張猛,曹國璠,李金玲,劉幫艷,劉文東
(1.貴州大學農學院貴陽550025;2.貴州藥用植物繁育與種植重點(工程)實驗室貴陽550025;3.西南大學農學院與生物科技學院重慶北碚區(qū)400700)
太子參(Pseudostellaria heterophylla(Miq.)Pax ex Pax et Hoffm)是石竹科植物孩兒參,以干燥的根莖入藥。太子參在我國有著悠久的藥用歷史,具有益氣健脾、生津潤肺的功效[1]。現(xiàn)代醫(yī)學研究表明,太子參有心肌保護、調節(jié)免疫、抗氧化抗應激和降糖降脂等作用[2]。植物生長調節(jié)劑是指根據(jù)植物激素結構、功能和作用原理,經(jīng)人工合成的化學物質,對植物生長發(fā)育具有調控作用[3]。吲哚丁酸(IBA)是人工合成的吲哚類物質,具有活性高、穩(wěn)定不易降解等優(yōu)點的植物生長調節(jié)劑[4,5]。赤霉素(GA)是一種雙萜化合物,能夠調控植物生長發(fā)育[6-8]和種子休眠[9,10]。激動素(KT)能夠提高植物坐果率、促進果實膨大和改善果實品質[11]。近些年來,生長調節(jié)劑被廣泛應用在農業(yè)生產(chǎn)中,已成為作物高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)的重要保障。但是關于生長調節(jié)劑對太子參生長發(fā)育和品質影響的研究鮮見報道,未形成完善的太子參高效栽培理論。本研究特從IBA、GA、KT 3種生長調節(jié)劑對太子參農藝性狀、產(chǎn)量和品質的影響角度出發(fā),采用大田試驗,篩選出適合太子參高效栽培的生長調節(jié)劑,為太子參高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)提供理論依據(jù)。
試驗地位于貴州省施秉縣甘溪鄉(xiāng)高碑村毛栗坪組,該地屬于亞熱帶濕潤季風氣候,海拔667 m,年平均氣溫14~16℃,年降水量1 060~1 200 mm,年均總積溫5 500℃左右,無霜期225~294 d,適宜太子參生長發(fā)育。
本試驗選用施太1號太子參為試驗材料,經(jīng)貴州大學農學院王華磊教授鑒定為石竹科植物孩兒參(Pseudostellaria heterophylla(Miq.)Pax ex Pax et Hoffm)的種根。
采用單因素隨機區(qū)組試驗,選用IBA、GA和KT 3種生長調節(jié)劑,各生長調節(jié)劑設置3個濃度,對照處理(CK)不施用任何生長調節(jié)劑,共設置10個處理,3次重復。每個小區(qū)種植面積為1.2 m 10 m,太子參塊根用量為40 kg/667 m2。生長調節(jié)劑在太子參出苗整齊后施用,太子參田間管理按常規(guī)方法進行。各處理的具體情況見表1。
表1 不同處理生長調節(jié)劑施用量Table 1 Application amount of growth regulator under different treatments
生長調節(jié)劑于太子參齊苗后施用,在太子參生長旺盛期,各小區(qū)隨機選取10株太子參,用于測定葉片數(shù)、地上莖長、地下莖長、須根數(shù)、地上部鮮質量、地下部鮮質量和根體積等農藝性狀。在太子參地上植株倒苗后,測定每個小區(qū)的產(chǎn)量,收獲地下塊根,洗凈,去除雜質,55℃烘干至恒重,將太子參打粉,備用。
太子參水溶性浸出物按中國藥典(2015年版)一部通則0832第二法,通則2302,通則2201冷浸法測定。
多糖測定參照閆亮等[12]方法進行索式提取,硫酸-苯酚法顯色,酶標儀測定490 nm吸光度值。以D-無水葡萄糖為標準品繪制標準曲線,得回歸方程:
A=125.03 C-0.5521,r2=0.9991(n=7),0-50.5g/mL。
太子參總皂苷測定方法如下,稱取太子參粉末約0.5 g于帶塞錐形瓶中,加20 mL氯仿,80%功率超聲2次,每次1 h。過濾,濾紙同濾渣放入錐形瓶中,加入25 mL飽和正丁醇水溶液,超聲2次,每次1 h,然后過濾,取10 mL濾液蒸干,甲醇溶解至10 mL容量瓶中,定容。取2 mL置于帶塞試管中,加5 mL濃硫酸、0.2 mL香草醛-冰乙酸溶液,搖勻,60℃水浴30 min,期間不斷搖動。冷卻,酶標儀測定560 nm處吸光度值。以人參皂苷Rb1為標準品繪制標準曲線,得回歸方程:A=0.217C+0.0219,r2=0.9994,0.1016-1.525 mg/mL范圍內線性關系良好。
無水乙醇、濃硫酸、苯酚、氯仿、正丁醇、甲醇、冰乙酸均為分析純。D-無水葡萄糖(批號:110 833-201 506,純度99.9%)和人參皂苷Rb1(批號:110 704-201 424,純度93.7%)等對照品均購自中國食品藥品檢定研究院。
酶標儀(Themo公司);SXT-06索式提取器(上海洪紀儀器設備有限公司);KQ-800KDE型高功率數(shù)控超聲清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);101-4型電熱鼓風干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司);球磨儀(Retsch公司);SX-12-10型箱式電阻爐控制箱(天津泰斯特儀器有限公司);純水機(Thermo公司)。
采用excel 2010對數(shù)據(jù)進行整理。運用DPS 9.01對各處理太子參的產(chǎn)量、農藝指標和品質指標進行LSD(0.05)法方差分析。
生長調節(jié)劑首先作用在作物各器官的生長發(fā)育上,農藝性狀是衡量作物生長狀況的重要指標之一,同時農藝性狀還是作物產(chǎn)量重要的構成要素,因此研究施用生長調節(jié)劑后太子參農藝性狀具有重要意義。
由表2可得,GA3的葉片數(shù)最高,葉片數(shù)為27.90片,GA1、GA2、GA3和IBA2 4個處理的太子參葉片數(shù)均比CK處理高出5.9%~43%,其余處理太子參葉片數(shù)均低于CK處理。地下莖最長為GA2處理,地上莖長7.13 cm。除KT2處理外,其余處理地下莖長比CK處理高出4.6%~57.4%。KT1、IBA3和GA2 3個處理株高分別比CK處理高7.9%、6%、2.2%,其余處理株高均低于CK處理。KT3、GA1和GA2 3個處理總須根數(shù)分別高于CK處理25.3%、30.2%、29.4%,其余處理總須根數(shù)均低于CK處理。KT1、KT2、KT3和IBA1處理地上部鮮質量均低于CK處理,其余處理地上部鮮質量比CK處理高出5.8%~72.7%。除GA2處理地下部鮮質量低于CK處理外,其余處理地下部鮮質量比CK高出6.9%~84.4%。根體積最大的是GA1處理,根體積為2.4 cm3,除KT1和IBA1兩個處理的根體積低于CK處理外,其余處理根體積比CK處理高出16.9%~110.2%。
表2 生長調節(jié)劑對太子參農藝性狀的影響Table 2 Effects of growth regulators on agronomic traits of Pseudostellaria heterphylla
作為根莖類藥材,產(chǎn)量的高低是衡量太子參經(jīng)濟效益的直接體現(xiàn),生長調節(jié)劑能影響太子參的產(chǎn)量
由圖1可得,3種生長調節(jié)劑均能增加太子參的產(chǎn)量。KT2處理太子參產(chǎn)量最高,產(chǎn)量為618.22 kg hm-2,GA2處理產(chǎn)量最低,產(chǎn)量為262.48 kg hm-2。除IBA3和GA2兩個處理太子參產(chǎn)量低于CK處理外,其余處理太子參產(chǎn)量比CK處理高出12.7%~99.6%,增產(chǎn)效果顯著。
圖1不同生長調節(jié)劑對太子參產(chǎn)量的影響Fig.1 Effects of different growth regulators on the yield of Pseudostellaria heterphylla
由表2可得,IBA2的多糖含量最高,含量為19.51%,比CK處理高出0.6%。IBA2和GA3兩個處理多糖含量高于CK處理,但差異未達顯著水平,其余處理多糖含量均低于CK處理。KT3的太子參浸出物含量最高,含量為44.54%,比CK處理高出1.84%。KT1、KT2和KT3 3個處理浸出物含量均比CK處理高,但差異未達顯著水平,其余各處理浸出物含量均低于CK處理。GA1處理皂苷含量最高,皂苷含量為2.26%,比CK處理高出0.22%。除GA1處理外,其余處理皂苷含量均低于CK處理。
表3 生長調節(jié)劑對太子參多糖含量,浸出物含量和皂苷含量的影響Table 3 Effects of growth regulators on polysaccharide content,extract content and saponins content of Pseudostellaria heterphylla
植物生長調節(jié)劑對作物生長發(fā)育具有多方面的調控。GA是一種高效的植物生長調節(jié)劑,能夠促進作物生長發(fā)育,調控植物的生理代謝過程[12],促進作物高產(chǎn)[13,14]。KT為新型植株生長調節(jié)劑,能增強植物的抗逆性[15,16],調節(jié)生理代謝[17],提高作物產(chǎn)量[18,19]。相關研究表明,IBA具有很強的促生根作用,通常運用于植物的扦插育苗中,能夠增加扦插苗的存活率和促進扦插苗不定根的形成[20,21]。吲哚類生長調節(jié)劑能增加植株的葉面積,促進植株的生長[14]。
葉片為光合作用的重要場所,葉面積是影響植物光合作用的重要因素之一。本研究表明,GA和IBA均能提高太子參葉片數(shù),促進太子參地上部分生物量的積累;而KT會降低太子參的葉片數(shù),抑制地上部分的生物量的積累。GA、IBA和KT 3種生長調節(jié)劑均能促進太子參植株的增高和地下莖的生長,須根數(shù)均高于CK處理,同時有利根部的膨大和地下部分生物量的積累。GA、IBA和KT均能增加太子參的產(chǎn)量,其中施用KT(濃度為75 mg L-1)的增產(chǎn)效果最好。
生長調節(jié)劑會提高中藥材藥用成分含量,也會抑制有效成分的積累[18]。本研究結果表明,KT對太子參多糖的影響表現(xiàn)為低濃度促進,高濃度抑制。GA對太子參多糖的影響表現(xiàn)為低濃度抑制,高濃度促進。低濃度的KT會降低太子參浸出物含量,高濃度的KT會提高太子參浸出物含量。KT和GA對太子參皂苷含量的影響均表現(xiàn)為低濃度促進,高濃度抑制。IBA和GA能提高太子參多糖含量,降低太子參浸出物含量;KT會降低太子參多糖含量,提高太子參浸出物含量;GA能提高太子參皂苷含量,而KT和IBA會降低太子參皂苷含量。
綜上所述,3種生長調節(jié)劑均能促進太子參的生長,在太子參大田栽培中建議施用濃度為75 mg L-1的KT,可提高太子參的經(jīng)濟效益。