楊福紅，趙 鑫，劉 東，宋夢莎，王 盼，杜 弢*

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，甘肅 蘭州 730000； 2.平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 平?jīng)?744000； 3.西北中藏藥協(xié)同創(chuàng)新中心，甘肅 蘭州 730000）

菘藍為十字花科菘藍屬二年生草本植物，為大宗藥材大青葉和板藍根的基原植物［1-2］。板藍根作為十大隴藥之一，主要種植于甘肅張掖、武威、定西、平?jīng)觥c陽等地。有關(guān)菘藍在不同生長時期的形態(tài)特征，產(chǎn)量和藥用成分變化的研究已有報道，種植密度［3］、播期［4］、肥料［5-6］、水分脅迫［7］、種質(zhì)［8-10］等因素對菘藍產(chǎn)量或藥用成分積累產(chǎn)生影響。

近年來，隴東及周邊地區(qū)菘藍產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，成為當?shù)孛撠氈赂缓袜l(xiāng)村振興的新興產(chǎn)業(yè)。由于各地氣候和生長環(huán)境差異較大，相關(guān)栽培措施研究欠缺，沒有統(tǒng)一規(guī)范，物候?qū)克{產(chǎn)量和代謝產(chǎn)物動態(tài)積累消長變化影響未知，收獲期以產(chǎn)量為標準，造成大青葉和板藍根的品質(zhì)良莠不齊，嚴重影響其臨床療效。灰色關(guān)聯(lián)度法能夠綜合多個指標對種質(zhì)資源或品種進行綜合評價已廣泛應(yīng)用于多種作物中［11-16］，其既能綜合多指標獲得同一時期不同種質(zhì)的綜合評價結(jié)果，又能對不同時期不同種質(zhì)綜合性能進行比較，評價結(jié)果更符合生產(chǎn)實際。因此，本研究以菘藍為試驗材料，考察不同生長時期菘藍各性狀、藥用成分的動態(tài)變化關(guān)系，采用灰色關(guān)聯(lián)度法綜合多個指標評價不同生長時期的綜合利用價值，以期確定菘藍最佳收獲時間，為菘藍良種篩選和高效利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 參試品系為隆德菘藍、2008-11、2016-2、2008-6-2，由平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，經(jīng)甘肅中醫(yī)藥大學(xué)杜弢教授鑒定為十字花科菘藍屬草本植物菘藍IsatisindigoticaFort.。尿苷、鳥苷、（R，S） -告伊春、腺苷對照品均購自北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究院，純度≥98%。

1.2 試驗時間和地點 于2020 年5 月至2021 年3月完成，田間試驗在平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院崆峒試驗站進行，位于平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)白水鎮(zhèn)馬蓮村，地處北緯35°27′、東經(jīng)106°57′，海拔1 192 m，年均降雨量516.7 mm，年均氣溫10.0 ℃，無霜期145 d，日照時數(shù)2 378.6 h。試驗地土壤為新積土，前茬作物為山藥。室內(nèi)實驗在甘肅中醫(yī)藥大學(xué)科研實驗中心完成。

1.3 試驗設(shè)計及田間管理 于6 月11 日播種，小區(qū)播種量為50 g，行株距均為30 cm×10 cm，小區(qū)面積為12 m2。8 月2 日進行間苗和除草，噴施肥料美國優(yōu)馬修復(fù)劑3 次，用量為100 mL/667 m2，于10 月25 日收獲。

1.4 項目測定

1.4.1 農(nóng)藝性狀 自8 月10 日起，每個品系每隔15 d 定點連續(xù)挖去10 株，共6 次（8 月10 日、8月25 日、9 月9 日、9 月24 日、10 月9 日、10 月24 日），測定株高、株幅、葉長、葉寬、葉片數(shù)、葉重、根長、根粗、根重、根冠比等指標。

1.4.2 板藍根藥用成分含量測定 于2020 年12月至2021 年1 月，采用HPLC 法測定不同時期板藍根中尿苷、鳥苷、（R，S） -告依春、腺苷含量，測定方法同文獻［16］ 報道。

1.4.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析和綜合評價 按照灰色系統(tǒng)理論，將4 個品種、6 次采收期和16 個指標視為1 個灰色系統(tǒng)。選取各指標的最佳值構(gòu)建相應(yīng)性狀的理想值，計算不同品系、發(fā)育時期各指標與理想值之間的關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度越大，該發(fā)育時期的綜合評價值越高。16 個指標［株高、株幅、葉長、葉寬、葉片數(shù)、單株葉重、根長、根粗、單株根重、側(cè)根數(shù)、側(cè)根高、側(cè)根重、尿苷含量、鳥苷含量、（R，S） -告依春含量和腺苷含量］ 視為1 個灰色系統(tǒng)，各指標灰色關(guān)聯(lián)度、加權(quán)關(guān)聯(lián)度值計算方法參照文獻［11-12，14-15］ 報道。

1.5 數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析 分別采用Microsoft Office Excel 2003、DPS7.05 軟件進行。

2 結(jié)果

2.1 不同發(fā)育時期菘藍葉生長動態(tài)變化 由圖1可知，株高在整個生育期呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢； 8 月10 日至9 月24 日呈現(xiàn)先快后慢的增長趨勢，9 月24 日達到頂峰，2008-6-2 株高最高，為27.6 cm，隆德菘藍株高最低，為20.3 cm； 9 月24日至10 月24 日株高呈現(xiàn)先快后慢的減小趨勢； 各品系間株高生長順序為2008-6-2、2016-2、2008-11、隆德菘藍。

圖1 株高生長動態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of plant height growth

由圖2 可知，8 月10 日至8 月25 日株幅生長較快； 8 月25 日至9 月24 日株幅增加緩慢，個別品系有所減??； 9 月24 日至10 月9 日株幅第2 次快速增加； 10 月9 日以后株幅變化不大； 在各品系間株幅10 月24 日達到最大，順序為2008-6-2、2016-2、2008-11、隆德菘藍，最大的為58.2 cm，最小的為50.1 cm。

圖2 株幅生長動態(tài)變化Fig.2 Dynamic changes of plant width growth

由圖3 可知，葉長整體呈現(xiàn)為先增加后減小，不同品系在各個生長時期的變化不同步； 2016-2、2008-6-2 葉長在9 月9 日小幅減小，2008-11 在9月24 日小幅減?。?2008-6-2、2008-11、隆德菘藍葉長均在10 月9 日最大，分別為43.8、39.2、35.5 cm。2016-2 葉長在10 月24 日最大，為44.5 cm。

圖3 葉長生長動態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes of leaf length growth

由圖4 可知，葉寬呈現(xiàn)“先增加后減小，再第二次增加后再減小” 的“M 型” 變化趨勢，不同品系的變化不同步； 2016-2 葉寬在9 月9 日出現(xiàn)第1 次減小； 隆德菘藍、2008-6-2 葉寬在9 月24日出現(xiàn)第1 次減??； 2008-6-2、2016-2、2008-11、隆德菘藍葉寬均在10 月9 日最寬，分別為10.6、9.2、7.9、7.0 cm。

圖4 葉寬生長動態(tài)變化Fig.4 Dynamic changes of leaf width growth

由圖5 可知，葉片數(shù)在不同生長階段的變化差異較大； 2016-2、2008-11 葉片數(shù)呈現(xiàn)逐步增加趨勢； 隆德菘藍葉片數(shù)為先增加后減小，再第2 次先增加后減小的趨勢； 2008-6-2 葉片數(shù)為先增加后減?。?隆德菘藍、2008-6-2 葉片數(shù)在10 月9 日最多，分別為16.2、23.4 個； 2016-2、2008-11 葉片數(shù)在10 月24 日最多，分別為25.2、18.6 個。

圖5 葉片數(shù)動態(tài)變化Fig.5 Dynamic changes of leaves number

由圖6 可知，葉干重在整個生長呈現(xiàn)2 種明顯的變化趨勢； 2016-2、2008-6-2 葉干重呈現(xiàn)先慢后快的增加后再減小的趨勢； 隆德菘藍和2008-11 的葉干重出現(xiàn)先增加后減小，第2 次增加再減小的“M 型” 變化趨勢； 2016-2、2008-6-2、隆德菘藍葉干重峰值均在10 月9 日，2008-11 峰值在10 月24 日； 2008-6-2 葉干重最重，為206.62 g，隆德菘藍最輕，為67.10 g。

圖6 葉干重動態(tài)變化Fig.6 Dynamic changes of dry leaf weight

2.2 不同發(fā)育時期菘藍根生長動態(tài)變化 由圖7可知，根長在整個生育期出現(xiàn)先快后慢持續(xù)增長的趨勢，不同品系間增長不同步； 2008-6-2、2016-2、隆德根長在8 月25 日之前增長很快，之后緩慢增長； 2008-11 根長在9 月24 日之前增長較快，之后緩慢增長； 各品系根長在10 月24 日達到峰值，其順序為2008-11、隆德菘藍、2008-6-2、2016-2，最長的為34.1 cm，最短的為15.89 cm。

圖7 根長生長動態(tài)變化Fig.7 Dynamic changes of root length growth

由圖8 可知，根粗在整個生育期呈現(xiàn)先慢后快、持續(xù)增長的變化趨勢； 8 月10 日至9 月9 日逐步增長； 9 月9 日至10 月9 日根粗增長緩慢，保持平穩(wěn)狀態(tài)； 10 月9 日至10 月24 日根粗快速增長； 各品系根粗在10 月24 日達到峰值，其順序為2008-6-2、2016-2、2008-11、隆德菘藍，最粗的為20.22 mm，最細的為10.87 mm。

圖8 根粗生長動態(tài)變化Fig.8 Dynamic changes of root diameter growth

由圖9 可知，根干重整體上呈現(xiàn)先慢后快增長的變化趨勢； 8 月10 日至9 月9 日期間各品系根干重變化不大； 9 月9 日至10 月24 日隆德菘藍根干重基本保持穩(wěn)定，其余3 個先慢后快增長，其中2008-6-2 最大，為80.59 g，隆德菘藍最小，為26.83 g。

圖9 根干重動態(tài)變化Fig.9 Dynamic changes of dry root weight

由圖10 可知，根冠比整體上呈現(xiàn)先增加后減小再增加的變化趨勢； 隆德菘藍8 月10 日至9 月24 日根冠比第1 次增加，9 月24 日至10 月9 日逐步減小，10 月9 日至10 月24 日第2 次增加；2008-11、2008-6-2、2016-2 根冠比在8 月10 日至9月9 日第1 次增加，9 月9 至10 月9 日逐步減小，10 月9 日至10 月24 日第2 次增加。

圖10 根冠比動態(tài)變化Fig.10 Dynamic changes of root-shoot ratio

2.3 主要成分積累動態(tài)變化 由圖11 可知，尿苷整體上呈現(xiàn)先減小后增加，再減小再增加的“W”型變化趨勢，不同品系在整個生育期中表現(xiàn)不一致； 隆德菘藍尿苷含量在10 月9 日達到最高，為0.065 7%； 2008-11 和2016-2 在10 月24 日達到最高，分別為0.063 1%、0.053 4%； 2008-6-2 在9月9 日達到最高，為0.048 5%。

圖11 尿苷積累動態(tài)變化Fig.11 Dynamic changes of uridine accumulation

由圖12 可知，鳥苷整體上呈現(xiàn)先減小后增加的變化趨勢，不同品系間含量變化差距較大，隆德菘藍和2008-11 的鳥苷含量為“兩頭高，中間低”，2008-6-2 和2016-2 的鳥苷含量為 “兩頭低，中間高”。

圖12 鳥苷積累動態(tài)變化Fig.12 Dynamic changes of guanosine accumulation

由圖13 可知，（R，S） -告依春含量呈現(xiàn)2 種變化趨勢，隆德菘藍和2008-11 表現(xiàn)為先減小后增加再減小，2016-2 和2008-6-2 表現(xiàn)為先增加后減小； 隆德菘藍（R，S） -告依春含量最高在9 月9日，為 0.202 7%； 2008-11、2016-2、2008-6-2（R，S） -告依春含量均在9 月24 日最高，分別為0.190 0%、0.196 4%、0.203 7%。

圖13 （R，S） -告依春積累動態(tài)變化Fig.13 Dynamic changes of （R，S） -goitrin accumulation

由圖14 可知，腺苷含量呈現(xiàn)2 種變化趨勢，隆德菘藍和2016-2 表現(xiàn)為先減小后增加，再減小再增加的“W” 型，2008-11 和2008-6-2 表現(xiàn)為先減小后增加； 隆德菘藍腺苷含量在10 月9 日最高，為0.063 5%； 2016-2、2008-6-2、2008-11 腺苷含量在10 月24 日最高，分別為0.066 1%、0.062 4%、0.060 5%。

圖14 腺苷積累動態(tài)變化Fig.14 Dynamic changes of adenosine accumulation

2.4 灰色關(guān)聯(lián)度分析和綜合評價 由表1 可知，菘藍各指標在評價系統(tǒng)中所占的權(quán)重順序為（R，S） -告依春含量、根長、側(cè)根高、腺苷含量、株幅、株高、鳥苷含量、葉長、葉片數(shù)、尿苷含量、側(cè)根重、根粗、單株葉重、葉寬、側(cè)根數(shù)、單株根重。

表1 各指標灰色關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序Tab.1 Grey correlation degree and rank of traints

通過灰色關(guān)聯(lián)度對菘藍16 個指標權(quán)重的確定，進而對4 個品系在不同發(fā)育時期菘藍的綜合利用價值進行綜合評價，獲得與理想綜合利用價值的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，加權(quán)關(guān)聯(lián)度值越大，說明該發(fā)育階段綜合評價值越高，此時即為最佳采收期。由表2 可知，4 個品系在6 個不同發(fā)育階段的加權(quán)關(guān)聯(lián)度值整體上呈現(xiàn)隨著生長天數(shù)延長而增加，部分品系在生長后期有降低的趨勢； 隆德菘藍、2008-6-2 加權(quán)關(guān)聯(lián)度值在10 月9 日最高，分別為0.549 4、0.728 0；2008-11、2016-2 加權(quán)關(guān)聯(lián)度值在10 月24 日最高，分別為0.561 7、0.694 0。

表2 不同品系、發(fā)育時期加權(quán)關(guān)聯(lián)度值Tab.2 Weighted correlation degree values of different varieties at different developmental stages

不同品系菘藍綜合利用價值的加權(quán)關(guān)聯(lián)度在同一時期差距較大，4 個品系在10 月9 日的順序為2008-6-2、2016-2、隆德菘藍、2008-11，在10 月24 日的順序為2016-2、2008-6-2、2008-11、隆德菘藍，即整體上2008-6-2 和2016-2 優(yōu)于2008-11和隆德菘藍。綜上所述，在隴東地區(qū)菘藍的最佳采收期為10 月9 日至10 月24 日期間，可根據(jù)種植品種特性和當?shù)靥鞖馇闆r適時采收，這與隴東地區(qū)菘藍傳統(tǒng)采收期相一致。因此，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法在評價菘藍采收期的方法是可行的。

3 討論

3.1 農(nóng)藝指標和藥用成分動態(tài)變化 菘藍在不同生長發(fā)育時期的形態(tài)特征、產(chǎn)量和藥用成分存在顯著的變化，而且各指標的峰值不在同一時期。其地上部性狀（株高、株幅、葉長等指標） 整體上出現(xiàn)“先增加后減小，第2 次增加再減小” 的整體趨勢； 地下部性狀根長表現(xiàn)為先快后慢，根粗和根重呈現(xiàn)先慢后快的持續(xù)增加趨勢。根中尿苷、鳥苷、（R，S） -告依春含量呈現(xiàn)先減小后增加，再第2 次減小的趨勢，腺苷含量整體上呈現(xiàn)先減小后增長的趨勢，這是由于菘藍生長前期田間通風(fēng)透光好，生長空間大，植株生長旺盛，表現(xiàn)為地上部各性狀都快速生長，光合產(chǎn)物回流貯存根部快，地下根部快速生長，同時根部為地上部生長提供營養(yǎng)元素和水分，尿苷、鳥苷、（R，S） -告依春和腺苷含量隨之減小，8 月下旬至9 月上旬，菘藍地上部生長達到頂峰，植株間因爭水肥、光照，上部新生葉片對底部老葉遮陰和養(yǎng)分回流等因素造成底部葉片枯萎，新生葉片長度、寬度和葉片數(shù)等指標下降，此時根部生長緩慢，尿苷、鳥苷和（R，S） -告依春含量逐漸增加。9 月中下旬至10 月上旬隨著新葉不斷生長，地上部各指標呈現(xiàn)第二次快速生長。10 月中下旬，隨著霜降、老葉枯萎和養(yǎng)分回流等原因，出現(xiàn)株高減小，株幅增大，葉產(chǎn)量減低等現(xiàn)象，同時地下根部第二次快速增長，尿苷、鳥苷和（R，S） -告依春含量隨之減小。這與前期研究結(jié)果相似［5-6，17-19］，但因各地氣候，土壤，栽培措施和種質(zhì)的不同而出現(xiàn)不同程度差異。

3.2 最佳收獲時期的綜合評價 不同物候期藥用部位產(chǎn)量和特征性多指標代謝產(chǎn)物的動態(tài)積累呈現(xiàn)消長變化，以質(zhì)量最優(yōu)、產(chǎn)量最大為原則，利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法構(gòu)建適宜采收期科學(xué)合理評價方法已有報道［15，20］。本研究應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度法對菘藍農(nóng)藝性狀和藥用成分的16 個指標對不同發(fā)育時期的綜合利用價值進行評價，在隴東地區(qū)菘藍最佳采收期為10 月中下旬，可根據(jù)種植菘藍品種特性和當?shù)靥鞖馇闆r適時采收。這與隴東地區(qū)傳統(tǒng)采收期和前人報道相近，南溫帶采收期在10 月下旬至11月上旬，北亞熱帶在10 月中旬［21］。各地氣候條件、栽培措施、傳統(tǒng)種植經(jīng)驗等因素，其采收期略有差異，如菘藍在隴西地區(qū)最佳采收期在10 月下旬［22］，張掖民樂在11 月中下旬［23］，陜西楊凌在當年10 月至11 月中旬［21］。因此，通過灰色關(guān)聯(lián)度法評價菘藍最佳采收期是可行的，其評價結(jié)果較傳統(tǒng)單純依靠產(chǎn)量或單一藥用成分指標更加全面和可靠。