方旖旎，關(guān)亞麗

（海南師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，海南 海口 571158）

姜黃(Curcuma longa L.)為姜科姜黃屬多年生草本植物，原產(chǎn)于印度，公元700年傳入我國(guó)[1]。在我國(guó)，姜黃主產(chǎn)于四川、廣東、廣西、海南、云南、福建等地[2]。研究表明，姜黃中含有姜黃素、去甲氧基姜黃素、雙去甲氧基姜黃素、姜黃酮、姜烯、莪術(shù)醇等活性成分[3,4]，具有抗氧化、抗炎、保肝利膽、降血脂、抗HIV病毒、抗腫瘤和抗糖尿病等作用[5,6]，姜黃的干燥根莖被《中華人民共和國(guó)藥典》（2015年版）收載為藥材姜黃，以姜黃為主要原料的意金黃散、樟姜膏等中成藥具有較好的市場(chǎng)前景[7]。

中耕是行之已久的作物田間管理措施，指對(duì)土壤進(jìn)行淺層翻倒，有利于疏松土壤、增高地溫、抗旱保墑及去除雜草等[8,9]。但不合適的中耕方式對(duì)植株生長(zhǎng)有抑制作用，過于頻繁的中耕不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí)，還會(huì)損傷側(cè)根根系，減弱吸收水分和養(yǎng)分的能力，降低植物樹勢(shì)及產(chǎn)量[10-12]。宋玉丹等認(rèn)為，姜黃根莖橫走入土不深，如中耕過深易傷根系[13]。截至目前，未見中耕次數(shù)對(duì)姜黃生長(zhǎng)、產(chǎn)量及活性成分含量影響的研究報(bào)道。本研究以采自云南的姜黃為實(shí)驗(yàn)材料，比較共進(jìn)行3次中耕、隔周1次中耕和每周1次中耕三種中耕次數(shù)處理對(duì)姜黃保苗率、株高、每株叢地上植株個(gè)數(shù)、莖粗、嫩葉數(shù)、最長(zhǎng)葉長(zhǎng)、最長(zhǎng)葉寬、展葉數(shù)、產(chǎn)量以及姜黃素和黃酮含量的影響，以期為姜黃規(guī)范化栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與樣地

選取根狀莖重量大于16.2 g、無(wú)病蟲為害、外表無(wú)損傷、飽滿的姜黃作種姜，進(jìn)行播種。

樣地位于海南省?？谑行阌^(qū)石山鎮(zhèn)，海拔51 m，土壤耕層大于20 cm，土壤酸堿度為6.98，堿解氮含量為24.5 mg/kg，速效磷含量為254.75 mg/kg，速效鉀含量為301.4 mg/kg。播種前按100 kg/畝標(biāo)準(zhǔn)一次性施入羊糞有機(jī)復(fù)合肥作為底肥。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)3個(gè)中耕次數(shù)處理，分別為共進(jìn)行3次中耕（第一次為苗高10 cm時(shí)，第二次為小區(qū)90%姜黃第一片葉展葉完全時(shí)，第三次為小區(qū)90%姜黃第五片葉展葉完全時(shí)）、隔周1次中耕和每周1次中耕。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共9個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積2 m×5 m，小區(qū)間距40 cm，溝深40 cm，四周保護(hù)行寬1 m。其他栽培管理參照大田生產(chǎn)進(jìn)行，行株距35 cm×30 cm，2018年8月播種，2019年3月采收。

1.3 土質(zhì)檢測(cè)

土樣風(fēng)干至恒重，用研缽磨粉，分別過10目、18目篩備用。參照張福鎖的方法測(cè)定土壤的pH值[14]，參照李金彥等的堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤中的堿解氮含量[15]、參照程樂明等的鉬銻抗比色法測(cè)定土壤中的速效磷含量[16]、參照孫蘭香等的火焰光度法測(cè)定土壤中的速效鉀含量[17]。

1.4 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

姜黃齊苗后，統(tǒng)計(jì)不同小區(qū)姜黃的成活情況，計(jì)算保苗率，計(jì)算公式為

在姜黃生長(zhǎng)旺盛期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選5株作為觀測(cè)植株，測(cè)量其株高、每株叢地上植株個(gè)數(shù)、莖粗、嫩葉數(shù)、最長(zhǎng)葉長(zhǎng)、最長(zhǎng)葉寬和展葉數(shù)。

1.5 產(chǎn)量測(cè)定

2019年3月統(tǒng)一采收各小區(qū)姜黃。將根部洗凈后自然晾干，測(cè)定根狀莖鮮重。相同中耕次數(shù)的小區(qū)取平均值，后根據(jù)小區(qū)產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量。

1.6 活性成分含量測(cè)定

1.6.1 姜黃素含量測(cè)定

參考段雪芹等的方法[19]測(cè)定姜黃中姜黃素含量。姜黃素的超聲波輔助提取條件為：超聲提取時(shí)間35 min、乙醇濃度95%、料液比1∶30 g/mL。在420 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，以姜黃素為對(duì)照品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)回歸方程計(jì)算樣品中姜黃素含量。

1.6.2 總黃酮含量測(cè)定

參考許曉鑫等的方法[20]測(cè)定姜黃中總黃酮含量?？傸S酮的超聲波輔助提取條件為：超聲提取時(shí)間15 min、乙醇濃度95%、料液比1∶20 g/mL。采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉法顯色，在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，以蘆丁為對(duì)照品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)回歸方程計(jì)算樣品中總黃酮含量。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

用WPS 表格（11.1.0.9662）軟件對(duì)所有觀測(cè)植株的生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量和活性成分含量進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯和作圖，用SPSS 25.0軟件對(duì)所有觀測(cè)植株的生長(zhǎng)指標(biāo)、活性成分含量進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，對(duì)每個(gè)處理的生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量和活性成分含量的平均值進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 中耕次數(shù)對(duì)姜黃生長(zhǎng)狀況的影響

不同中耕次數(shù)對(duì)姜黃保苗率及生長(zhǎng)的影響見表1。在三種中耕處理中，每周1次中耕處理的保苗率最高，達(dá)90.63%，隔周1次中耕處理和共進(jìn)行3次中耕處理的保苗率均為80%。每周1次中耕處理的姜黃株高最高，隔周1次中耕處理與共進(jìn)行3次中耕處理的姜黃株高相差不大。每周1 次中耕處理的姜黃最長(zhǎng)葉長(zhǎng)顯著大于其他兩種中耕處理。每周1次中耕處理的姜黃最長(zhǎng)葉寬、莖粗顯著大于隔周1次中耕處理，與共進(jìn)行3次中耕處理沒有顯著差異。綜上，在三種不同中耕次數(shù)處理中，每周1 次中耕處理的姜黃生長(zhǎng)狀況最佳，說明中耕次數(shù)的增加在一定程度上能提高姜黃的成活率，促進(jìn)姜黃的生長(zhǎng)發(fā)育。

表1 不同中耕次數(shù)對(duì)姜黃保苗率及生長(zhǎng)的影響Table 1 Effect of different number of tillage on survival rate and growth of Turmeric

2.2 中耕次數(shù)對(duì)姜黃產(chǎn)量的影響

不同中耕次數(shù)的姜黃產(chǎn)量比較見圖1。每周1次中耕處理的姜黃產(chǎn)量＞隔周1次中耕處理的姜黃產(chǎn)量＞共進(jìn)行3次中耕處理的姜黃產(chǎn)量。每周1次中耕處理的姜黃產(chǎn)量是共進(jìn)行3次中耕處理的1.41倍，隔周1次中耕處理的姜黃產(chǎn)量是共進(jìn)行3次中耕處理的1.22倍，說明不同中耕處理對(duì)姜黃產(chǎn)量有明顯影響。

圖1 不同中耕次數(shù)的姜黃產(chǎn)量比較Figure 1 Comparison of turmeric yields under different number of tillage

2.3 中耕次數(shù)對(duì)姜黃活性成分含量的影響

中耕次數(shù)對(duì)姜黃活性成分含量的影響見表2。本研究中3 種中耕次數(shù)處理對(duì)姜黃黃酮含量的影響存在較大差異，其中處理3中即每周1次中耕的小區(qū)姜黃的姜黃酮含量顯著高于處理2中即隔周1次中耕的小區(qū)姜黃的姜黃酮含量。而3種中耕次數(shù)處理對(duì)姜黃姜黃素含量的影響沒有顯著差異，僅從均值判斷隔周1次中耕的小區(qū)姜黃姜黃素的含量＞每周1次中耕的小區(qū)姜黃姜黃素的含量＞共進(jìn)行3次中耕的小區(qū)姜黃姜黃素的含量。

表2 不同中耕次數(shù)對(duì)姜黃活性成分含量的影響Table 2 Effect of different number of tillage on active component contents of Turmeric

2.4 姜黃生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量及活性成分含量的主成分分析

為判斷不同中耕次數(shù)姜黃生長(zhǎng)、產(chǎn)量和活性成分含量的差異，對(duì)不同中耕次數(shù)處理姜黃的株高、每株叢地上植株個(gè)數(shù)、莖粗、嫩葉數(shù)、最長(zhǎng)葉長(zhǎng)、最長(zhǎng)葉寬、展葉數(shù)、產(chǎn)量、姜黃素含量和黃酮含量進(jìn)行了主成分分析。數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行主成分分析，以特征值大于或等于1為原則提取了2個(gè)主成分，特征值和貢獻(xiàn)率見表3。第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為77.226%，第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為22.774%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為100.000%，說明這2個(gè)主成分反應(yīng)了原始變量的絕大部分信息。第一主成分主要以株高、最長(zhǎng)葉長(zhǎng)、最長(zhǎng)葉寬、莖粗、地上叢株數(shù)、展葉數(shù)和黃酮含量為主，說明第一主成分主要反映上述7個(gè)指標(biāo)的信息。第二主成分主要以嫩葉數(shù)、姜黃素含量和產(chǎn)量為主，說明第二主成分主要反映這3個(gè)指標(biāo)的信息。各主成分得分、排名、綜合得分和綜合排名見表4。綜合排名中，處理3即每周1次中耕處理的得分最高。

表3 主成分的特征值及其貢獻(xiàn)率Table 3 Eigenvalues of principal components and their contribution rates

表4 不同中耕次數(shù)生長(zhǎng)、產(chǎn)量及活性成分含量的主成分得分、排名、綜合得分和綜合排名Table 4 Principal component score，rank and comprehensive score and rank of growth，yield and active component contents of turmeric under different number of tillage

3 結(jié)論與建議

有學(xué)者研究認(rèn)為，適當(dāng)中耕在作物栽培過程有促進(jìn)生長(zhǎng)、增產(chǎn)、增強(qiáng)植物抗逆性及增加二氧化碳通量等作用[21-24]。也有研究發(fā)現(xiàn)，中耕不僅不能增產(chǎn)，反而導(dǎo)致減產(chǎn)，易出現(xiàn)傷根、抑制生長(zhǎng)、倒伏等現(xiàn)象[9,10]。本研究表明，每周1次中耕處理的姜黃保苗率、株高、每株叢地上植株個(gè)數(shù)、莖粗、嫩葉數(shù)、最長(zhǎng)葉長(zhǎng)、最長(zhǎng)葉寬和產(chǎn)量均最高。本研究三種中耕次數(shù)處理的姜黃姜黃素含量沒有顯著差異，但每周1次中耕處理的姜黃總黃酮含量顯著高于隔周1次中耕處理。其原因可能有2個(gè)方面：（1）進(jìn)行中耕處理會(huì)引起土壤孔隙度的變化，多次中耕處理對(duì)土壤空隙影響的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，為姜黃的根系及地上部生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造了較好條件；（2）進(jìn)行多次中耕處理后土壤通氣情況得到改善，土壤水分和溫度也進(jìn)一步得到合理調(diào)整，促進(jìn)了土壤中好氣微生物的活動(dòng)，最終導(dǎo)致土壤中有效養(yǎng)分的增高，為姜黃的后期生長(zhǎng)提供了較為充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。

海南省海口市年平均氣溫23.8 ℃，最高平均氣溫28 ℃，最低平均氣溫18 ℃，年無(wú)霜期346天，年平均降水量1664 mm，平均日降雨量在0.1 mm以上雨日150天以上，與姜黃原產(chǎn)地——印度的氣候相似，發(fā)展姜黃種植產(chǎn)業(yè)的自然條件較好。結(jié)合本研究結(jié)果，特就海南種植姜黃提出以下建議：（1）適時(shí)中耕可以促進(jìn)姜黃生長(zhǎng)發(fā)育，提高姜黃的產(chǎn)量和質(zhì)量，進(jìn)行中耕的時(shí)期應(yīng)為苗期及姜黃生長(zhǎng)旺盛期，苗期中耕結(jié)合除草，生長(zhǎng)旺盛期中耕注意培土防倒伏；（2）中耕次數(shù)不是越多越好，應(yīng)視苗情、土壤狀況等具體情況而定；（3）干旱對(duì)姜黃植株及塊根的生長(zhǎng)不利，特別是苗期應(yīng)使土壤保持一定濕度，否則易造成缺株，7—8月氣溫較高，如久不下雨，需在早上或傍晚澆淋，使土壤保持濕潤(rùn)；（4）姜黃生長(zhǎng)需要適宜的光照，但姜黃不耐曬，種植過程中需適當(dāng)遮蔭，光照過強(qiáng)會(huì)燒傷姜黃的葉片，使其光合效率變低，而光照不足也會(huì)影響姜黃的光合效率，都會(huì)對(duì)姜黃的產(chǎn)量和質(zhì)量造成不利影響。