不同種植密度對(duì)積雪草光合特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

姚紹嫦，明如宏，傅鵬，潘東進(jìn)，蔣向軍，李良波，黃榮韶

（1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，廣西 南寧 530200；2.桂林亦元生現(xiàn)代生物技術(shù)有限公司，廣西 桂林 541004）

【研究意義】積雪草為傘形科積雪草屬植物積雪草［Centella asiatica(L.) Urban］的干燥全草，別名雷公根、崩大碗，分布于我國廣東、廣西、四川、云南、陜西、福建、臺(tái)灣等省區(qū)和印度、斯里蘭卡、馬來西亞、印度尼西亞、大洋洲群島、日本、澳大利亞及中非、南非等國家［1］。積雪草始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，是歷年版《中華人民共和國藥典》收載的常用中藥材，也被《廣西壯族自治區(qū)壯藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（第一卷，2008 版）收載［2］，是廣西常見的壯瑤藥材。積雪草味苦、辛，性寒，具有清熱利濕、解毒消腫的功效，用于治療濕熱黃疸、中暑腹瀉、石淋血淋、癰腫瘡毒、跌撲損傷等［3］。已有研究表明，積雪草具有促進(jìn)傷口愈合、修復(fù)皮膚瘢痕、抗過敏、抑制黑色素、抗氧化、抗胃潰瘍及防治心血管疾病等藥理作用，被廣泛用于醫(yī)藥、美容保健等行業(yè)［4-7］，具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與市場前景。積雪草的應(yīng)用形式多樣，其干燥葉片可作為茶飲，新鮮葉片常被用作蔬菜、沙拉或榨汁直接飲用［8］。由于臨床療效明確、資源分布廣泛，目前積雪草已被納入多個(gè)國家的藥典，如中國藥典［3］、美國藥典［9］、歐洲藥典［10］、波蘭藥典［11］等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，積雪草藥材的年需求量已超過9 000 t，2020 年的統(tǒng)貨價(jià)為14元/kg，高含量（總苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)>3%）的積雪草藥材價(jià)格甚至高達(dá)30 元/kg 以上且供不應(yīng)求。隨著全球化妝品市場的飛速發(fā)展，在護(hù)膚品與化妝品的生產(chǎn)上使用綠色環(huán)保、天然植物成分是美妝行業(yè)的必然發(fā)展趨勢，而積雪草目前已成為法國歐萊雅復(fù)顏積雪草修護(hù)微精華露、上海百雀羚積雪草舒潤修護(hù)精華水等幾十種美容化妝品的核心原料。因此，開展積雪草的人工栽培技術(shù)研究，生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的藥材供應(yīng)市場需求迫在眉睫?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】中藥材生產(chǎn)過程的主要栽培技術(shù)措施是影響中藥生產(chǎn)與品質(zhì)形成的重要因素，適宜的種植密度能增加植株葉片光合速率及光合產(chǎn)物的積累，既可保障藥材品質(zhì)優(yōu)良又可提高經(jīng)濟(jì)效益［12-13］。目前，關(guān)于積雪草的人工栽培技術(shù)已有少量報(bào)道，但這些技術(shù)僅涉及種質(zhì)資源評(píng)價(jià)、農(nóng)藝性狀對(duì)比、種苗繁育技術(shù)等方面。張小剛［14］結(jié)合化學(xué)多樣性和遺傳多樣性對(duì)積雪草種內(nèi)變異和品質(zhì)評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，可為積雪草優(yōu)良種質(zhì)的遴選和GAP 基地的建立提供科學(xué)依據(jù)。以帶芽的匍匐莖為外植體，積雪草的組培快繁技術(shù)得到了突破［15-16］。對(duì)積雪草的人工種植，劉曲山等［17］以盆栽方式考察了土壤類型、種植密度、基肥、施肥方式及蔭蔽度等不同因素對(duì)種植效果的影響，但研究結(jié)果對(duì)于指導(dǎo)大面積推廣種植具有一定的局限性?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】廣西是積雪草的道地產(chǎn)區(qū)之一，具有開展人工種植的適宜環(huán)境條件，但目前對(duì)于不同種植密度對(duì)積雪草光合特性、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響尚未見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，考察在大棚種植方式下不同種植密度對(duì)積雪草葉片光合特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為積雪草的人工種植田間技術(shù)優(yōu)化提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試積雪草來源于廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院中藥資源研究團(tuán)隊(duì)與桂林亦元生現(xiàn)代生物技術(shù)有限公司合作共建的積雪草人工種植及育苗基地，經(jīng)廣西中醫(yī)藥大學(xué)譚勇教授鑒定為傘形科積雪草屬積雪草〔Centella asiatica(L.) Urban〕。

儀器：電子天平（YP502N，上海菁華儀器有限公司），臺(tái)稱（TC10KB，江蘇雙杰儀器有限公司），日本島津高效液相色譜儀LC40（帶自動(dòng)進(jìn)樣器），德國海道夫Hei-VAP Core HL 小型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，便攜式光合測定系統(tǒng)Li-6400（Li-Cor Inc.，Lincoln，USA），紫外分光光度計(jì)（WD-9403B，北京六一生物科技有限公司）。

試劑：甲醇、乙腈（Fisher，色譜純），β-環(huán)糊精（批號(hào)7585-39-9，純度≥98%）、對(duì)照品積雪草苷（批號(hào)16830-15-2，純度≥98%）、羥基積雪草苷（批號(hào)34540-22-2，純度≥98%）均購自中國食品藥品檢定研究所。其他試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)地設(shè)在廣西壯族自治區(qū)南寧市賓陽縣武陵鎮(zhèn)沙井村（23°16' 06.90"N，108°86'20.38"E），海拔119.2 m，年均溫度21.0 ℃，無霜期360.5 d，南亞熱帶氣候區(qū)，土壤以砂頁巖赤紅壤、石灰?guī)r亦紅壤為主，地勢平整開闊，宜種性廣。

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在大棚種植條件下，積雪草種植密度設(shè)置3 萬、6 萬、12 萬、16 萬、25 萬株/hm25 個(gè)水平，，小區(qū)面積24 m2（1.2 m×20 m），3 次重復(fù)，共30 個(gè)小區(qū)，試驗(yàn)地周圍設(shè)保護(hù)行。2020 年11 月，對(duì)積雪草進(jìn)行扦插育苗。2021 年4 月上旬，種植前犁耙土塊細(xì)碎，起畦寬120 cm、高20 cm，整平畦面，施用微生物有機(jī)肥3 000 kg/hm2與畦面土壤混勻。采用圓木樁+竹竿搭建簡易大棚，圓木樁在大棚四周及內(nèi)部主要的受力點(diǎn)垂直牢固扎于地面，竹竿在棚頂平行于地面搭建成棚架，用繩子捆綁固定；棚高1.8 m，棚頂用遮光度30%的遮陽網(wǎng)覆蓋，棚四周垂下1.0 m 遮陽網(wǎng)作簾子。2021 年4 月15日定植，定植后統(tǒng)一進(jìn)行常規(guī)田間管理。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 植株葉片形態(tài) 于2021 年6 月中旬，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)挑選旺盛生長期的10 株積雪草統(tǒng)計(jì)植株的分枝數(shù)，并隨機(jī)挑選10 片完整、生長旺盛、無病蟲害的葉片進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)測定。用游標(biāo)卡尺測量植株莖粗、葉片厚度；用直尺量取每張葉片的長度、寬度和葉柄長度；用天平稱量植株的單株鮮質(zhì)量，然后以50 ℃恒溫烘箱烘干至恒重后稱量單株干質(zhì)量。重復(fù)3 次。

1.3.2 葉片光合參數(shù) 于2021 年6 月中旬晴朗無云天氣的上午10：00～11：00，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)挑選旺盛生長期的5 株積雪草進(jìn)行葉片光合參數(shù)測定。測定前先將儀器設(shè)定好估測的飽和光強(qiáng)800 μmol/（m2·s），并對(duì)被測葉片進(jìn)行光誘導(dǎo)30 min，每個(gè)植株選取完整、健康、成熟的向陽葉片3 片進(jìn)行測定，待儀器的凈光合速率（Pn）參數(shù)的變化幅度小于0.1 時(shí)開始記錄數(shù)據(jù)，記錄凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）和氣孔導(dǎo)度（Gs）等主要光合參數(shù)，重復(fù)3 次。

1.3.3 葉綠素含量 積雪草葉片的葉綠素a、葉綠素b 及葉綠素總含量采用丙酮乙醇混合溶液法測定。將新鮮葉片剪成細(xì)絲狀后，準(zhǔn)確稱量2 g，放入50 mL 容量瓶中，加入丙酮乙醇混合液定容，在黑暗的室溫條件下抽提12 h，取上清提取液備用。用分光光度計(jì)測定不同樣品分別于663 nm 和645 nm 波長下的光密度值（OD 值），計(jì)算葉綠素含量（mg/g）：

葉綠素a 含量=（12.7×OD663-2.69×OD645）×V/1000×W

葉綠素b 含量=（22.9×OD645+4.68×OD663）×V/1000×W

葉綠素總含量=（20.2×OD645+8.02×OD663）×V/1000×W

式中，V為提取液體積(mL)，W為葉片鮮質(zhì)量。

1.3.4 產(chǎn)量 2021 年8 月15 日，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)挑選1 m2收獲積雪草的地上部分，測量鮮質(zhì)量，然后在50 ℃恒溫烘箱烘干至恒重后稱量干質(zhì)量，折算每公頃積雪草鮮質(zhì)量、干質(zhì)量以及折干率。

1.3.5 植株主要成分質(zhì)量分?jǐn)?shù) 采用高效液相色譜法測定積雪草苷、羥基積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

供試品溶液制備：參照《中華人民共和國藥典》（2020 年版）［3］的方法。將干燥后的積雪草樣品粉碎過四號(hào)篩（孔徑0.25 mm），取粉末約1 g，精密稱定，置于50 mL 圓底離心管中，加入80%甲醇25 mL，密塞、稱重，浸泡1 h 后，超聲提取30 min，放冷后再稱重，用80%甲醇補(bǔ)足減失的重量，搖勻，10 000 r/min 離心5 min，取上清液，用0.22 μm 濾膜過濾即得供試液。

對(duì)照品溶液制備：分別取積雪草苷、羥基積雪草苷對(duì)照品適量，精密稱重，加甲醇制成2 mg/mL 溶液，得到2 種對(duì)照品儲(chǔ)備液；稀釋配制質(zhì)量濃度依次為0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL 的工作溶液，分別進(jìn)樣10 μL。以對(duì)照品溶液的進(jìn)樣量為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)，繪制對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。積雪草苷的回歸方程為y=3278.84x(r=0.9999)，羥基積雪草苷的回歸方程為y=3304.40x(r=0.9999)。積雪草總苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為同樣品中的積雪草苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)與羥基積雪草苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 和SPSS 24.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與作圖，并進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn)，組間比較采用單因素方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度對(duì)積雪草葉片形態(tài)指標(biāo)的影響

由圖1 可知，種植2 個(gè)月時(shí)，積雪草正處于旺盛生長期，密度6 萬～25 萬株/hm2積雪草已逐漸覆蓋滿畦面。除密度25 萬株/hm2的積雪草單株鮮質(zhì)量顯著低于其他密度外，分枝數(shù)、單株干質(zhì)量、莖粗、葉片厚度、葉柄長、葉長、葉寬等形態(tài)指標(biāo)在不同種植密度下均無顯著差異（表1）。

表1 不同種植密度對(duì)積雪草葉片形態(tài)指標(biāo)的影響Table 1 Effects of different planting densities on morphological indexes of Centella asiatica

圖1 不同種植密度的積雪草生長情況Fig.1 Growing states of Centella asiatica under different planting densities

2.2 不同種植密度對(duì)積雪草光合特性的影響

2.2.1 凈光合速率（Pn）由圖2 可知，不同種植密度對(duì)積雪草葉片的凈光合速率影響較大。隨著種植密度的提高，積雪草葉片的凈光合速率（Pn）呈先升高后降低的變化趨勢，以12 萬株/hm2的凈光合速率最大、為15.24 μmol CO2/（m2·s），而3 萬株/hm2的凈光合速率最小、為12.81 μmol CO2/（m2·s）；12 萬株/hm2的Pn顯著高于3萬、16 萬、25 萬株/hm2，但6 萬與12 萬株/hm2密度兩者之間差異不顯著。表明積雪草葉片的Pn在低密度時(shí)隨種植密度的增加而增加，但高密度時(shí)隨種植密度的增加而降低，6 萬～12 萬株/hm2的種植密度更有利于積雪草葉片凈光合速率的增加。

圖2 不同種植密度對(duì)積雪草凈光合速率的影響Fig.2 Effects of different planting densities on net photosynthetic rate of Centella asiatica

2.2.2 氣孔導(dǎo)度（Gs）氣孔導(dǎo)度的增加有利于CO2進(jìn)入植物體內(nèi)進(jìn)行氣體交換，為光合作用提供充足原料，從而提高光合作用效率。由圖3可知，隨著種植密度的增加，積雪草葉片的Gs呈先升高后降低的變化趨勢，其中6 萬株/hm2的Gs顯著高于其他密度，達(dá)0.59 mmol/（m2·s），表明6 萬株/hm2更適合積雪草葉片氣體交換，光合作用效率更高；在3 萬株/hm2，積雪草葉片Gs最小、為0.40 mmol/（m2·s），表明種植密度過小也會(huì)造成葉片Gs迅速下降。

圖3 不同種植密度對(duì)積雪草氣孔導(dǎo)度的影響Fig.3 Effects of different planting densities on stomatal conductance of Centella asiatica

2.2.3 胞間CO2濃度（Ci）由圖4 可知，3萬、12 萬、16 萬、25 萬株/hm2密度的Ci值均較小，且處理間差異不顯著；6 萬株/hm2的Ci值為349.61 μmol/L，顯著高于其他密度處理，比12 萬株/hm2的Ci值（323.79 μmol/L）提高7.97%。表明適宜種植密度有利于提高Ci值，在種植密度為6 萬株/hm2時(shí)，積雪草的Ci值顯著高于其他密度。

圖4 不同種植密度對(duì)積雪草胞間CO2 濃度的影響Fig.4 Effects of different planting densities on the concentration of intercellular CO2 in Centella asiatica

2.2.4 蒸騰速率（Tr）類似于Pn，Tr也呈先升高后降低的變化規(guī)律，在6 萬株/hm2時(shí)獲得最大值，為3.08 μmol/（m2·s），顯著高于其他密度（圖5），比3 萬株/hm2提高44.97%。因此，我們認(rèn)為積雪草在密度6 萬株/hm2下生長更容易獲得較高的葉片蒸騰速率。

圖5 不同種植密度對(duì)積雪草蒸騰速率的影響Fig.5 Effects of different planting densities on transpiration rate of Centella asiatica

2.3 不同種植密度對(duì)積雪草葉綠素含量的影響

類似于Pn與Tr，積雪草葉片的葉綠素含量，包括葉綠素a、葉綠素b 與葉綠素總量隨著種植密度的增加而呈先上升后下降的變化規(guī)律。由圖6 可知，在低密度下，適當(dāng)增加種植密度可顯著提高葉綠素a 含量，與種植密度最小的3 萬株/hm2相比，6 萬株/hm2的葉綠素a 含量為3.74 mg/g，增加17.63%；種植密度最大的25 萬株/hm2葉綠素a 含量反而最小、僅為2.76 mg/g，顯著低于其他密度，表明密度過高也不利于葉綠素a 的生成。葉綠素b 含量也在6 萬株/hm2下最高，達(dá)1.64 mg/g，顯著高于其他密度。類似于葉綠素a 與葉綠素b 含量的變化趨勢，葉綠素總量（5.38 mg/g）在6 萬株/hm2下也顯著高于其他密度，比25 萬株/hm2的葉綠素總量（4.01 mg/g）提高34.17%。不同種植密度的葉綠素a/b 比值范圍為2.12～2.52，均低于3，表明積雪草屬于耐陰藥用植物。

圖6 不同種植密度對(duì)積雪草葉綠素含量的影響Fig.6 Effects of different planting densities on chlorophyll content in Centella asiatica

2.4 不同種植密度對(duì)積雪草產(chǎn)量的影響

由表2 可知，積雪草產(chǎn)量在不同種植密度下差別較大，其中6 萬株/hm2獲得最高的單位面積鮮質(zhì)量2.14 kg/m2、公頃鮮質(zhì)量21.44 t/hm2、公頃干質(zhì)量4.20 t/hm2，均顯著高于其他密度，與3 萬株/hm2相比，6 萬株/hm2的單位面積鮮質(zhì)量、公頃鮮質(zhì)量與公頃干質(zhì)量分別高75.41%、75.59%和77.22%；從折干率來看，6 萬株/hm2的折干率最高、為19.60%，而折干率最低的為6 萬株/hm2、僅16.52%，6 萬株/hm2的折干率比25 萬株/hm2高3.08 個(gè)百分點(diǎn)，差異顯著。因此，我們認(rèn)為在積雪草的人工栽培過程中6 萬株/hm2能夠?qū)崿F(xiàn)更高的產(chǎn)量。

表2 不同種植密度對(duì)積雪草產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of different planting densities on yield of Centella asiatica

2.5 不同種植密度對(duì)積雪草品質(zhì)的影響

由圖7 可知，不同種植密度積雪草的積雪草苷與羥基積雪草苷總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.95%～2.73%，均遠(yuǎn)高于藥典標(biāo)準(zhǔn)，且積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于羥基積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。隨著種植密度的增加，積雪草苷與羥基積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈先緩慢上升再下降的變化趨勢，其中6 萬株/hm2下積雪草苷、羥基積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，分別為1.55%和1.18%，但與3 萬株/hm2無顯著差異；25 萬株/hm2密度下積雪草苷與羥基積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，顯著低于其他密度。我們用總苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與羥基積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同種植密度的積雪草總苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低依次為6萬、3萬、12 萬、16 萬、25 萬株/hm2，且3 萬株/hm2與6萬株/hm2、12 萬株/hm2與16 萬株/hm2間均無顯著差異。

圖7 不同種植密度對(duì)積雪草主要成分的影響Fig.7 Effects of different planting densities on main compositions in Centella asiatica

2.6 積雪草光合特性與產(chǎn)量、品質(zhì)的相關(guān)性分析

從表3 可以看出，蒸騰速率（Tr）與積雪草鮮質(zhì)量（FW）呈顯著正相關(guān)，而積雪草干質(zhì)量（DW）與Pn、Tr、Ci、Gs等主要光合參數(shù)均呈正相關(guān)關(guān)系，且與Tr、Gs的相關(guān)性達(dá)顯著水平；積雪草干質(zhì)量（DW）還與葉綠素總量（Chl）呈顯著正相關(guān)，表明光合特性越強(qiáng)，葉綠素含量越高，光合效率越強(qiáng)，藥材產(chǎn)量越高。雖然積雪草苷（As.）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與羥基積雪草苷（Ma.）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間呈極顯著正相關(guān)，但它們與光合特性、葉綠素總量、產(chǎn)量等指標(biāo)的相關(guān)性較小，均不顯著。

表3 積雪草光合特性與產(chǎn)量、品質(zhì)的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis among photosynthetic characteristics,yield and quality of Centella asiatica

3 討論

3.1 適宜種植密度能有效提高積雪草葉片的葉綠素含量

光合作用是植物體內(nèi)重要的代謝過程，葉片是進(jìn)行光合作用最主要的器官。在葉片葉肉細(xì)胞中，含有進(jìn)行光合作用的主要色素——葉綠素，其含量直接影響葉片光合效率［19］。測量葉綠素含量的方法有分光光度法、葉綠素儀法、原子吸收光譜法等，其中分光光度法的應(yīng)用最廣泛［20］。本研究中，我們利用分光光度法測定不同種植密度對(duì)積雪草葉片葉綠素含量的影響，發(fā)現(xiàn)葉綠素a、葉綠素b 與葉綠素總量均在6 萬株/hm2達(dá)到最高，表明此時(shí)光合能力較強(qiáng)。陳雷等［21］、王雪萊等［22］分別在花生與裸燕麥上證實(shí)隨著種植密度的增加葉綠素含量呈下降趨勢。陳康等［23］研究表明，種植密度20 萬株/hm2的花生成熟期葉綠素含量分別比12 萬、28 萬株/hm2密度高3.70%～27.82%和6.10%～18.94%，差異均達(dá)顯著水平。本研究也得到類似的結(jié)果，6 萬株/hm2的積雪草葉片葉綠素含量最高，在一定范圍內(nèi)（6萬～25 萬株/hm2）隨著種植密度的增加，積雪草葉片葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均呈下降趨勢，且下降幅度隨著密度的增加而增大，表明密度過大不利于積雪草葉片保持較高葉綠素含量，會(huì)降低其光合效率。葉綠素含量在3 萬株/hm2密度下較低，可能是由于積雪草植株在密度過小時(shí)無法形成合理冠層結(jié)構(gòu)所致。關(guān)于葉綠素a/b比值，有學(xué)者認(rèn)為陰生植物葉片的葉綠素a/b 小于3［24］，且遮陰條件能使其葉綠素a、葉綠素b 以及葉綠素a/b 比值增加［25］。本研究發(fā)現(xiàn)積雪草在遮陰條件不同密度下的葉綠素a/b 比值范圍為2.12～2.52，均低于3，這一結(jié)果為證明積雪草是適宜陰生環(huán)境的植物提供了依據(jù)，同時(shí)也提示在人工栽培生產(chǎn)中進(jìn)行適當(dāng)遮陰處理有利于積雪草植株生長。

3.2 適宜種植密度能有效提高積雪草葉片的光合特性

凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、胞間CO2濃度(Ci)和氣孔導(dǎo)度(Gs)等主要光合參數(shù)可作為判斷植物光合作用強(qiáng)弱的指標(biāo)［26］。Pn直接反映植物光合能力，維持較高的凈光合速率是作物獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。有研究表明，隨著種植密度的增加，裸燕麥［22］、芝麻［27］、桔梗［13］的Pn均逐漸降低。不同于前人研究，本研究從低密度（3萬株/hm2）到中密度（12 萬株/hm2）時(shí)Pn逐漸升高，但從中密度（12 萬株/hm2）到高密度（25萬株/hm2）時(shí)Pn逐漸降低；Tr、Ci、Gs等主要光合參數(shù)也呈現(xiàn)出隨種植密度增加而呈先升高后降低的趨勢，其原因可能在于低密度下植株的冠層結(jié)構(gòu)及冠層內(nèi)光分布較合理，Ci和Gs均保持在較高水平，使得冠層內(nèi)光合特性得到提高；而在過高密度條件下，冠層內(nèi)通風(fēng)透光不良，從而削弱了中下部葉片的光照條件，導(dǎo)致光合生產(chǎn)率下降。

3.3 適宜種植密度能有效提高積雪草藥材的產(chǎn)量和有效成分含量

作物生長常受遺傳特性、種植區(qū)域與栽培管理措施等多種因素綜合影響。合理密植有利于構(gòu)建優(yōu)良群體結(jié)構(gòu)，緩解群體與個(gè)體之間 高作物群體光能利用率，進(jìn)而增加作物產(chǎn)量［18］。因此，為使積雪草獲得較高產(chǎn)量，應(yīng)選擇適宜的種植密度。本研究中，積雪草的鮮質(zhì)量與干質(zhì)量均隨種植密度的增加呈先升高后降低的變化趨勢，均在6 萬株/hm2時(shí)達(dá)到最大值，表明當(dāng)種植密度為6萬株/hm2時(shí)，積雪草群體結(jié)構(gòu)合理，群體光能利用率較高。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，Tr與積雪草的鮮質(zhì)量之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而積雪草干質(zhì)量則與Tr、Gs等主要光合參數(shù)以及葉綠素總量均呈顯著正相關(guān)，表明產(chǎn)量與光合特性之間具有較強(qiáng)相關(guān)性。因此，在本研究中，積雪草在低密度下的光合同化能力表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，單位面積生物量較高，但倘若群體相對(duì)較?。ㄈ? 萬株/hm2），仍未能得到較高產(chǎn)量；在過高密度下，積雪草單株的光合同化能力會(huì)明顯受到限制，單位面積生物量較低，最終也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降。這與劉凱強(qiáng)等［28］在燕麥上的研究結(jié)果相一致。

對(duì)藥用植物，除要求一定產(chǎn)量外，更注重藥材質(zhì)量。藥用植物的有效成分是其發(fā)揮臨床療效的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是評(píng)價(jià)藥材質(zhì)量的重要指標(biāo)，而這些有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常與栽培技術(shù)密切相關(guān)［29］。劉超等［30］研究發(fā)現(xiàn)，不同種植密度對(duì)紅花的紅花黃色素含量有一定影響，種植密度過大，紅花黃色素減少，當(dāng)種植密度減小到一定程度時(shí)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本保持不變。本研究也得到類似結(jié)果，在種植密度3 萬～6 萬株/hm2范圍內(nèi)，積雪草苷與羥基積雪草苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異較小，而在種植密度12 萬～25 萬株/hm2時(shí)積雪草苷與羥基積雪草苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小。根據(jù)《中華人民共和國藥典》（2020 年版）的規(guī)定，積雪草干燥藥材的積雪草苷（C48H78O19）和羥基積雪草苷（C48H78O20）的總量不得少于0.80%。本研究中，積雪草不同種植密度的積雪草苷與羥基積雪草苷總量范圍為1.95%～2.73%，均遠(yuǎn)超《中國藥典》2020 年版的規(guī)定。隨著種植密度的增加，積雪草苷與羥基積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈先緩慢上升再下降的變化趨勢，以6 萬株/hm2的積雪草苷與羥基積雪草苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和最高、為2.73%?？梢姡? 萬株/hm2的種植密度能使積雪草達(dá)到藥材高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的效果，是積雪草人工栽培的適宜密度。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，雖然積雪草的分枝數(shù)、單株干質(zhì)量、莖粗、葉片厚度、葉柄長、葉長與葉寬等形態(tài)指標(biāo)在不同種植密度下均無顯著差異，但種植密度對(duì)葉片的葉綠素含量、光合特性、藥材產(chǎn)量與品質(zhì)均具有顯著影響。隨著種植密度的增加，積雪草葉片的葉綠素含量、凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）、產(chǎn)量及主要成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈先升高后降低的變化趨勢。當(dāng)種植密度為6 萬株/hm2時(shí)，積雪草葉片葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、Gs、Ci、Tr均達(dá)到最大值，顯著高于其他密度，表明6 萬株/hm2能有效增強(qiáng)積雪草的光合特性、促進(jìn)葉綠素積累、增加光合效率；藥材的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、折干率在6 萬株/hm2的密度下分別達(dá)到21.44、4.20 t/hm2、19.60%，均顯著高于其他密度，表明在此密度下更有利于光合產(chǎn)物的積累從而提高產(chǎn)量。在該密度下，積雪草苷與羥基積雪草苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高、達(dá)到2.73%，遠(yuǎn)超《中國藥典》2020 年版規(guī)定（0.8%）。因此，我們認(rèn)為6 萬株/hm2是積雪草大棚栽培最適宜的種植密度，能有效增強(qiáng)積雪草光合特性、增加光合效率，進(jìn)而提高藥材的產(chǎn)量與品質(zhì)。