遮陰處理對白及生長特性及品質的影響*

陳云飛,胡 毅,任啟飛,劉 芳,馬菁華,歐明燭

(貴州省植物園,貴州 貴陽 550001)

白及Bletillastriata(Thunb.)Reichb.f.是蘭科白及屬多年生草本植物,別名白根、紫蘭、刀口藥、連及草等。白及為貴州道地藥材,也為《中華人民共和國藥典》收載藥物。以塊莖供藥用,性微寒,味苦,能收斂止血,消腫生肌[1]。最早于《本草綱目》中對其藥效有所記載,隨著現代研究的深入,發現白及中含量較高的白及膠可以替代阿拉伯膠等膠劑作為混懸劑及乳化劑,可廣泛用于食品、化工領域?？梢姲准霸谏镝t藥、保健食品、紡織印染、特種涂料和日用化工等方面有巨大的商業利用價值。因野生白及為國家二級保護植物[2],野生資源稀少,自然狀況下萌發率極低,分株繁殖系數較低,加之其成藥時間較長(需四年以上),多年亂挖濫采,白及資源量急劇下降,故探索發展人工優質高產栽培技術迫在眉睫。

光是植物生長過程中重要的環境因素之一,光強不足或過剩都會對植物的光合作用產生不利的影響[3],王健健[4]等發現光強為70%～75%最有利于鉤藤幼苗生長和生物量積累,光強為30%～35%對鉤藤幼苗有效成分的積累最適宜。目前已有楊平飛、崔波、袁秀云[5-7]等利用遮陰處理對白及生長、塊莖產量和有效成分、葉片結構等的影響進行研究,但遮蔭對白及一年生苗生長特性及品質的研究未見報道。本研究擬開展遮蔭條件下一年生白及生長特性及品質的研究,為探索白及優質高產種植的關鍵技術及進一步產業化提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為貴州省植物園自主繁殖獲得的1年生白及塊莖苗,盡量選擇生長狀況一致、無病蟲害的健壯帶芽塊莖。

1.2 主要器材

聚乙烯遮陰網(陰蔽度:2針;顏色:黑色、銀色)和自搭木架。

1.3 試驗設計

試驗于2015年在貴州省植物園白及種植基地內進行,1月開始布置準備工作,設計4個水平的光照處理:CK為全光照,A為輕度遮陰,遮蔭度25%,B為中度遮陰,遮蔭度50%,C為重度遮陰,遮蔭度75%。30株為一個處理小區,設置三個重復小區。于1月種植在貴州省植物園白及種植示范基地內,3月至10月遮陰,在此期間觀察白及生長特性。

1.4 數據測量

從2015年1月開始記錄白及物候特征,每個小區隨機測定10株,利用直尺和游標卡尺測定記錄株高、莖粗、葉片長度和葉片寬度,重復3次。于2015年11月采挖鱗莖,測定其多糖(分光光度法)、總酚(比色法)和蘋果酸酯(高效液相色譜法)含量,重復3次。

1.5 數據處理

利用Excel,SPSS26.0對試驗數據進行基礎數據處理和方差分析。

2 結果與分析

2.1 遮陰對白及物候特征的影響

如表1所示,在全光照下白及出芽期開始為1月9日,重度遮蔭后出芽期推遲6天;全光照下展葉期開始在2月15日,遮蔭后推遲了8～10天;全光照下盛葉期在3月20日,遮蔭后推遲了5～13天;全光照下開花期在4月17日,遮蔭后推遲了5～10天;全光照下謝花期在5月12日,遮蔭后推遲了10～21天;全光照下倒苗時間為9月15日,重度遮陰倒苗期要比其晚一個月?？傮w看來,遮陰對白及物候特征的影響非常明顯,各個遮陰處理的白及生長物候表現與全光照相比都有所推遲,尤其表現在中度和重度遮蔭。

表1 遮陰對白及物候特征的影響

2.2 遮陰對白及形態建成的影響

如表2所示,對不同遮陰處理下白及莖粗、莖高、葉長、葉寬進行了方差分析,結果顯示,全光照和遮蔭處理下莖粗差異顯著,且莖粗隨遮陰程度的加重呈現減小趨勢;各遮蔭處理下莖高差異顯著,且隨遮陰程度的加重而呈現增加趨勢,這可能與植物在低光照環境中為了捕獲更多的光能而向上生長搶占上層空間有關,認為是對低光照的適應性;葉長變化差異不顯著,但呈現隨遮陰程度的加重而變長的趨勢;葉寬的變化差異顯著,隨遮陰程度的加重而呈現變窄的趨勢,形成這種差異的原因可能是在全光照下白及植株周圍的環境溫度較高,較大的葉面積有利于蒸騰作用而快速散熱,而遮蔭下環境溫度適宜不需要增加散熱?？傊?方差分析的結果表明,各遮陰處理下除葉長與對照無明顯差異外,莖粗、莖高與葉寬均呈現一定顯著差異性,說明遮蔭對白及的形態建成造成了顯著影響。

表2 遮陰對白及形態建成的影響

2.3 遮陰對白及品質的影響

白及在11月采收后,我們測定了其多糖、總酚和蘋果酸酯含量。如表3所示,多糖含量大小排序為B>CK>A>C,中度遮陰條件下含量最高達29.51%,相較全光照高出30.75%,在重度遮陰條件下最低為19.63%;全光照總酚含量最大,且呈現隨遮陰程度的增加而逐漸減小的趨勢;蘋果酸酯含量大小排序為B>A>C>CK,中度遮陰下含量最高,達0.261 mg/g,高出全光照一倍以上?？傮w表現為遮蔭對其品質產生了一定影響,在中度遮蔭下多糖和蘋果酸酯含量最優,總酚則是全光照條件下最優。

表3 遮陰處理對白及品質的影響

3 結論與討論

國內外普遍認為,植物的生長對遮蔭響應十分敏感,由于遮蔭弱光處理改變了植物生長的微環境[8],從而對植物的生長特性、形態建成、物質代謝等生理過程產生重要影響[3]。本研究發現,遮陰對白及物候特征影響非常明顯,各個遮陰處理的白及生長物候表現與全光照相比都有所推遲,尤其表現在中度和重度遮蔭,說明了白及對遮蔭的響應敏感,其季節性生長周期發生了改變,這在白及的栽培生產上會產生一定影響。

遮蔭對植物的影響,最直觀的外在體現就是其形態的重塑[9]。本研究中遮蔭對白及的形態建成造成了顯著影響,各遮蔭處理下莖高差異顯著,葉長變化差異不顯著,但均隨遮陰程度的加重而呈現增加趨勢,這可能與植物在低光照環境中為了捕獲更多的光能而向上生長搶占上層空間有關,是對低光照的適應性;全光照和遮蔭處理下莖粗及葉寬的變化差異顯著,隨遮陰程度的加重而呈現下降趨勢,形成這種差異的原因可能是在全光照下白及植株周圍的環境溫度較高,較大的葉面積有利于蒸騰作用而快速散熱,而遮蔭下環境溫度適宜不需要增加散熱。楊平飛[5]等對白及的遮蔭研究表示40%～55%遮陰處理的株高、莖徑、塊莖徑、分叉莖總長均最優。袁秀云[7]等對2年生白及的遮蔭研究顯示,遮蔭促進了白及株高、葉長、葉寬和葉面積的增加,其中50%遮蔭處理下增長最突出。造成結論差異的原因可能為本研究中的材料為1年生苗,生長初期需要更多的光照以加速生物量的積累。

有研究顯示,光照強度對植物有效成分的積累會產生顯著影響,調控光照條件可改善植物的產量和有效成分含量[10-11]。本研究發現遮蔭對白及品質產生了一定影響,中度遮陰條件下多糖和蘋果酸酯含量最高,前者達29.51%,高出對照30.75%,后者達0.261 mg/g,高出對照一倍以上。崔波[6]等以三年生白及開展了遮蔭試驗,發現白及塊莖的總酚含量、多糖含量、多糖得率和總抗氧化能力隨著遮蔭的加深呈先上升后下降的趨勢,且均在 50%遮陰處理下達到最高水平,本研究結論與之一致。綜上所述,中度遮陰處理對白及塊莖有效成分的積累最為有利。