不同透光率和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度對(duì)三七的影響

林 潔，梁增艷，趙 致，羅春麗，羅夫來(lái)，王華磊

(貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/貴州省藥用植物繁育與種植重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025)

三七[Panaxnotoginseng(Burk)F.H.Chen]是五加科人參屬多年生草本植物，常以干燥根和根莖入藥，味甘、微苦，性溫，歸肝、胃經(jīng)，有散瘀止血、消腫定痛的功效，用于治療咯血、吐血、便血、崩漏、外傷出血、胸腹刺痛、跌撲腫痛[1]。

藥用植物產(chǎn)生藥理活性的物質(zhì)通常為次生代謝產(chǎn)物[2-3]，次生代謝產(chǎn)物是植物正常生命活動(dòng)時(shí)非必需的一類小分子有機(jī)化合物，也是植物為適應(yīng)生態(tài)環(huán)境而產(chǎn)生的物質(zhì)[4]。光照強(qiáng)度是影響植物次生代謝產(chǎn)物合成、積累的重要因子[5]。目前，關(guān)于2年生三七遮陰栽培適宜透光率的研究較多，李婕[6]通過(guò)三七生長(zhǎng)特性、生理特性、產(chǎn)量及品質(zhì)對(duì)光的響應(yīng)情況，確定最適透光率為24.5%；羅美佳[7]證明，透光率為16%時(shí)，三七地下部總皂苷含量最大，為4.75%，且根生物量積累較多；王靜等[8]得出，透光率為9.2%～13.5%對(duì)三七的生長(zhǎng)及品質(zhì)更有益；匡雙便等[9]對(duì)1年生三七和2年生三七進(jìn)行透光率相關(guān)研究，結(jié)果表明，透光率為11.8%時(shí)更利于根系生長(zhǎng)。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是類似植物激素活性的人工合成農(nóng)藥，可調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)，改善品質(zhì)[10]，不同質(zhì)量濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)植物生長(zhǎng)的影響不同[11]。24-表蕓苔素內(nèi)酯(24-epibrassinolide，EBR)是我國(guó)批準(zhǔn)登記的一種新型植物內(nèi)源激素，其生理活性強(qiáng)，可促進(jìn)根系發(fā)達(dá)，增強(qiáng)光合作用，提高作物葉綠素含量等。目前，蕓苔素內(nèi)酯在水果、蔬菜及糧食作物上運(yùn)用較廣泛，包括葡萄[12]、黃瓜[13]、甜瓜[14]、柑橘[15]、水稻[16]、玉米[17]等。鑒于前人對(duì)3年生三七透光率的研究較少，而不同生長(zhǎng)年限三七的發(fā)育狀況不盡相同；同時(shí)考慮到EBR能夠促進(jìn)植株根系生長(zhǎng)[18]，但在中藥材中運(yùn)用較少，研究不同透光率及不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)3年生三七的影響，旨在進(jìn)一步完善三七栽培措施，滿足市場(chǎng)對(duì)三七的大量需求。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概括和供試材料

試驗(yàn)在貴州省盤州市丹霞鎮(zhèn)三七示范基地進(jìn)行，該區(qū)域位于北緯25°38′30″、東經(jīng)104°32′07″，屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫12～15 ℃，海拔1 900 m左右，年降水量1 200～1 500 mm；土壤pH值6.44，有機(jī)質(zhì)含量30.77 mg/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為5.48、13.0、140 mg/kg。該地塊前茬作物為玉米，種植三七種苗前，全面深翻，起壟高30 cm、寬2 m，壟間溝寬30 cm，長(zhǎng)度依地形而定。三七種苗于2017年12月購(gòu)自云南文山三七種苗基地。

1.2 試驗(yàn)儀器

主要儀器設(shè)備：Waterse2695高效液相色譜儀(e2695-2489UV檢測(cè)器，奧特世科技有限公司)、萬(wàn)分之一天平(奧萊斯儀器有限公司制造，AR224CN)、電子天平(福州華志科學(xué)儀器有限公司，HZT-A500)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2019年，3年生三七進(jìn)入休眠期時(shí)，搭建遮陽(yáng)網(wǎng)進(jìn)行遮陰，設(shè)計(jì)形成的透光率分別為57.31%、31.61%、18.90%、11.44%、8.04%，直至采收。其他進(jìn)行常規(guī)田間管理。在11月底統(tǒng)一采收，測(cè)定各農(nóng)藝指標(biāo)、品質(zhì)和產(chǎn)量。

采取葉面噴灑的方法探究不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)3年生三七品質(zhì)、產(chǎn)量的影響，設(shè)置5個(gè)質(zhì)量濃度EBR處理，分別為0.05、0.20、0.40、0.80、1.60 mg/L，同時(shí)以清水作空白對(duì)照(EBR質(zhì)量濃度為0)，共6個(gè)處理，每個(gè)處理4.3 m2，3次重復(fù)。于2019年三七出苗后、蕾薹期各噴灑1次，期間采取常規(guī)田間管理，11月底采收，測(cè)定各農(nóng)藝指標(biāo)、品質(zhì)和產(chǎn)量。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 農(nóng)藝指標(biāo) 采用直尺測(cè)量莖基部至葉柄分支處的距離作為株高；采用游標(biāo)卡尺量取剛出土位置的莖直徑作為莖粗；采用直尺測(cè)量莖頂端至小葉的長(zhǎng)度為葉柄長(zhǎng)；采用直尺測(cè)定三七小葉中葉的長(zhǎng)和寬，采用SPAD儀測(cè)定葉綠素的相對(duì)含量；采用電子天平稱定三七地上及地下部分的鮮質(zhì)量。

1.4.2 品質(zhì) 三七地下部分置于烘箱中105 ℃殺青15 min，60 ℃烘干至恒質(zhì)量，采用烘干法測(cè)定三七水分含量，利用高溫?zé)胱茰y(cè)定其灰分含量，利用甲醇熱浸法測(cè)定浸出物含量，采用高效液相色譜法檢測(cè)其三七皂苷R1、人參皂苷Rg1及人參皂苷Rb1含量。

供試品溶液配制：精密稱取三七粉末[過(guò)6號(hào)篩，孔篩內(nèi)徑(105±6.6)μm]0.6 000 g放置三角瓶中，精密加入50 mL甲醇，稱質(zhì)量，放置過(guò)夜，在80 ℃恒溫水浴鍋上回流2 h，補(bǔ)足質(zhì)量，搖勻過(guò)濾，濾液即為供試品溶液。

色譜條件：色譜柱Wateas WAT054275 SB-C18(4.6 mm×250 mm，5.0 μm)，柱溫25 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)203 nm；流動(dòng)相為乙腈(A)-水(B)，洗脫梯度為0～5 min，25%～35%A；5～15 min，35%～40%A；15～25 min，40%～25%A；進(jìn)樣量10 μL，流速1 mL/min。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，用DPS 7.05進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同透光率對(duì)3年生三七生長(zhǎng)、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

2.1.1 農(nóng)藝指標(biāo) 由表1可見(jiàn)，透光率對(duì)三七農(nóng)藝指標(biāo)有顯著影響。透光率為11.44%時(shí)，三七葉綠素相對(duì)含量最高，為58.14；透光率為31.61%時(shí)，葉綠素相對(duì)含量顯著低于透光率為18.90%和11.44%處理，透光率為57.31%、18.90%、11.44%、8.04%時(shí)，葉綠素相對(duì)含量差異不顯著。透光率為8.04%和18.90%時(shí)，三七株高顯著高于其他處理，較透光率57.31%處理分別增加27.8%和21.7%。不同透光率下三七莖粗無(wú)顯著差異。透光率為8.04%和57.31%時(shí)，三七葉柄長(zhǎng)分別最大和最低，相差1.53 cm。不同透光率對(duì)三七中葉長(zhǎng)和中葉寬的影響相似，透光率為18.90%時(shí)，中葉長(zhǎng)和中葉寬均最大，分別為14.06、4.67cm，顯著高于透光率57.31%和31.61%處理。中葉寬在透光率為8.04%、31.61%、57.31%時(shí)無(wú)顯著差異。透光率為57.31%時(shí)，根冠比最大(2.03)，透光率為8.04%時(shí)根冠比(1.62)顯著小于其他透光率處理；透光率為57.31%、31.61%、18.90%、11.44%時(shí)，根冠比差異不顯著?？梢?jiàn)，3年生三七在透光率18.90%條件下長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)較好。

表1 不同透光率對(duì)三七農(nóng)藝指標(biāo)的影響Tab.1 Effects of different transmittance on the agronomic indexes of Panax notoginseng

2.1.2 品質(zhì)及產(chǎn)量 利用Wateas液相檢測(cè)各處理三七的品質(zhì)，對(duì)其精密度、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、加樣回收率進(jìn)行考察，其中精密度考察結(jié)果顯示，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1含量的RSD值分別為0.89%、0.57%、0.69%，表明儀器精密度良好。

穩(wěn)定性考察：取同一份供試品分別放置0、1、2、4、8、12、24、48 h進(jìn)行測(cè)定，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1含量的RSD值分別為2.51%、1.14%、2.90%，表明三七各皂苷穩(wěn)定性良好。

重現(xiàn)性考察：取3份樣品，按同樣的方法進(jìn)行供試溶液制備，同一色譜條件下檢測(cè)，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1含量的RSD值分別為1.31%、0.93%、1.12%，表明三七皂苷的提取方法合理。

加樣回收率：取已知含量的三七供試品溶液5 mL及已知含量的三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1的混標(biāo)1 mL，測(cè)定皂苷含量計(jì)算加樣回收率(表2)，結(jié)果表明,樣品損失程度較低，檢測(cè)結(jié)果可信度高。以下有關(guān)皂苷檢測(cè)均參照此色譜條件。

表2 各皂苷的加樣回收率Tab.2 The average recovery of saponins

由表3可見(jiàn)，不同透光率對(duì)三七水分、總灰分、浸出物、三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1及總皂苷含量的影響無(wú)顯著差異；產(chǎn)量受透光率影響較大。水分和總灰分含量在透光率為8.04%時(shí)最高，浸出物含量在11.44%時(shí)最高。透光率為31.61%時(shí)，三七皂苷R1、人參皂苷Rb1及總皂苷含量最高；透光率為57.31%時(shí)，三七皂苷R1、人參皂苷Rb1、總皂苷含量最低；人參皂苷Rg1含量在透光率為8.04%時(shí)最低，值分別為3.95%；人參皂苷Rg1含量在透光率為18.90%時(shí)最高，為4.13%。透光率為18.90%時(shí)，三七產(chǎn)量最高，為53.86 g/株，顯著高于其他透光率處理；透光率為31.61%時(shí)，三七產(chǎn)量最低，為40.64 g/株；透光率為57.31%、31.61%、11.44%和8.04%時(shí)，三七產(chǎn)量無(wú)顯著差異。品質(zhì)和產(chǎn)量結(jié)果表明，透光率對(duì)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響相反，相對(duì)較高品質(zhì)的透光率下，產(chǎn)量略低。

表3 不同透光率對(duì)三七品質(zhì)和產(chǎn)量的影響Tab.3 Effects of different transmittance on quality and yield of Panax notoginseng

2.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)3年生三七生長(zhǎng)及品質(zhì)產(chǎn)量的影響

2.2.1 農(nóng)藝指標(biāo) 由表4可見(jiàn)，不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)三七葉綠素相對(duì)含量、株高、葉柄長(zhǎng)及根冠比產(chǎn)生顯著影響，對(duì)莖粗、中葉長(zhǎng)及中葉寬無(wú)顯著影響。EBR質(zhì)量濃度為0.40 mg/L時(shí)，三七葉綠素相對(duì)含量(47.21)顯著高于EBR質(zhì)量濃度0.05 mg/L處理(42.21)；EBR質(zhì)量濃度為0(清水對(duì)照)、0.20、0.80、1.60 mg/L時(shí)，葉綠素相對(duì)含量無(wú)顯著差異。EBR質(zhì)量濃度為0.05 mg/L時(shí)，三七株高(32.41 cm)顯著高于EBR質(zhì)量濃度0、0.40、1.60 mg/L處理(分別為28.91、28.93、28.09 cm)。EBR質(zhì)量濃度為1.60、0.80 mg/L時(shí)，三七莖粗分別最大(7.86 mm)、最小(7.30 mm)。EBR質(zhì)量濃度為0.20 mg/L時(shí)，三七葉柄長(zhǎng)(10.36 cm)顯著大于EBR 0.40 mg/L處理(9.10 cm)。EBR質(zhì)量濃度為0.80、0 mg/L時(shí)，中葉長(zhǎng)分別最大(13.26 cm)、最小(12.18 cm)。EBR質(zhì)量濃度為0.05 mg/L時(shí)中葉寬最大(4.33 cm)，為1.60 mg/L時(shí)最小(4.08 cm)。EBR質(zhì)量濃度為0.05 mg/L時(shí)根冠比最大(2.15)，為0.20 mg/L時(shí)最小(1.70)。結(jié)果表明，EBR質(zhì)量濃度為0.05、0.20、0.40 mg/L時(shí)三七各農(nóng)藝指標(biāo)值相對(duì)較大，長(zhǎng)勢(shì)較好。

表4 不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)三七農(nóng)藝指標(biāo)的影響Tab.4 Effects of different concentrations of EBR on the agronomic index of Panax notoginseng

2.2.2 品質(zhì)和產(chǎn)量 表5表明，不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)三七總皂苷含量無(wú)顯著差異，但對(duì)其余各指標(biāo)均有顯著影響。不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)三七水分和總灰分含量的影響相似，均表現(xiàn)為EBR 0.05 mg/L時(shí)最大。EBR質(zhì)量濃度為0、0.20、0.80、1.60 mg/L時(shí)三七水分含量無(wú)顯著差異。EBR質(zhì)量濃度為0、0.40、0.80、1.60 mg/L時(shí)，三七總灰分含量顯著低于0.05 mg/L EBR處理，其中0.80 mg/L EBR處理三七灰分含量最低(3.44%)。EBR質(zhì)量濃度為0 mg/L時(shí)，三七浸出物含量顯著高于其他質(zhì)量濃度處理；EBR質(zhì)量濃度為0.40、0.80、1.60 mg/L時(shí)，浸出物含量差異不顯著，且顯著低于0.20 mg/L EBR處理。

不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)三七各皂苷含量影響不同，EBR質(zhì)量濃度為1.60、0.80、0.20 mg/L時(shí)，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1和人參皂苷Rb1含量分別最高；EBR質(zhì)量濃度為0、0、0.40 mg/L時(shí)，三七以上3種皂苷含量分別最低。三七皂苷R1含量在EBR質(zhì)量濃度為0、0.40、0.80 mg/L時(shí)無(wú)顯著差異，EBR濃度為0.05、0.20 mg/L時(shí)皂苷R1含量顯著高于0.40 mg/L EBR處理，均顯著低于1.60 mg/L EBR處理。EBR質(zhì)量濃度為0 mg/L時(shí)，人參皂苷Rg1含量顯著低于0.80 mg/L EBR處理，其他各濃度處理無(wú)顯著差異。EBR質(zhì)量濃度為0.40、0.05、0.80、1.60 mg/L時(shí)，人參皂苷Rb1含量顯著低于0.20 mg/L EBR處理。EBR質(zhì)量濃度為0.20 mg/L時(shí)總皂苷含量最高(7.34%)，EBR質(zhì)量濃度為0 mg/L時(shí)最低(6.04%)。

表5 不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)三七品質(zhì)和產(chǎn)量的影響Tab.5 Effects of different concentrations of EBR on the quality and yield of Panax notoginseng

EBR質(zhì)量濃度為0.80 mg/L時(shí)，三七單株產(chǎn)量最高(46.98 g)，與0.40、1.60、0.05 mg/L EBR處理差異不顯著，但顯著高于0、0.20 mg/L EBR處理；EBR質(zhì)量濃度為0.20 mg/L時(shí)，三七單株產(chǎn)量最低(39.26 g)?？梢?jiàn)，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑EBR能夠提高三七的品質(zhì)與產(chǎn)量，各指標(biāo)達(dá)最高時(shí)的EBR質(zhì)量濃度不同。

3 結(jié)論與討論

3.1 光照強(qiáng)度對(duì)三七的影響

光是植物合成有機(jī)物質(zhì)的能源，光照強(qiáng)度對(duì)植物光合特性及生物量的分配[19]具有顯著影響。植物可通過(guò)調(diào)節(jié)外觀形態(tài)來(lái)適應(yīng)光照條件，萬(wàn)小燕[20]研究證明，在遮光條件下，涼粉草、牛耳峰和水田七株高和葉柄變長(zhǎng)；王靜等[8]和陳黎明等[21]研究表明，在低透光率下，2年生三七植株更高，莖粗隨透光率的增加而增大；匡雙便等[9]研究表明，低透光率抑制生物量積累，三七根冠比減??；有研究[22]表明，遮光會(huì)使水稻根冠比降低，本研究與上述結(jié)果相似。3年生三七在透光率為8.04%時(shí)，株高最高，根冠比最小，地下部分產(chǎn)量較低，莖粗在透光率從8.04%增加至31.61%過(guò)程中逐漸增大，表明三七雖為喜陰植物，但光照過(guò)低不利于生長(zhǎng)，與左端陽(yáng)等[23]的觀點(diǎn)一致。在不同光照條件下三七皂苷含量不同，這可能是由于光合產(chǎn)物在物質(zhì)代謝和能量代謝中的分配有相應(yīng)的聯(lián)系[24]，本研究表明，光照強(qiáng)度對(duì)3年生三七各品質(zhì)指標(biāo)未產(chǎn)生顯著影響，但含量存在差異，三七皂苷R1、人參皂苷和總皂苷含量在透光率為18.90%和31.61%時(shí)較大，三七總皂苷含量在高透光率57.31%和低透光率8.04%條件下較低，3年生三七單株產(chǎn)量在透光率18.90%時(shí)顯著高于其他透光處理，由此表明，透光率為18.90%更適宜3年生三七地下部分生物量與皂苷的積累。

3.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑EBR對(duì)三七的影響

自1970年從油菜花粉中發(fā)現(xiàn)蕓苔素內(nèi)酯，到目前為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)70余種，其中EBR活性較高。蕓苔素內(nèi)酯是以甾醇為骨架的類似植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的物質(zhì)，在植物不同生育時(shí)期均能發(fā)揮作用，研究表明，蕓苔素內(nèi)酯能改變植物外觀形態(tài)[25]、提高品質(zhì)[26]、增加產(chǎn)量[27]，其不同濃度[28]對(duì)植物生長(zhǎng)的影響不同。本研究中，不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)3年生三七葉綠素相對(duì)含量、株高、葉柄長(zhǎng)及根冠比產(chǎn)生顯著影響，噴施一定質(zhì)量濃度的EBR能夠提高三七葉綠素含量、促進(jìn)三七生長(zhǎng)發(fā)育，符合EBR在植物生產(chǎn)中的作用[29]。不同質(zhì)量濃度EBR對(duì)三七中各皂苷累積規(guī)律及單株產(chǎn)量的影響不同，三七皂苷R1含量在EBR質(zhì)量濃度為1.60 mg/L時(shí)顯著高于其他質(zhì)量濃度處理；人參皂苷Rg1含量在0.80 mg/L EBR處理時(shí)最高，顯著高于清水對(duì)照；人參皂苷Rb1含量在0.20 mg/L EBR處理時(shí)最高，與清水對(duì)照差異不顯著，但顯著高于其他濃度EBR處理；總皂苷含量在不同濃度EBR處理下差異不顯著，但在0.20、0.80 mg/L EBR處理時(shí)較高；單株產(chǎn)量在EBR質(zhì)量濃度0.20 mg/L時(shí)顯著低于其他處理，0.40、0.80、1.60 mg/L EBR處理單株產(chǎn)量均顯著高于清水對(duì)照，以0.80 mg/L EBR處理最高。綜上所述，與清水對(duì)照相比，施用EBR使3年生三七總皂苷和產(chǎn)量增加，EBR質(zhì)量濃度為0.80 mg/L時(shí)，提質(zhì)增產(chǎn)效果最好。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑屬于農(nóng)藥，本試驗(yàn)處理噴施EBR后，其水分、灰分、浸出物及總皂苷含量等品質(zhì)指標(biāo)均符合藥典[1]規(guī)定。

3年生三七在透光率18.90%下更適宜地下部分生物量與皂苷的積累，單株產(chǎn)量為53.86 g、總皂苷含量為8.14%；EBR質(zhì)量濃度為0.80 mg/L時(shí)對(duì)三七提質(zhì)增產(chǎn)的效果最好，單株產(chǎn)量為46.98 g、總皂苷含量為7.30%。