杉木林下七叶一枝花各器官的主要养分含量及其分配特征

潘江灵 柏明娥 徐梁

摘要 ［目的］了解和掌握七葉一枝花Paris polyphylla Smith var.chinensis花期各器官的养分含量及其分配特征，为其林下栽培和养分管理提供科学依据。［方法］以杉木Cunninghamia lanceolata林下人工种植的七叶一枝花为研究对象，于花期进行采样，统计分析各器官的N、P、K、Ca、Mg等主要养分含量、分配特征及各养分含量间的相关性。［结果］七叶一枝花各器官中的N含量从高到低依次为叶、花、须根、块茎、茎，叶中N含量最高达29.61 g/kg；P含量从大到小依次为花、叶、须根、块茎、茎，花中P含量最高达4.75 g/kg；钾含量从大到小依次为叶、花、茎、须根、块茎，叶中K含量最高达25.23 g/kg；Ca含量从大到小依次为块茎、须根、茎、叶、花，块茎中Ca含量最高达4.75 g/kg；Mg含量从大到小依次为叶、花、须根、块茎、茎，叶中Mg含量最高达3.11 g/kg；七叶一枝花各器官养分含量从大到小依次为N、K、Ca、Mg、P；各器官养分含量间除了块茎中的N与Mg呈显著负相关外（P<0.05），其余指标间的相关性均未达显著水平。［结论］七叶一枝花花期各器官的养分含量主要集中在叶和花中，N和P可能是限制七叶一枝花生长的主要营养元素。

关键词 七叶一枝花；器官；养分含量；分配特征

中图分类号 S567.23+9  文献标识码 A  文章编号 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

七叶一枝花Paris polyphylla Smith var.chinensis为百合科Liliaceae重楼属Paris多年生草本植物华重楼的别称［1-2］，因其外形特征具有一个茎、一轮叶、顶生一朵花而得名，其根茎呈结节状扁圆柱形，略弯曲，具有消肿止痛、清热解毒、定惊凉肝等功效，是一种重要的稀缺中药材，在我国具有悠久的药用历史［3］。七叶一枝花主要分布于四川、云南、江苏、安徽、浙江、江西、湖南、湖北、福建、广西等省区，一般生于海拔400～1 500 m的山谷常绿阔叶林、竹林、杂木林、灌木丛下、阴坡林缘等湿润且阴蔽度较大的地带，是典型的阴生植物［4-5］。由于七叶一枝花的根状茎生长缓慢，近几年随着市场对其需求量的增大，大量野生资源被过度采挖导致种质资源面临枯竭。为保护资源和解决市场供需矛盾问题，七叶一枝花作为重要的林下中药材已在多地得到推广和应用［6-8］。谢子芳等［9-10］分别从郁闭度、坡度、毛竹立竹数等方面开展了杉木Cunninghamia lanceolata林下和毛竹Phyllostachys edulis林下套种七叶一枝花的生长效果研究，认为七叶一枝花林下复合经营既有利于野生资源恢复、保护生态环境，又可以促进药用植物资源开发、调整农村产业结构及实现可持续发展。目前针对七叶一枝花林下栽培技术的研究主要集中于林分选择、郁闭度控制、立地质量、病虫害防治等方面［11-16］，而对于林下栽培七叶一枝花的养分含量及分配等方面的研究报道较少。笔者以杉木林下栽培的七叶一枝花为试材，研究和分析了七叶一枝花花期各器官的主要养分含量、分配特征及其相关性，以期为七叶一枝花林下栽培和养分管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验所用七叶一枝花材料采自浙江省林业科学研究院白岩寺林区，地理位置119°59′58″E，30°10′03″N，海拔102 m，基地种植面积约2 000 m2，杉木林郁闭度0.80～0.85，坡度10°～15°，坡向东北，属亚热带季风气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，全年平均气温16.5 ℃，年平均湿度81％，土壤类型为红壤。试验地0～20 cm土层土壤养分含量：全氮（TN）（1.93±0.61）g/kg、全磷（TP）（0.21±0.03） g/kg、全钾（TK）（10.35±0.73）g/kg、有机质（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、速效钾（AK）（69.00±7.00） mg/kg。土壤有机质和水解性氮含量相对较高，而有效磷含量偏低，速效钾处于中等水平，pH 4.06，为强酸性。

1.2 样品采集

2022年5月中旬于七叶一枝花花期进行采样，于样地内随机选取3个采样点，每个采样点各取3株长势基本一致的植株进行整株挖取，经清洗、整理干净后按照须根、块茎、叶、茎、花各器官进行分解，3株为1组作为一个重复，共3个重复。七叶一枝花系2018年人工种植，种植时为4年生小苗，种源来自浙江龙泉，种植株行距（30～40）cm×（40～50）cm，种植后除了适当的人工管护外未进行其他人工干预。所采集植物器官样品先于105 ℃烘箱内干燥30 min，然后降温至70～80 ℃，干燥至恒重，用植物样品粉碎机粉碎，过40目筛后进行养分含量测定。

1.3 样品分析

称取经粉碎后的植物器官样品0.1～0.5 g，经H2SO4-H2O2消煮、定容、过滤后用于测定N、P、K养分含量（NY/T 2017—2011），其中，N含量测定采用凯氏定氮仪法，P含量测定采用钼锑抗比色法，K含量测定采用火焰原子吸收分光光度法；植物器官样品中Ca和Mg含量的测定分别参照GB 5009.92—2016、GB 5009.241—2017采用原子吸收分光光度法测定。所测养分含量均为全量。

1.4 数据处理

试验结果利用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0软件进行统计分析。不同器官间养分含量差异采用单因素方差分析（One-way ANOVA）和最小显著性检验（LSD），各器官养分含量间的相关性采用双变量相关分析（Bivariate）。

2 结果与分析

2.1 各器官主要养分含量及分配

2.1.1 N含量。

由图1可知，七叶一枝花花期各器官N含量的变化范围为7.82～29.61 g/kg，平均为17.22g/kg。各器官的N含量从高到低的分配规律为叶>花>须根>块茎>茎，叶器官中的N含量最高，达29.61 g/kg，其次为花和须根，N含量较低的为块茎和茎。方差分析表明，葉中的N含量与其他各器官有显著差异（P<0.05），而花与须根、块茎与茎器官间的N含量差异不显著（P>0.05）。

2.1.2 P含量。

由图1可知，七叶一枝花各器官P含量的变化范围为0.99～4.75 g/kg，平均为2.29 g/kg。各器官中的P含量从高到低的分配规律为花>叶>须根>块茎>茎，P含量最高的为花器官，达4.75 g/kg，显著高于其他各器官（P<0.05），P含量居中的为叶和须根，分别为2.37、2.25 g/kg，与其他器官有显著差异（P<0.05），而两者间差异不显著（P>0.05），P含量较低的为块茎和茎，与其他器官有显著差异，但两者间差异不显著（P>0.05）。

2.1.3 K含量。

由图1可知，七叶一枝花各器官的K含量的变化范围为3.85～25.23 g/kg，平均为16.14 g/kg。各器官的K含量从高到低的分配规律为叶>花>茎>须根>块茎，K含量最高的为叶器官，达25.23 g/kg，显著高于其他器官（P<0.05），其次为花、茎和须根，但三者间差异不显著（P>0.05）；K含量最低的为块茎，与其他器官间的含量差异显著（P<0.05）。

2.1.4 Ca含量。

由图1可知，七叶一枝花各器官Ca含量的变化范围1.28～4.75 g/kg，平均为3.17 g/kg。各器官的Ca含量从高到低的分配规律为块茎>须根>茎>叶>花。方差分析表明，块茎、须根和茎器官间的Ca含量差异不显著（P>0.05），但与叶、花中的Ca含量有显著差异（P<0.05）。

2.1.5 Mg含量。

由图1可知，七叶一枝花各器官Mg含量的变化范围为1.06～3.11 g/kg，平均为2.30 g/kg。各器官的Mg含量从高到低的分配规律为叶>花>须根>块茎>茎，Mg含量较高的为叶、花和须根器官，三者间无显著差异，但显著高于块茎和茎器官中的Mg含量（P<0.05）。

2.2 同一器官不同养分含量比较

由图1可以看出，七叶一枝花同一器官中不同养分含量有所不同，从叶器官来看，N含量最高，达29.61 g/kg，Ca含量最低，为2.05 g/kg，从大到小依次为N>K>Mg>P>Ca；从花器官来看，各养分含量从大到小依次为N>K>P>Mg>Ca；在茎器官中各养分含量从大到小依次为K>N>Ca>Mg>P；地下部分块茎中各养分含量从大到小依次为N>Ca>K>Mg>P；须根中各养分含量从大到小依次为N>K>Ca>Mg>P；从各器官养分含量的平均值来看，含量最大的为N，其次为K，含量最低的为P，从大到小依次为N>K>Ca>Mg>P。由表1可知，所有器官中的N∶P均小于14，N∶K除块茎大于2.10外，其余均小于2.10，而K∶P均大于3.40。

2.3 各器官养分含量间的相关性

由表2可知，七叶一枝花各器官养分含量间除块茎中的N与Mg呈显著负相关外（P<0.05），其余指标间的相关性均未达显著水平。同时分析表明，须根中N与Mg和P与K、块茎中的N与K、N与Mg和K与Mg、叶中的P与Mg、茎中N与Mg和P与Ca、花中的N与Ca、K与Mg、Ca与Mg的相关系数均超过了0.960，但均未表现出显著相关性，这可能与分析所取的样本数量有关。

3 结论与讨论

3.1 讨论

植物中不同器官的生理机能不同，对各营养元素的需求也必然存在差异［17-18］。该研究中七叶一枝花各器官中的养分含量均表现出叶和花器官中的含量要高于其他器官。大量研究表明［19-20］，植物叶片由于其进行光合作用维持植物生长而成为吸收N、P、K活跃的器官，因而这些元素在叶中的含量明显高于其他部位，且该研究的采样时间为5月，是七叶一枝花营养生长和生殖生长较为旺盛时期，因而大部分营养元素都集中在叶和花器官中。由于Ca是非活跃性元素，其在块茎和茎中的含量相对较高。从各器官营养元素含量的平均值来看，含量最高的为N，其次为K，最低的为P，这与祝丽香等［21-23］等对其他草本和木本植物的研究结果相似。N、P是植物生长代谢中活跃的酶和遗传物质的重要组成成分，并且它们通常成为限制性元素阻碍生物体的生长，K元素是促进植物光合作用产物运输的重要营养元素，起到运输载体的作用［24-25］。N、P、K元素的化学计量比则可以体现植物生长环境的养分限制，因此N∶P、N∶K、K∶P可用来判断植物的N、P、K限制因子。根据Koerselman等［26-27］研究表明，植物叶片N∶P<14表示生长受N限制，叶片N∶P>16表示受P限制，而N∶P为14～16，表示受二者的共同限制或均不限制，当N∶K＞2.1、K∶P＜3.4时，植物的生长主要受K元素限制。该研究中七叶一枝花叶片N∶P平均为8.07，小于14，其他器官的 N∶P也均小于14，而叶片的N∶K平均为1.2，小于2.1、K∶P为6.8，大于3.4，除块茎外，其他器官的N∶K和K∶P结果相似，由此说明七叶一枝花在此期间的生长主要受N和P的限制，在养分管理过程中应注重氮肥和磷肥的施用，况且由于杉木林地土壤有效磷含量偏低、土壤偏酸性，建议在杉木林地通过增施磷肥、撒施石灰等措施提高林地土壤磷的有效供应能力。此外，通过植物器官养分含量间的相关性分析可以了解各养分元素间的相互作用，有研究表明，植物叶片内大部分营养含量间存在显著的线性相关［28］。该研究中七叶一枝花各器官养分间除了块茎中的N与Mg含量呈显著负相关外，其余指標间的相关性均未达显著水平，相关机理有待进一步研究。

3.2 结论

该研究表明，七叶一枝花各器官中的养分含量和同一器官中的不同养分含量均有所不同。七叶一枝花花期各器官的养分含量主要集中在叶和花中，各器官养分含量最高的为N，其次为K，最低的为P。从七叶一枝花养分含量及分配格局来看，N和P可能是限制七叶一枝花花期生长的主要营养元素，同时鉴于七叶一枝花是以收获地下块茎为主要栽培目标，在花期可根据需要摘除花蕾，以减少养分消耗。

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