溫度和水分對銀杏生長及次生代謝的影響

吳嬋娟

(太原市道路綠化養(yǎng)管中心，山西 太原 030001)

銀杏(GinkgobilobaL.)屬裸子植物門銀杏科銀杏屬，原產于中國，已有2.8×108年～3.5×108年的演化歷史。銀杏抗逆性強、病蟲害少、適應性廣、經濟壽命長，是我國特有的珍貴樹種，被譽為植物界的“活化石”，在經濟、生態(tài)、觀賞和科研方面具有較高的應用價值。此外，銀杏的藥用價值也得到了研究學者的廣泛關注，其在防止動脈硬化，預防心腦血管疾病，以及治療老年癡呆癥、腦老化、腦缺血等方面療效顯著。銀杏的藥用價值主要來源于次生代謝產物，這類物質是植物生命活動正常運行或者生長發(fā)育非必需的小分子有機化合物。

溫度和水分是影響植物生長的兩大環(huán)境因素，也是植物生命活動的基礎。研究表明，土壤溫度、水分的細微變化都會對植物的代謝和生長產生較大的影響。研究土壤溫度和水分對銀杏生長及次生代謝的影響，探索銀杏對環(huán)境的適應性，對釆取適宜的栽培措施具有重要的理論和實踐意義。

1 試驗設計

1.1 試驗材料

選用生長健壯、無病蟲害的1年生銀杏實生苗為供試材料，平均苗高43.9 cm，地徑8.66 mm.試驗用土為中質壤土，土壤堿解性氮含量121.66 mg/kg，有效磷含量22.54 mg/kg，速效鉀含量86.77 mg/kg.

1.2 試驗設計

盆栽試驗于2018年進行，試驗設置2個溫度處理，分別為T1:最高溫25 ℃，最低溫15 ℃；T2:最高溫35 ℃，最低溫25 ℃.2個水分處理，田間持水量分別為S1：55%～60%；S2：40%～45%.共計4個處理組合，每個處理組合設3次重復。盆栽容器直徑為19 cm，高16 cm，每盆種植苗木2株。于6月22日，將盆栽苗木移入人工氣候室控制溫度，土壤含水量控制方法用稱重法，每天補充蒸發(fā)和吸收水分，并觀察銀杏幼苗生長狀況。處理時間為 40 d，處理完成后進行測定。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 株高和地徑的測定

每處理隨機選擇3株，在處理完成后，用刻度尺測定幼苗基部到頂端部分的株高，游標卡尺測定距離地面2 cm處的地徑，并做好記錄。

1.3.2 干物質量的測定

先將盆土澆透水，然后將銀杏幼苗整株取出，用清水洗凈，吸干植株表面水分。之后將根系、莖稈和葉片分別取下，放入烘箱中，105 ℃殺青10 min，60 ℃烘干至恒重，稱重，分別記錄根、莖、葉的干物質量。

1.3.3 葉片次生代謝產物的測定

槲皮素、山奈酚素和異鼠李素采用索氏提取法提取，用高效液相色譜測定其含量，以C18柱為色譜柱，以甲醇與0.4%磷酸(體積比為 50∶65)溶液為流動相，檢測波長為 360 nm.萜內酯采用索氏提取法提取，高效液相色譜測定，以C18柱為色譜柱，以甲醇、四氫呋喃、水(體積比為25∶10∶65)溶液為流動相，蒸發(fā)光散射檢測器檢測。

1.4 數據分析

用Excel 2010進行數據整理，用SPSS 24.0分析數據。

2 結果與分析

2.1 溫度和水分對銀杏生長的影響

銀杏生長量能夠直接反應植株對環(huán)境的適應能力，是植株生長情況的直觀指標。溫度和水分對銀杏生長的影響見表1.

表1 溫度和水分對銀杏生長的影響

由表1可知，溫度和水分處理能夠顯著影響銀杏生長。其中，T1處理下的株高均高于T2處理；且在同一溫度處理下，S1株高顯著低于S2，各處理間差異均顯著。地徑變化趨勢和株高相似，但T1S1處理和T2S2處理差異不顯著。干物質變化趨勢和地徑相似，在同一溫度處理下，S1干物質量顯著低于S2，各處理間差異均顯著。

2.2 溫度和水分對銀杏次生代謝的影響

溫度和水分對銀杏次生代謝的影響見表2.

表2 溫度和水分對銀杏次生代謝的影響 mg/g

由表2可知，溫度和水分能夠顯著影響銀杏次生代謝產物。其中，槲皮素在T2溫度時高于T1；在同一溫度處理下，S1顯著高于S2，T1S1和T2S2處理沒有顯著差異，其它處理間差異均顯著。山奈酚含量在 T1 溫度時高于T2；在同一溫度處理下，S1顯著高于S2，處理間差異均顯著。異鼠李素在各處理間沒有顯著差異?？傸S酮含量變化趨勢和槲皮素變化趨勢相似，各處理間差異均顯著?？傒苾弱ズ吭?T2 溫度時高于T1；在同一溫度處理下，S2顯著高于S1，各處理間差異均顯著。

3 討論與結論

1) 溫度和水分是影響植物生長的關鍵因素，只有在一定的溫度和水分條件下，植物的一系列生命活動才能正常進行，植物才能夠正常生長。呂曉敏等研究結果表明，增加溫度和降水量能增加根和葉的生物量。張素瑜等研究表明，適宜的土壤水分能夠提高作物吸收水肥的能力，提高作物的水分利用率。本研究結果表明，溫度和水分處理能夠顯著影響銀杏生長。其中，在最高溫25 ℃，最低溫15 ℃處理下株高、地徑和干物質量均高于最高溫35 ℃，最低溫25 ℃處理；且在同一溫度處理下，土壤含水量為55%～60%處理的株高、地徑和干物質量顯著低于土壤含水量為40%～45%處理?？赡苁怯捎谠谧罡邷?5 ℃，最低溫15 ℃，土壤含水量40%～45%時，促進了根系的生長，有利于植物對物質和水分的吸收，從而增加了銀杏株高、地徑和干物質積累量。還有可能是在此溫度下，銀杏體內的酶活性達到最大值，能夠有效催化植株體內物質的代謝、合成和轉運，從而有利于植株生長和物質積累。在40%～45%含水量條件下，保證了銀杏幼苗充足的水分，既不會因為水分缺乏而造成生長緩慢，也不會因為水分過多造成水分脅迫。因此，有利于銀杏的生長。

2) 本研究結果表明，溫度和水分能夠顯著影響銀杏次生代謝產物，槲皮素和總黃酮含量在最高溫35 ℃，最低溫25 ℃時高于最高溫25 ℃，最低溫15 ℃時；山奈酚含量則相反。槲皮素和山奈酚在土壤含水量55%～60%處理下高于40%～45%處理。可能是由于在不同的溫度條件下，合成次生代謝產物的酶活性受到影響，從而使得次生代謝產物含量存在差異。同時，適宜的水分條件有利于物質的轉運和積累。異鼠李素在各處理間沒有顯著差異，可能是溫度和水分對異鼠李素的合成過程沒有影響。因此，總體看來，最高溫25 ℃，最低溫15 ℃，土壤含水量為40%～45%時，銀杏長勢較好；在最高溫35 ℃，最低溫25 ℃，土壤含水量為55%～60%時，槲皮素和總黃酮含量較高；最高溫35 ℃，最低溫25 ℃，土壤含水量為40%～45%時，總萜內酯含量較高。