熊鵬飛， 李金玲， 曹國璠， 趙 致， 王華磊， 劉紅昌， 王 星， 彭方麗， 何 堯

[1.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴州貴陽 550025； 2.貴州省藥用植物繁育與種植重點(diǎn)(工程)實(shí)驗室，貴州貴陽 550025； 3.貴州恒霸藥業(yè)有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550008； 4.貴州省植物園，貴州貴陽 550004]

中藥白術(shù)來源于菊科多年生植物白術(shù)(AtractylodesmacrocephalaKoidz.)的干燥根莖，在《神農(nóng)本草經(jīng)》上被列為上品，氣清香，味甘、微辛，嚼之略帶黏性，具有健脾益氣、燥濕利水、止汗安胎功效[1]。白術(shù)主產(chǎn)于浙江、貴州、湖南、安徽、河北等地[2]。白術(shù)屬于大宗類藥材，市場需求量較大，近年來白術(shù)栽培面積不斷擴(kuò)大，白術(shù)的栽培技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。目前關(guān)于白術(shù)栽培方面的研究主要在種源遺傳多樣性[3-4]、種子種苗特性[5-7]、簡單肥料試驗[8-9]、種源品質(zhì)比較[10-12]及病蟲害[13-15]等方面，而栽培技術(shù)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)是生長發(fā)育規(guī)律，但是目前關(guān)于白術(shù)生長發(fā)育規(guī)律研究僅見于對白術(shù)生育時期的簡單劃分[16]和白術(shù)地下根莖的發(fā)育規(guī)律[17]，對于白術(shù)地上部和地下部生長動態(tài)的定量分析及其干物質(zhì)分配率方面的研究尚未見報道。在白術(shù)栽培過程中，為了獲得較大的產(chǎn)量，本研究在白術(shù)生育過程中對現(xiàn)蕾期進(jìn)行摘蕾處理，對其地上部、地下部各表觀指標(biāo)(生物量、干物質(zhì)量，折干率、根冠比、干物質(zhì)分配率及藥材品質(zhì)動態(tài)變化)進(jìn)行測定，掌握白術(shù)的生長特性，為以后白術(shù)生產(chǎn)采取適宜的栽培管理措施提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑儀器

白術(shù)試材來源于貴州松桃華源藥材種植公司，由貴州大學(xué)王華磊教授鑒定為菊科蒼術(shù)屬植物白術(shù)。在白術(shù)現(xiàn)蕾后，進(jìn)行摘蕾處理。

Agilent 1260液相色譜儀，白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ(批號111975—201501)、白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ(批號111976—201501)、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ(111976—201501)均購于中國藥品食品檢定研究院，含量≥99.9%。甲醇(分析純，天津富宇精細(xì)化工有限公司)、甲醇(色譜純，德國Merck)、乙腈(色譜純，德國Merck)，水為純化水。

1.2 試驗方法

試驗于2014年2—11月在貴州省松桃苗族自治縣長興堡鎮(zhèn)寨云村貴州恒霸藥業(yè)白術(shù)種植基地進(jìn)行，基地位于 109°10′～109°17′E、28°20′～29°01′N，海拔650～680 m，土壤質(zhì)地為黏壤土。土壤pH值5.20，堿解氮含量為4.42 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為40.32 g/kg，有效磷含量為10.65 mg/kg，速效鉀含量為40.80 mg/kg。

試驗白術(shù)于2014年2月下旬移栽，行株距為25 cm×12 cm。隨機(jī)抽出30株白術(shù)苗進(jìn)行規(guī)格測定，根長最長為22.11 mm，最短為8.42 mm，根直徑最大為14.81 mm，最小為7.58 mm，根質(zhì)量平均4.32 g/株。田間管理同大田栽培，施入復(fù)合肥(貴州西洋肥業(yè)有限公司)60 kg/667 m2，尿素(貴州赤天化股份有限公司)50 kg/667 m2。其中復(fù)合肥 30 kg/667 m2作為底肥，4月下旬施30 kg/667 m2尿素作第1次追肥，6月中旬摘蕾后施入剩余肥料作第2次追肥。

在白術(shù)出苗后，于2014年4月7日開始取樣，至2014年10月29日結(jié)束，共取樣10次，每次取樣20株，前5次每隔20 d取樣1次，后5次每隔25 d取樣1次。采樣樣品均在 50 ℃ 烘干。具體取樣日期見表1。

表1 取樣日期與生長天數(shù)對應(yīng)

1.3 測定指標(biāo)及其計算方法

1.3.1 主要生長指標(biāo)測定 株高：莖基部到植株頂部的高度。莖粗：莖基處的直徑。葉片數(shù)：全株綠葉數(shù)。根莖長度：根莖基部到頂部的長度。根莖直徑：分別測量根莖基部、中部、頂部的直徑。植株生物量：分地上莖葉與地下根莖，10株1組稱鮮質(zhì)量。干物質(zhì)積累量：地上莖葉105 ℃殺青 30 min，再經(jīng)50 ℃烘干至恒質(zhì)量，地下根莖直接50 ℃烘干至恒質(zhì)量。根莖體積采用浸入排水法測定。水分、灰分、浸出物參照《中國藥典版(一部)：化學(xué)成分分析簡明手冊》2010方法測定。具體測定計算公式如下：

根莖長度、直徑日均增長率=(ln-ln-1)/(tn-tn-1)，2≤n≤10；公式中l(wèi)n表示第n次取樣根莖長度、直徑。tn表示第n次取樣的植株生長時間，d。

地上部分折干率=m2/m1；地下部分折干率=m4/m3；根冠比=m4/m2；地上部分干物質(zhì)分配率=m2/(m2+m4)，地下部分干物質(zhì)分配率=(m4-m0)/(m2+m4)。以上公式中m1表示地上部分生物量，m2表示地上部分干物質(zhì)量，m3表示地下部分生物量，m4表示地下部分干物質(zhì)量，m0表示白術(shù)苗干物質(zhì)量。

1.3.2 生理指標(biāo)白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量的測定 使用高效液相色譜法對內(nèi)酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量進(jìn)行測定。

1.3.2.1 測定色譜條件與系統(tǒng)適應(yīng)性 色譜條件參照段啟的方法[18]略有改動。色譜柱：Agilent SB-C18柱(5 μm，4.6×250 mm)；流動相：乙腈(A)-水(B)；柱溫：25 ℃；流速：1.0 mL/min；進(jìn)樣量：10 μL；檢測波長：白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ為 276 nm，白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ、Ⅲ為220 nm；記錄時間24 min。梯度洗脫條件見表2。

表2 洗脫條件

1.3.2.2 供試品制備 取過100目篩的白術(shù)粉末約2.0 g，置50 mL具塞錐形瓶中，精確稱定，加入甲醇20 mL，稱定質(zhì)量，浸泡30 min，超聲30 min，冷卻至室溫，加甲醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量，過濾，取續(xù)濾液，加甲醇定容至25 mL，過0.45 μm微孔濾膜，取濾液作為供試品溶液。

1.3.2.3 對照品制備 精確稱取白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別 6.00、6.10、2.55 mg對照品置于25 mL容量瓶中，加甲醇溶解并定容，制成白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ質(zhì)量濃度分別為0.240、0.244和0.102 mg/mL的混合對照品溶液，放入冰箱待用。

1.3.2.4 線性關(guān)系考察 精確吸取1.0、2.0、3.0、4.0、6.0、8.0、10.0、20.0 μL混合對照品溶液注入高效液相色譜儀，測定色譜峰面積，以進(jìn)樣量(mg)為橫坐標(biāo)，色譜峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=4×106x-85.162；白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=4×106x+53.127；白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=3×106x-30.519；r均為0.999 5。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0和Excel 2007對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析并作圖。

本項研究的數(shù)據(jù)表明，理工科的大學(xué)生在詞典使用中存在著多種問題和誤區(qū)，這些問題導(dǎo)致部分學(xué)生養(yǎng)成了不好的詞典使用習(xí)慣，并進(jìn)而影響了學(xué)習(xí)效率和效果及在英語考試中的成績。主要表現(xiàn)在：

2 結(jié)果與分析

2.1 白術(shù)地上部分生長動態(tài)變化

由表3可知，白術(shù)生長前20 d，莖節(jié)較短，莖較粗，生長20～40 d，株高增加，莖節(jié)伸長，莖粗變小，40 d后，隨著生長時間的延長，莖粗逐漸增大，生長125 d時，莖粗達(dá)到最大，125 d后逐漸減小，可能原因是莖木質(zhì)化程度增加，基部葉柄脫落。生長前期株高快速增加，生長80 d后達(dá)到最大值，摘蕾處理后株高穩(wěn)定。生長前60 d一級分枝生長較慢，60 d后分枝生長加快，至175 d達(dá)到最大分枝數(shù)。生長前60 d葉片數(shù)生長變化與分枝數(shù)變化一致，60 d后生長加快，至150 d達(dá)到最大葉片數(shù)，150 d后基部葉片開始衰老脫落，葉片數(shù)開始減少。

表3 白術(shù)植株地上部主要性狀生長動態(tài)

2.2 白術(shù)地下部分生長動態(tài)變化

由表4可知，白術(shù)地下各部分指標(biāo)都隨生長時間延長而增長，根莖基部全生育期日均生長速率為0.11 mm/d，在 60～80 d、80～100 d、200～225 d這3個生長階段生長較快，日均生長速率分別為0.12、0.15、0.20 mm/d，在125～150 d生長速率最快，日均生長速率達(dá)到0.29 mm/d。根莖中部全生育期日均生長速率為0.09 mm/d，在80～100 d、100～125 d、125～150 d生長較快，日均生長速率分別為0.17、0.11、0.17 mm/d，其中在60～80 d生長最快，日均生長速率達(dá)到0.21 mm/d。根莖底部全生育期日均生長速率為 0.09 mm/d，在60～80 d、100～125 d、125～150 d生長較快，日均生長速率分別為0.12、0.11、0.14 mm/d，在200～225 d生長最快，日均生長速率達(dá)到0.18 mm/d。根莖長度全生育期日均生長速率為0.25 mm/d，在80～100 d生長較快，日均生長速率為0.51 mm/d，在60～80 d生長速度最快，日均生長速率達(dá)到0.89 mm/d。根莖體積的增大主要是由于根莖長度與直徑的變化，根莖體積全生長期的日均增大速率為 0.35 mm3/d，在80～100 d、200～225 d體積增大較快，日均體積增大速率分別為0.51、0.47 cm3/d，在125～150 d增大最快，日均增大速率達(dá)到0.98 cm3/d。

表4 白術(shù)地下根莖性狀指標(biāo)

2.3 白術(shù)根莖鮮質(zhì)量及干質(zhì)量動態(tài)變化

由圖1可見，白術(shù)地上莖葉鮮質(zhì)量與干質(zhì)量隨生長時間的延長而先增大后減小，呈拋物線形變化，說明在生長前期，光合產(chǎn)物主要用于地上莖葉生長，鮮質(zhì)量在150 d左右達(dá)到最大，為208.61 g/株，干質(zhì)量在125 d左右達(dá)到最大，約為66.69 g/株。白術(shù)產(chǎn)量形成過程，實(shí)際上是地下根莖膨大與根莖干物質(zhì)積累過程，白術(shù)根莖膨大與干物質(zhì)積累各個指標(biāo)表現(xiàn)為“慢—快—慢”，整個生長過程呈“S”形曲線，符合Logistic方程，用Logistic方程對地下根莖鮮質(zhì)量(主根及須根)和干質(zhì)量進(jìn)行模擬，由表5可見，r2均達(dá)到0.98以上，達(dá)到極顯著水平。對模擬方程進(jìn)行求二階導(dǎo)數(shù)可得生長速率最大點(diǎn)，求三階導(dǎo)數(shù)可得生長速率的2個拐點(diǎn)。根莖鮮質(zhì)量2個拐點(diǎn)分別為83.77、174.60 d，即前84 d根莖生長緩慢，在生長 84～175 d，生長迅速，日均生長量為0.50 g/株，其中在生長130 d時達(dá)到整個生長期的最大生長速率，為 0.57 g/株。根莖干質(zhì)量增長的2個拐點(diǎn)分別為110.04、195.01 d，即地下干質(zhì)量增長主要集中在111～196 d，日均生長量為0.23 g/株，其中在生長153 d時，積累速率達(dá)到最大，為0.26 g/株。葉片是白術(shù)干物質(zhì)積累的主要光合源，地上莖葉與地下根莖是光合產(chǎn)物的主要庫，生長前110 d葉片光合產(chǎn)物主要流向地上庫，用于地上莖葉生長。111～153 d，光合產(chǎn)物一部分流向地上庫，用于維持地上莖葉的生長，一部分流向地下庫，用于根莖膨大；153～195 d，地上莖葉生長基本停止，光合產(chǎn)物主要流向地下庫，用于根莖膨大，196 d后地上莖葉衰老加速，養(yǎng)分逐漸回流。

2.4 白術(shù)折干率、根冠比、干物質(zhì)分配率、藥材品質(zhì)的動態(tài)變化

折干率的變化趨勢與生物量密切相關(guān)，能反映干物質(zhì)積累程度及利用價值[19]。由表5可見，白術(shù)植株折干率隨生長時間的延長呈增大趨勢，說明糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)在白術(shù)體內(nèi)得到積累，干物質(zhì)相對含量增加。生長前125 d，白術(shù)地上莖葉折干率隨生長時間的延長而增大，生長125～150 d有所下降，生長150 d后，折干率隨生長時間的延長又增大。白術(shù)地下根莖折干率隨生長時間的延長而增大。

表5 白術(shù)根莖鮮、干質(zhì)量曲線

根冠比的大小反映地上部分與地下部分的相關(guān)性，能夠體現(xiàn)植物光合產(chǎn)物的分配情況[20-24]。由表5可知，白術(shù)在整個生育期根冠比變化較大，由于生長前期白術(shù)根莖大部分干物質(zhì)是前一年積累的，根冠比較大，隨著生長時間的延長，光合產(chǎn)物主要用于地上部分快速生長，地下部生長較慢，根冠比變小，在生長125 d左右，根冠比最小。生長125 d后，光合產(chǎn)物逐漸加大向地下部分運(yùn)轉(zhuǎn)，地上部分生長變慢，加之植株開始衰老，水分散失、葉片脫落，導(dǎo)致莖葉生物量降低，致根冠比增大。

由圖2可知，白術(shù)生長前125 d，光合產(chǎn)物主要用于地上莖葉生長，地上干物質(zhì)分配較多，20 d時最多，生長20～100 d時光合產(chǎn)物有一部分流向地下，根莖干物質(zhì)緩慢增加，地上干物質(zhì)分配緩慢減少。在生長125 d時地上干物質(zhì)分配有所增大，是由于地上干物質(zhì)量達(dá)到最大，125 d后光合產(chǎn)物逐漸加大向地下部分運(yùn)轉(zhuǎn)，地上干物質(zhì)分配率變小。

由表6可知，白術(shù)水分、灰分、浸出物是檢驗白術(shù)藥材質(zhì)量的重要指標(biāo)，整個生育期，水分含量在生長200 d后低于5%，灰分含量只有在200 d左右低于5%，浸出物含量只有在生長200 d左右高于35%，達(dá)到36.10%。綜上，只有在生長200 d左右水分、灰分和浸出物含量均達(dá)到《中華人民共和國藥典》要求。根據(jù)《中華人民共和國藥典》對白術(shù)品質(zhì)的要求，建議白術(shù)在生長200 d左右進(jìn)行采收。

2.5 白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量動態(tài)變化

表6 白術(shù)折干率、根冠比、藥材品質(zhì)的動態(tài)變化

表7 白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量動態(tài)變化

2.6 白術(shù)內(nèi)酯單株積累量動態(tài)變化

由圖3可見，在白術(shù)整個生育期，白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ單株積累量呈倒“V”字形動態(tài)變化，單株積累量最多主要在根莖膨大期。在生長前60 d，白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ積累量隨生長時間的延長而增加，生長60～100 d，積累量有減少趨勢，100 d后，隨生長時間延長而增加，至175 d達(dá)到最高，為3.90 mg/株，175 d后積累量減少。生長前40 d，白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ積累量隨生長時間延長而減少，40～100 d隨生長時間延長而增多，100 d后含量降低，至125 d時隨生長時間延長含量逐漸增加，至150 d達(dá)到最高，為16.27 mg/株，150 d后積累量減少。生長前 40 d，白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ積累量隨生長時間延長而減少，40～150 d隨生長時間延長而增多，至150 d達(dá)到最大，為20.40 mg/株，150 d后積累量減少。

2.7 白術(shù)生育時期劃分

根據(jù)白術(shù)生長發(fā)育特點(diǎn)及干物質(zhì)積累動態(tài)，在白術(shù)出苗后，可將白術(shù)植株個體生長過程分為苗期、地上部分旺長期、根莖膨大期及倒苗期，具體生育時期劃分見表8。

3 結(jié)論與討論

白術(shù)栽培產(chǎn)量取決于地下根莖的膨大與干物質(zhì)的積累，白術(shù)地下根莖生長符合“S”形曲線生長。根據(jù)“源庫”理論，根莖作為白術(shù)最主要的“庫”，“庫”的增加受到地上“源”的影響。付順華等研究表明，白術(shù)根莖質(zhì)量與地上莖葉各指標(biāo)存在顯著正相關(guān)[25]。本試驗研究表明，在生長150 d后，白術(shù)地上生物量和葉片數(shù)達(dá)到最大值，地下干物質(zhì)積累速率也達(dá)到最大值。對白術(shù)地下生物量和干物質(zhì)積累量的曲線模擬表明，白術(shù)根莖生物量增長的第1個拐點(diǎn)是84 d，干物質(zhì)積累的第1個拐點(diǎn)是111 d，出現(xiàn)拐點(diǎn)推后的原因可能是80～110 d 地下部分生長較快，但折干率較低，水分含量較高。

根據(jù)產(chǎn)量與藥典對白術(shù)品質(zhì)的要求進(jìn)行綜合考慮，建議貴州產(chǎn)白術(shù)最佳采收期在生長200 d左右即10月下旬前，如果以內(nèi)酯類成分為主要藥用成分，可將生長175 d即9月上旬作為最佳采收期。

表8 白術(shù)生育時期劃分

正確劃分白術(shù)生育時期，有利于選擇適宜的栽培管理措施。白術(shù)出苗后，根據(jù)白術(shù)地上部分和地下部分的生長發(fā)育特點(diǎn)及干物質(zhì)積累與分配規(guī)律，將白術(shù)生育時期劃分為苗期、地上部分旺長期、根莖膨大期及倒苗期。苗期和地上部分旺長期，應(yīng)該增施氮肥，促進(jìn)地上莖葉生長。根莖膨大期及養(yǎng)分回流期應(yīng)增施氮肥、磷肥和鉀肥，可以延長葉片功能期，防止葉片過早枯萎，保證根莖形成所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，同時促進(jìn)光合產(chǎn)物向地下轉(zhuǎn)移。

白術(shù)苗期與地上部分旺長期，光合產(chǎn)物主要用于地上部分生長，少部分轉(zhuǎn)移到地下根莖。根莖膨大期，白術(shù)地上部分生物量與干物質(zhì)積累量都達(dá)到最大，光合產(chǎn)物加快向地下根莖轉(zhuǎn)移。倒苗期，地上部分衰老加速，養(yǎng)分繼續(xù)向地下根莖轉(zhuǎn)移。