栽培方式對七葉一枝花光合及生物特性的影響

王宗星， 周子貴， 徐軍， 胡秋濤， 柳麗娜

(1.浙江省林業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 杭州 310020； 2.德清縣林業(yè)局，浙江 德清 313200；3.安吉縣林業(yè)局，浙江 安吉 313300)

七葉一枝花(Parispolyphylla) 為百合科重樓屬多年生草本植物，屬珍稀瀕危藥用植物[1]。七葉一枝花藥用價(jià)值大，在民間主要用于治療多種瘡毒、毒蛇咬傷等。隨著科學(xué)和醫(yī)藥技術(shù)發(fā)展，對七葉一枝花的需求量逐步增大，以七葉一枝花為原料開發(fā)的一系列中藥、中成藥、美容產(chǎn)品及其他附屬產(chǎn)品也越來越多。由于七葉一枝花喜陰，怕強(qiáng)光，因此一般在大田搭遮陽網(wǎng)種植或在林下套種。目前，關(guān)于七葉一枝花人工栽培的研究大多是選地、遮蔭、施肥、病蟲害防治等簡單田間管理上[2-3]，以及田間或?qū)嶒?yàn)室不同管理措施對七葉一枝花生理特性及皂苷等相關(guān)物質(zhì)的影響的研究[4-6]，而林下不同栽培方式對七葉一枝花光合特性及生物特性的影響，未見國內(nèi)有文獻(xiàn)報(bào)道。本文通過毛竹林下七葉一枝花不同栽培方式的試驗(yàn), 研究七葉一枝花光合特性和生物特性的變化, 進(jìn)而探討其適宜生長和有利于皂苷積累的栽培方法, 為科學(xué)種植七葉一枝花提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2019年3月在安吉縣孝豐鎮(zhèn)橫溪塢村毛竹精品園區(qū)的毛竹林基地進(jìn)行。毛竹林分密度為667 m2180株?；貙賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，四季分明，全年雨水充沛，雨熱同期。年平均降水量為1 485 mm，主要集中在夏季，冬季較少，其中12月最少，具明顯的雙峰型降雨特點(diǎn)，年份間梅雨量的實(shí)際差異大。年平均氣溫 16.6 ℃，7月最高，1月最低。年日照1 980～2 050 h，年無霜期203～226 d。

試驗(yàn)材料為浙江種源二三年生七葉一枝花苗。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在毛竹林下設(shè)置容器栽培和裸地栽培2個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)種植100株，共6個(gè)樣地。栽培容器為25 cm×25 cm無紡布，并將容器半埋于土壤中。

1.3 測定項(xiàng)目

光合特性測定在2020年7月天氣晴朗時(shí)進(jìn)行。每個(gè)樣地選擇3棵健壯植株為樣株，每株選健康成熟功能葉片3片，每片葉分別掛牌標(biāo)記，測定時(shí)保持葉片自然生長角度不變，進(jìn)行活體測量[7]。采用Li-6400便攜式光合測定儀(LI-COR，美國)，從7:00—17:00，每隔2 h測定葉片凈光合速率。測量每個(gè)葉片時(shí)，待讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取5～6個(gè)數(shù)據(jù)，取平均值。

2020年11月每個(gè)樣地挖取2株七葉一枝花塊莖，稱重，并參照《中華人民共和國藥典》(2015版)，采用高效液相色譜法測定七葉一枝花根莖中皂苷Ⅰ、皂苷Ⅱ、皂苷Ⅵ、皂苷Ⅶ的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 對光合特性的影響

由圖1可知，在毛竹林分下，七葉一枝花凈光合速率呈單峰曲線變化。日出后，隨光照強(qiáng)度增加，氣溫不斷升高，凈光合速率隨之增加，中午時(shí)分，光照強(qiáng)度達(dá)到最高水平，凈光合速率在13:00左右達(dá)到最大值。13:00以后隨著光照強(qiáng)度降低，氣溫下降，凈光合速率逐漸降低，l7:00左右，光合作用與呼吸作用基本持平，日落后趨于負(fù)值。

圖1 不同栽培方式下七葉一枝花凈光合速率日變化

從圖中還可以看出，容器栽培凈光合速率明顯高于裸地栽培，尤其在中午時(shí)分，光照強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)，凈光合速率差別最大，容器栽培七葉一枝花最大凈光合速率為5.1 μmol·m-2·s-1，而裸地栽培僅為3.8 μmol·m-2·s-1，存在較大差距。

2.2 對生物量及皂苷含量的影響

由表1可知，七葉一枝花塊莖無論鮮重還是干重容器栽培方式均明顯高于裸地栽培。通過對皂苷含量的測定發(fā)現(xiàn)，容器栽培和裸地栽培2種方式七葉一枝花皂苷總量均符合《中華人民共和國藥典》(2015版)中的皂苷總量不低于0.6%的規(guī)定，但容器栽培比裸地栽培皂苷總量更高，尤其是皂苷Ⅶ含量差別較大，這說明容器栽培方式下七葉一枝花具有更好的生物量和皂苷積累，長勢更好。

表1 不同栽培方式對七葉一枝花生物量及皂苷含量的影響

3 小結(jié)與討論

凈光合速率是指植物光合作用積累的有機(jī)物，是總光合速率減去呼吸速率的值。植株的凈光合速率是反映植物光合特性最顯著的指標(biāo)。植物的凈光合速率既與自身因素有關(guān)，也受多種外界因素影響[8-18]。本試驗(yàn)在自然條件下，通過采用不同的栽培方式(容器栽培和裸地栽培)，測定七葉一枝花植株的光合特性。結(jié)果表明，七葉一枝花的光合特性受栽培方式的明顯影響，容器栽培凈光合速率高于裸地栽培，光合產(chǎn)物積累更多，究其原因，容器栽培方式能縮短緩苗時(shí)間，土壤環(huán)境波動較小，更好起到保水保肥的效果，且半埋于土壤中，容器不會受到外界環(huán)境干擾。

七葉一枝花的藥用價(jià)值在塊莖，容器栽培方式七葉一枝花生物量顯著高于裸地栽培，這與凈光合速率的變化相一致，同時(shí)也印證了凈光合速率的提高直接影響葉片干物質(zhì)的積累，從而進(jìn)一步提高植株的干重[19]。

皂苷是一種廣泛存在于高等植物中特殊的糖類化合物[5]，也是七葉一枝花最主要的藥效成分。皂苷含量受多種因素影響，目前已有研究表明，影響七葉一枝花皂苷含量的因子包括水分[4]、光照[5]、種源[20-21]、采收期[22]等。已經(jīng)報(bào)道的七葉一枝花含有的207個(gè)化合物中皂苷有121個(gè)，其中七葉一枝花皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ等7種成分是重樓屬植物的代表性成分[23]。七葉一枝花皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ的含量與其藥用價(jià)值的高低密切相關(guān)[20]。結(jié)果表明，容器栽培七葉一枝花總皂苷含量明顯高于裸地栽培，這說明栽培方式是影響七葉一枝花根莖皂苷含量的主要因子之一。皂苷Ⅶ是七葉一枝花活性成分之一，具有抗腫瘤、抗炎等作用[24]。研究發(fā)現(xiàn)，七葉一枝花皂苷Ⅶ含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于皂苷Ⅰ、皂苷Ⅱ、皂苷Ⅵ，因此，在研究中常常將皂苷Ⅶ作為皂苷含量的測定指標(biāo)。