蒋燕锋,刘跃钧,蓝云龙,朱虹,潘心禾,葛永金
(丽水市林业科学研究院,浙江 丽水 323000)
不同种源多花黄精生物生态特性研究
蒋燕锋,刘跃钧*,蓝云龙,朱虹,潘心禾,葛永金
(丽水市林业科学研究院,浙江 丽水 323000)
连续3年进行物候观测、产量对比,研究不同种源多花黄精生物生态特性,并分析探讨其多糖含量与原生地多年生态环境相关性。研究结果表明:多花黄精整个生长期为201~240 d,不同种源各有差异,最短的与最长的相差39 d,平均值为218.8 d;可分出苗期、伸长期、开花期、果实期和枯萎期,其中出苗期为24~38 d,伸长期为38~45 d(从出土到展叶10~15 d),开花期36~47 d,果实期为116~134 d(结果期20~40 d),枯萎期为75~108 d;种植2年增产最明显的为浙江庆元种源173.1%,其次为安徽青阳种源164.5%、浙江莲都种源161.7%、浙江安吉种源159.8%;优质多花黄精对各项生态因子的要求为:空气湿度78.9%,活动积温4791.4 ℃,日照时数1 691,年降水量平均1463 mm,七月最高温30.6 ℃,一月最低温1.1 ℃。
多花黄精;物候观察;产量
多花黄精Polygonatumcyrtonema为百合科(Liliaceae)黄精属Polygonatum药食同源的多年生草本植物,以根茎入药,具有提高免疫力、降血糖、降血脂、抗菌、抗病毒等作用[1-2],是工厂化生产药品、保健品等的原料。近年来对多花黄精的相关研究较多,主要集中于地下块茎化学成分的提取和活性鉴定[3-4]及形态指标观测[5-7]等。而现阶段市场上多花黄精产品主要多来源于野生资源,其产量、质量良莠不齐,同时长期依靠野生资源,不仅会造成资源的枯竭和破坏,而且会导致多花黄精品种的严重退化。为了保护野生黄精药材资源,提高多花黄精家种的产量和质量,种源试验是多花黄精不同种源评价的基础,为此收集不同种源多花黄精种质材料,开展不同地理种源多花黄精物候观察及产量测定试验研究,为多花黄精的不同种源评价及高效栽培技术优化集成奠定良好的基础。
试验地位于浙江省丽水市林业科学研究院百果园,119°52′E,28°27′N,海拔100 m。气候温暖湿润,雨量充沛,四季分明,年平均气温18.1 ℃,极端最高温41.5 ℃,极端最低温-7.7 ℃,≥10℃ 以上的年积温为5 690℃,年平均日照1 812.5 h,年降水量1360 mm,年相对湿度75%,无霜期256 d。土壤为稻田土,pH 值6.0,肥力一般。
2.1 试验材料
2012年丽水市林业科学研究院收集浙江省各地级市,丽水市各县(市、区)及湖北、安徽等多花黄精种源17个(见表1),保存于百果园中药材种质资源圃,每株地下茎保留2节加1芽为种植单位,每个种源30份。经鉴定17个种源均为多花黄精,试验材料来源于资源圃,种质资源圃日常除草、施肥、遮荫实行统一管理。
2.2 试验方法
2.2.1 物候观察 2013—2014年在多花黄精种质资源圃观察多花黄精各地理种源的出苗期、伸长期、开花期、结果期和枯萎期,记录“始”和“终”的时间。同一地理种源内凡有一株出土、长高、开花(蕾)、结果、枯萎的开始时间都记录“始”;同一地理种源内全部植株出土、长高、开花、结果(成熟)、枯萎的完毕的时间都记录“终”。伸长期是指第一张叶展出至叶片全部出齐、高度停止生长为止。
2.2.2 产量测定 分别于2012年冬、2013年冬、2014年冬挖取多花黄精种质资源圃各种源所有地下茎,洗净,自然阴干后称重(含根系重),再除去栽培前称的重量后,以产量增长率[(总产量-栽培前产量)÷栽培前产量×100%]进行比较。
2.2.3 生态习性调查 调查统计多花黄精各种源所在地1971—2000年县气象资料,取30年平均值分析统计多花黄精的生态习性,结合以收集的不同种源的多花黄精根茎为材料,采用蒽酮-浓硫酸比色法测定的总多糖含量结果,提出生产优质多花黄精(多糖30%以上)在空气湿度、温度、光照时数、有效积温等方面的具体指标。
2.2.3 多糖含量与生态因子相关性分析 以种源地经度、纬度、活动积温、年均温、湿度、日照、年降水量、土壤、七月最高温、七月平均温、一月最低温、一月平均温等12个生态因子为自变量X,不同种源样品多糖含量为因变量Y,采用逐步回归分析方法,剔除没有显著效应的自变数,建立比较简化而又比较准确的多元线性回归方程。
3.1 生长特性观测与比较
根据观测,多花黄精整个生长期一般为201~240 d,17个种源多花黄精的生物学特征各有差异,最短的与最长的相差39 d,平均值为218.8 d。17个种源中,浙江青田种源最早,3月14日嫩芽开始出土,浙江衢州、安徽青阳和湖北赤壁市种源在4月初开始有嫩芽出土;浙江衢州、安徽青阳种源一直到5月上旬仍有嫩芽出土。初花期(蕾)基本集中在黄精嫩芽出土20 d之后,与不同种源初春新出土时间相对应。不同种源植株高也有明显差异,其中浙江缙云种源植株最高,平均为70.0 cm,其次为安徽青阳种源和浙江景宁种源,平均株高分别为66.0和65.9 cm。
研究表明,多花黄精生长期可分为5个期:出苗期、伸长期、开花期、果实期、枯萎期。出苗期为24~38d,时间一般为3月中下旬至4月中下旬;伸长期为38~45 d,时间一般为3月中下旬至5月初,其中从出土到展叶需要10~15 d;开花期36~47 d,时间一般集中在4月中下旬至5月底,浙江淳安种源持续时间最久,浙江衢州种源6月初仍在开花;果实期为116~134 d,时间一般为4月底5月初至9月中上旬,其中结果期在20~40 d,时间一般集中在4月下旬至6月上旬,从开花到结果一般需要10~15 d;枯萎期为75~108 d,时间一般在7月下旬至11月上旬。不同种源多花黄精出苗期、伸长期、开花期、结果期为30~40 d,从出土至枯萎201~240 d时间(见表1)。
表1 不同种源多花黄精生物特征观察情况
3.2 产量及折干率
研究结果显示,各地理种源多花黄精地下茎增产和折干率都有明显差异(见表2)。
表2 不同种源多花黄精生长量观测情况
种植1年:17种源多花黄精地下茎增产幅度26.1~59.4%,总体平均增产42.0%,分别比黄精27.4%、滇黄精24.7%高出14.6%和17.3%,其中:1年增产率高于总体平均数的种源有8个,从高到低依次为:浙江庆元59.4%、浙江莲都58.8%、安徽青阳55.3%、浙江安吉50.7%、浙江缙云48.9%、浙江景宁47.2%、浙江新昌42.8%、浙江文成42.3%。
种植2年:17个多花黄精种源增产幅度在90.7%~173.1%,总体平均增产率124.6%,比种植一年的产量提高了82.64%,同种植2年的黄精增产率(86.5%)和滇黄精增产率(102.1%)相比,分别高出38.1%和22.5%。17个多花黄精种源中,2年增产率高于总体平均数的种源有7个,从高到低依次为:浙江庆元种源173.1%、安徽青阳种源164.5%、浙江莲都种源161.7%、浙江安吉种源159.8%、浙江缙云种源142.8%、浙江新昌种源132.6%、浙江景宁种源130.5%。增产最为明显的浙江庆元种源、安徽青阳种源、浙江安吉种源、浙江莲都种源,分别比种植1年的产量提高了113.7%、109.2%、109.1%和102.9%,实现了翻番。17个多花黄精地理种源折干率范围在14.79%~28.20%,总体平均值20.64%。17个多花黄精地理种源中,浙江龙泉种源折干率最高,达28.20%;浙江青田种源折干率最低,仅为14.79%。
3.3 多糖含量及生态习性分析
多花黄精17个地理种源原生境生态因子相关数据:空气湿度在76.4~80.9%之间,活动积温在3 898~5 732 ℃,日照时数1508-1876,年降水量1 267~1 599 mm,七月最高温33.3 ℃,一月最低温-1.1 ℃。不同种源多花黄精多糖含量差异显著,范围为9.70% ~ 36.32%,17个种源多花黄精的多糖含量平均值为22.21%,是《中华人民共和国药典》规定值7%的3.17倍。从多糖含量排在前3位的为浙江磐安种源(36.32%)、安徽青阳种源(30.23%)和浙江景宁种源(30.07%)。由多花黄精中多糖含量与环境生态因子的相关系数统计分析(表3),建立的多元线性回归方程:Y(多糖含量)=0.611-0.007X(活动积温)(R=0.660)可知,多花黄精多糖含量与活动积温呈负相关关系,多糖积累明显与温度有关,包括活动积温、年均温、七月最高温、七月平均温、一月最低温、一月平均温,其积累变异规律有待进一步研究。
表3 多花黄精多糖含量与生态因子的相关分析
注:**表示1%显著水平;*表示5%显著水平
表4 不同种源多花黄精原生境各生态因子及多糖含量
注:a土壤类型:10510,水稻土;10370,粗骨土;10031,红壤;10032,黄红壤;10033,棕红壤;10041,黄壤;10051,黄棕壤;10071,棕壤
4.1 探明了多花黄精物候特性
17个种源多花黄精的生物学特征各有差异,据观察,多花黄精整个生长期一般为201~240 d,最短的与最长的相差39 d,平均值为218.8 d。研究表明,多花黄精生育期可分出苗期、伸长期、开花期、果实期和枯萎期。出苗期为24~38 d,时间一般为3月中下旬至4月中下旬;伸长期为38~45 d,时间一般为3月中下旬至5月初,其中从出土到展叶需要10~15 d;开花期36~47 d,时间一般集中在4月中下旬至5月底;果实期为116~134 d,时间一般为4月底5月初至9月中上旬,其中结果期在20~40 d左右,时间一般集中在4月下旬至6月上旬,从开花到结果一般需要10~15 d;枯萎期为75~108 d,时间一般在7月下旬至11月上旬。可为栽培过程中适时遮阴、追肥等提供依据。
4.2 多花黄精不同种源增产效果存在显著差异
研究结果显示,17个种源多花黄精折干率范围在14.79%~28.20%,各地理种源多花黄精地下茎增产和折干率都有明显差异。种植1年,17种源多花黄精地下茎增产幅度26.1~59.4%,总体平均增产率41.96%,比种植1年的黄精和滇黄精增产率,分别比高出14.6%和17.3%。种植2年,17个多花黄精不同种源增产率范围在90.7%~173.1%,总体平均增产率达124.6%,比种植一年的增产率提高了82.64%,比种植2年的黄精和滇黄精增产率,分别高出38.1%和22.5%。17个多花黄精种源中,平均增产高于总体平均数的种源有7个,增产最为明显的浙江庆元种源173.1%、安徽青阳种源164.5%、浙江莲都种源161.7%、浙江安吉种源159.8%,分别比种植1年的产量提高了113.7%、109.2%、109.1%和102.9%,开始实现了翻番。选择增产率高的种源作为生产资料,更有可能获得高产高效。
4.3 初步掌握了优质多花黄精生态习性
结合多花黄精种源试验生物生态特性研究和不同种源的多花黄精总多糖含量和其活动积温、年均温、七月最高温、七月平均温、一月最低温、一月平均温等方面的相关性分析结果,提出生产优质多花黄精(多糖30%以上)各项生态因子的要求为:空气湿度78.9%,活动积温4 791.4 ℃,日照时数1691,年降水量平均1463 mm,七月最高温30.6 ℃,一月最低温1.1 ℃。该数据可为人工栽培多花黄精提供技术指导,更加精确的数据还需在今后的生产中加以总结和修正。
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PreliminaryStudyonPhenologyObservationandYieldofPolygonatumcyrtonemafromDifferentProvenances
JIANG Yanfeng,LIUYuejun*,LANYunlong,ZHUHong,PANXinhe,GEYongjin
(LishuiAcademyofForestry,Lishui323000,China)
The phenology and yield ofPolygonatumcyrtonemafrom different provenances were observed for 3 consecutive years based on the comparative experiment of phonological observation,yield contrast test and the relativity between the content of polysaccharide and the native ecological environment correlation for years.The results showed that the whole growth period was 201~240 days (average,218.8 days ),The phonological phases with five stages,including seedling stage (24~38 days),elongation stage (38~45 days),flowering stage (36~47 days),fruit period (116~134 days) and withering period (75~108 days) were finally determined.The origins with the most obvious increase of yield efficiency ofP.cyrtonemaplanted for 2 years were Zhejiang Qingyuan (173.1%),Anhui Qingyang (164.5%),Zhejiang Liandu (161.7%) and Zhejiang Anji (159.8%).The requirements of high-qualityP.cyrtonemaon the ecological factors:air humidity 78.9%,active accumulated temperature 4791.4 ℃,sunshine time number 1691,annual precipitation average 1463mm,July maximum temperature 30.6 ℃,January minimum temperature 1.1 ℃.
Polygonatumcyrtonema;phonological observation;yield
2016-03-04)
浙江省公益技术研究农业项目(2012C22096),浙江省林业科研成果推广项目(2013B37),丽水市农业新品种选育专项(2014XPZ01)
*
刘跃钧,教授级高工,研究方向:中药材资源培育及开发利用研究;Tel:(0578)2185128;E-mail:lslyj66@163.com
10.13313/j.issn.1673-4890.2016.12.018