土壤水分脅迫對走馬胎生長及總皂苷的影響

周澤建 應(yīng)啟圍

（廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545004）

走馬胎（Ardisia giantifoliaStaf）為紫金?？谱辖鹋俣嗄晟」嗄?，富含皂苷、多糖、生物堿等，對壯筋活絡(luò)、生肌化毒、活血止痛等方面有特效，是壯族、瑤族、侗族習(xí)用藥材。［1］隨著藥材市場需求的增加，不合理的野生資源采掘現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致走馬胎野生資源日益匱乏［2］。為保護走馬胎野生資源，避免不合理采掘?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境的影響，走馬胎人工栽培研究的開展具有十分重要意義。前人對走馬胎人工栽培研究多集中在光照、土壤營養(yǎng)元素、無性繁殖方面［2-7］，有關(guān)土壤水分方面的研究尚未見報道。但是土壤水分是植物生長發(fā)育的三大重要生態(tài)因子之一，對維持植物形態(tài)和功能具有重要作用，嚴(yán)重影響著植物的生長發(fā)育［8，9］。當(dāng)土壤環(huán)境中缺水時，植物會出現(xiàn)形態(tài)和生理生化等方面的變化，以便適應(yīng)水分脅迫［10-12］。研究顯示，植物遇到水分脅迫，生長受到抑制，株高和葉面積減少，以減少生長量為生態(tài)策略抵御或降低干旱的傷害，保證正常生長發(fā)育。［13］土壤水分如何影響走馬胎生長、生物量的分配和活性成分的積累是栽培過程中必需考慮的問題。本文通過土壤水分控制實驗，探索走馬胎栽培所需適宜土壤水分條件，為林農(nóng)種植走馬胎提供灌溉依據(jù)，助力鄉(xiāng)村振興。

1 試驗地概況

實驗設(shè)在廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院林業(yè)工程學(xué)院溫室大棚進行。大棚內(nèi)溫度10~38℃，相對濕度50%~80%。

2 材料與方法

2.1 材料

本實驗的主要材料是一年生走馬胎幼苗，來自廣西壯族自治區(qū)防城港市，其基徑5.00±0.58 mm，株高20.43±1.10 cm。盆栽土采用無污染黃壤與0.5 kg 有機肥混合而成，黃壤的理化性質(zhì)如下：壤土、pH 值5.5、孔隙度56%、速效鉀365 mg/kg、速效磷21 mg/kg、水解氮116 mg/kg、有機質(zhì)19 g/kg。

2.2 方法

2.2.1 實驗設(shè)計

本實驗在廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院林業(yè)工程學(xué)院溫室大棚進行，采用盆栽的方法，運用單元素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)計3 個土壤水分脅迫梯度：對照組（土壤相對含水量75%~80%，簡稱CK）、輕度干旱（土壤相對含水量45%~50%，簡稱QH）、嚴(yán)重干旱（土壤相對含水量25%~30%，簡稱YH）。每個水分梯度重復(fù)三次，每次重復(fù)10株，采用盆栽方式栽培，每盆栽一株，累計90盆、90 株。在2022 年5 月3 日，選擇苗高、大小一致的一年生走馬胎幼苗移栽到塑料盆中，盆的規(guī)格為19 cm×14 cm×17 cm，盆內(nèi)裝2 kg 無污染黃壤和0.5 kg 有機肥，累計栽培150 盆。返苗后100 天，選擇株高、基徑一致的走馬胎苗90 株進行控水實驗，其株高為20.43±1.10 cm，基徑為5.00±0.58 mm。水分脅迫處理前各塑料盆中土壤相對含水量基本達到飽和，停止?jié)菜M行自然干旱，通過稱盆重的方法測量各盆的水分情況［14］，使各處理的土壤相對含水量達到75%~80%、45%~50%、25%~30%。水分梯度形成后，每隔1 天在傍晚通過稱重盆重補充水分，連續(xù)控水120 天，于2022 年12 月8 日收獲，測量株高、基徑、葉片數(shù)、葉面積以及各部分的生物量。

2.2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)初步處理采用Excel2022 對原始數(shù)據(jù)進行簡單數(shù)據(jù)分析，采用SPSS19.0 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，利用General Linear Model ANOVA 分析走馬胎株高、基徑及生物量的方差分析，應(yīng)用LSD 法進行各處理之間顯著性分析。

3 結(jié)果與分析

2022 年8 月16 日停止?jié)菜M行自然干旱，通過稱重法監(jiān)測土壤相對含水量。8 月30 日后 ，嚴(yán)重干旱處理組走馬胎全部萎蔫枯死，說明走馬胎不屬于耐旱植物。其株高、基徑以及生物量的數(shù)值均為0。

3.1 水分脅迫對走馬胎株高、基徑的影響

水分脅迫對走馬胎株高、基徑的影響如圖1 所示。由A 圖顯示，隨著土壤水分的減少，走馬胎的株高呈現(xiàn)顯著降低的趨勢（P＜0.05）。CK 走馬胎株高為26.6 cm，與輕度干旱處理比較，高了14.87%，存在差異顯著（P＜0.05）。輕度干旱的走馬胎株高與嚴(yán)重干旱存在極顯著性差異（P＜0.01）。

圖1 水分脅迫對走馬胎株高、基徑的影響

由B 圖可知，走馬胎基徑隨著干旱程度的加深而呈極顯著減少趨勢。CK 走馬胎基徑8.09 mm，比輕度干旱5.47 mm 大了47.90%，達到了極顯著性水平（P＜0.01）。

3.2 水分脅迫對走馬胎葉片數(shù)、葉面積以及根長的影響

水分脅迫對走馬胎葉片數(shù)、葉面積、根長的影響如表1 所示。各處理之間走馬胎根長存在極顯著差異（P＜0.01），隨著水分含量的減少，走馬胎根長有先顯著增加再顯著減少的倒“V”變化。輕度干旱時，走馬胎根長是27.37 cm，比CK 長了26.25%，達到了極顯著性水平。走馬胎葉片數(shù)和葉面積隨著干旱程度的加深而呈逐漸減少的趨勢，但輕度干旱與CK 之間不存在顯著性差異。

表1 水分脅迫對走馬胎葉片數(shù)、葉面積、根長的影響

3.3 水分脅迫對走馬胎生物量的影響

水分脅迫對走馬胎生物量的影響如表2 所示，走馬胎生物量隨著土壤水分的減少而呈降低的趨勢。CK 生物量為13.99 g，與輕度干旱比較，多了88.54%，存在極顯著差異（P＜0.01）。隨著干旱的加劇，走馬胎根干重、葉干重、莖干重均呈顯著降低的趨勢（P＜0.01），CK、輕度干旱、嚴(yán)重干旱三種處理之間均存在極顯著性差異（P＜0.01）。

表2 水分脅迫對走馬胎生物量的影響

3.4 水分脅迫對走馬胎生物量分配的影響

水分脅迫對走馬胎生物量分配的影響如表3 所示，隨著干旱程度的加深，根重比出現(xiàn)先稍微增加再顯著下降的倒“V”變化（P＜0.01），而葉重比和莖重比均呈現(xiàn)下降的趨勢。與CK 比較，輕度干旱時走馬胎根重比增加了15.38%，而葉重比、莖重比分別減少了5.71%和5.13%，均沒有達到顯著性水平。

表3 水分脅迫對走馬胎生物量分配的影響

3.5 水分脅迫對總皂苷含量的影響

水分脅迫對總皂莢含量的影響見圖2，隨著土壤水分脅迫的加深，走馬胎總皂苷含量呈現(xiàn)先極顯著增加再極顯著下降的倒“V”型變化（P＜0.01）。輕度干旱時走馬胎總皂苷含量為75.86 mg/g，為最大值，與處理CK 比較，增加了30.19%，達到了極顯著水平（P＜0.01）。

圖2 水分脅迫對總皂苷含量的影響

3.6 水分脅迫下走馬胎生長與生物量分配、總皂苷的相關(guān)性

水分脅迫下走馬胎生長指標(biāo)與各部分生物量的相關(guān)性見表4。對走馬胎的株高、基徑、根長、葉面積與各部分生物量、總皂苷含量進行相關(guān)性分析，顯示走馬胎的株高、基徑、根長、葉面積均與總生物量、根干重、莖干重、葉干重、根重比、莖重比、葉重比存在極顯著性相關(guān)（P＜0.01）。走馬胎株高、葉面積與總皂苷存在負(fù)相關(guān)，但沒有達到顯著性水平；總皂苷與基徑存在顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與根長存在極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。

表4 水分脅迫下走馬胎生長指標(biāo)與各部分生物量的相關(guān)性

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

土壤水分是植物生長的必要生態(tài)因子，顯著影響植物生長發(fā)育。當(dāng)水分虧缺時，植物細(xì)胞的伸長受到抑制［15］，導(dǎo)致莖節(jié)生長緩慢，致使植物株高、基徑下降［16］。研究表明，走馬胎受到水分脅迫時，植物的株高、基徑以及生物量顯著下降，這與大部分學(xué)者研究成果一致。［17］因此，通過調(diào)節(jié)生長形態(tài)來適應(yīng)土壤水分脅迫。

本研究表明，水分脅迫提升走馬胎的總皂苷含量，這與劉喬斐［18］等研究成果一致，這可能是走馬胎通過積累次生代謝產(chǎn)物來抵御干旱脅迫［19］。土壤相對含水量45%~50%時，與土壤相對含水量75%~80%時比較，走馬胎生物量降低了46.96%，而總皂苷只增加了30.19%。因此，種植走馬胎時以土壤相對含水量75%~80%為宜，此時生物量大，活性成分含量較高，效益佳。

4.2 結(jié)論

隨著水分脅迫程度的加深，走馬胎的株高、基徑、生物量呈現(xiàn)減少的趨勢。因此，種植走馬胎時，要加強土壤水分管理，以土壤相對含水量75%~80%為宜。