人工栽培下三种药用植物生理适应性研究

陈运雷，罗昌优，罗静，洪文君

1.三亚市林业科学研究院，海南三亚 572000；

2.三亚市森林病虫害检疫检疫站，海南三亚572000

药用植物资源是指在自然资源中对人类有直接或间接医疗作用和保健功能的各种植物和蕴藏量总和，包括野生植物、人工栽培和利用生物技术繁殖的药用植物[1，2]。目前，药用植物中栽培成功的有200 余种，黄芩（Scutellaria baicalensis）、石斛（Dendrobium nobile）、重楼（Paris polyphyllavar.chinensis）等濒危野生植物资源在人工种植技术与规模上有着较大突破。药用植物人工栽培下的生境与野生自然生长环境存在差异，其影响着药材植物生长、药材成分、生理生化特性、次生代谢产物的积累等[3]。

广藿香（Pogostemon cablin）为唇形科刺蕊草属植物，以干燥地上部用药，为中国常用的芳香化湿类中药，具有芳香化浊、开胃止呕、发表解暑的功效和提取广藿香精油的用途[4，5]。天门冬（Asparagus cochinchinensis）为百合科天门冬属，以块根入药，具有养阴润燥，清肺生津的功效[4]。五指毛桃（Ficus hirta）是桑科榕属的木本植物，药用部位主要是根，药用成分主要为补骨脂素、佛手柑内酯等[6]。

许多研究者对药用植物主要集中在中药化学成分、活性成分、栽培技术等方面[7-12]，但在人工栽培条件下，药用植物的生理生化的研究报道较少。该研究以广藿香、天门冬和五指毛桃三种药用植物为研究对象，在人工栽培下比较叶片相对电导率、叶绿素含量、渗透调节物质含量等的差异，探讨其生态适应性，旨在为药用植物栽培技术提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为三种药用植物广藿香、天门冬和五指毛桃2 年生的实生苗，苗木栽培在三亚市林业科学研究院苗圃基地（18°21′N，108°56′E）。三亚为热带海洋性季风气候，全年暖热，雨量充沛，年平均气温26.5℃。2021 年7 月，选取长势良好、生长情况相近的试验苗木各30株，采集无病虫害的叶子测定其生理生化指标，每种植物采集3株～5株，每个指标重复3 次。

1.2 测定方法

叶片相对电导率采用电导率仪测定；叶绿素含量采用丙酮法溶解法测定；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250 法测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，游离脯氨酸含量采用酸性茚三酮法测定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法测定[13]。

1.3 数据处理

采用模糊隶属函数法对三种药用植物适应性能力进行综合评定，X（u）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）。式中：X（u）为某一植物在某一条件下的隶属函数值；X为该植物在某一条件下的平均测定值；Xmax和Xmin分别为所有参试植物在该处理下平均测定值中的最大值和最小值。

试验数据采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 19.0 软件进行数据统计分析，用Duncan’s 多重比较法。

2 试验结果与分析

2.1 三种药用植物叶片相对电导率的比较

相对电导率是反映植物在受到逆境或者其他损伤的情况下植物膜系统状况的一个重要的生理生化指标。由图1 可知，三种药用植物叶片相对电导率存在较大差异。广藿香叶片相对电导率显著高于五指毛桃和天门冬。由此可见，三种药用植物在受到逆境时，广藿香的耐受力强于五指毛桃和天门冬。

图1 三种药用植物叶片相对电导率的比较Fig.1 Comparison of the Relative Electrical Conductivity of Three Medicinal Plants

2.2 三种药用植物叶片叶绿素含量的比较

叶绿素是植物进行光合作用的色素，其含量的多少是反映植物叶片光合能力的一个重要指标。由1 表可见，广藿香的叶绿素a、叶绿素b 和总含量最高，五指毛桃的叶绿素含量次之，天门冬最低。方差分析结果表明，广藿香和五指毛桃的叶绿素a 和总含量显著高于天门冬，广藿香叶绿素b 含量显著高于五指毛桃。

表1 三种药用植物叶片叶绿素含量的比较Tab.1 Comparison of the Chlorophyll Content of Three Medicinal Plants

2.3 三种药用植物叶片渗透调节物质和MDA 含量的比较

植物渗透调节物质主要包括可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量，MDA 是反映细胞膜脂过氧化水平的重要指标。三种药用植物叶片可溶性蛋白含量在2.99mg·g-1～3.72mg·g-1之间，广藿香和五指毛桃的可溶性糖含量和脯氨酸含量显著高于天门冬（表2）。五指毛桃叶片MDA 含量为18.53mmol·ml-1，显著高于其它2 种。

表2 三种药用植物叶片渗透调节物质和MDA 含量的比较Tab.2 Comparison of the Osmotic Adjustment Substances and Mda Content of Three Medicinal Plants

2.4 三种人工栽培药用植物的适应性评价

基于可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、MDA 含量、相对电导率和叶绿素含量进行的模糊隶函数值综合评价结果（表3）表明，人工栽培下，广藿香的生长适应性能力强于五指毛桃和天门冬。

表3 基于模糊隶属函数值对三种药用植物适应性的综合评价Tab.3 Comprehensive Assessment of the Adaptability of Three Medicinal Species Based on Subordinate Function Values

3 结论与讨论

3.1 结论

在人工栽培条件下，广藿香、天门冬和五指毛桃三种药用植物的叶片相对电导率、叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量均存在一定差异。叶片相对电导率、叶绿素a 含量、叶绿素总含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量以广藿香最高，五指毛桃次之，天门冬最低；生长适应性能力从大到小依次为广藿香＞五指毛桃＞天门冬。

3.2 讨论

广藿香和五指毛桃为阳生植物，天门冬为阴生植物，其对生长环境的适应性存在一定差异。在非生物胁迫条件下，植物生长发育和体内物质受到不同程度的影响。三种药材植物在人工栽培条件下，广藿香叶片相对电导率为77.03%，三者间的叶绿素a 含量、叶绿素b 含量和叶绿素总含量差异不大，该研究中五指毛桃叶绿素含量与陶瑜等[14]研究浅裂型五指毛桃较为相近。

糖类是植物体中不可缺少的物质，其含量一定程度上反应植物的生长代谢情况及品质高低[15]。田雲等[16]、武勇等[17]研究表明可溶性蛋白含量、脯氨酸含量的累积能够提高植物对环境胁迫的耐受力，在逆境环境中起着缓冲保护作用。广藿香和五指毛桃叶片透调节物质和MDA 含量均高于天门冬，可溶性糖和脯氨酸含量以广藿香最高，可溶性蛋白和MDA含量以五指毛桃最高，因此广藿香和五指毛桃植物的代谢旺盛，生长适应性较强，抗胁迫能力强。

通过隶属函数分析结果表明，三种药用植物的生长适应性能力从大到小依次为广藿香＞五指毛桃＞天门冬。因此，不同药用植物在人工集约栽培中需要根据其光照、温度等条件的需求，合理的分配利用其立体种植空间，并有效对有害生物的防控。药用植物的生态种植仍处于摸索过程中，还需要大量的研究工作，特别是产量、品质及次生代谢产物等，该研究结果为药用植物的生态种植提供一定的理论和实践指导。