海拔對丹參苗期生理特性及農藝性狀的影響

孟肖+張紅瑞+陳明明+高致明

摘要：以河南省3個種源丹參為材料，通過對丹參苗期生理指標動態變化及農藝性狀的分析，研究不同海拔對丹參幼苗的影響。結果表明：3個海拔對丹參幼苗部分生理指標在生長期間表現出先升后降的變化趨勢，部分生長時期可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量隨海拔的升高而增加，超氧化物歧化酶活性在中海拔處最低，過氧化物酶活性在3個海拔間規律不明顯；3個種源丹參植株性狀在同一海拔區差異基本不顯著；同種源丹參性狀在3個海拔間存在差異，地上部高、根長、直徑、鮮質量和干質量等指標在中、低海拔與高海拔間達到極顯著差異。結果表明，低、中海拔地區較適宜丹參育苗，且幼苗狀態良好，高海拔地區在一定程度上限制了丹參幼苗的生長發育。

關鍵詞：海拔；種源；丹參；生理特性；農藝性狀

中圖分類號： S567.5+30.4

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0242-03

丹參為唇形科植物丹參（Salvia miltiorrhiza Bunge.）的干燥根及根莖，具有活血化瘀、寧心安神、行氣止痛、養血益血等功效。丹參在臨床中具有廣泛的藥理作用，在治療心血管疾病、肝硬化、潰瘍類疾病、腫瘤及新生兒缺氧性腦病等方面具有顯著的治療效果[1]。目前，除制藥外，丹參被廣泛地制作成保健茶，用于冠心病、心絞痛、“三高癥”、肝硬化等的治療與預防。

隨著用量的增加和野生藥材的減少，丹參在華北、華東、中南、西北、 西南等部分省份均有栽培，但各地區丹參品質卻有較大的差異。影響丹參原藥材質量的因素主要有丹參種質、產地和栽培技術。丹參種質資源豐富，在生物學特性、農藝性狀、根系性狀等方面各具特點，除了《中國植物志》上提到的丹參類型外，各產地逐漸形成了不同的丹參類型，不同種源丹參引種后有效成分含量也存在差異。栽培管理技術主要受人為因素的控制，因此產地是除種質外影響丹參藥材品質的又一不可控因素。丹參各栽培基地海拔均不相同，導致其土壤性質及光照、水分、溫度、氧分含量等都有差異，海拔成為研究植物生理生態和發育進程在環境資源梯度格局上變化的理想天然試驗場[2]。植物各方面如產量、營養成分尤其是苗期的生長在不同海拔地區受到如土壤、水、光、溫度及生育期的綜合影響。本試驗通過對丹參的種源和育苗地點進行研究，探索不同海拔條件下3個種源丹參幼苗的特性，以期為丹參移栽及引種栽培提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇成熟、無病害的3個種源丹參種子，分別取自3個海拔：（1）B1（海拔679 m）；（2）B2（海拔314 m）；（3）B3（海拔95 m）。

1.2 試驗材料設計

于2014年7月將3個種源撒播于不同試驗基地。設置3個海拔的試驗地點，分別為：（1）A1（海拔1 386 m的小葦園村責任地）；（2）A2（海拔679 m的車村鎮責任地）；（3）A3（海拔95 m的河南農業大學科教園區）。9月1日開始取各試驗地丹參幼苗并進行室內試驗，每30 d取樣1次，共4次。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 生理特性 分4次對3個海拔處B2種源的丹參幼苗進行生理生化指標測定：可溶性糖含量測定采用苯酚法[3]；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍法[4]；超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用氮藍四唑法[4]；過氧化物酶（POD）活性測定采用愈創木酚法[4]；丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸法[4]。

1.3.2 農藝性狀 于12月1日對3個海拔處的3個種源的丹參幼苗進行指標測定：幼苗地上部高測定從基部到地上部最高處的長度；根長使用直尺測定；根直徑使用游標卡尺測定；植株鮮質量及干質量使用分析天平測定。

1.4 數據分析

試驗數據使用SPSS 22.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 海拔對丹參苗期生理特性的影響

2.1.1 海拔對丹參幼苗葉片可溶性糖含量的影響 從圖1可以看出，丹參葉片中可溶性糖含量呈先升后降的趨勢：從播種至11月，可溶性糖含量持續積累，11月可溶性糖含量達到最高值，其后又出現下降的趨勢。在相同時期，3個海拔丹參葉片中的可溶性糖含量表現出差異：10月A1與A2、A3處理相比，可溶性糖含量分別高出了84.17%、128.64%；在其他采樣時間，A1、A2、A3處理間可溶性糖含量差異不大。相同海拔不同時間，11月可溶性糖含量變化最為明顯，其中A3處理可溶性糖含量是10月的3.59倍；A1、A2處理增加較少，分別是10月的1.60、2.98倍。

2.1.2 海拔對丹參幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響 從圖2可以看出，丹參葉片中可溶性蛋白含量呈現先升后降的趨勢，與可溶性糖含量的變化一致，可溶性蛋白含量在11月達到最高值，然后有下降趨勢。3個海拔處理間，A3處理可溶性蛋白含量變化最為明顯，12月比11月降低了48.20%，A1、A2處理分別僅降低了15.87%、11.07%。

2.1.3 海拔對丹參幼苗葉片SOD活性的影響 SOD是存在于植物細胞中最重要的清除活性氧的酶之一，對保護膜系統的穩定性有重要作用，SOD活性水平的高低與植物耐性有關。幼苗生長期間，3個海拔處的丹參葉片中SOD活性均表現為上升的趨勢，12月達到最高值（圖3）。同時期不同海拔間SOD活性差異不明顯；同一海拔間，丹參葉片SOD活性在11—12月增加最為明顯，高、中、低3個海拔處分別升高了128.86%、129.87%、70.47%。

2.1.4 海拔對丹參幼苗葉片POD活性的影響 POD、過氧化氫酶（CAT）、SOD共同構成植物細胞的保護酶系統，與光合作用、呼吸作用及生長素的氧化等有密切關系。從圖4可以看出，丹參葉片內的POD活性呈現先降后升的趨勢：9—10月出現一定的下降，之后又逐漸上升，12月達到最高值；A1、A2處理的變化趨勢一致，A3處理則在12月表現出下降；A1、A3處理變化趨勢較平緩，A2處理變化幅度較大。A1處理從9—10月下降了60.68%，10—12月上升了152.17%；A2處理從10—12月上升了278.57%。

2.1.5 海拔對丹參幼苗葉片MDA含量的影響 從圖5可以看出，丹參幼苗葉片中MDA含量隨葉齡增大逐漸升高，12月達到最高值。同一海拔丹參葉片的MDA含量以11—12月間增加最明顯，其中A1處理增加了19.15%，A2處理增加了 176.75%，而A3處理則增加了585.84%。同一時期，3個海拔間MDA含量也表現出一定的差異：11月，A1處理分別比A2、A3處理高223.12%、253.32%；12月，A3處理MDA含量明顯增加，分別高出A1、A2處理62.91%、126.63%。

2.2 越冬時期海拔與種源對丹參幼苗形態的影響

農藝性狀指標更直觀地反映出環境對植物生長的影響。從表1可以看出，不同海拔和種源間丹參幼苗植株的性狀存在一定的差異，其中地上部高、根長、鮮質量、干質量的差異較為明顯，直徑則差異較小。對丹參各項性狀指標進行方差分析，從表2可以看出，海拔對地上部高、根長、直徑、鮮質量、干質量均有極顯著差異；種源、海拔與種源的互作則對丹參幼苗幾乎沒有顯著性影響。

對3個海拔間的丹參幼苗各項性狀指標進行多重比較，表3結果表明，高、中、低海拔對丹參各農藝性狀的影響均有顯著性差異。地上部高在A3、A2處理與A1處理間均差異極顯著，A3與A2處理無顯著差異；根長在A1、A2、A3處理間均表現出極顯著差異；直徑在A1處理與A2、A3處理間無顯著差異；鮮質量在A3、A2處理與A1處理間呈極顯著差異，A3處理與A2處理無顯著差異；干質量在A3、A2處理與A1處理間差異極顯著，A3與A2處理間差異顯著。

3 結論與討論

對同海拔丹參幼苗進行比較，丹參葉片生理特性隨著幼苗的生長表現出穩定的變化趨勢。從播種至11月氣溫適宜，光照充足，丹參幼苗快速生長；11月以后丹參幼苗生長隨氣溫的下降受到抑制，且逐漸受到一定的低溫傷害，葉片需消耗更多的物質抵御逆境。丹參葉片中可溶性糖、可溶性蛋白含量隨幼苗生長快速積累，在11月表現最高，之后含量隨溫度降低而降低。丹參葉片中的保護酶系統SOD、POD和膜損傷程度指標MDA同時表現出類似的趨勢，隨著葉片生長老化，SOD活性、POD活性、MDA含量逐漸增大；11—12月，丹參幼苗為抵抗低溫傷害，SOD活性、POD活性急劇增大，MDA含量也隨著細胞受到的損傷增加。同時期由于海拔的差異導致溫度、濕度、光照等環境因子各不相同，高、中、低海拔對丹參影響也不一樣，由于高海拔的條件更為極端，丹參葉片中的可溶性糖、可溶性蛋白、MDA含量與SOD、POD活性均在高海拔地區表現最高。

丹參生長過程中受溫度、濕度、土壤等方面的影響，不同海拔間丹參幼苗的性狀表現出一定的差異。在高海拔地區，晝夜溫差大且濕度較大，對丹參育苗的出苗階段非常有利，但也由于高海拔環境下植物全年生育期較短，導致苗期延長。尤其是地上部高、根長及植株質量方面，高海拔與中、低海拔間差異顯著，而中海拔與低海拔間差異較小。種源則對丹參幼苗產生影響，這可能是因為丹參3個種源均來自河南省內，引種的范圍較小而沒有表現出顯著的差異。

地球上的氣候按緯度、經度、高度3個方向改變，植被也沿著這3個方向交替分布。前二者構成植被的水平分布，后者構成植被的垂直分布[5]。海拔不同，其土壤性質及光照、水分、溫度、氧分含量等都表現出差異，海拔升高100m，溫度降低0.62 ℃。降水隨海拔的升高而增加，當海拔達到一定高度，降水量又隨海拔升高而降低。丹參栽培分為育苗、移栽2個部分，研究海拔對丹參幼苗生長的影響，有助于尋找合適的丹參育苗基地，減輕因環境因素如高溫等對丹參育苗的影響，最大程度地簡化育苗過程，降低丹參栽培上的成本。

丹參在中國栽培廣泛，類型豐富，如大葉型、小葉型和野生型品種[6]，圓葉、狹葉、矮莖和高莖4個丹參品系[7]，裕丹參中的5個變異類型[8]等。舒志明等對8個不同來源的丹參種質進行研究和比較評價，結果表明：8個丹參種質在株高、冠幅、莖、葉、花冠顏色，以及根部性狀方面均存在明顯差異[9]。隨著信息化的發展，丹參種苗流通廣泛，異地引種后的丹參質量和產量也是需要考慮的內容之一。楊新杰等研究發現：山東、河南、四川中江集鳳鎮等產地丹參在四川中江引種后，有效成分含量依然較高，而河北、山東部分地區的丹參在引種后由引種前質量較佳變為引種后質量較次或者由較次變為較佳[10]。因此，種源選擇也是丹參育苗過程中需要關注的問題之一。

本試驗結果表明，種源對丹參的各項指標有部分影響，海拔則對生理生化指標有一定影響，對丹參的農藝性狀有極顯著的影響，結果為更深入研究提供了一定參考。由于受試驗地區和種源的影響，本試驗僅對河南省范圍內的丹參育苗進行了研究。

參考文獻：

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[5]李俊清.森林生態學[M]. 北京：高等教育出版社，2006：371.

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[8]張紅瑞，李志敏，高致明，等. 裕丹參變異類型分析[J]. 河南農業大學學報，2007，41（4）：421-424.

[9]舒志明，梁宗鎖，孫 群，等. 不同丹參種質生物學性狀比較與評價[J]. 西安文理學院學報：自然科學版，2007，10（2）：24-29.

[10]楊新杰，萬德光，林貴兵，等. 不同種源丹參異地引種后質量分析[J]. 成都醫學院學報，2011，6（4）：291-295.李曉東，徐世千，張建國，等. 苯丙氨酸、茉莉酸甲酯對百里香不定芽基礎代謝及精油提取率的影響[J]. 江蘇農業科學，2016，44（4）：245-249.