【喀斯特温凉气候区半夏种植密度与施肥试验】喀斯特地形气候特点

　　摘要：采用三因素五水平二次通用旋转组合设计，研究不同种植密度、有机肥和磷肥施用量对半夏［Ｐｉｎｅｌｌｉａ ｔｅｒｎａｔａ （Ｔｈｕｎｂ．）Ｂｒｉｅｔ．］产量和总生物碱含量的影响。结果表明，种植密度是影响半夏产量和总生物碱含量的重要因素，其次为磷肥施用量，有机肥施用量的影响较小。在试验设计范围内，半夏产量随种植密度的增加而增加。半夏总生物碱含量、种植密度在０水平时最高，超过或低于该水平则下降；随有机肥施用量的增加而增加；随磷肥施用量的增加而下降。在生产中，合理密植，科学施用有机肥、磷肥，将有利于半夏的高产优质生产。
　　关键词：半夏；产量；总生物碱含量；喀斯特温凉气候区
　　中图分类号：Ｓ５６７．２３＋９；Ｐ９３１．５；Ｐ４63．２１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）12－2499-04
　　
　　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｌａｎｔｉｎｇ Ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ ｏｆ Ｐｉｎｅｌｌｉａ ｔｅｒｎａｔａ
　　ｉｎ Ｗａｒｍ ａｎｄ Ｃｏｏｌ Ｋａｒｓｔ Ｃｌｉｍａｔｉｃ Ｒｅｇｉｏｎ
　　
　　ＭＥＩ Ｙａｎ１，ＺＨＡＯ Ｍｉｎｇ－ｙｏｎｇ１，ＲＵＡＮ Ｐｅｉ－ｊｕｎ１，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｈｕａ１，ＳＨＡＯ Ｊｉ－ｑｉｎｇ１，ＺＨＯＵ Ｊｉｎｇ2，
　　ＺＨＡＮＧ Ｊｕｎ1，ＷＡＮＧ Ｈａｉ－ｌｉｎｇ１
　　（１． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｉｊｉｅ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｏｆ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｂｉｊｉｅ ５５１７００， Ｇｕｉｚｈｏｕ， Ｃｈｉｎａ；
　　２． Ｈｅｚｈｅｎ Ｔｏｗｎｓｈｉｐ Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅｚｈａｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ ｏｆ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｈｅｚｈａｎｇ ５５３２０５， Ｇｕｉｚｈｏｕ， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： ３－ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ５－ｌｅｖｅｌ ｑｕａｄｒａｔｉｃ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ， ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｐｉｎｅｌｌｉａ ｔｅｒｎａｔａ （Ｔｈｕｎｂ．） Ｂｒｉｅｔ．． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｐ． ｔｅｒｎａｔａ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ａｌｋａｌｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ， ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ． Ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓｃｏｐｅ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｐ． ｔｅｒｎａｔａｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ． Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｌｋａｌｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｐ． ｔｅｒｎａｔａ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｗｈｅｎ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ ｗａｓ ０ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｈｅｎ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ ｓｕｒｐａｓｓｅｄ ｏｒ ｗａｓ ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｔｏ ０ ｌｅｖｅｌ． Ｔｏｔａｌ ａｌｋａｌｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ． Ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｒａｔｉｏｎａｌ ｃｌｏｓｅ ｐｌａｎｔｉｎｇ， ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎ Ｐ． ｔｅｒｎａｔａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｐｉｎｅｌｌｉａ ｔｅｒｎａｔａ （Ｔｈｕｎｂ．） Ｂｒｉｅｔ．； ｙｉｅｌｄ； ｔｏｔａｌ ａｌｋａｌｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ； ｗａｒｍ ａｎｄ ｃｏｏｌ ｋａｒｓｔ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｒｅｇｉｏｎ
　　
　　中药半夏为天南星科多年生草本植物半夏［Ｐｉｎｅｌｌｉａ ｔｅｒｎａｔａ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｂｒｉｅｔ．］的干燥块茎，主要有效成分是胆碱、Ｌ－麻黄碱、β－谷甾醇等，其中以总生物碱含量作为质量指标成分。半夏具燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结等功效，主治痰多咳嗽、呕吐反胃、胸脘痞气等症。近年来的研究还发现，半夏具有抗肿瘤、抗生育、降血脂、护肝和治疗冠心病等多种功效，是一种重要的中药材，在５５８种中药处方中，半夏使用频率居第２２位［１］。半夏为广布种，除内蒙、新疆、青海、西藏等省（自治区）未见野生外，其余各省均有分布，主产于四川、湖北、河南、贵州、安徽等省。贵州省的半夏品质优良，在国外市场占有很重要的地位［２］。毕节地区是贵州省半夏的主产区，人工栽培历史已有２０多年。目前，栽种面积在１ ３３３．３ ｈｍ２ 左右，以赫章县最多，全县又以河镇乡种植面积最大，每年种植面积在３３３．３ ｈｍ２以上［３］。赫章县以半夏为龙头、其他地道优势药材品种协同发展的产业格局基本形成，中药材种植正成为赫章县农业结构调整中的“朝阳产业”。为加强半夏生产指导，提高其产量与质量，促进农业产业结构调整，增加农民收入，笔者于２００９年在赫章县对半夏进行了种植密度、有机肥和磷肥施用量的试验研究，现将结果报告如下。
　　１材料与方法
　　１．１试验地概况
　　试验地位于贵州省赫章县河镇乡舍虎村，该地处于东经１０４°３４′、北纬２７°２８′，海拔２ １９９．６７ ｍ，年降水量９２３ ｍｍ，年均气温１２．５℃，无霜期２８０ ｄ，全年日照时数１ ２００ ｈ，属温凉气候区［４］。前作玉米，播前一犁一耙，土壤的有机质含量为１５．８ ｇ／ｋｇ、全氮１.８５ ｇ／ｋｇ、速效氮１７６．００ ｍｇ／ｋｇ、全磷０．６１ ｇ／ｋｇ、速效磷１３．００ ｍｇ／ｋｇ、全钾２０.６0 ｇ／ｋｇ、速效钾２６５．００ ｍｇ／ｋｇ，土壤ｐＨ值７．２。
　　１．２材料
　　试验用的有机肥为充分腐熟的厩肥，磷肥为过磷酸钙（Ｐ２Ｏ５≥１２％），氮肥为尿素（Ｎ≥４６％）。供试半夏种为当地野生变家种的栽培种，种茎直径１．０～１．５ ｃｍ。
　　１．３试验设计
　　试验采用三因素五水平二次通用旋转组合设计的完全实施方案，选取种植密度、有机肥、磷肥施用量三个因素为研究对象，分别用ｘ１、ｘ２、ｘ３进行水平编码，试验因素水平编码赋值结果见表１。共有２０个处理，分为２个区组在田间进行实施，小区面积３ ｍ２（３ ｍ×１ ｍ），小区间均留宽４０ ｃｍ的走道，区组间走道宽５０ ｃｍ，试验地四周种半夏做保护行。
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　　试验于２００９年３月１９日播种。按１ｍ开厢，厢底深１０～１５ ｃｍ。先将种茎按设计的种植密度顶芽向上播入，然后将有机肥、磷肥按设计用量折算成小区用量撒施在种茎上，之后用细土覆盖，畦面高于走道５～８ ｃｍ。有机肥、磷肥在播种时一次性施入。试验于５月９日出苗，５月２０日达齐苗期，７月３０日采收。半夏生育期间追肥２次，第一次于珠芽形成期施用，用尿素１５０ ｋｇ／ｈｍ２；第二次于半夏倒苗后、出苗全苗齐苗时，用尿素２２５ ｋｇ／ｈｍ２。2次追肥都与细土混拌均匀，撒于土表。
　　１．５测定项目、方法及数据处理
　　试验收获时按小区称重计产，利用ＤＰＳ数据处理系统软件对半夏产量数据进行统计分析［５］。采用重量法检测分析半夏的总生物碱含量，对试验各因素的半夏总生物碱含量数据按设计的五水平进行整理分析。
　　２结果与分析
　　２．１试验因素对半夏产量的影响
　　２．１．１模型的建立与分析将试验结果整理于表２。根据表２ 结果，利用ＤＰＳ数据处理系统软件，按三因素二次回归旋转组合设计进行统计，得半夏产量与种植密度及有机肥、磷肥施用量之间的数学模型：ｙ＝７ ５２０．５１＋４ ２８１．５４ｘ１＋１０３．６３ｘ２－１３３．９９ｘ３＋
　　１ ４３６．０９ｘ１２＋１２０．２４ｘ２２－３３２．５３ｘ３２＋３３０．１７ｘ１ｘ２－３１０．１４ ｘ１ｘ３＋３４０．１８ｘ２ｘ３； （１）
　　经方差分析可知，Ｆ失拟＝０．１８＜Ｆ０．０５（５，５）＝５．０５，差异不显著，说明失拟方差基本上是由于试验误差和偶然因素引起的，模型无失拟因素存在，能真实地反映半夏产量与种植密度、有机肥和磷肥施用量等三个主要可控因素的相互关系；Ｆ回归＝２６．６４＞Ｆ０．０５（９，１０）＝４．９５，表明三个栽培因素对产量的影响达到了０．０５的显著水平，试验结果与采用的二次数学模型基本上是符合的，回归方程与实际情况拟合较好，可利用模型做进一步的分析［6-8］。
　　２．１．２单因子效应分析利用降维法，将某两个因素固定在０水平，得到其中一个因素对半夏产量影响的回归子模型如下：
　　ｙ１＝７ ５２０．５１＋４ ２８１．５４ｘ１＋１ ４３６．０９ｘ１２（２）
　　ｙ２＝７ ５２０．５１＋１０３．６３ｘ２＋１２０．２４ｘ２２ （３）
　　ｙ３＝７ ５２０．５１－１３３．９９ｘ３－３３２．５３ｘ３２（４）
　　由于一次项系数｜ｂ１｜＞｜ｂ３｜＞｜ｂ２｜，因此各因素对半夏产量影响程度依次为种植密度＞磷肥施用量＞有机肥施用量。说明在试验的土壤和生态条件下，种植密度是影响半夏产量的最重要因素，其次是磷肥施用量，但磷肥施用量和有机肥施用量对半夏产量的影响差别不是很大。因此，合理的种植密度是实现半夏高产的保证。
　　２．１．３种植密度对半夏产量的影响由于只有种植密度对半夏产量的影响达到了显著水平，故只对其进行效应分析。根据种植密度对半夏产量的影响作图，结果如图１。从图１可知，在设计水平范围内半夏产量随着种植密度的提高而增加，且种植密度取值在－１．６８１ ８到－１之间时，半夏产量增加比较缓慢；而取值从－１上升到１．６８１ ８之间，半夏产量则上升比较快，且取值为１．６８１ ８时，半夏产量最高。因此，在一定范围内，可在设计的种植密度水平上限之上适当增加种植密度，从而提高半夏的产量。
　　２．２试验因素对半夏品质的影响
　　对试验各因素的半夏总生物碱含量数据按设计五水平进行整理，结果如表３。
　　２．２．１种植密度对半夏总生物碱含量的影响从表３可看出，种植密度从－１．６８１ ８上升到０水平，半夏总生物碱的含量随着种植密度水平的增加而增加，增加了０．０１０ ５个百分点；而当种植密度水平从０上升到１．６８１ ８水平，则半夏总生物碱含量却随着种植密度水平的增加而下降，降低值达０．０２５ ３个百分点，降幅大大超过了从－１．６８１ ８上升到０水平增加的幅度（图２）。
　　２．２．２有机肥施用量对半夏总生物碱含量的影响有机肥施用水平从－１．６８１ ８上升到１．６８１ ８，半夏总生物碱含量从０．０５７ ４％增加到０．０７３ ７％，增加了０．０１６ ３个百分点，半夏总生物碱含量呈现出随有机肥施用量的增加而增加的趋势（图３）。因此，在一定范围内，可在设计的有机肥施用水平上限之上适当增加有机肥的施用量，以促进半夏总生物碱的积累。
　　２．２．３磷肥施用量对半夏总生物碱含量的影响磷肥施用水平从－１．６８１ ８上升到１．６８１ ８，半夏的总生物碱含量从０．０７４ ３％下降到０．０４９ ９％，呈直线下降的趋势（图４）。说明在设计的水平范围内，有机肥的施用已能满足半夏生长对磷的需求，增施磷肥，会影响半夏总生物碱的积累，从而影响半夏的品质。因此，在该地种植半夏，可以少施、甚至不施磷肥，以降低半夏种植的投入成本。
　　从表３还可以看出，三个试验因素对半夏总生物碱含量的影响的绝对极差值分别为：ｘ１＝０．０２５ ３，ｘ２＝０．０１６ ３，ｘ３＝０．０２４ ４，这说明三个试验因素对半夏总生物碱含量的影响程度为：种植密度＞磷肥施用量＞有机肥施用量。表明种植密度是影响半夏总生物碱含量的主要因素，其次为磷肥施用量，有机肥施用量的影响较小。因此，在种植半夏时，种植密度及有机肥、磷肥施用量应控制在一定的合理范围内，才有利于半夏总生物碱的积累，否则会影响半夏总生物碱的含量，从而影响半夏的品质。
　　３小结与讨论
　　１）在试验设计的三个因素中，半夏种植密度是影响半夏产量、总生物碱含量的最重要因素，其次是磷肥，有机肥施用量的影响最小。因此在半夏生产中，只有合理控制种植密度，合理施用有机肥和磷肥，才能达到高产优质的目的。
　　２）三个试验因素对半夏总生物碱含量的影响程度为：种植密度＞磷肥施用量＞有机肥施用量。种植密度对半夏总生物碱含量影响呈开口向下的抛物线，在－１．６８１ ８～０水平之间，总生物碱含量随种植密度的增加而增加；在０～１．６８１ ８水平之间则随种植密度的增加而降低。半夏总生物碱含量随有机肥施用量的增加而增加，随磷肥施用量的增加而下降。这提示我们在试验环境条件下种植半夏，应施入足量的有机肥，少施或不施磷肥。
　　３）在三个试验因素中，种植密度对半夏产量的影响最大，其次是磷肥和有机肥施用量，与陈效杰在甘肃省西和县进行的半夏栽培试验结果［９］是一致的。二个肥料因素中，磷肥施用量对半夏产量和总生物碱的影响大于有机肥施用量，但两者之间的差距不是很大，与蒋燕等的研究结果［１０］不一致，这有待进一步研究分析。
　　４）在本试验中，以半夏种植密度为６９２．８６万株／ｈｍ２的产量最高，与张小斌等在陕西香菊制药有限责任公司的药源基地进行的不同半夏种植密度试验结果［株行距９ ｃｍ×２０ ｃｍ（５５．５６万株／ｈｍ２）产量最高、株行距３ ｃｍ×２０ ｃｍ（１６６．６７万株／ｈｍ２）产量最低］［１１］存在很大的差异。与张学高在四川省内江市的试验结果［平均密度４ ｃｍ×５ ｃｍ（５００万株／ｈｍ２）产量最高，平均密度１０ ｃｍ×１０ ｃｍ（1００万株／ｈｍ２）的产量最低］［１２］也有一定的差距。
　　５）在合理的种植密度下（０水平，３７５万株／ｈｍ２），半夏的总生物碱含量最高；在此基础上降低或增加种植密度，总生物碱含量都会降低，此结果与魏淑红的研究结果（１２ ｃｍ×３ ｃｍ 密度水平下半夏总生物碱含量最高，其次为１５ ｃｍ×３ ｃｍ 密度水平，８ ｃｍ×３ ｃｍ 密度水平下总生物碱含量最低）［１３］比较一致。
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　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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