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《成都中医药大学》 2016年
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虎杖光合特性与吸肥规律对其品质形成机制的研究

余志芳  
【摘要】:虎杖Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc为多年生植物,以根及根茎入药。由于其采收年限、加工方法、栽培环境、施肥情况等各地存在差异,导致其市场质量参差不齐。本文通过对虎杖生长发育、化学成分积累、光合特性及吸肥规律与施肥效应的研究为虎杖的采收加工及栽培措施选择提供一定的实验依据。通过对虎杖生长特性观察发现新芽在现蕾期时开始形成,并保持在地下,冬后出土;3月幼芽成苗,4月分枝,5月完成枝的分生;6月有花序形成(一年生常无花序)、花期7-9月,果熟周期短。虎杖芽、地上茎及侧枝数量随着生长年限的增长而大幅增加。不同生长发育期地上与地下部分干物质量积累量不同,地上干物质积累主要在幼苗期至全分枝期:地下干物质量积累在整个生长期,但以全分枝期至现蕾期最快。不同年限植株各生长期化学成分的研究结果表明:芪类与蒽醌类均以幼苗期高;不同生长年限的药材中芪类无明显差异,蒽醌类成分随生长年限的增加含量有所增加,四年生药材的含量最高。因此,根据干物质量和成分积累规律。建议虎杖的采收年限宜选4年;采收季节以春季最佳、秋季次之。通过测定不同生长年限光合生理生态因子日变化及各因子及分析净光合速率的关系发现不同生长年限虎杖在自然条件下光合速率日变化均呈“单峰型”曲线,一年生植株光合速率最大值在12:00,其余各年限最大值在13:00,将虎杖光合生理生态因子与虎杖光合速率进行逐步回归分析(Pn=9.689+39.882Gs+0.005PAR-1.251 Tr-0.03Ci)与通径分析结果显示4个因子对虎杖光合作用直接作用大小为:GsTrPARCi,且Gs和PAR与Pn呈正相关。在该环境下,气孔导度和环境光合有效辐射越大越利于虎杖光合作用,间接通径系数显示Tr主要通过影响Gs而作用于Pn,胞间二氧化碳对虎杖光合作用影响较微弱。因此,在栽培中应选择向阳区域,通过增加PAR来促进虎杖的光合作用,促进虎杖的增产。通过对虎杖N、P、K的吸收分配规律和N、P、K肥效研究发现不同生长期各元素的吸收分配具有差异,地上部分三种养分的吸收主要在幼苗期至全分枝期,其中磷、钾在果期出现了第二次吸收高峰;地下部分三种元素的吸收主要在全分枝期后,其中氮素在果期至枯萎期增长幅度最大。三种养分的积累与植物干物质量的关系,幼苗期至现蕾期地上部分干物质量较大,养分积累较多,生殖生长阶段以地下部分的积累为主。施肥处理后发现,其对株高和产量均有显著影响,其中株高与施氮量呈正相关。经二次回归模拟后,单因素分析发现在实验施氮量水平下,药材产量随着施肥量的增加而增加;磷肥在施用量低于26.667kg/667m2时,产量随施肥量的增加而增加,反之,产量减小;钾肥在施用量大于14.667kg/667 m2时,随着施用量的增加药材产量大幅度增加。二因素互作效应分析表明氮肥与磷肥对增加药材产量有协同作用,且以氮肥为主导因素:氮肥与钾肥的互作效应未表现出协同作用,在低钾水平时,以氮为主导;在高钾水平时以钾为主导,但虎杖产量增加不明显;磷与钾的协同作用表现为施钾量高时,且以钾为主导。神经网络分析结果发现虎杖产量对三种肥料的敏感度为:K(0.45)N(0.32)P(0.23),表明在三种肥料中钾肥的单位增加量使虎杖产量的增产最多。施肥使药材产量增加,使有效成分含量下降,三种肥料对有效成分总含量的敏感度为:P(0.40)K(0.34)N(0.26),表明磷肥施用量的变化对有效成分的影响最大。将产量和有效成分共同作为评价指标,采用模糊综合评价法,权重系数:A=[0.3(产量),0.4(芪类成分含量),0.3(蒽醌类成分含量)],结果处理组5最优(N、P、K配比为15.566、44.000、13469kg/667m2),其施磷量较高。施肥效应说明植物初生代谢与次生代谢之间存在选择性,这种选择性为为科学种植提供了调控的空间。对5种干燥方法对虎杖中有效成分含量的影响分析发现,冷冻干燥对药材中成分的保持最接近鲜品中含量,但在实际中不适合采用,高温杀青干燥中虎杖苷和白藜芦醇含量也接近鲜品,50℃低温干燥、阴干、晒干分别使虎杖苷较鲜品降低了5.3%、11.2%、18.5%,相应的白藜芦醇增加了218.8%、238.4%、150.9%,可见晒干使芪类成分有所损失,因此,干燥方法不应选用晒干。高温杀青组中大黄苷与鲜品中接近,却使大黄素和大黄素甲醚降低了22.2%、58.3%,高温使部分蒽醌类损失。50℃低温干燥和阴干使蒽醌类总量增加。晒干对蒽醌类影响不大。从芪类和蒽醌类总量考虑,可选择低温干燥和阴干作为虎杖的干燥方法。综上,通过生长发育规律、化学成分变化规律、光合特性、需肥特性的研究,为虎杖的采收加工、栽培措施选择提供了依据,为进一步研究虎杖的施肥技术奠定了基础。
【学位授予单位】:成都中医药大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S567.239

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