不同來源地苦參生長動態(tài)的研究

紀(jì) 瑛，杜彥斌，王 斌，張慶霞

(甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

苦參(Sophoraflavescens)是我國傳統(tǒng)藥用植物[1]。性寒味苦有小毒，有清熱利濕、祛風(fēng)殺蟲之功效，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于治療急性細(xì)菌性痢疾、陰道滴蟲外陰搔癢、頑固性濕疹等疾病，近年又用于治療腫瘤[2]，以及天然綠色動植物殺蟲劑的開發(fā)使用，使其用途越來越廣，其用量呈逐年遞增之勢。人工栽培藥用植物可以有效地減輕人們野外采集對生態(tài)環(huán)境的破壞，也是減輕野生資源壓力、保護(hù)藥用植物資源的最重要途徑之一[3-5]。研究表明，肥料對苦參生長和生物堿含量有顯著促進(jìn)效應(yīng)[6-9]，苦參堿和氧化苦參堿含量隨生育進(jìn)程呈增長趨勢的動態(tài)變化規(guī)律[10]，而對于苦參生長發(fā)育規(guī)律研究的報(bào)道較少。本研究對不同產(chǎn)地來源的苦參進(jìn)行生育期動態(tài)分析，以期為苦參的育種和規(guī)范化栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)在甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院榆中和平農(nóng)場進(jìn)行，36°00′28.4″ N，103°58′48.0″ E，海拔1 696 m。播種前取土樣分析，土壤有機(jī)質(zhì)3.3 g/kg，堿解氮24.67 mg/kg，速效磷13 mg/kg，速效鉀175 mg/kg。播前基礎(chǔ)肥料施牛糞15 t/hm2，純氮75 kg/hm2，純磷(P2O5)45 kg/hm2。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法 供試種子分別來源于河北承德(由蘭州大得利制藥有限公司提供)、河南盧氏(購自河南盧氏縣)、甘肅岷縣(購自甘肅岷縣藥材種植園)、甘肅成縣(野生和栽培兩個種群,均購自甘肅成縣)。將不同來源的種子用濃硫酸拌種處理30 min，用清水把硫酸沖洗干凈，晾干種子表面的水分后播種。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積 5 m×8 m，重復(fù)3次。2007年6月22日播種，行距×株距為40 cm×20 cm ，2008年4月下旬返青。

1.3測定項(xiàng)目和方法 分別于2008年5月24日、6月24日、7月24日、8月24日、9月24日和10月24日采樣測定，每次每小區(qū)隨機(jī)采取10株為測定樣本，帶回室內(nèi)洗凈根部泥土，晾干表面水分后分開根、莖、葉，測定株高、根直徑、葉數(shù)、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量等，干質(zhì)量在室內(nèi)自然風(fēng)干30 d后測定。

1.4數(shù)據(jù)分析與處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1苦參莖稈生長動態(tài) 比較不同來源地的苦參莖稈生長動態(tài)發(fā)現(xiàn)(表1)，6月24日以前株高差異均不顯著(P>0.05)，7月24日以后差異逐漸顯現(xiàn)，來源于河北承德的苦參株高顯著(P<0.05)低于其他4個來源地的苦參，其他4個來源的苦參差異不顯著。但是不同類型苦參株高均在8月24日以前迅速增高，日均生長0.34～0.55 cm，8月24日-9月24日株高增加趨勢變緩，日均生長僅0.06～0.28 cm，9月24日-10月24日株高基本不再增加。可見苦參返青后，5月下旬-8月下旬為莖稈快速生長階段，8月下旬-9月下旬為莖稈緩慢生長階段。以上分析表明，來源于河北承德苦參株高與其他4個類型存在顯著差異，性狀是基因型的表現(xiàn)，說明它們之間基因型可能存在區(qū)別，但是莖稈的生長動態(tài)規(guī)律具有一致性。

表1 不同來源地苦參株高動態(tài)變化 cm

2.2苦參單株葉數(shù)動態(tài)變化 5個不同來源地苦參單株葉數(shù)均在8月24日達(dá)到高峰，以后葉數(shù)下降(表2)。8月24日來源于河北承德的苦參葉數(shù)最多，顯著多于3個來源于甘肅的苦參(P<0.05)，來源于河南盧氏的苦參葉數(shù)最少，顯著少于其他幾個苦參；但是，8月24日以后3個來源于甘肅的苦參的葉數(shù)最多，且顯著多于來源于河北、河南的苦參。5個不同來源地苦參的葉數(shù)增加速率在整個生長期表現(xiàn)不同，來源于河北承德的苦參單株葉數(shù)在5月24日-6月24日增加速率最快，日均增加數(shù)量為0.75，6月24日-8月24日增加速率逐漸降低，日均增加數(shù)量由0.31 降到0.14，8月24日以后葉數(shù)則迅速減少，與其他幾個苦參比較，減少速率較快，到10月24日測定時葉片已全部脫落；來源于河南盧氏的苦參與河北的相似，單株葉數(shù)也在5月24日-6月24日增加速率最快，日均增加數(shù)量為0.6，6月24日-8月24日增加速率非常低，日均增加數(shù)量為0.07；3個來源于甘肅的苦參則表現(xiàn)葉數(shù)生長稍微滯后，單株葉數(shù)也在5月24日-6月24日增加速率較低，日均增加數(shù)量約為0.33，明顯低于來源于河北和河南的苦參，6月24日-8月24日增加速率逐漸加快，日均增加數(shù)量0.4左右，明顯高于來源于河北的苦參，而8月24日-9月24日葉數(shù)緩慢減少，減少速率較來源于河北的苦參慢，表現(xiàn)落葉較遲，10月葉數(shù)才進(jìn)入快速減少階段。分析表明，來源于河北承德的苦參前期生長較快，后期衰老也較快，表現(xiàn)早熟特性，而其他幾個來源地的苦參則衰老較緩慢。

表2 不同來源地苦參的單株葉數(shù)動態(tài)變化

2.3苦參單株葉干質(zhì)量動態(tài)變化 不同來源地苦參單株葉干質(zhì)量在8月24日達(dá)最高，之后單株葉干質(zhì)量呈降低趨勢(表3)。來源于河北承德的苦參單株葉干質(zhì)量在7月24日以前增加迅速，日均增加量達(dá)0.1 g，7月24日-8月24日增加速度降低，日均增加量降低為0.02 g，8月24日以后單株葉干質(zhì)量迅速降低，10月24日葉全部脫落；而其他4個來源地苦參在7月24日-8月24日增加速度最大，日均增加量達(dá)0.14 g，8月24日以后葉干質(zhì)量逐漸降低。來源于河北的苦參單株葉干質(zhì)量6月24日和7月24日顯著高于其他來源地苦參，8月24日及以后各時期3個來源于甘肅苦參的葉干質(zhì)量顯著高于來源于河北和河南的苦參(表3)。這和單株葉數(shù)的變化完全一致，進(jìn)一步說明來源于河北承德的苦參前期生長較快，后期衰老也較快，表現(xiàn)早熟特性，而其他幾個種則衰老較緩慢。

2.4苦參根直徑動態(tài)變化 不同來源地苦參根直徑在7月24日以前增加比較緩慢，日均增長量0.05 mm左右，7月24日-8月24日則迅速增加，日均生長量最高，可達(dá)0.13 mm，8月24日以后根直徑緩慢增加，直至10月24日達(dá)最高值。5個不同來源的苦參根直徑在各個時期差異均未達(dá)顯著水平(P>0.05)(表4)。

2.5苦參單株根干質(zhì)量動態(tài)變化 不同來源苦參的根干質(zhì)量生長動態(tài)規(guī)律表現(xiàn)一致(表5)。7月24日以前不同苦參間差異不顯著，從8月24日開始出現(xiàn)差異，來源于河北承德的苦參從8月24日開始直到10月24日根干質(zhì)量顯著(P<0.05)高于其他苦參，而其他苦參之間差異不顯著(P>0.05)。不同苦參在7月24日以前根生長速度均較慢，平均日增加量僅為0.03～0.06 g，7月24日-8月24日生長速度較快，平均日增加量0.16～0.19 g，8月24日-9月24日生長速度最快，平均日增加量0.17～0.22 g，9月24日以后則根干質(zhì)量增長速度降低，平均日增加量0.06～0.10 g，10月24日根干質(zhì)量達(dá)最大。從不同來源地苦參根在各個階段的生長速率分析，來源于河北承德的苦參根干質(zhì)量的日增加量高于其他苦參，較其他苦參高0.01～0.02百分點(diǎn)(表5)。以上分析表明，不同來源地苦參單株根干質(zhì)量存在差異，其中來源于河北承德的苦參單株根干質(zhì)量最高，主要原因可能是其根干質(zhì)量在各個階段的日增加量大于其他幾個苦參。

表3 不同來源地苦參的單株葉干質(zhì)量動態(tài)變化 g

表4 不同來源地苦參的根直徑動態(tài)變化 mm

表5 不同來源地苦參的單株根干質(zhì)量動態(tài)變化 g

3 討論與結(jié)論

研究表明[11-13]，多年生宿根類植物每年春季返青后由于宿根提供營養(yǎng)使地上部的莖、葉生長迅速，株高、葉數(shù)和葉面積迅速增加，促進(jìn)光合產(chǎn)物積累，為以后的根系生長打下基礎(chǔ)。而根系進(jìn)入快速生長是在良好的莖葉生長基礎(chǔ)上進(jìn)行的，根系生長高峰期較地上部莖葉生長高峰期出現(xiàn)時間遲，根系生長經(jīng)過體積迅速增大和干物質(zhì)積累迅速增加兩個階段。苦參是多年生宿根類藥材，本研究證明其生長發(fā)育也符合前人研究結(jié)果。分別來源于河北承德、河南盧氏、甘肅成縣和岷縣的苦參生長發(fā)育動態(tài)相似，莖稈在5月-8月下旬為快速生長階段，9月為緩慢生長階段，10月株高不再增加；葉數(shù)和葉干質(zhì)量均在8月下旬達(dá)到高峰，9月以后下降。這是由于苦參前一年的生長在根中積累了充足的營養(yǎng)物質(zhì)和較大的越冬芽，第2年春季苦參返青后溫度回升，芽萌發(fā)后迅速生長，株高急劇增加，葉片數(shù)和葉干質(zhì)量也迅速增加，這種生長優(yōu)勢一直維持到8月下旬。9月地上部分生長減緩，主要原因有兩個方面，一是由于7月以后根系開始進(jìn)入迅速生長階段，特別是9月根干質(zhì)量迅速增加，植物體光合產(chǎn)物向根系分配，使地上部分生長減緩；另一方面是由于9月以后氣溫降低，老葉逐漸脫落，葉干質(zhì)量降低。而根的生長與地上部分莖葉的生長發(fā)育節(jié)奏不同，5月根直徑、單根鮮質(zhì)量和單根干質(zhì)量增加緩慢，7月下旬-8月下旬根直徑迅速增粗，根干質(zhì)量增加也相應(yīng)較快，9月根直徑進(jìn)入緩慢增長期，而根干質(zhì)量則迅速增加，10月根干質(zhì)量繼續(xù)增加，但是增加速度降低，10月下旬根干質(zhì)量達(dá)最高，表明7月下旬-8月下旬根干質(zhì)量增加主要原因是其體積增大，而進(jìn)入9月根干質(zhì)量增加主要是干物質(zhì)積累，根快速生長經(jīng)歷體積快速增大和干物質(zhì)積累兩個階段。這是由于返青后根中的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)地上部分生長，根系生長緩慢，7-8月地上部分生長迅速，光合產(chǎn)物向根系分配，根體積迅速增大，9月以后莖葉生長減緩、衰老，其光合作用產(chǎn)物和貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)向根中運(yùn)輸，使根干質(zhì)量增加迅速。這充分說明在生長季節(jié)根系生長滯后于地上部分莖葉的生長，根系生長是在一定莖葉生長的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，莖葉和根系均在7-8月進(jìn)入迅速生長的階段，對水分和養(yǎng)分需要量也相應(yīng)較大。因此，生產(chǎn)上在7-8月應(yīng)該加強(qiáng)田間管理，以確保獲得較高的根產(chǎn)量。采挖苦參根也必須在10月下旬根干質(zhì)量達(dá)到最高時進(jìn)行。

本研究中不同來源的苦參莖稈、葉數(shù)、葉干質(zhì)量、根直徑、根干質(zhì)量在不同時期生長動態(tài)存在差異。其中河北承德苦參表現(xiàn)前期生長較快，后期衰老也較快，具有早熟、根產(chǎn)量高的特性；而3個來源于甘肅的苦參表現(xiàn)中期莖葉繁茂，后期衰老慢，葉壽命較長，具有晚熟、產(chǎn)量中等的特性；河南盧氏苦參全生育期莖葉生長和根生長量均低于前兩者，產(chǎn)量低。表明來源于河北承德、甘肅以及河南盧氏的苦參之間存在質(zhì)的區(qū)別，這一結(jié)果與前期研究結(jié)果一致[14-15]。不同來源種的過氧化物酶譜和指紋圖譜均表現(xiàn)不同，要明確其遺傳差異還需要進(jìn)一步研究。

總之，不同來源苦參生長發(fā)育動態(tài)相似，返青后莖稈、葉生長迅速，8月下旬達(dá)到高峰以后生長減緩，而根系生長在返青后的5、6月生長緩慢，7、8月經(jīng)過體積迅速增大和9、10月干物質(zhì)迅速增加兩個快速生長階段，在10月下旬根干質(zhì)量達(dá)最高；但是不同來源苦參生長量存在差異，河北承德的苦參株高最低，根干質(zhì)量最高；而且葉在前期生長較快，后期衰老也較快，表現(xiàn)早熟特性，甘肅的苦參株高最高，莖葉繁茂，后期落葉速率較慢，具有晚熟、產(chǎn)量中等的特性，河南盧氏的苦參產(chǎn)量最低。

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