不同来源地苦参生长动态的研究

2011-04-25杜彦斌张庆霞

草业科学 2011年5期

纪瑛，杜彦斌，王斌，张庆霞

(甘肃农业职业技术学院，甘肃兰州 730020)

苦参(Sophoraflavescens)是我国传统药用植物[1]。性寒味苦有小毒，有清热利湿、祛风杀虫之功效，现广泛应用于治疗急性细菌性痢疾、阴道滴虫外阴搔痒、顽固性湿疹等疾病，近年又用于治疗肿瘤[2]，以及天然绿色动植物杀虫剂的开发使用，使其用途越来越广，其用量呈逐年递增之势。人工栽培药用植物可以有效地减轻人们野外采集对生态环境的破坏，也是减轻野生资源压力、保护药用植物资源的最重要途径之一[3-5]。研究表明，肥料对苦参生长和生物碱含量有显著促进效应[6-9]，苦参碱和氧化苦参碱含量随生育进程呈增长趋势的动态变化规律[10]，而对于苦参生长发育规律研究的报道较少。本研究对不同产地来源的苦参进行生育期动态分析，以期为苦参的育种和规范化栽培提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1试验地概况试验在甘肃农业职业技术学院榆中和平农场进行，36°00′28.4″ N，103°58′48.0″ E，海拔1 696 m。播种前取土样分析，土壤有机质3.3 g/kg，碱解氮24.67 mg/kg，速效磷13 mg/kg，速效钾175 mg/kg。播前基础肥料施牛粪15 t/hm2，纯氮75 kg/hm2，纯磷(P2O5)45 kg/hm2。

1.2试验设计与方法供试种子分别来源于河北承德(由兰州大得利制药有限公司提供)、河南卢氏(购自河南卢氏县)、甘肃岷县(购自甘肃岷县药材种植园)、甘肃成县(野生和栽培两个种群,均购自甘肃成县)。将不同来源的种子用浓硫酸拌种处理30 min，用清水把硫酸冲洗干净，晾干种子表面的水分后播种。随机区组设计，小区面积 5 m×8 m，重复3次。2007年6月22日播种，行距×株距为40 cm×20 cm ，2008年4月下旬返青。

1.3测定项目和方法分别于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日采样测定，每次每小区随机采取10株为测定样本，带回室内洗净根部泥土，晾干表面水分后分开根、茎、叶，测定株高、根直径、叶数、鲜质量、干质量等，干质量在室内自然风干30 d后测定。

1.4数据分析与处理试验数据用SPSS 13.0统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1苦参茎秆生长动态比较不同来源地的苦参茎秆生长动态发现(表1)，6月24日以前株高差异均不显著(P>0.05)，7月24日以后差异逐渐显现，来源于河北承德的苦参株高显著(P<0.05)低于其他4个来源地的苦参，其他4个来源的苦参差异不显著。但是不同类型苦参株高均在8月24日以前迅速增高，日均生长0.34～0.55 cm，8月24日-9月24日株高增加趋势变缓，日均生长仅0.06～0.28 cm，9月24日-10月24日株高基本不再增加。可见苦参返青后，5月下旬-8月下旬为茎秆快速生长阶段，8月下旬-9月下旬为茎秆缓慢生长阶段。以上分析表明，来源于河北承德苦参株高与其他4个类型存在显著差异，性状是基因型的表现，说明它们之间基因型可能存在区别，但是茎秆的生长动态规律具有一致性。

表1 不同来源地苦参株高动态变化 cm

2.2苦参单株叶数动态变化 5个不同来源地苦参单株叶数均在8月24日达到高峰，以后叶数下降(表2)。8月24日来源于河北承德的苦参叶数最多，显著多于3个来源于甘肃的苦参(P<0.05)，来源于河南卢氏的苦参叶数最少，显著少于其他几个苦参；但是，8月24日以后3个来源于甘肃的苦参的叶数最多，且显著多于来源于河北、河南的苦参。5个不同来源地苦参的叶数增加速率在整个生长期表现不同，来源于河北承德的苦参单株叶数在5月24日-6月24日增加速率最快，日均增加数量为0.75，6月24日-8月24日增加速率逐渐降低，日均增加数量由0.31 降到0.14，8月24日以后叶数则迅速减少，与其他几个苦参比较，减少速率较快，到10月24日测定时叶片已全部脱落；来源于河南卢氏的苦参与河北的相似，单株叶数也在5月24日-6月24日增加速率最快，日均增加数量为0.6，6月24日-8月24日增加速率非常低，日均增加数量为0.07；3个来源于甘肃的苦参则表现叶数生长稍微滞后，单株叶数也在5月24日-6月24日增加速率较低，日均增加数量约为0.33，明显低于来源于河北和河南的苦参，6月24日-8月24日增加速率逐渐加快，日均增加数量0.4左右，明显高于来源于河北的苦参，而8月24日-9月24日叶数缓慢减少，减少速率较来源于河北的苦参慢，表现落叶较迟，10月叶数才进入快速减少阶段。分析表明，来源于河北承德的苦参前期生长较快，后期衰老也较快，表现早熟特性，而其他几个来源地的苦参则衰老较缓慢。

表2 不同来源地苦参的单株叶数动态变化

2.3苦参单株叶干质量动态变化不同来源地苦参单株叶干质量在8月24日达最高，之后单株叶干质量呈降低趋势(表3)。来源于河北承德的苦参单株叶干质量在7月24日以前增加迅速，日均增加量达0.1 g，7月24日-8月24日增加速度降低，日均增加量降低为0.02 g，8月24日以后单株叶干质量迅速降低，10月24日叶全部脱落；而其他4个来源地苦参在7月24日-8月24日增加速度最大，日均增加量达0.14 g，8月24日以后叶干质量逐渐降低。来源于河北的苦参单株叶干质量6月24日和7月24日显著高于其他来源地苦参，8月24日及以后各时期3个来源于甘肃苦参的叶干质量显著高于来源于河北和河南的苦参(表3)。这和单株叶数的变化完全一致，进一步说明来源于河北承德的苦参前期生长较快，后期衰老也较快，表现早熟特性，而其他几个种则衰老较缓慢。

2.4苦参根直径动态变化不同来源地苦参根直径在7月24日以前增加比较缓慢，日均增长量0.05 mm左右，7月24日-8月24日则迅速增加，日均生长量最高，可达0.13 mm，8月24日以后根直径缓慢增加，直至10月24日达最高值。5个不同来源的苦参根直径在各个时期差异均未达显著水平(P>0.05)(表4)。

2.5苦参单株根干质量动态变化不同来源苦参的根干质量生长动态规律表现一致(表5)。7月24日以前不同苦参间差异不显著，从8月24日开始出现差异，来源于河北承德的苦参从8月24日开始直到10月24日根干质量显著(P<0.05)高于其他苦参，而其他苦参之间差异不显著(P>0.05)。不同苦参在7月24日以前根生长速度均较慢，平均日增加量仅为0.03～0.06 g，7月24日-8月24日生长速度较快，平均日增加量0.16～0.19 g，8月24日-9月24日生长速度最快，平均日增加量0.17～0.22 g，9月24日以后则根干质量增长速度降低，平均日增加量0.06～0.10 g，10月24日根干质量达最大。从不同来源地苦参根在各个阶段的生长速率分析，来源于河北承德的苦参根干质量的日增加量高于其他苦参，较其他苦参高0.01～0.02百分点(表5)。以上分析表明，不同来源地苦参单株根干质量存在差异，其中来源于河北承德的苦参单株根干质量最高，主要原因可能是其根干质量在各个阶段的日增加量大于其他几个苦参。

表3 不同来源地苦参的单株叶干质量动态变化 g

表4 不同来源地苦参的根直径动态变化 mm

表5 不同来源地苦参的单株根干质量动态变化 g

3 讨论与结论

研究表明[11-13]，多年生宿根类植物每年春季返青后由于宿根提供营养使地上部的茎、叶生长迅速，株高、叶数和叶面积迅速增加，促进光合产物积累，为以后的根系生长打下基础。而根系进入快速生长是在良好的茎叶生长基础上进行的，根系生长高峰期较地上部茎叶生长高峰期出现时间迟，根系生长经过体积迅速增大和干物质积累迅速增加两个阶段。苦参是多年生宿根类药材，本研究证明其生长发育也符合前人研究结果。分别来源于河北承德、河南卢氏、甘肃成县和岷县的苦参生长发育动态相似，茎秆在5月-8月下旬为快速生长阶段，9月为缓慢生长阶段，10月株高不再增加；叶数和叶干质量均在8月下旬达到高峰，9月以后下降。这是由于苦参前一年的生长在根中积累了充足的营养物质和较大的越冬芽，第2年春季苦参返青后温度回升，芽萌发后迅速生长，株高急剧增加，叶片数和叶干质量也迅速增加，这种生长优势一直维持到8月下旬。9月地上部分生长减缓，主要原因有两个方面，一是由于7月以后根系开始进入迅速生长阶段，特别是9月根干质量迅速增加，植物体光合产物向根系分配，使地上部分生长减缓；另一方面是由于9月以后气温降低，老叶逐渐脱落，叶干质量降低。而根的生长与地上部分茎叶的生长发育节奏不同，5月根直径、单根鲜质量和单根干质量增加缓慢，7月下旬-8月下旬根直径迅速增粗，根干质量增加也相应较快，9月根直径进入缓慢增长期，而根干质量则迅速增加，10月根干质量继续增加，但是增加速度降低，10月下旬根干质量达最高，表明7月下旬-8月下旬根干质量增加主要原因是其体积增大，而进入9月根干质量增加主要是干物质积累，根快速生长经历体积快速增大和干物质积累两个阶段。这是由于返青后根中的营养物质供应地上部分生长，根系生长缓慢，7-8月地上部分生长迅速，光合产物向根系分配，根体积迅速增大，9月以后茎叶生长减缓、衰老，其光合作用产物和贮藏的营养物质向根中运输，使根干质量增加迅速。这充分说明在生长季节根系生长滞后于地上部分茎叶的生长，根系生长是在一定茎叶生长的基础上进行的，茎叶和根系均在7-8月进入迅速生长的阶段，对水分和养分需要量也相应较大。因此，生产上在7-8月应该加强田间管理，以确保获得较高的根产量。采挖苦参根也必须在10月下旬根干质量达到最高时进行。

本研究中不同来源的苦参茎秆、叶数、叶干质量、根直径、根干质量在不同时期生长动态存在差异。其中河北承德苦参表现前期生长较快，后期衰老也较快，具有早熟、根产量高的特性；而3个来源于甘肃的苦参表现中期茎叶繁茂，后期衰老慢，叶寿命较长，具有晚熟、产量中等的特性；河南卢氏苦参全生育期茎叶生长和根生长量均低于前两者，产量低。表明来源于河北承德、甘肃以及河南卢氏的苦参之间存在质的区别，这一结果与前期研究结果一致[14-15]。不同来源种的过氧化物酶谱和指纹图谱均表现不同，要明确其遗传差异还需要进一步研究。

总之，不同来源苦参生长发育动态相似，返青后茎秆、叶生长迅速，8月下旬达到高峰以后生长减缓，而根系生长在返青后的5、6月生长缓慢，7、8月经过体积迅速增大和9、10月干物质迅速增加两个快速生长阶段，在10月下旬根干质量达最高；但是不同来源苦参生长量存在差异，河北承德的苦参株高最低，根干质量最高；而且叶在前期生长较快，后期衰老也较快，表现早熟特性，甘肃的苦参株高最高，茎叶繁茂，后期落叶速率较慢，具有晚熟、产量中等的特性，河南卢氏的苦参产量最低。

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