陳丹　羅東?！∮喑扇A　李可鋮　黃彬　徐蔧聲　段紹鳳　梁艷麗

關(guān)鍵詞：滇龍膽；間作；龍膽苦苷含量；隸屬函數(shù)

中圖分類號：S567 文獻標識碼：A

在中藥材栽培生產(chǎn)中，大多數(shù)中藥材都以單一模式種植，約70%以塊根入藥的藥用植物在種植過程中都存在嚴重的連作障礙問題[1-2]，如三七[3]、人參[4]、當歸[5]、地黃[6]、附子、半夏等[7]。常年連作導致藥材品質(zhì)、產(chǎn)量下降，植株生長發(fā)育不良，病蟲害頻發(fā)，土壤養(yǎng)分失衡[8-9]等問題，嚴重制約了中藥資源的可持續(xù)發(fā)展。間作種植模式可以提高單位種植面積產(chǎn)出，是山地農(nóng)業(yè)種植技術(shù)提升、解決連作障礙的方法之一，間作能通過生態(tài)位互補增強資源可用性[10]，充分利用土地，提高光照、水分和養(yǎng)分的利用效率[11]，改良土壤微生物結(jié)構(gòu)，增加土壤微生物多樣性和活性等作用。

龍膽科（Gentianaceae）龍膽屬（Gentiana）滇龍膽（Gentiana rigescens）為多年生草本植物，以根或根莖入藥，主要分布于云南、四川、貴州和湖南等地，為云南道地藥材，是中國重要的資源植物[12]。具有清熱燥濕、瀉肝膽火之功效，現(xiàn)代藥理學研究發(fā)現(xiàn)，龍膽苦苷（gentiopicroside）是滇龍膽中主要有效成分，其含量的高低影響著滇龍膽品質(zhì)的優(yōu)劣[13]。滇龍膽藥用歷史悠久，而長期掠奪式采挖，導致野生資源儲備量銳減[14]，供需矛盾日漸突出，進行滇龍膽人工栽培是保護滇龍膽野生資源和滇龍膽產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。滇龍膽草的人工種植多采用林下直播3 年采收或育苗移栽2 年采收的方法[15]，所需年限較長。因需求量的上升，連年耕作已成為滇龍膽主產(chǎn)地的生產(chǎn)常態(tài)，常年耕作導致主產(chǎn)區(qū)種植地塊土壤肥力下降、板結(jié)等系列問題。中藥材和農(nóng)林作物復(fù)合種植是中藥材種植模式的優(yōu)化，充分利用了藥材與作物在時間、空間上的差異。其中中藥材與林木或草本植物間作等復(fù)合種植模式，可以充分利用光熱資源、水土環(huán)境和藥材與作物間的共生互補作用，提高土地利用率，提高經(jīng)濟效益，是解決中藥材連作障礙的有效方法之一[16-17]。本研究通過對滇龍膽與不同作物間作栽培模式（茶樹、核桃樹、黃豆、薏仁、黑豆、蠶豆6 種植物材料，組成滇龍膽單作和間作7 種種植模式）的研究，明確間作栽培模式對滇龍膽生長、產(chǎn)量以及品質(zhì)的影響，從而為滇龍膽生態(tài)栽培模式的建立提供理論依據(jù)，同時為改善藥用植物連作障礙提供適宜的種植模式。

1 材料與方法

1.1 材料

田間試驗于2018 年7 月至2019 年1 月在云南省臨滄市云縣茶房鄉(xiāng)響水村進行，試驗地位于99°23′～100°13′E，23°55′～24°45′N之間，海拔1724 m，坡向為陽坡，土壤類型為紅壤，年降水量1600 mm，適宜滇龍膽生長。

實驗所用的滇龍膽小苗來自云南省臨滄市云縣耀陽實業(yè)有限公司滇龍膽種植基地，試驗選取人工種植的生長狀況一致的滇龍膽兩年生植株作為試驗材料。為了排除試驗材料差異對試驗結(jié)果的影響，在移栽前對滇龍膽的株高、株幅、葉長、葉寬和莖粗進行測量，如表1 所示，各處理組植株之間在株高、株幅、葉長、葉寬和莖粗上無顯著差異，保證試驗材料的一致性。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置滇龍膽||茶樹間作、滇龍膽||核桃樹間作、滇龍膽||黃豆間作、滇龍膽||薏苡間作、滇龍膽||黑豆間作、滇龍膽||蠶豆間作6 種間作種植模式，種植面積為258.72 m，分7 個區(qū)，每個區(qū)又劃分為3 個小區(qū)，共21 個小區(qū)，每個小區(qū)長4.4 m，寬2.8 m，小區(qū)面積為12.32 m，每小區(qū)內(nèi)種植30 株滇龍膽。與林木間作方式如圖1A～圖1B，在已種植有茶樹和核桃樹下選取平整地段，移栽滇龍膽進行間作種植，茶樹間作試驗小區(qū)內(nèi)茶樹樹高約1 m，茶樹種植行距0.88 m，株距1.4 m，每小區(qū)內(nèi)種植茶樹18 株，與茶樹間作的滇龍膽行距0.88 m，株距0.4 m。核桃樹間作試驗小區(qū)內(nèi)核桃樹高4～6 m，核桃樹間距2 m，在核桃樹下移栽種植滇龍膽，滇龍膽種植行距為0.4 m，每行株距0.4 m，每小區(qū)種植核桃樹6 株。與作物間作方法如圖1C～圖1F，每小區(qū)內(nèi)種植滇龍膽5 行，每行種植6 株，株行距為0.7 m×0.4 m，在每行滇龍膽間分別播種黃豆、薏苡、黑豆、蠶豆4 種作物于滇龍膽的行距間和小區(qū)的四周，黃豆、薏苡、黑豆、蠶豆的株行距為0.8 m×0.4 m，每小區(qū)3 次重復(fù)。每小區(qū)滇龍膽種植深度為0.2 m，移栽好后，每個小區(qū)將0.4 kg有機肥撒施于滇龍膽小苗根部。對照組全部單作滇龍膽，最后選取紅框內(nèi)的滇龍膽作為對照植株。

1.2.2 項目測定 （1）農(nóng)藝性狀測定。在2018年9 月，對處于旺盛生長期中，7 種植模式下的滇龍膽株高、株幅、葉長、葉寬和莖粗等地上部分進行測量。在2019 年1 月滇龍膽采收期對滇龍膽進行采收，并對每株滇龍膽的株高、莖粗、葉長、葉寬、根長、根粗進行測量。

（2）產(chǎn)量性狀測定。將不同間作和單作的滇龍膽根莖采收，洗凈后自然曬干，稱重測干重，以每個小區(qū)內(nèi)的平均單株產(chǎn)量估算公頃產(chǎn)量，公頃產(chǎn)量=單株產(chǎn)量（干重）×種植密度。

（3）品質(zhì)性狀測定。根據(jù)藥典方法，HPLC色譜法測定滇龍膽苦苷含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)通過Microsoft Office Excel 2010 軟件進行整理，整理好的數(shù)據(jù)通過SPSS 20.0 軟件進行單因素方差分析，并通過GraphPad Prism 分析軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和制圖表。相關(guān)性分析圖標通過在線網(wǎng)站（https：//www.chiplot.online）進行。

通過隸屬函數(shù)法對不同間作模式下滇龍膽品質(zhì)進行綜合評價。公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間作模式對滇龍膽地上部分生長的影響

在滇龍膽旺盛生長期，地上部分的生長狀況和生長環(huán)境密切相關(guān)，不同間作模式直接影響了滇龍膽旺盛營養(yǎng)生長時期周圍生長環(huán)境中的光照、溫度、水分等條件，從而影響滇龍膽的生長。在旺盛生長期，不同間作對滇龍膽各項性狀的影響差異很大，但總體而言，各種植模式下滇龍膽的生長與對照相比無顯著差異。與核桃樹間作主要促進滇龍膽株高的生長，與黑豆間作的滇龍膽植株寬大，與蠶豆間作促進滇龍膽葉長的生長，與薏苡間作主要促進滇龍膽葉寬的生長，葉片短寬而肥厚。如表2 所示，滇龍膽與核桃樹間作處理下株高最高，為（17.43±0.60）cm，極顯著高于與黃豆間作的滇龍膽株高。同時，與黑豆間作的滇龍膽株幅最大，為（10.12±0.71）cm，顯著高于與蠶豆間作和對照植株的株幅，極顯著高于與茶樹間作的滇龍膽株幅。與蠶豆間作葉長最長， 為（3.78±0.26）cm，其次為茶樹和核桃樹間作的植株。不同間作處理下，滇龍膽莖粗均小于對照植株，與薏苡間作的滇龍膽莖粗極顯著低于對照，與黃豆和黑豆間作的滇龍膽莖粗顯著低于對照，與茶樹間作的滇龍膽莖粗顯著低于對照。

采收期滇龍膽生長的好壞直接影響到滇龍膽的藥用品質(zhì)和產(chǎn)量，總體來看，在經(jīng)歷一個生長季以后，與核桃樹和茶樹間作的滇龍膽地上部分生長狀況優(yōu)于與黃豆、薏苡、黑豆、蠶豆間作的滇龍膽植株，其中與核桃樹間作的滇龍膽植株株高最高，呈細高狀，與茶樹間作的滇龍膽間作的植株較為健壯。如表3 所示，通過對采收期的滇龍膽地上部分各項性狀的測量表明，與核桃樹間作的滇龍膽株高最高，為（21.34±0.67）cm，極顯著高于對照和其他間作模式下滇龍膽的株高。與茶樹間作的株幅最大，為（11.01±1.86）cm，極顯著高于對照和與薏苡和蠶豆間作的滇龍膽株幅。此外，采收期不同種植模式下滇龍膽的葉長和葉寬無顯著差異，其中與茶樹間作的滇龍膽葉長和葉寬最大，分別為（4.25±0.19）cm 和（1.27±0.06）cm，而各種植模式下莖粗無顯著差異。

2.2 不同間作模式對滇龍膽產(chǎn)量的影響

產(chǎn)量是滇龍膽種植的一項重要指標，直接影響經(jīng)濟效益?？傮w而言，除與薏苡和蠶豆間作的滇龍膽以外，其他間作種植方式產(chǎn)量均高于對照植株，其中與核桃樹和茶樹間作模式下滇龍膽產(chǎn)量極顯著高于與黃豆、薏苡、黑豆、蠶豆間作和對照植株產(chǎn)量。如圖2 所示，不同間作栽培的滇龍膽產(chǎn)量為：茶樹>核桃樹>黃豆>黑豆>對照>蠶豆>薏苡。與茶樹間作作、核桃樹間作、黃豆間作、黑豆間作的滇龍膽產(chǎn)量高于對照處理。在所有的間作植模式中，與核桃樹和茶樹間作的滇龍膽產(chǎn)量極顯著高于與黃豆、薏苡、黑豆和蠶豆間作的滇龍膽產(chǎn)量，其中與茶樹間作的滇龍膽產(chǎn)量最高，產(chǎn)量為142.4 kg/hm，比對照處理高46.87%，這表明與茶樹間作可顯著提高產(chǎn)量。

2.3 不同間作模式對滇龍膽品質(zhì)的影響

2.3.1 不同間作模式對滇龍膽外觀品質(zhì)的影響 根莖為滇龍膽的主要經(jīng)濟器官，間作方式將直接影響滇龍膽根系的生長，與核桃樹、茶樹、黃豆、薏苡、黑豆、蠶豆間作均有利于滇龍膽根系的生長。如表4 所示，在不同的間作模式中，滇龍膽與茶樹間作的須根數(shù)最多，每株約為6～9 根須根，極顯著高于對照的須根數(shù)。與茶樹間作的滇龍膽根系最長，為（19.79±0.98）cm，極顯著高于黑豆間作、蠶豆間作以及對照的滇龍膽根長度。對照處理的滇龍膽根最粗，與茶樹間作的滇龍膽根粗與對照無顯著差異，但顯著高于與核桃樹間作、黃豆間作、薏苡間作和黑豆間作的根粗。

2.3.2 不同間作模式對滇龍膽龍膽苦苷含量的影響 有效活性成分含量是評價中藥材品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標。不同栽培模式中，除與薏苡間作的滇龍膽外，其他種植方式滇龍膽中龍膽苦苷的含量均高于對照植株。如圖3 所示，不同間作模式下滇龍膽的龍膽苦苷含量測定表明：滇龍膽的龍膽苦苷含量為茶樹間作>核桃樹間作>蠶豆間作>黑豆間作>黃豆間作>對照（單作）>薏苡間作，且龍膽苦苷含量均大于藥典標準（1.5%）。與茶樹間作、核桃樹間作、蠶豆間作、黑豆間作和黃豆間作的滇龍膽中龍膽苦苷含量均顯著高于對照，其中與茶樹間作的根莖的龍膽苦苷含量最高，為3.36%±0.07%，顯著高于對照和與薏苡間作的滇龍膽中龍膽苦苷含量。上述結(jié)果表明，與茶樹間作、核桃樹間作、蠶豆間作、黑豆間作和黃豆間作有利于滇龍膽根莖中龍膽苦苷的積累，其中與茶樹間作效果最好。

2.4 不同間作模式下滇龍膽農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)性分析

2.4.1 滇龍膽旺盛生長期地上部分農(nóng)藝性狀與根莖產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)性 在間作過程中，不僅存在著間作作物之間的相互影響，作物本身各部位之間也存在著不同程度的促進或抑制作用，在旺盛生長時期，地上部分生長的好壞不同程度的影響著地下部分的生長。如圖4 所示，通過對地上部分旺盛生長期滇龍膽的株高、株幅、葉長、葉寬、和莖粗與采收期地下部分根的產(chǎn)量和品質(zhì)進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，采收期滇龍膽的須根數(shù)主要與株幅呈正相關(guān)，與葉寬呈負相關(guān)，根長主要與株高呈正相關(guān)，與葉長呈負相關(guān)，根粗主要與葉長和莖粗呈正相關(guān)關(guān)系，與株幅呈負相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)量和龍膽苦苷含量與葉長呈正相關(guān)，與葉寬呈負相關(guān)關(guān)系。在旺盛生長期，株幅寬大且健壯的滇龍膽植株在采收期品相更好，葉長長的滇龍膽植株產(chǎn)量和龍膽苦苷的含量越高。

2.4.2 滇龍膽采收期地上部分農(nóng)藝性狀與根莖產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)性 在植株采收期生長狀態(tài)的好壞，直接影響到采收時的品質(zhì)和產(chǎn)量，而在采收期滇龍膽各指標的相關(guān)關(guān)系對采收后根莖的品質(zhì)產(chǎn)生最直接的影響，與旺盛生長期相比，采收期滇龍膽地上部分生長的優(yōu)劣對地下部分滇龍膽根莖的生長相關(guān)性更強，影響更大。如表5 所示，對滇龍膽采收期各指標的相關(guān)性分析表明，須根數(shù)和根長與植株株幅呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別達到0.76、0.78，滇龍膽產(chǎn)量與植株株幅和葉片長度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別達到0.78、0.82，龍膽苦苷含量與植株株幅和葉片長度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別達到0.77、0.86，此外，龍膽苦苷含量與須根數(shù)和產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)在0.9 以上，存在極顯著正相關(guān)關(guān)系。在不同間作模式下，采收期滇龍膽各指標之間存在不同程度的相關(guān)性，地上部分植株的株幅、葉長對滇龍膽的品質(zhì)和產(chǎn)量影響最顯著，須根數(shù)和產(chǎn)量對龍膽苦苷含量影響最顯著，而株高的生長對地下部分根的生長無顯著相關(guān)性。

2.5 不同間作模式下滇龍膽產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合分析

采收期滇龍膽10 個指標之間的相關(guān)性分析見圖5，滇龍膽的外觀品質(zhì)（根長、根粗）、產(chǎn)量和龍膽苦苷含量之間存在相關(guān)關(guān)系，并且這些指標共同影響著滇龍膽的綜合價值，無法采用單一指標對不同間作模式下對滇龍膽的影響進行客觀評價，所以本研究通過隸屬函數(shù)對滇龍膽品質(zhì)和產(chǎn)量進行綜合評價，通過各指標隸屬值的加權(quán)平均數(shù)得出綜合評價指數(shù)進行打分，從滇龍膽的品相、產(chǎn)量和藥用活性成分龍膽苦苷含量對肥料處理效果進行綜合評價，如表5 所示。不同間作模式下的綜合評分排序為：茶樹間作>核桃樹間作>蠶豆間作>黃豆間作>黑豆間作>對照>薏苡間作，與茶樹間作、核桃樹間作、蠶豆間作、黃豆間作黑豆間作的滇龍膽綜合品質(zhì)均優(yōu)于對照，其中與茶樹間作的綜合評分最高，達到0.99，從隸屬函數(shù)值來看，與茶樹間作的滇龍膽須根數(shù)、根長、產(chǎn)量和藥用活性成分龍膽苦苷含量的隸屬函數(shù)值均高于其他的種植方式。

3 討論

間作種植模式提高了單位種植面積產(chǎn)出，是山地農(nóng)業(yè)種植技術(shù)提升的關(guān)鍵之一，同時復(fù)合種植模式對中藥材產(chǎn)量具有積極影響[18-20]。間作能通過生態(tài)位互補增強資源可用性[10]，充分利用土地，提高土地、光照、水分和養(yǎng)分的利用效率[11]，增加農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)多樣性，促進生態(tài)平衡[21]，是解決連作障礙的方法之一。本研究通過滇龍膽與核桃樹間作、茶樹間作、黃豆間作、薏苡間作、黑豆間作、蠶豆間作以及滇龍膽單作7 種種植模式，分析不同間作模式對滇龍膽的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，探索適宜滇龍膽的栽培模式。不同間作模式下，由于間作作物的不同，滇龍膽地上部分的生長也有明顯差異，核桃林下間作種植半夏，有利于半夏的生長和土壤肥力的提高[22]，與核桃樹間作的滇龍膽生長速度最快，株高最高，極顯著高于單作和其他栽培方式，但與核桃樹間作的滇龍膽主莖細，葉片小。前人研究表明，滇龍膽與茶樹套種影響了滇龍膽對礦質(zhì)元素吸收與運輸?shù)哪芰23]，本研究通過與茶樹間作表明，與茶樹間作的滇龍膽株高生長緩慢，主要以株幅和葉片生長為主，植株和葉片展開度較高，植株健壯，間作模式中，與蠶豆間作的株高最高，與黃豆間作的株幅最大，但與黃豆、薏苡、黑豆、蠶豆四種作物間作中滇龍膽的總體生長狀態(tài)不如與林木間作處理的滇龍膽。與禾本科薏苡和豆科黃豆、黑豆、蠶豆草本間作相比，由于茶樹和核桃樹高大，葉片蓬松，而滇龍膽的生長喜冷涼氣候，這使得間作于核桃樹與茶樹的滇龍膽避免中午溫度過高帶來的傷害，并且林木植物與草本植物間作中，由于根系分布的差異，林木植物更有利于吸收深層土壤的水分[24]，同時使得滇龍膽能夠吸收地表水分，更有利于滇龍膽地上部分的生長。而與豆科植物間作，植株高度差異不大，不利于地上部分的生長。

不同作物間作的合理搭配，植株間能更好的“取長補短”，不僅有利于植株的生長，還有助于植株根系生長和產(chǎn)量的提升[25]。滇龍膽根系形態(tài)決定了滇龍膽外觀品質(zhì)的好壞，直接影響其市場銷售價格，本研究以須根數(shù)、根長、根粗作為評估滇龍膽根系生長外觀品質(zhì)指標，以龍膽苦苷含量評價其內(nèi)部品質(zhì)指標。在不同間作栽培模式下，與茶樹間作最有利于間作滇龍膽根系生長，茶樹與草本植物復(fù)合栽培，有利于土壤有機質(zhì)和水分的保持[26]，與茶樹間作后，滇龍膽須根數(shù)最多，根長最長，這與沈濤等[27]的研究結(jié)果一致。此外，與茶樹的滇龍膽龍膽苦苷含量最高，顯著高于對照和藥典標準，與楊美權(quán)等[14]茶樹與滇龍膽栽培模式研究結(jié)果一致。與對照和間作模式相比，與茶樹和核桃樹間作極顯著提高了滇龍膽產(chǎn)量，與茶樹間作的滇龍膽產(chǎn)量比單作提高了46.87%。

單一指標無法評定不同栽培模式滇龍膽的優(yōu)劣，利用綜合隸屬函數(shù)對多個評定指標進行綜合評價[28]，通過隸屬函數(shù)對滇龍膽產(chǎn)量和品質(zhì)進行綜合評定表明：茶樹間作>核桃樹間作>蠶豆間作>黃豆間作>黑豆間作>對照>薏苡間作，除與薏苡間作外，其余的間作模式對滇龍膽綜合品質(zhì)都有不同程度的促進作用，與茶樹間作的滇龍膽綜合評價最高，在以后的生產(chǎn)中，可以應(yīng)用滇龍膽與茶樹間作的栽培模式。通過對地上部分生長與地下部分生長的相關(guān)性分析表明，地上部分生長的好壞與地下部分根莖的產(chǎn)量和品質(zhì)直接相關(guān)，間作茶樹的栽培模式下，地上部分滇龍膽植株和葉片的展開度，能顯著促進滇龍膽產(chǎn)量和品質(zhì)的提升。谷物和豆類間作可以利用豆科植物的固氮作用提高，減少土壤氮元素的流失，增加土壤肥力，提高間作作物產(chǎn)量和品質(zhì)[29]，而滇龍膽與豆科植物間作，對滇龍膽生長和產(chǎn)量的提升并沒有獲得很好的促進作用，可能是由于除氮素以外的其他養(yǎng)分的競爭，并且在本課題組的前期研究表明，氮肥不利于滇龍膽的生長。薏苡仁和蠶豆磷素形態(tài)利用策略的差異能夠提高了薏苡仁和蠶豆間作產(chǎn)量，磷素對薏苡仁地上部分生物量的積累有積極的促進作用[30]，然而磷肥可以促進滇龍膽地上部分的生長，提高滇龍膽的產(chǎn)量和品質(zhì)，而滇龍膽與薏苡間作產(chǎn)量降低，顯著低于單作滇龍膽產(chǎn)量，這可能是由于與薏苡間作后，薏苡與滇龍膽競爭了磷元素的使用，導致滇龍膽減產(chǎn)和品質(zhì)降低。

綜上，本研究的研究結(jié)果表明，與不同植物間作種植模式，對于滇龍膽生長產(chǎn)生了顯著影響，不同間作栽培的滇龍膽產(chǎn)量為：茶樹間作>核桃樹間作>黃豆間作>黑豆間作>對照（單作）>蠶豆間作>薏苡間作，龍膽苦苷含量測定表明：茶樹間作>核桃樹間作>蠶豆間作>黑豆間作>黃豆間作>對照（單作）>薏苡間作>藥典（1.5%）。通過隸屬函數(shù)對根莖進行綜合打分表明：茶樹間作>核桃樹間作>蠶豆間作>黃豆間作>黑豆間作>對照>薏苡間作，與茶樹間作、核桃樹間作、蠶豆間作、黃豆間作黑豆間作的滇龍膽綜合品質(zhì)均優(yōu)于對照，與林木間作作效果優(yōu)于草本植物間作，其中與茶樹間作的效果最好。