林下种植密度和收获期对金线莲产量和品质的影响△

牛欢，谢卓宓，古力，梁莹，韦坤华，王建明，李明杰，3*，张重义，3*

(1.福建农林大学 作物科学学院，福建 福州 350002；2.广西壮族自治区 药用植物园，广西 南宁 530023；3.福建农林大学作物遗传育种与综合利用省部共建教育部重点实验室，福建 福州 350002)

金线莲Anoectochilusroxburghii又名金线兰、金蚕、乌人参、金线入骨消等，是一种多年生兰科草本植物[1]。金线莲主产于中国、印度等几个亚洲国家，含多糖、微量元素、黄酮类化合物、生物碱等多种成分，具有抗衰老、提高机体免疫等功效[2]。由于金线莲对生长环境要求严格，种子无胚乳、自然条件下发芽率极低，加之人为过度采收导致目前金线莲野生资源严重匮乏。迄今为止已有不同研究人员对林下栽培技术进行了详细研究，比如：黄小云[3]、陈泳和[4]等对金线莲林下仿野生栽培的栽培环境、栽后管理措施进行了详细研究。但目前金线莲林下栽培的一些具体环节缺乏详细的优化措施，比如：栽培密度、采收期等关键的技术细节较为模糊。

为优化金线莲林下栽培中的技术环节，提升林下栽培金线莲品质指标，本研究对金线莲的林下种植密度与采收时期进行了不同梯度的设置，详细评测不同种植密度和不同采收阶段金线莲的品质和最佳收益率差异。为金线莲林下生态栽培技术体系的逐步完善提供重要的基础信息，同时也为提高金线莲的安全生产和有效性奠定重要栽培技术支撑。

1 试验材料和处理

1.1 实验材料

以福建省广泛种植的金线莲品种泰宁一号为实验材料，在福建农林大学中药材GAP研究所泰宁县生态定位观测站(北纬N26°54′51.36″ 东经E117°05′48.34″)，挑选坡度为15°～25°、遮光率为60%～70%、空气湿度在70%～85%的阔叶林作为金线莲林下栽培试验点，详细研究金线莲林下栽培技术措施对金线莲的产量和品质的影响。

1.2 实验处理

林下移栽密度：在9月份将壮苗后的金线莲进行林下移栽，在林下设置2 cm×2 cm、4 cm×4 cm、6 cm×6 cm三个林下金线莲种植密度，每个密度设置三个重复，移栽后150 d后获取不同种植密度的金线莲植株并测定相关的生理指标。

林下种植采收期：将种植条件设置为单一密度(4 cm×4 cm)并执行严格一致抚育管理措施。分别在金线莲种苗移栽期满90 d、120 d、150 d、180 d、210 d时进行采样并测定相关数据以获取金线莲的最佳采收时期。

2 实验方法

2.1 生物量测定

详细统计不同处理金线莲植株茎长、茎粗、叶片长宽、根长、根粗、鲜重、干重、根冠比、折干率等指标。

2.2 抗氧化酶活性测定

采用四唑氮蓝光还原法[5]对超氧化物歧化酶(SOD)的活性进行测定；根据李忠光[6]等方法植物多酚氧化酶(PPO)活性测定进行测定；采用匀浆浸提法[7]提取PPO粗酶液，加入0.5 mL酶提取液，立即于波长410 nm下测定吸光值，2 min后再记吸光值，以不加酶提取液的反应液作为对照；采用愈创木酚比色法[8]对过氧化物酶(POD)的活性进行测定；采用紫外吸收法[9]测定过氧化氢酶(CAT)活性；根据张志良主编的《植物生理实验指导》[10]中的丙二醛(MDA)的测定方法对MDA的含量进行测定。

2.3 药用活性成分及可溶性蛋白含量测定

根据蒽酮-硫酸比色法测定多糖含量[11]；采用考马斯亮蓝G-250比色法[12]测定可溶性蛋白含量；采取超声振荡提取法[13]在45 kHz、80 ℃条件下提取生物碱，并采用分光光度计比色法测定生物碱含量；参考王延峰[14]超声法提取银杏叶片黄酮的方法提取金线莲植株中的总黄酮，采用分光光度计比色法测定总黄酮含量。

2.4 统计分析

用Excel对不同处理的数据进行初步整理，用DPS软件对不同处理的数据进行统计分析[15]。

3 结果与分析

3.1 不同林下种植密度对金线莲生长状况的影响

不同处理下金线莲植株长势情况见表1、2。

表1 不同种植密度下金线莲植株生长状况

注：小写字母表示不同处理在P<0.05水平差异具统计学意义；大写字母表示不同处理在P<0.01水平差异具统计学意义。

表2 不同种植密度下金线莲植株生物量积累状况成活率

注：小写字母表示不同处理在P<0.05水平差异具统计学意义；大写字母表示不同处理在P<0.01水平差异具统计学意义。

从不同植株生长状况的测量结果可以看出，在不同栽种密度下金线莲植株生长状况有明显差异。基于所设的3个林下种植密度，在4 cm×4 cm种植密度条件下，其植株的根长、根数、茎长、茎粗、叶宽、叶长等与植株长势的相关指标明显高于其它密度(表1)。同时，不同种植密度对于金线莲植株鲜重、干重也影响较大。其中，种植密度为4 cm×4 cm时，植株干、鲜重均达到最大值，分别为1.694 g/株、0.2015 g/株，但三种种植密度下的植株折干率无显著性差异(表2)。根据调查计算其成活率发现，不同种植密度下金线莲成活率存在显著差异，在2 cm×2 cm密度条件下植株成活率最低，6 cm×6 cm密度下成活率最高，其主要原因是当植株间距过小时水分容易堆积，降低其根部呼吸效率导致根茎腐烂，最终植株死亡成活率下降。综上所述，在林下种植金线莲密度过大或过小对金线莲植株生长均具有重要影响，适宜的种植密度对于提高植株的长势、生物量和成活率具有重要的意义。

3.2 不同林下种植密度对金线莲植株抗氧化酶活性的影响

详细分析不同种植密度下金线莲植株体内抗氧化酶的活性，发现不同种植密度对于金线莲3种抗氧化酶活性、PPO氧化酶活性、MDA含量均有不同程度的影响。其中，金线莲内SOD、PPO、POD的活性随着种植密度减小，其活性也相应降低。在3个种植密度中，4 cm×4 cm条件下，金线莲 CAT活性和MDA含量明显高于其它种植密度。以上结果表明林下种植密度过大时，会对植株生长产生一定的胁迫作用，促使MDA含量增高，抗氧化酶略微降低。

3.3 不同种植密度对金线莲多糖、总黄酮、总生物碱含量的影响

不同的种植密度对于金线莲多糖、总黄酮、总生物碱含量均有不同程度的影响。其中种植密度为4 cm×4 cm时金线莲多糖、总黄酮含量最高，分别为21.52 mg·g-1、18.66 mg·g-1；而在4 cm×4 cm与6 cm×6 cm密度条件下金线莲总生物碱含量无明显差异。

表3 不同种植密度下金线莲抗氧化活性和MDA含量的影响

注：小写字母表示不同处理在P<0.05水平差异具统计学意义；大写字母表示不同处理在P<0.01水平差异具统计学意义。

注：图A为总生物碱含量；图B为类黄酮含量；图C为多糖含量。图1 不同种植密度下金线莲药用活性成分含量差异

3.4 不同采收期对金线莲生长状况的影响

详细比较金线莲在林下种植90、120、150、180、210 d的植株表型和药用成分的差异。结果显示，随着金线莲生长发育进程的推进，到180 d时其植株的根、茎和叶的生长均显著增加。其中，根系生长在180 d基本定型；茎部长度在移栽后210 d达到最大值，茎粗在移栽后180 d达到最高值，叶片长宽在移栽后210 d都达到了最大值。此外，随种植时间增加，植株干物质积累量也逐渐增加，其折干率在移栽后210 d达到最大值。综合整体生长状况，发现移栽180～210 d时金线莲植株长势良好。值得注意的是，金线莲进行林下移栽后随着时间的增加其根冠比呈现下降趋势，与移栽后90 d相比，移栽后210 d根冠比下降了16.67%。这可能主要与金线莲属于阴生植物及其根系延伸幅度有关。随着采收期的延长金线莲成活率显著下降，在栽后150～180 d之间成活率下降最为明显，其主要因素可能是随着温度升高降雨量增加导致植株根茎腐烂，最终成活率下降。

进一步分析不同采收期金线莲多糖、总黄酮、总生物碱含量差异。发现不同采收期金线莲多糖含量随着移栽时间的延长显著积累，在移栽后180 d达到最高值，随后降低；金线莲总黄酮含量在移栽后90 d含量最低，随移栽时间的延长呈现逐步增长的趋势，在移栽后180 d含量最高为19.24 mg·g-1，此后呈下降趋势；金线莲生物碱含量在移栽150 d时含量开始显著增加，180 d积累最高，达到16.83 mg·g-1。

表4 不同采收期金线莲植株生长状况比较

注：小写字母表示不同处理在P<0.05水平差异具统计学意义；大写字母表示不同处理在P<0.01水平差异具统计学意义。

表5 不同采收期金线莲植株生物量积累状况及成活率比较

注：小写字母表示不同处理在P<0.05水平差异具统计学意义；大写字母表示不同处理在P<0.01水平差异具统计学意义。

注：图A为总生物碱含量；图B为类黄酮含量；图C为多糖含量。图2 不同采收期金线莲药用活性成分含量差异

4 讨论

金线莲林下栽培是目前金线莲生产中被广泛采用的一种栽培模式，对于提高金线莲的品质和药用活性成分具有重要作用，同时，对于提升林下区域经济发展具有重要意义。然而在生产上，金线莲林下栽培体系散且乱，许多栽培细节目前未被详细的研究。对于药用植物栽培，合适密度的选取和最佳采收期的界定对于提升药用栽培植物品质和产量具有重要意义。邵清松[16]发现不同地区的金线莲大棚栽培的适宜种植密度不同，例如，浙江品种最适密度为3 cm×3 cm。而王光华[17]发现台湾品种在大棚栽培条件下最佳密度为5 cm×5 cm。目前，金线莲在林下栽培条件下的适宜密度范围相对研究较少。因此，林下金线莲栽培中往往缺乏一个相对明确的指向性密度参考值。林下环境由于不可控因素过多，移栽密度过大会导致经济效益下降，移栽密度过小会导致积水、光合利用率下降、植物贪青徒长、质量下降。本实验用福建大面积种植的泰宁金线莲作为研究材料，探究其林下仿野生栽培最优的种植密度参数。结果发现在4 cm×4 cm密度种植条件下，金线莲的产量和品质均达到较高水平。此外，4 cm×4 cm的种植密度下，金线莲生长保留了一定程度的胁迫效应，显著促进了次生代谢产物的积累。因此，初步考虑泰宁金线莲林下最佳种植密度为4 cm×4 cm。

采收期是决定金线莲产量和品质的另外一个重要因素[18]。采收过早使得产量过低、药用活性成分相对积累较少；采收过迟往往导致金线莲叶片过于老化、品相较差。因此，综合考虑在药用活性成分最适积累期和产量的最佳峰值期采收金线莲，对于提升金线莲的产量和品质具有重要的意义。目前，关于金线莲大棚栽培采收期研究较多，主要集中在两个方面，一是大棚栽培措施下金线莲最佳经济效益时期，二是大棚栽培下不同生长时间对金线莲品质的影响。冉彩虹[19]通过对大棚栽培下金线莲不同采收时期的经济效益做比对后发现，在大棚栽培措施下最佳经济效益的采收时期为120 d；蒋元斌[20]通过对比大棚栽培下的不同时期的金线莲多糖含量，发现大棚移栽应在移栽时间多于90 d后进行采收。林下栽培金线莲由于特殊的逆境环境，其药用活性成分的积累相对于大棚栽培有较大差异。因此，不能以大棚的采收期作为林下栽培金线莲的参考标准。而目前对于金线莲林下仿野生栽培最佳采收期的研究相对较少。所以本研究通过详细分析不同生长时期金线莲的生长状况与品质变化情况，进而综合确定金线莲在林下仿野生栽培模式下的最佳采收时期。结果发现林下仿野生栽培180 d时金线莲的药用活性成分达到较高值，同时，其产量也相对较高。因此，综合考虑产量和品质因素，初步认为移栽后180 d为林下金线莲的最佳效益采收期。本研究所获取和构建的金线莲林下栽培密度和最优采收期为金线莲林下仿野生栽培技术体系的完善提供技术性依据，同时，也为进一步提升和改善金线莲的药用品质奠定基础。

致谢：感谢作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室(福建农林大学)对本研究的支持。