杉木林下七葉一枝花各器官的主要養分含量及其分配特征

潘江靈 柏明娥 徐梁

摘要 ［目的］了解和掌握七葉一枝花Paris polyphylla Smith var.chinensis花期各器官的養分含量及其分配特征，為其林下栽培和養分管理提供科學依據。［方法］以杉木Cunninghamia lanceolata林下人工種植的七葉一枝花為研究對象，于花期進行采樣，統計分析各器官的N、P、K、Ca、Mg等主要養分含量、分配特征及各養分含量間的相關性。［結果］七葉一枝花各器官中的N含量從高到低依次為葉、花、須根、塊莖、莖，葉中N含量最高達29.61 g/kg；P含量從大到小依次為花、葉、須根、塊莖、莖，花中P含量最高達4.75 g/kg；鉀含量從大到小依次為葉、花、莖、須根、塊莖，葉中K含量最高達25.23 g/kg；Ca含量從大到小依次為塊莖、須根、莖、葉、花，塊莖中Ca含量最高達4.75 g/kg；Mg含量從大到小依次為葉、花、須根、塊莖、莖，葉中Mg含量最高達3.11 g/kg；七葉一枝花各器官養分含量從大到小依次為N、K、Ca、Mg、P；各器官養分含量間除了塊莖中的N與Mg呈顯著負相關外（P<0.05），其余指標間的相關性均未達顯著水平。［結論］七葉一枝花花期各器官的養分含量主要集中在葉和花中，N和P可能是限制七葉一枝花生長的主要營養元素。

關鍵詞 七葉一枝花；器官；養分含量；分配特征

中圖分類號 S567.23+9? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2024）03-0099-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.03.023

Content and Distribution Characteristics of Main Nutrients in Each Organ of Paris polyphylla Smith var. chinensis Under-forest of Cunninghamia lanceolata

Abstract ［Objective］To understand the main nutrients content and distribution characteristics in each organ of Paris polyphylla Smith var.chinensis during flowering period in order to provide scientific basis for understory cultivation and nutrient management.［Method］With Paris polyphylla Smith var.chinensis of under-forest the Cunninghamia lanceolata as the research object，samples were collected at flowering stage， and the content and distribution characteristics and their correlation of main nutrients in each organ were analyzed.［Result］N content in each organ was ranked from high to low as leaf， flower， fibrous root， tuber， stem from high to low， and the highest N content in leaf was 29.61 g/kg. P content was ranked from high to low as flower， leaf， fibrous root， tuber， stem， and the highest P content in flower was 4.75 g/kg.K content was ranked from high to low as leaf， flower， stem， fibrous root， tuber， and the highest K content in leaf was 25.23 g/kg.Ca content was ranked from high to low as tuber， fibrous root， stem， leaf， flower and the highest Ca content in tuber was 4.75 g/kg. Mg content was ranked from high to low as leaf， flower， fibrous root， tuber， stem and the highest Mg content in leaf was 3.11 g/kg. The average nutrient content of each organ of Paris polyphylla Smith var.chinensis was ranked from high to low as N， K， Ca， Mg， P. Except N and Mg contents in tuber showed significant negative correlation （P<0.05）， the rest of the correlation was not significant.［Conclusion］The nutrients in each organ of Paris polyphylla Smith var.chinensis during flowering period were mainly concentrated in the leaves and flowers.N and P may be the main nutrient elements limiting the growth of Paris polyphylla Smith var.chinensis.

Key words Paris polyphylla Smith var.chinensis;Organs; Nutrient content;Distribution characteristics

七葉一枝花Paris polyphylla Smith var.chinensis為百合科Liliaceae重樓屬Paris多年生草本植物華重樓的別稱［1-2］，因其外形特征具有一個莖、一輪葉、頂生一朵花而得名，其根莖呈結節狀扁圓柱形，略彎曲，具有消腫止痛、清熱解毒、定驚涼肝等功效，是一種重要的稀缺中藥材，在我國具有悠久的藥用歷史［3］。七葉一枝花主要分布于四川、云南、江蘇、安徽、浙江、江西、湖南、湖北、福建、廣西等省區，一般生于海拔400～1 500 m的山谷常綠闊葉林、竹林、雜木林、灌木叢下、陰坡林緣等濕潤且陰蔽度較大的地帶，是典型的陰生植物［4-5］。由于七葉一枝花的根狀莖生長緩慢，近幾年隨著市場對其需求量的增大，大量野生資源被過度采挖導致種質資源面臨枯竭。為保護資源和解決市場供需矛盾問題，七葉一枝花作為重要的林下中藥材已在多地得到推廣和應用［6-8］。謝子芳等［9-10］分別從郁閉度、坡度、毛竹立竹數等方面開展了杉木Cunninghamia lanceolata林下和毛竹Phyllostachys edulis林下套種七葉一枝花的生長效果研究，認為七葉一枝花林下復合經營既有利于野生資源恢復、保護生態環境，又可以促進藥用植物資源開發、調整農村產業結構及實現可持續發展。目前針對七葉一枝花林下栽培技術的研究主要集中于林分選擇、郁閉度控制、立地質量、病蟲害防治等方面［11-16］，而對于林下栽培七葉一枝花的養分含量及分配等方面的研究報道較少。筆者以杉木林下栽培的七葉一枝花為試材，研究和分析了七葉一枝花花期各器官的主要養分含量、分配特征及其相關性，以期為七葉一枝花林下栽培和養分管理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗所用七葉一枝花材料采自浙江省林業科學研究院白巖寺林區，地理位置119°59′58″E，30°10′03″N，海拔102 m，基地種植面積約2 000 m2，杉木林郁閉度0.80～0.85，坡度10°～15°，坡向東北，屬亞熱帶季風氣候區，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，全年平均氣溫16.5 ℃，年平均濕度81％，土壤類型為紅壤。試驗地0～20 cm土層土壤養分含量：全氮（TN）（1.93±0.61）g/kg、全磷（TP）（0.21±0.03） g/kg、全鉀（TK）（10.35±0.73）g/kg、有機質（SOM）（39.61±13.05） g/kg，水解性氮（AN）（191.00±40.04） mg/kg、有效磷（AP）（4.40±1.21）mg/kg、速效鉀（AK）（69.00±7.00） mg/kg。土壤有機質和水解性氮含量相對較高，而有效磷含量偏低，速效鉀處于中等水平，pH 4.06，為強酸性。

1.2 樣品采集

2022年5月中旬于七葉一枝花花期進行采樣，于樣地內隨機選取3個采樣點，每個采樣點各取3株長勢基本一致的植株進行整株挖取，經清洗、整理干凈后按照須根、塊莖、葉、莖、花各器官進行分解，3株為1組作為一個重復，共3個重復。七葉一枝花系2018年人工種植，種植時為4年生小苗，種源來自浙江龍泉，種植株行距（30～40）cm×（40～50）cm，種植后除了適當的人工管護外未進行其他人工干預。所采集植物器官樣品先于105 ℃烘箱內干燥30 min，然后降溫至70～80 ℃，干燥至恒重，用植物樣品粉碎機粉碎，過40目篩后進行養分含量測定。

1.3 樣品分析

稱取經粉碎后的植物器官樣品0.1～0.5 g，經H2SO4-H2O2消煮、定容、過濾后用于測定N、P、K養分含量（NY/T 2017—2011），其中，N含量測定采用凱氏定氮儀法，P含量測定采用鉬銻抗比色法，K含量測定采用火焰原子吸收分光光度法；植物器官樣品中Ca和Mg含量的測定分別參照GB 5009.92—2016、GB 5009.241—2017采用原子吸收分光光度法測定。所測養分含量均為全量。

1.4 數據處理

試驗結果利用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0軟件進行統計分析。不同器官間養分含量差異采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和最小顯著性檢驗（LSD），各器官養分含量間的相關性采用雙變量相關分析（Bivariate）。

2 結果與分析

2.1 各器官主要養分含量及分配

2.1.1 N含量。

由圖1可知，七葉一枝花花期各器官N含量的變化范圍為7.82～29.61 g/kg，平均為17.22g/kg。各器官的N含量從高到低的分配規律為葉>花>須根>塊莖>莖，葉器官中的N含量最高，達29.61 g/kg，其次為花和須根，N含量較低的為塊莖和莖。方差分析表明，葉中的N含量與其他各器官有顯著差異（P<0.05），而花與須根、塊莖與莖器官間的N含量差異不顯著（P>0.05）。

2.1.2 P含量。

由圖1可知，七葉一枝花各器官P含量的變化范圍為0.99～4.75 g/kg，平均為2.29 g/kg。各器官中的P含量從高到低的分配規律為花>葉>須根>塊莖>莖，P含量最高的為花器官，達4.75 g/kg，顯著高于其他各器官（P<0.05），P含量居中的為葉和須根，分別為2.37、2.25 g/kg，與其他器官有顯著差異（P<0.05），而兩者間差異不顯著（P>0.05），P含量較低的為塊莖和莖，與其他器官有顯著差異，但兩者間差異不顯著（P>0.05）。

2.1.3 K含量。

由圖1可知，七葉一枝花各器官的K含量的變化范圍為3.85～25.23 g/kg，平均為16.14 g/kg。各器官的K含量從高到低的分配規律為葉>花>莖>須根>塊莖，K含量最高的為葉器官，達25.23 g/kg，顯著高于其他器官（P<0.05），其次為花、莖和須根，但三者間差異不顯著（P>0.05）；K含量最低的為塊莖，與其他器官間的含量差異顯著（P<0.05）。

2.1.4 Ca含量。

由圖1可知，七葉一枝花各器官Ca含量的變化范圍1.28～4.75 g/kg，平均為3.17 g/kg。各器官的Ca含量從高到低的分配規律為塊莖>須根>莖>葉>花。方差分析表明，塊莖、須根和莖器官間的Ca含量差異不顯著（P>0.05），但與葉、花中的Ca含量有顯著差異（P<0.05）。

2.1.5 Mg含量。

由圖1可知，七葉一枝花各器官Mg含量的變化范圍為1.06～3.11 g/kg，平均為2.30 g/kg。各器官的Mg含量從高到低的分配規律為葉>花>須根>塊莖>莖，Mg含量較高的為葉、花和須根器官，三者間無顯著差異，但顯著高于塊莖和莖器官中的Mg含量（P<0.05）。

2.2 同一器官不同養分含量比較

由圖1可以看出，七葉一枝花同一器官中不同養分含量有所不同，從葉器官來看，N含量最高，達29.61 g/kg，Ca含量最低，為2.05 g/kg，從大到小依次為N>K>Mg>P>Ca；從花器官來看，各養分含量從大到小依次為N>K>P>Mg>Ca；在莖器官中各養分含量從大到小依次為K>N>Ca>Mg>P；地下部分塊莖中各養分含量從大到小依次為N>Ca>K>Mg>P；須根中各養分含量從大到小依次為N>K>Ca>Mg>P；從各器官養分含量的平均值來看，含量最大的為N，其次為K，含量最低的為P，從大到小依次為N>K>Ca>Mg>P。由表1可知，所有器官中的N∶P均小于14，N∶K除塊莖大于2.10外，其余均小于2.10，而K∶P均大于3.40。

2.3 各器官養分含量間的相關性

由表2可知，七葉一枝花各器官養分含量間除塊莖中的N與Mg呈顯著負相關外（P<0.05），其余指標間的相關性均未達顯著水平。同時分析表明，須根中N與Mg和P與K、塊莖中的N與K、N與Mg和K與Mg、葉中的P與Mg、莖中N與Mg和P與Ca、花中的N與Ca、K與Mg、Ca與Mg的相關系數均超過了0.960，但均未表現出顯著相關性，這可能與分析所取的樣本數量有關。

3 結論與討論

3.1 討論

植物中不同器官的生理機能不同，對各營養元素的需求也必然存在差異［17-18］。該研究中七葉一枝花各器官中的養分含量均表現出葉和花器官中的含量要高于其他器官。大量研究表明［19-20］，植物葉片由于其進行光合作用維持植物生長而成為吸收N、P、K活躍的器官，因而這些元素在葉中的含量明顯高于其他部位，且該研究的采樣時間為5月，是七葉一枝花營養生長和生殖生長較為旺盛時期，因而大部分營養元素都集中在葉和花器官中。由于Ca是非活躍性元素，其在塊莖和莖中的含量相對較高。從各器官營養元素含量的平均值來看，含量最高的為N，其次為K，最低的為P，這與祝麗香等［21-23］等對其他草本和木本植物的研究結果相似。N、P是植物生長代謝中活躍的酶和遺傳物質的重要組成成分，并且它們通常成為限制性元素阻礙生物體的生長，K元素是促進植物光合作用產物運輸的重要營養元素，起到運輸載體的作用［24-25］。N、P、K元素的化學計量比則可以體現植物生長環境的養分限制，因此N∶P、N∶K、K∶P可用來判斷植物的N、P、K限制因子。根據Koerselman等［26-27］研究表明，植物葉片N∶P<14表示生長受N限制，葉片N∶P>16表示受P限制，而N∶P為14～16，表示受二者的共同限制或均不限制，當N∶K＞2.1、K∶P＜3.4時，植物的生長主要受K元素限制。該研究中七葉一枝花葉片N∶P平均為8.07，小于14，其他器官的 N∶P也均小于14，而葉片的N∶K平均為1.2，小于2.1、K∶P為6.8，大于3.4，除塊莖外，其他器官的N∶K和K∶P結果相似，由此說明七葉一枝花在此期間的生長主要受N和P的限制，在養分管理過程中應注重氮肥和磷肥的施用，況且由于杉木林地土壤有效磷含量偏低、土壤偏酸性，建議在杉木林地通過增施磷肥、撒施石灰等措施提高林地土壤磷的有效供應能力。此外，通過植物器官養分含量間的相關性分析可以了解各養分元素間的相互作用，有研究表明，植物葉片內大部分營養含量間存在顯著的線性相關［28］。該研究中七葉一枝花各器官養分間除了塊莖中的N與Mg含量呈顯著負相關外，其余指標間的相關性均未達顯著水平，相關機理有待進一步研究。

3.2 結論

該研究表明，七葉一枝花各器官中的養分含量和同一器官中的不同養分含量均有所不同。七葉一枝花花期各器官的養分含量主要集中在葉和花中，各器官養分含量最高的為N，其次為K，最低的為P。從七葉一枝花養分含量及分配格局來看，N和P可能是限制七葉一枝花花期生長的主要營養元素，同時鑒于七葉一枝花是以收獲地下塊莖為主要栽培目標，在花期可根據需要摘除花蕾，以減少養分消耗。

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