張英英 ,吳之濤 ,楊憲忠 ,魏玉杰* ,杜雷超 ,吳 芳

(1 甘肅省農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究院,甘肅武威 733006;2 甘肅省特種藥源植物種質(zhì)創(chuàng)新與安全利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅武威 733006;3 武威市祁連山區(qū)道地中藥材生態(tài)栽培技術(shù)創(chuàng)新中心,甘肅武威 733006)

白芍(PaeonialactifloraPall.)為毛茛科芍藥屬多年生草本植物,能鎮(zhèn)痛、祛瘀、通經(jīng),具有養(yǎng)血斂陰,柔肝止痛,養(yǎng)血調(diào)經(jīng)等功效[1],對(duì)于頭痛眩暈、血虛萎黃、月經(jīng)不調(diào)等具有良好治療效果,屬于中國(guó)大宗常用藥材。白芍中的化學(xué)成分包括單萜類(lèi)、苷類(lèi)、三萜類(lèi)、黃酮類(lèi)、鞣質(zhì)類(lèi)以及多糖類(lèi)化合物,芍藥苷、芍藥內(nèi)酯苷等單萜及其苷類(lèi)化合物是主要活性成分[2]。白芍主產(chǎn)區(qū)主要在安徽亳州、浙江磐安、四川中江和山東菏澤[3],隨著中藥材產(chǎn)業(yè)日益發(fā)展壯大,市場(chǎng)需求不斷增加,但野生道地資源大幅減少,供需矛盾日漸突出,人工栽培白芍已在中藥材市場(chǎng)占據(jù)主要地位。白芍藥性溫和、喜光,且耐寒性強(qiáng),在-20 ℃能露地越冬,白芍栽培出現(xiàn)北移趨勢(shì),已在甘肅多地廣泛種植,但如何實(shí)行科學(xué)施肥和規(guī)范化栽培,明確不同時(shí)期白芍養(yǎng)分吸收規(guī)律及分配特征是科學(xué)施肥和研制配方專(zhuān)用肥的重要基礎(chǔ)。相關(guān)研究表明,中藥材有效成分含量、品質(zhì)及產(chǎn)量受栽培技術(shù)等條件特別是施肥技術(shù)的影響較大[4-6],目前對(duì)于根莖類(lèi)藥用植物養(yǎng)分吸收規(guī)律及有效成分積累特征的研究主要集中在黃芪、當(dāng)歸、射干、遠(yuǎn)志等中藥材[7-10],而關(guān)于河西地區(qū)白芍營(yíng)養(yǎng)吸收規(guī)律及其與主要藥效成分形成和積累的關(guān)系尚缺乏系統(tǒng)研究。因此,本研究以4年生白芍為研究對(duì)象,通過(guò)測(cè)定白芍出苗后不同生長(zhǎng)期干物質(zhì)積累、營(yíng)養(yǎng)元素及藥效成分含量,探明河西地區(qū)白芍干物質(zhì)積累及營(yíng)養(yǎng)元素吸收特征和藥效成分累積規(guī)律,明確影響藥效成分積累的營(yíng)養(yǎng)元素種類(lèi),以期為該地區(qū)科學(xué)制定白芍施肥方案和規(guī)范化種植提供理論依據(jù),對(duì)河西地區(qū)白芍生態(tài)栽培具有重要指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于甘肅省古浪縣古豐鎮(zhèn)芍藥產(chǎn)業(yè)基地(N37° 24′17″,E102° 45′14″),屬溫帶干旱氣候,平均海拔高度 2 500 m,年降雨量 381 mm,蒸發(fā)量2 292 mm,年平均氣溫 4.9 ℃,全年日照總時(shí)間為2 852.3 h,無(wú)霜期 125 d。供試土壤0-20 cm 基本性狀:土壤pH 7.7、有機(jī)質(zhì) 38.6 g/kg、全氮 2.28 g/kg、堿解氮 204 mg/kg、有效磷 45.6 mg/kg、速效鉀 136 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試材料為4年生安徽亳芍,種苗于2019年購(gòu)置于安徽中藥材市場(chǎng),于2019年9月10日栽種,株行距60 cm×40 cm,試驗(yàn)設(shè)3個(gè)重復(fù),小區(qū)面積80 m2(20 m×4 m),栽種后前3年田間管理措施均一致,2022年4月15日(第4年)幼苗全部出苗后追施氮磷鉀三元復(fù)混肥(N-P2O5-K2O:14-16-15)750 kg/hm2,5月中旬(白芍出苗后30 d)第1次采樣,之后每20 d采樣1次,共采樣 7 次。采樣時(shí)間為早晨8:00-9:00,每個(gè)小區(qū)采用5點(diǎn)隨機(jī)采樣法,挖取白芍完整植株,去掉泥土,編號(hào)后迅速裝入取樣袋,帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定單株地上部和根的干物質(zhì)積累量。將白芍根及地上部分別粉碎,測(cè)定氮、磷、鉀、鈣、鎂、銅、鋅、錳、鐵營(yíng)養(yǎng)元素及芍藥苷、芍藥內(nèi)脂苷及芍藥多糖3類(lèi)藥效成分的含量。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1干物質(zhì)積累量

出苗后定期取樣,將樣品根和地上部分開(kāi),用蒸餾水清洗植株表面泥土,洗凈后用紙擦干表面水分,分別置于搪瓷托盤(pán),于105 ℃殺青30 min后,在70℃烘干至恒重后,稱(chēng)取干重。

1.3.2氮磷鉀含量

用粉碎機(jī)將植物樣品粉碎并過(guò)2 mm 篩,用H2SO4-H2O2消煮后,測(cè)定白芍根及地上部氮、磷、鉀含量。全氮用凱氏滴定法測(cè)定;全磷用釩鉬黃比色法測(cè)定;全鉀用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定[11]。

1.3.3中微量元素含量

將植物樣品在高溫馬弗爐550 ℃下灰化后,用鹽酸溶液溶解殘?jiān)⑾♂尪ㄈ?采用原子吸收分光光度法測(cè)定白芍根及地上部樣品中微量元素鈣、鎂、銅、鋅、鐵、錳的含量[11]。

1.3.4藥效成分含量

(1)芍藥苷含量:參考《中國(guó)藥典》2020版白芍測(cè)定方法測(cè)定,按干燥品計(jì)算芍藥苷(C23H28O11)含量。

(2)芍藥苷內(nèi)酯含量:參考《中國(guó)藥典》2020版白芍測(cè)定方法,以芍藥苷對(duì)照品為參照,以其相應(yīng)的峰為S峰,計(jì)算芍藥苷的相對(duì)保留時(shí)間,其相對(duì)保留時(shí)間應(yīng)在規(guī)定值的±5%范圍之內(nèi)。相對(duì)保留時(shí)間及校正因子見(jiàn)表1,按干燥品計(jì)算芍藥苷內(nèi)酯含量。

表1 相對(duì)保留時(shí)間及校正因子Table 1 Relative retention time and correction factor

(3)多糖含量:參考《中國(guó)藥典》2020版,稱(chēng)量白芍樣品粉末約1 g,加水100 mL 后,加熱回流2 h,放冷,搖勻并離心;取上清液,加乙醇7.5 mL,搖勻離心,取沉淀加水溶解,并稀釋至刻度;搖勻后取1 mL,加0.2%蒽酮-硫酸溶液4.0 mL,測(cè)定吸光度;按照標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算無(wú)水葡萄糖含量,計(jì)算結(jié)果按干燥品計(jì)算,多糖含量以無(wú)水葡萄糖(C6H12O6)計(jì)。

1.3.5數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2016作圖,SPSS 19.0軟件進(jìn)行差異顯著性及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 白芍干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)變化特征

由圖1可知,白芍地上部分干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)呈波浪形變化,在出苗30～70 d加快,出苗70～110 d放緩,干物質(zhì)積累量略微下降,并在出苗130 d達(dá)到最大,而后緩慢下降,出苗后130 d時(shí)干物質(zhì)顯著高于除70 d以外的其他時(shí)期。白芍根部干物質(zhì)積累總體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì),在出苗后70 d為整個(gè)生育期最低值,顯著低于其他時(shí)期,在出苗后150 d達(dá)到最大值?？梢?jiàn),白芍在生長(zhǎng)前期以地上部干物質(zhì)增長(zhǎng)量較大,生長(zhǎng)后期生長(zhǎng)中心由地上部轉(zhuǎn)移至根部。

白芍全株干物質(zhì)積累量隨生育期推進(jìn)逐漸增加,并在出苗后90～130 d是干物質(zhì)積累最快的時(shí)期,占總積累量的79.29%。經(jīng)Logistic方程擬合分析,白芍全株干物質(zhì)積累量從出苗到出苗后44 d處于緩慢增長(zhǎng)期,出苗第110天出現(xiàn)增長(zhǎng)拐點(diǎn),拐點(diǎn)干物質(zhì)積累量為29 351.69 kg;在出苗后110 d后,干物質(zhì)處于迅速增長(zhǎng)期,是白芍生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期。

2.2 白芍氮、磷、鉀含量及其積累量動(dòng)態(tài)變化特征

2.2.1氮含量及積累量

由圖2可知,白芍地上部及根部氮素含量隨著生長(zhǎng)期延續(xù)總體呈下降的趨勢(shì),且始終表現(xiàn)為地上部高于根部。其中,地上部氮素含量呈明顯下降趨勢(shì),在出苗后30 d顯著高于其他生長(zhǎng)時(shí)期,在出苗后150 d最低(1.44%),而根部氮素含量則表現(xiàn)為先升高后下降、最終趨于平緩的變化趨勢(shì),在出苗后70 d達(dá)到最大(1.52%),在出苗后30～70 d呈增加趨勢(shì),在出苗后70～150 d呈下降趨勢(shì),且出苗后30～70 d顯著高于70～150 d。

同時(shí),白芍地上部和根部對(duì)氮素累積量在不同生長(zhǎng)時(shí)期存在較大差異。白芍地上部和根氮累積總量分別在出苗后第130天和第150天達(dá)到最高,分別達(dá)到19 149.6,27 716.69 kg/hm2在白芍出苗后的110～130 d根部氮積累量迅速增加,此時(shí)也是根部干物質(zhì)積累的最大時(shí)期。

2.2.2磷含量及積累量

圖3顯示,白芍地上部磷素含量隨著出苗天數(shù)的增加總體呈明顯增加趨勢(shì),并在出苗后150 d達(dá)到最高(0.33%),顯著高于其他生長(zhǎng)時(shí)期,特別是出苗后110～150 d明顯快速增加。白芍根部磷素含量隨著出苗天數(shù)的增加總體呈明顯下降趨勢(shì),在出苗后30～50 d從0.50%快速下降至0.18%,之后趨于平緩波動(dòng)變化,在出苗后130 d最低(0.12%)。白芍地上部磷素含量在出苗后30～90 d低于根部,在出苗后110～150 d高于根部。

圖3 白芍根及地上部磷含量及積累量動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes in phosphorus content and accumulation in the roots and aboveground parts of P.lactiflora

同時(shí),白芍不同生長(zhǎng)時(shí)期地上部和根部對(duì)磷素累積量也存在較大差異。地上部磷素積累量隨生長(zhǎng)期推進(jìn)呈增加趨勢(shì),在出苗后150 d 達(dá)到最大(3 056.67 kg/hm2);根部磷素積累量則隨著生長(zhǎng)期推進(jìn)表現(xiàn)為先減少后增加的趨勢(shì),在出苗后30 d顯著高于其他生長(zhǎng)時(shí)期,隨后大幅度快速下降,在出苗后50～150 d逐步積累,在出苗后150 d達(dá)到第二高峰(4 750.18 kg/hm2)。

2.2.3鉀含量及積累量

從圖4來(lái)看,白芍地上部鉀素含量隨著生育期總體呈先明顯下降后趨于平緩的趨勢(shì),在出苗后30 d顯著高于其他生長(zhǎng)時(shí)期,在出苗后30～90 d呈明顯下降趨勢(shì),在出苗后150 d最低(0.35%);而白芍根部鉀素含量在不同生長(zhǎng)期變化不明顯,一直趨于平穩(wěn),處于0.26%～0.40%之間;白芍地上部鉀含量在不同生長(zhǎng)期均大于根部,但隨著生育期差距逐漸縮小,在出苗70 d以后已經(jīng)非常接近。同時(shí),白芍地上部和根部鉀素累積量在不同生長(zhǎng)時(shí)期存在明顯差異,地上部鉀素積累量隨生長(zhǎng)期推進(jìn)呈先增加后減少趨勢(shì),在出苗后70 d達(dá)到最大(6 825.84 kg/hm2),而根部鉀素積累量則隨生長(zhǎng)期推進(jìn)整體呈增加的趨勢(shì),在出苗后150 d達(dá)到最大(10 363.66 kg/hm2)。

圖4 白芍根及地上部鉀含量及積累量動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamic changes in potassium content and accumulation in the roots and aboveground parts of P.lactiflora

2.3 白芍根及地上部中微量元素含量動(dòng)態(tài)變化特征

表2顯示,白芍地上部及根部中微量元素含量均表現(xiàn)為Ca＞Mg＞Fe＞Zn＞Mn＞Cu;隨著生長(zhǎng)期延續(xù),地上部Ca含量均在出苗后30～130 d顯著增加后有所降低,Mg含量則在30～90 d顯著增加后降低;根部Ca含量表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì),并在出苗后50 d達(dá)到最大(14 824.33 mg/kg),Mg含量在不同生長(zhǎng)時(shí)期趨于穩(wěn)定,基本沒(méi)有變化。根部Ca含量在出苗前70 d高于地上部,出苗后90～150 d低于地上部;根部Mg含量除出苗后30 d高于地上部外,其他生長(zhǎng)階段均低于地上部。

白芍地上部Fe含量隨生長(zhǎng)期推進(jìn)表現(xiàn)為先降低后升高,在出苗后150 d達(dá)到最高(265 mg/kg),在出苗后90 d最低(144 mg/kg),而根部Fe含量則表現(xiàn)為持續(xù)顯著下降的變化趨勢(shì)。白芍地上部Zn、Cu含量隨生育期變化均表現(xiàn)為一致的持續(xù)顯著下降趨勢(shì),在出苗后30 d顯著高于其他生長(zhǎng)時(shí)期;而根部Zn含量呈先減后增的趨勢(shì),在出苗后130 d達(dá)到最大(13.53 mg/kg),根部Cu含量在出苗后90 d達(dá)到峰值(5.13 mg/kg)。白芍地上部Mn含量隨著生育期先升高后降低且出苗后30 d顯著低于其他生長(zhǎng)時(shí)期,根部Mn含量在出苗后30～90 d顯著下降后有所上升并趨于平緩。白芍根部Fe、Mn含量均在出苗后30 d高于地上部,在后期均為低于地上部,但白芍Zn、Cu含量隨生長(zhǎng)發(fā)育推進(jìn)在地下部與根部之間差異沒(méi)有表現(xiàn)明顯規(guī)律。白芍根系和地上部中微量元素含量隨生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)生波動(dòng),可能與藥效成分的生物合成規(guī)律有關(guān)。

2.4 白芍根藥用有效成分含量及其積累量動(dòng)態(tài)特征

圖5顯示,白芍根中芍藥總苷、芍藥內(nèi)脂苷含量隨生育期均呈現(xiàn)先增加后減少最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì),它們的變化區(qū)間分別在2.1%～4.4%和0.6%～1.5%之間,多糖含量則表現(xiàn)為先增加后降低再大幅增加趨勢(shì),變化區(qū)間在1.3%～12.1%之間,變化幅度明顯大于前兩者,在出苗后150 d顯著高于其他時(shí)期。

圖5 不同生長(zhǎng)時(shí)期白芍根中有效成分含量及積累量動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamic changes in the content and accumulation of effective components in the roots of P.lactiflora at different growth stages

同時(shí),隨著生長(zhǎng)期的延續(xù),白芍根3類(lèi)藥效成分中芍藥苷、芍藥內(nèi)脂苷積累量的總變化趨勢(shì)基本一致,均表現(xiàn)為先增加后趨于穩(wěn)定,并在出苗后150 d達(dá)到最大值,分別為72 981.34,24 327.11 kg/hm2;根中多糖積累量則表現(xiàn)為先增加后降低再大幅增加的變化趨勢(shì),在出苗后150 d 最大(367 947.59 kg/hm2),顯著高于其他時(shí)期。綜合以上藥效成分含量及積累特征來(lái)看,河西地區(qū)芍藥應(yīng)在出苗后150 d(9月中旬)進(jìn)行采挖。

2.5 白芍根有效成分含量及營(yíng)養(yǎng)元素含量的相關(guān)性分析

從表3可知,芍藥根部氮含量與鈣、鐵含量呈極顯著正相關(guān),與鋅含量呈顯著負(fù)相關(guān);磷含量與鎂、鐵、錳含量均呈極顯著正相關(guān),與鉀含量呈顯著負(fù)向關(guān);鉀含量與鐵、錳含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān),與銅含量呈顯著正相關(guān)。中微量元素中,鐵含量與鎂含量呈極顯著正相關(guān),錳含量與鎂、鐵含量呈極顯著正相關(guān),其他營(yíng)養(yǎng)元素之間均無(wú)顯著相關(guān)性。

表3 白芍根有效成分含量與營(yíng)養(yǎng)元素含量的相關(guān)關(guān)系Table 3 Correlation between the content of effective ingredients and nutritional elements in the root of P.lactiflora (n=21)

同時(shí),芍藥根部營(yíng)養(yǎng)元素與藥效成分芍藥苷、芍藥內(nèi)脂苷、多糖含量之間的相關(guān)性分析結(jié)果(表3)表明,芍藥苷含量與氮、鈣、銅含量均呈極顯著正相關(guān),與鉀含量呈顯著正相關(guān);芍藥內(nèi)脂苷含量與氮、鉀、鈣、銅含量均呈極顯著正相關(guān);芍藥多糖含量與各營(yíng)養(yǎng)元素含量之間均沒(méi)有顯著相關(guān)性。

3 討論

干物質(zhì)是光合作用產(chǎn)物積累的最高形式,是衡量有機(jī)物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)元素積累重要指標(biāo)。本研究結(jié)果表明,白芍全株干物質(zhì)隨生育期推進(jìn)逐漸增加,出苗后90～130 d是白芍干物質(zhì)積累最快的時(shí)期,占總積累量的79.29%。原因可能是生長(zhǎng)前期以地上部增長(zhǎng)量較大,生長(zhǎng)后期生長(zhǎng)中心由地上部轉(zhuǎn)移至根部。由于白芍為多年生藥用植物,經(jīng)過(guò)前3年的生長(zhǎng),根部干物質(zhì)不斷積累,而出苗后根部營(yíng)養(yǎng)不斷向地上部轉(zhuǎn)移,在出苗后70 d前,根部干物質(zhì)積累有所降低,地上部不斷積累,而出苗后70 d,此時(shí)地上部分的光合面積逐漸趨于穩(wěn)定,地上部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷向根部轉(zhuǎn)移,地上部生長(zhǎng)放緩,根部干物質(zhì)迅速積累后趨于穩(wěn)定。張榮榮[12]研究表明4年生亳芍在9月中下旬以后,根系干質(zhì)量增長(zhǎng)緩慢并趨于穩(wěn)定,根系基本停止生長(zhǎng)。這與本研究結(jié)果基本一致。

氮、磷、鉀元素是植物生理代謝和生長(zhǎng)必須的營(yíng)養(yǎng)元素,研究白芍氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)元素的動(dòng)態(tài)變化及積累規(guī)律是充分挖掘白芍成藥期養(yǎng)分需求特性的重要依據(jù),也是科學(xué)合理施肥的基礎(chǔ)保障。本研究結(jié)果表明白芍不同生長(zhǎng)時(shí)期氮、磷、鉀含量及積累量變化存在較大差異。出苗后是白芍地上部和地下部同步快速生長(zhǎng)期,氮、鉀元素積累量均在出苗后70 d達(dá)到較高水平,鉀累積量在開(kāi)花前達(dá)到第1個(gè)高峰,此時(shí)要維持較高的氮、鉀含量來(lái)促進(jìn)地上部生長(zhǎng),為后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向根部轉(zhuǎn)移提供營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)。而磷積累量則表現(xiàn)出下降趨勢(shì),在出苗90 d后,白芍主要以根部干物質(zhì)不斷積累為主,根部氮、磷、鉀元素不斷積累,地上部磷元素也不斷積累,可能是后期氣溫下降,植物靠積累磷不斷提高自身抗性。據(jù)報(bào)道,油用牡丹萌芽期氮、磷、鉀地下部積累量約為地上部1倍,植株萌發(fā)初期養(yǎng)分主要儲(chǔ)存在根部,并隨著生育期推進(jìn)向地上部轉(zhuǎn)移[13];遠(yuǎn)志地上部含氮量始終高于根系[10],莢膜黃芪莖葉和根系中的營(yíng)養(yǎng)元素含量表現(xiàn)為氮＞鉀＞磷[14],這與本研究的結(jié)果一致。陳暄等[15]研究認(rèn)為,氮、磷、鉀肥對(duì)不同種植年限的芍藥生長(zhǎng)均有影響,且4年生芍藥受氮肥影響較明顯。因此,需合理追施氮肥,促進(jìn)地上部分的生長(zhǎng),使地上部養(yǎng)分向根部轉(zhuǎn)移,為白芍根部干物質(zhì)及藥效成分累積提供有利保障。

微量元素對(duì)藥用植物生長(zhǎng)、根系營(yíng)養(yǎng)調(diào)控、生理代謝及藥用有效成分的積累和形成有舉足輕重的作用。微量元素與中藥藥性存在相關(guān),在一定程度上能反映中藥性能[16]。本研究結(jié)果表明白芍體內(nèi)中微量元素含量表現(xiàn)為Ca＞Mg＞Fe＞Zn＞Mn＞Cu,芍藥苷含量與氮、鈣、銅含量均呈極顯著正相關(guān),與鉀含量呈顯著正相關(guān),芍藥內(nèi)脂苷含量與氮、鉀、鈣、銅含量均呈極顯著正相關(guān);芍藥多糖含量與各營(yíng)養(yǎng)元素含量之間沒(méi)有顯著相關(guān)性,且中微量元素Ca、Fe、Mg、Mn含量與N、K、P含量元素之間存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,微量元素能促進(jìn)必需元素的吸收。陳暄等[15]研究也認(rèn)為少量施用Mn、Fe、Zn、Cu等微量元素,能顯著促進(jìn)芍藥生長(zhǎng)和提高根中芍藥苷含量。同時(shí),白芍中根中不同藥用成分含量、微量元素含量之間存在一定的相關(guān)性。據(jù)報(bào)道,白芍根中芍藥內(nèi)酯苷含量與Ba、Mn、Ga含量均呈顯著正相關(guān),芍藥內(nèi)酯苷、芍藥苷等含量與B含量顯著相關(guān)[17];亳芍中多糖含量與 Cu、Zn、Na含量均呈正相關(guān),與 Ba、Cr含量呈負(fù)相關(guān),與Ca含量沒(méi)有顯著相關(guān)性[18],這與本研究結(jié)果存在一定差異,這可能跟土壤類(lèi)型、海拔、氣候、栽培方式等因素有關(guān)。

另外,半枝蓮中野黃芩苷、總黃酮、多糖含量與Zn、Mn含量呈顯著或極顯著正相關(guān)[19];甘草中甘草苷含量與Mn、Pb含量呈顯著正相關(guān),與Cu、Na含量呈顯著負(fù),甘草酸含量與Mg、Cd、La含量有顯著正相關(guān)關(guān)系,與Fe、K 含量呈顯著負(fù)相關(guān)[16];遠(yuǎn)志總黃酮含量、總酚含量與Zn含量呈顯著或極顯著正相關(guān)[10];青蒿中青蒿素含量與Fe含量、Cu/Zn之間存在相關(guān)性[20]。由此可知,微量元素不僅參與中藥材多種生理代謝活動(dòng),也影響著藥效成分的結(jié)構(gòu)功能;中藥藥理活性是多組分協(xié)同作用,與中藥有機(jī)成分、無(wú)機(jī)元素含量均密切相關(guān),它們綜合作用影響藥效成分的形成和積累[10,21-22]。

大多研究認(rèn)為,芍藥根中的芍藥苷含量在花期最高,在9-10月趨于穩(wěn)定,且芍藥苷含量與根直徑呈負(fù)相關(guān)[23-25]。芍藥中芍藥甙含量在9-11月呈低-高-低的變化趨勢(shì),并以10月初含量最高[24]。吳健等[23]研究認(rèn)為芍藥苷含量在7月和11-12月出現(xiàn)高值,但β-淀粉酶活性升高,不宜采收,可溶性糖在10-11月迅速積累,芍藥的收獲期在9月中旬至10月上旬為宜。本研究中白芍根中芍藥苷、芍藥內(nèi)脂苷含量均在出苗后70 d達(dá)到最大(分別為4.4%、1.5%),正值白芍開(kāi)花盛期,隨后下降,至9月中旬趨于穩(wěn)定。陳乃東等[26]認(rèn)為亳芍多糖是葡萄糖、果糖、甘露糖等組成的雜多糖,栽培3年的亳芍多糖含量最高,品質(zhì)最佳。本研究中芍藥多糖含量呈高-低-高的變化趨勢(shì),整個(gè)生育期分別在出苗后50 d和150 d出現(xiàn)2次峰值,分別為11.5%和12.1%。其原因可能是在白芍生長(zhǎng)初期大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被用于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),致使根部多糖積累;而在出苗后50 d開(kāi)始大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向地上部轉(zhuǎn)移,且高溫不利于糖分積累,引起根中多糖含量呈下降趨勢(shì);出苗后110 d后,此時(shí)也是白芍干物質(zhì)迅速積累的重要時(shí)期,根部生長(zhǎng)迅速,根部多糖含量開(kāi)始大量積累,白芍多糖積累與干物質(zhì)積累趨勢(shì)相一致。因此,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件與本試驗(yàn)結(jié)果,建議河西冷涼山區(qū)白芍應(yīng)該在9月中下旬(9月16日以后)采挖。

4 結(jié)論

白芍根部干物質(zhì)積累隨著生育期延續(xù)呈先下降后上升的趨勢(shì),其全株干物質(zhì)積累量隨生育期而逐漸增加,并在出苗后90～130 d是干物質(zhì)積累最快的時(shí)期,占總積累量的79.29%,是白芍生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期。白芍氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)最大效率期在出苗后110～150 d,應(yīng)適時(shí)追加氮、磷、鉀肥,以保證白芍光合作用及根部生物量的積累。白芍根中芍藥苷含量與氮、鈣、銅含量均呈極顯著正相關(guān),與鉀含量呈顯著正相關(guān);芍藥內(nèi)脂苷含量與氮、鉀、鈣、銅含量均呈極顯著正相關(guān);芍藥多糖含量與各營(yíng)養(yǎng)元素含量之間沒(méi)有顯著相關(guān)性。2類(lèi)藥效成分芍藥苷、芍藥內(nèi)酯苷積量變化趨勢(shì)基本一致,均為先升高后降低,最后趨于穩(wěn)定;多糖積累量則表現(xiàn)為高-低-高的變化趨勢(shì)。白芍經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量在出苗后150 d達(dá)到最大值,建議生產(chǎn)中甘肅省河西冷涼山區(qū)在9月中下旬(9月16日以后)進(jìn)行采挖。