李春民，章承林，周忠誠(chéng)，江建國(guó)，梁家祿，方國(guó)海

（1.湖北生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430200；2.湖北省利川市國(guó)有佛寶山林場(chǎng)，湖北 利川 445400；3.湖北省利川市國(guó)營(yíng)甘溪山林場(chǎng)，湖北 利川 445400）

黃連Coptis chinensisFranch.為毛茛科黃連屬多年生草本植物[1]，以干燥根莖入藥[2]，為重要的中藥材，主要分布于湖北恩施州、渝東石柱縣等海拔1 200～1 800 m的山區(qū)[3]。黃連為陰生植物，長(zhǎng)時(shí)間直射光照下易干枯死亡[3]。常用的黃連栽種模式有兩種：一種是傳統(tǒng)的搭棚栽連模式，若采用這種模式，種植1 hm2的黃連需要砍伐3 hm2的樹(shù)木，才能滿(mǎn)足建棚原材料的需要[4]，這對(duì)林地林木資源的消耗十分嚴(yán)重，另外冬春雪災(zāi)易造成連棚垮塌，經(jīng)濟(jì)損失較大；另一種模式是林下栽連模式，現(xiàn)已見(jiàn)報(bào)道[5-8]的主要有柳杉林下栽連、馬桑林下栽連和厚樸林下栽連等模式。然而，有關(guān)從經(jīng)濟(jì)收入、生態(tài)效益等方面對(duì)這些種植模式進(jìn)行優(yōu)化的系統(tǒng)研究還未見(jiàn)報(bào)道。林下栽連屬于復(fù)合農(nóng)林模式，采用這種模式栽種黃連，一方面可以提供直接產(chǎn)品，同時(shí)也具有保護(hù)土壤、改善農(nóng)田小氣候、發(fā)揮多種社會(huì)效益（如改善生態(tài)環(huán)境）多種功能[9-11]，這也是它受到重視得以發(fā)展的主要原因[12-14]。根據(jù)鄂西恩施州連農(nóng)的種植習(xí)慣，結(jié)合當(dāng)?shù)赜琢稚L(zhǎng)狀況，篩選出符合當(dāng)?shù)氐牧窒曼S連栽種模式是十分必要的。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)選在黃連主產(chǎn)區(qū)鄂西南山區(qū)利川市佛寶山藥材場(chǎng)。地處東經(jīng) 108°31′～ 108°48′，北緯 30°04′～ 30°14′，海拔 1 200 ～ 1 800 m，地勢(shì)平緩，坡度在15°以下，屬高山丘陵地帶，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，年平均氣溫10.1 ℃，最高月均氣溫21.6 ℃，最低月均氣溫1.4 ℃。全年無(wú)霜期180～220 d，年平均降雨量1 700 mm，空氣相對(duì)濕度在90%左右，土壤為由石灰?guī)r和砂頁(yè)巖發(fā)育而成的山地黃棕壤，pH值在6.0左右。

2 試驗(yàn)方法

在利川市佛寶山藥材場(chǎng)選取7塊667 m2的緩坡地作為試驗(yàn)樣地，其編號(hào)分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ，這7塊樣地的海拔、土壤等立地條件相同。對(duì)樣地進(jìn)行全面的清理和整地，整地后沿等高線(xiàn)開(kāi)溝作廂（高畦），畦寬1.3 m，畦溝寬20 cm。樣地Ⅰ為休耕地，采用傳統(tǒng)的搭棚栽連模式（A），棚高1.5 m左右，供試黃連采用2年生苗，按株行距各10 cm呈正方形栽種，深度一般為3～5 cm；樣地Ⅱ采用日本柳杉林下栽連模式（B），按2 m×3 m的密度將4年生日本柳杉樹(shù)苗定植在畦面上，定植后第2年在畦面上栽種黃連，黃連的栽種要求同樣地Ⅰ；樣地Ⅲ采用馬桑林下栽連模式（C），按2 m×3 m的密度將馬桑扦插在畦面上，扦插后第3年在畦中栽種黃連，黃連的栽種要求亦同樣地Ⅰ；樣地Ⅳ采用厚樸林下栽連模式（D），按2 m×3 m的密度將2年生厚樸幼苗定植在畦中，定植后第2年在畦面上栽種黃連，黃連的栽種要求亦同樣地Ⅰ；樣地Ⅴ采用日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交模式（E），在畦溝上沿山地等高線(xiàn)方向間行栽植日本柳杉和馬桑，日本柳杉樹(shù)苗的株行距為2 m×3 m，中間扦插馬桑，馬桑扦插時(shí)間比日本柳杉定植時(shí)間要提早一年，即馬桑扦插成活后第3年、日本柳杉定植后第2年才栽種黃連，黃連的栽種要求同樣地Ⅰ；樣地Ⅵ作為樣地Ⅱ和樣地Ⅴ的對(duì)照（CK1），只栽植日本柳杉；樣地Ⅶ作為樣地Ⅳ的對(duì)照（CK2），只栽植厚樸。2006年春按要求完成各種套種幼林的任務(wù)后在上述各試驗(yàn)樣地中統(tǒng)一栽種黃連，栽連后在試驗(yàn)地上進(jìn)行除草、施肥、培土、病蟲(chóng)害防治等管理，并于2010年10月采收黃連，測(cè)定黃連的有效成分含量。試驗(yàn)過(guò)程中統(tǒng)計(jì)日本柳杉、厚樸樹(shù)高和胸徑的生長(zhǎng)量、黃連各經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)值。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 不同栽種模式下的黃連成活率

2006年春按試驗(yàn)方法完成栽連任務(wù)后不久發(fā)現(xiàn)，日本柳杉林下栽連、厚樸林下栽連模式下黃連的成活率極低，即使進(jìn)行補(bǔ)苗，一年后其存苗率仍不足30%，因此，提前終止了日本柳杉幼林和厚樸幼林林下栽連試驗(yàn)，又改用傳統(tǒng)的搭棚栽連模式，并對(duì)幼林進(jìn)行正常管理；搭棚栽連、馬桑林下栽連和日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交模式栽連等3種栽連模式的黃連成活率較高，補(bǔ)苗后存苗率都超過(guò)90%。

出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因主要是黃連屬喜陰植物，日本柳杉幼林和厚樸幼林林地裸露，不能為黃連提供遮陰條件，加上當(dāng)?shù)亟涤炅看?，雨滴?huì)沖出黃連根系，這些因素都易導(dǎo)致黃連死亡。落葉灌木馬桑根部萌芽力強(qiáng)，生長(zhǎng)迅速，易形成萌芽林，當(dāng)樹(shù)高超過(guò)1.0 m時(shí)其枝條自然彎曲，繼續(xù)上長(zhǎng)有限，扦插3年后可為黃連的迅速生長(zhǎng)提供遮陰條件，加上降雨時(shí)枝葉搖擺，雨滴分散下落，不易沖出黃連根，淋死黃連苗，因此，馬桑林下栽連模式的遮陰效果好，黃連存活率高。日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交模式栽連與馬桑林下栽連的原理相同，加上日本柳杉的作用，其效果最好。

3.2 不同栽種模式下的黃連產(chǎn)量

2010年10月20日，在樣地Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ中，各隨機(jī)選取3塊面積為100 m2的標(biāo)準(zhǔn)地，割除黃連地上的葉子，挖取其根部，抖去泥土后剪除須根和葉柄，運(yùn)回場(chǎng)部后于40～45 ℃下烘干，待干脆后，趁熱放到竹制槽籠里來(lái)回沖撞，撞掉殘存的泥土、須根、葉柄、部分粗皮，得到成品黃連，稱(chēng)量后統(tǒng)計(jì)各種模式的黃連產(chǎn)量，并用數(shù)據(jù)處理軟件SPSS Base 11.5統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1中可以看出，日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式E的產(chǎn)量最高，每公頃成品黃連的平均質(zhì)量達(dá)到4 582.5 kg，比相同面積的傳統(tǒng)搭棚栽連模式的增加了163.5 kg，其產(chǎn)量增加了3.7%。對(duì)其產(chǎn)量進(jìn)行方差分析和多重比較后可知，日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式E的黃連產(chǎn)量與其他栽連模式具有顯著性差異，這與喬灌草混交栽連模式結(jié)構(gòu)合理，遮陰效果好有關(guān)，還與日本柳杉和馬桑都不占畦面，畦面能夠最大面積地栽種黃連有關(guān)。馬桑林下栽連模式C每公頃平均成品黃連質(zhì)量達(dá)到4 081.5 kg，比相同面積的傳統(tǒng)搭棚栽連模式的黃連平均產(chǎn)量減少了337.5 kg，減產(chǎn)7.6%，也有顯著性差異。

表1 2010年10月20日采收的不同栽種模式的黃連產(chǎn)量Table 1 Analysis of Coptis chinensis production in different planting modes on October 20,2010

3.3 不同栽種模式下日本柳杉和厚樸幼樹(shù)的生長(zhǎng)量

為了探討林下栽連模式對(duì)間種幼林本身生長(zhǎng)的影響情況，將樣地Ⅵ作為樣地Ⅱ和樣地Ⅴ的對(duì)照，只栽植日本柳杉；樣地Ⅶ作為樣地Ⅳ的對(duì)照，只栽植厚樸，比較林下栽連（間種）和不栽連模式（單植）下幼林的生長(zhǎng)量。為此，在栽植第2年和栽植第4年時(shí)分別隨機(jī)選取8株日本柳杉和厚樸幼樹(shù)測(cè)量其胸徑和株高，結(jié)果見(jiàn)表2與表3。

從表2和表3中可以看出，林下栽連模式下日本柳杉的胸徑和株高生長(zhǎng)量均顯著高于單植模式的日本柳杉：其胸徑在栽培2年后相差0.32 cm，在栽培4年后相差0.46 cm；其株高在栽培2年后相差0.30 m，在栽培4年后相差0.50 m。在日本柳杉-馬桑-黃連的喬灌草混交栽連模式E中，日本柳杉的胸徑和株高與其他各間種模式的日本柳杉幾乎相同，同樣高于單植模式的生長(zhǎng)量。在林下栽連模式中，厚樸的胸徑和株高均顯著高于單植模式的生長(zhǎng)量：其胸徑在栽培2年后相差0.35 cm，在栽培4年后相差0.50 cm；其株高在栽培2年后相差0.35 m，在栽培4年后相差0.50 m。這說(shuō)明，林下栽連模式既能充分利用林下土地資源和林蔭優(yōu)勢(shì)發(fā)展黃連，又能促進(jìn)間種林木本身的生長(zhǎng)，從而使林藥生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。林下栽連最顯著的特點(diǎn)就是木草搭配，樹(shù)高草低，上陽(yáng)下陰，根系樹(shù)深草淺，黃連吸收不完的肥料隨水下滲可被幼林利用，能夠促進(jìn)幼林的生長(zhǎng)，因而構(gòu)成了相互促進(jìn)的生態(tài)群落。

表2 林下栽連與單植模式下日本柳杉和厚樸幼樹(shù)的胸徑生長(zhǎng)量Table 2 DBH increments of young Cryptomeria japonica and Magnolia officinalis in compound and single planting modes

表3 林下栽連與單植模式下日本柳杉和厚樸幼樹(shù)的高生長(zhǎng)量Table 3 Height increments of young Cryptomeria japonica and Magnolia officinalis in compound and single planting modes

3.4 不同栽種模式的經(jīng)濟(jì)效益

從表1中還可看出，搭棚栽連模式A、馬桑林栽連模式C、日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式E的每公頃黃連產(chǎn)量分別平均達(dá)4 419.0、4 081.5、4 582.5 kg。然而，搭棚栽連投入的人工多，還有木樁、鐵絲等方面的投入。而日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連，除了黃連的經(jīng)濟(jì)收益外，還有日本柳杉的收益，每株日本柳杉至少增值10 元，每公頃可栽植1 665 株日本柳杉，就有16 650 元的收入；另外，馬桑是多年生落葉有毒小喬木或灌木，在我國(guó)的資源分布廣泛[15]，可用作植物農(nóng)藥[16]，有巨大的潛在開(kāi)發(fā)價(jià)值，目前在當(dāng)?shù)剡€沒(méi)有很好地利用，故其經(jīng)濟(jì)價(jià)值暫未計(jì)入。按2010年底市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算，不同栽植模式的總經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)表4。從表4中可以看出，經(jīng)濟(jì)效益最高的是日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式，經(jīng)濟(jì)效益最低的是搭棚栽連模式。日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式下，每公頃土地幾年的純收入共有173 025 元，比搭棚栽連模式每公頃純收入的114 450 元多收入58 575 元，經(jīng)濟(jì)效益增加了51.2%；馬桑林下栽連模式的經(jīng)濟(jì)效益也很高，每公頃純收入為135 075 元，比搭棚栽連模式多收入了20 625 元。

表4 不同栽連模式每公頃經(jīng)濟(jì)效益比較Table 4 Comparison of economic benefit per hm2 in different planting mode of Coptis chinensis

3.5 不同栽種模式的生態(tài)效益

傳統(tǒng)的搭棚栽連模式，每個(gè)種植階段都會(huì)引起水土流失,據(jù)有關(guān)資料[17]，種植第1年的土壤侵蝕模數(shù)為5 360 t/km2。2006年9月7日，當(dāng)?shù)亟涤炅窟_(dá)到65 mm，我們?cè)诖钆镌赃B模式試驗(yàn)地中收集到的濁流達(dá)100 mL，經(jīng)沉淀和過(guò)濾去除清水后其中的干泥土有12.0 g；而日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式中的干泥土僅有1.5 g；馬桑林下栽連模式中的干泥土也只有2.5 g，后兩者都遠(yuǎn)低于搭棚栽連模式的土壤流失量。這說(shuō)明林下栽培黃連，每栽一公頃的黃連等于營(yíng)造了一公頃的豐產(chǎn)林，不僅不會(huì)毀壞林分，而且下大雨時(shí)樹(shù)冠能夠截留降雨，部分雨水隨樹(shù)干緩緩流入地下，沒(méi)有對(duì)土地形成沖刷作用，可以明顯地減少水土流失。

3.6 不同栽種模式下黃連的有效成分含量

藥材有效成分含量是衡量藥材品質(zhì)的重要指標(biāo)，按照新修訂的《中華人民共和國(guó)藥典》（2010年版）的要求，藥品檢驗(yàn)部門(mén)將黃連成品藥材水分、總灰分、醇溶性浸出物、鹽酸小檗堿作為主要的檢測(cè)指標(biāo)。我們將不同栽培模式下的黃連采收加工成中藥材成品后，按2010年版《中國(guó)藥典》附錄IX H水分測(cè)定法第1法測(cè)定其水分含量，按附錄IX K灰分測(cè)定法測(cè)定其總灰分含量，醇溶性浸出物按其項(xiàng)下的熱浸法(附錄ⅩA)進(jìn)行測(cè)定，鹽酸小檗堿含量按高效液相色譜法（附錄Ⅵ D）進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同栽連模式下黃連藥用成分含量的測(cè)定結(jié)果Table 5 Comparison of medicinal component contents in Coptis chinensis under different planting modes %

《中國(guó)藥典》中要求：水分不得超過(guò)14.0%，總灰分不得超過(guò)5.0%，醇浸出物不得少于15.0%，鹽酸小檗堿不得少于5.5%。從表5中可以看出，相同的生長(zhǎng)年限、相同的立地條件、相同的種植密度和類(lèi)似的管理?xiàng)l件下，搭棚栽連、馬桑林下栽連和日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式下黃連的有效藥用成分醇浸出物和鹽酸小檗堿的含量十分接近，都符合《中華人民共和國(guó)藥典》（2010年版）中的相關(guān)規(guī)定，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)藥典規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，這說(shuō)明湖北省利川高山地區(qū)非常適合種植黃連，所產(chǎn)黃連的道地性強(qiáng)。

4 小結(jié)與討論

傳統(tǒng)的搭棚栽連模式，嚴(yán)重破壞林分，造成水土大量流失，且經(jīng)濟(jì)效益不如馬桑林下栽連和日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連，是一種不科學(xué)的栽培模式，應(yīng)逐步淘汰。日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式，有利于幼林生長(zhǎng)，有利于環(huán)境保護(hù)，且經(jīng)濟(jì)效益比其他栽連模式的高，是一種比較科學(xué)的栽培方式，應(yīng)大力推廣。

日本柳杉為鄂西南山區(qū)引種成功的主要造林樹(shù)種，目前有造林面積4萬(wàn)公頃,其中30%為幼林，推廣日本柳杉-馬桑-黃連喬灌草混交栽連模式，對(duì)于更好利用現(xiàn)有的日本柳杉林地發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)具有重大意義。

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