎(chǔ)。三七皂苷為萜類化合物，研究指出，萜類等次生代謝產(chǎn)物與轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后或翻譯水平的調(diào)控等有關(guān)。養(yǎng)分供應(yīng)作為影響藥用植物次生代謝的重要因素，但基于分子層面解析營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)的影響機(jī)制尚缺乏研究，這將成為今后研究中需要重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。隨著氮磷鉀肥對(duì)三七皂苷的影響不斷被證實(shí)，進(jìn)一步探討?zhàn)B分供應(yīng)調(diào)控與次生代謝物質(zhì)的途徑對(duì)明確養(yǎng)分調(diào)控皂苷形成的機(jī)理至關(guān)重要。增施有機(jī)肥不僅增加土壤有機(jī)質(zhì)和有效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在一定程度上還能有效穩(wěn)定土壤pH，防止土壤酸化。三七種植土壤pH以5.0～6.5微酸性土壤為適宜。本研究中pH與三七存苗率和總皂苷均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(

P

<0.05)(表6)，廣州植物源腐熟有機(jī)肥施用量越大，土壤pH越低，酸化越嚴(yán)重，其中BT3和B3處理后存苗率較高，其土壤pH分別為5.77、5.56，接近本底土pH 5.62，進(jìn)一步說明增施有機(jī)肥對(duì)緩解土壤酸化和提高三七存苗率有重要作用。土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)和三七根部干重呈顯著正相關(guān)關(guān)系(

P

<0.05)，速效鉀、有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)與三七存苗率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(

P

<0.05)。三七屬塊根類植物，對(duì)鉀的需求較大，提高土壤中速效鉀能顯著促進(jìn)植株生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量。但本試驗(yàn)中施肥量越大，速效鉀和有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，導(dǎo)致存苗率下降，故在實(shí)際應(yīng)用中需考慮存苗率與產(chǎn)量之間的平衡。有機(jī)肥具有肥效緩慢但作用期長(zhǎng)的特點(diǎn)，本試驗(yàn)于12月采集土壤測(cè)定分析有機(jī)肥對(duì)林地土壤肥力的改善作用，為指導(dǎo)來年林下三年生三七的施肥用量提供依據(jù)。

表6 土壤化學(xué)性質(zhì)與林下三七存苗率、根部干重和總皂苷的person相關(guān)性分析
Table 6 Person correlation analysis of soil chemical properties with root dry weight and total saponins of

項(xiàng)目Item存苗率Survival rate根部干重Dry weight of roots總皂苷含量(R1+Rg1+Rb1)Total saponin contentR值P值R值P值R值P值pH-0.646*<0.05-0.595>0.05-0.723*<0.05有機(jī)質(zhì)0.103>0.050.239>0.050.146>0.05堿解氮-0.315>0.050.118>0.050.152>0.05有效磷-0.756*<0.050.617>0.050.433>0.05速效鉀-0.681*<0.050.740*<0.050.487>0.05

注：*表示項(xiàng)目之間顯著相關(guān)(<0.05)。

Note: * indicates the items are significantly correlated (<0.05).

本研究初步探索了林下種植三七施用有機(jī)肥的用量和施用方式對(duì)林下三七生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響，在一定用量范圍內(nèi)施用有機(jī)肥能提高三七皂苷R、人參皂苷Rg和Rb的含量。同時(shí)，本研究結(jié)果表明有機(jī)肥對(duì)林下三七存在明顯的劑量效應(yīng)，符合肥料報(bào)酬遞減的規(guī)律，說明試驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在過量施用有機(jī)肥的情況，根腐病發(fā)生嚴(yán)重，存苗率下降，對(duì)三七產(chǎn)量和皂苷含量產(chǎn)生了負(fù)面影響。相關(guān)研究報(bào)道表明，過量施肥致使土壤養(yǎng)分失衡，導(dǎo)致土壤酸化和土壤微生物群落退化等問題，這些都是不利于三七健康生長(zhǎng)的因素。對(duì)此，未來還需繼續(xù)細(xì)化探究不同施肥用量與三七生長(zhǎng)和根腐病發(fā)病率的關(guān)系，完善林下三七生產(chǎn)中有機(jī)肥的施用規(guī)范。三七的產(chǎn)量和品質(zhì)除了受施肥的影響外，還因遺傳背景復(fù)雜和種植條件不均一，受到土壤、氣候等自然環(huán)境因素和病蟲害等因素的多重影響。本研究雖根據(jù)二年生三七的試驗(yàn)結(jié)果推薦了有機(jī)肥施用量，但實(shí)際情況一般不采收二年生三七，而主要以采挖三年生三七為主。前人推薦的養(yǎng)分投入量存在較多爭(zhēng)議，與本研究推薦施用量存在差異的可能原因是試驗(yàn)種植區(qū)土壤基礎(chǔ)條件不同，且之前的研究只注重產(chǎn)量，忽略三七品質(zhì)。今后還需對(duì)有機(jī)肥料與三七病害發(fā)生的機(jī)理及皂苷的合成進(jìn)行深入研究，以期為林下三七的有機(jī)種植提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié) 論

本研究通過分析2種有機(jī)肥不同施用水平對(duì)二年生林下三七的生長(zhǎng)、產(chǎn)量、皂苷含量和土壤化學(xué)性質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，2種有機(jī)肥均能顯著提高林下土壤中有機(jī)質(zhì)和土壤速效鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提升林下三七的產(chǎn)量和品質(zhì)。其中植物源腐熟有機(jī)肥以施用基肥3 750 kg/hm，生殖生長(zhǎng)時(shí)期追肥3 750 kg/hm為最優(yōu)施肥方法。