不同生態(tài)種植區(qū)黃精形態(tài)指標(biāo)與品質(zhì)特性分析

王 海 程 云 張遠(yuǎn)明

（1銅仁市農(nóng)業(yè)科教信息站，貴州 銅仁 554300；2銅仁市農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃研究中心，貴州 銅仁 554300；3貴州精源科技有限公司，貴州 銅仁 554100）

黃精（Polygonatum sibiricumRed.）是百合科黃精屬植物，是規(guī)定的黃精藥材的一種基源植物[1]，具有較高的藥用價值和食用價值[2-3]。黃精的根狀莖是主要的食用和藥用部位，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、健脾潤肺等功效，在抗衰老、調(diào)節(jié)免疫、調(diào)血脂以及改善記憶力等方面有一定的藥理作用[4]。黃精屬藥食同源藥材，其在研制藥物和開發(fā)保健產(chǎn)品等方面展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景[5]，隨著中藥大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對黃精的需求呈現(xiàn)出增長趨勢。近年來，貴州省大力發(fā)展中藥材產(chǎn)業(yè)，黃精種植面積逐年增加，2022 年種植面積達(dá)1.48萬hm2，形成了以梵凈山為核心、輻射松桃、江口、印江和思南等縣的黃精產(chǎn)業(yè)帶。研究表明，不同的氣候條件與地理環(huán)境會導(dǎo)致黃精植株形態(tài)及藥用部位品質(zhì)存在明顯差異[6-7]。目前，有關(guān)黃精的研究主要集中在藥材有效成分含量測定、藥理藥效、炮制方法及栽培技術(shù)等方面[8-11]，而對生態(tài)環(huán)境和黃精形態(tài)與品質(zhì)形成的相關(guān)性研究相對較少。本研究通過比較分析不同生態(tài)種植區(qū)黃精根莖品質(zhì)特性（折干率、浸出物、多糖和總灰分）和植株形態(tài)特征（株高、莖粗、地上部分固形物含量、須根數(shù)、根長、須根粗和根系固形物含量），明確黃精根莖品質(zhì)與植株形態(tài)之間的相關(guān)性，為黃精生態(tài)規(guī)范化栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

于7月22—30日在貴州省銅仁市梵凈山周邊黃精主產(chǎn)區(qū)的6 個黃精種植基地采集整株黃精樣品，每個基地均隨機(jī)采集3株4年生無病蟲害、形態(tài)完整的黃精植株，所有樣品經(jīng)鑒定為黃精正品，樣品采集地信息詳見表1。黃精植株采集與處理參考曹冠華等[12]、丁薪[13]的方法。

表1 樣品采集地信息

1.2 測定項目與方法

1.2.1 植株形態(tài)指標(biāo)黃精株高、根長采用直尺測量；莖粗、須根粗使用游標(biāo)卡尺測量，測量結(jié)果均保留小數(shù)點后2 位；地上部分固形物含量和根系固形物含量采用烘干法測定。

1.2.2 根莖品質(zhì)指標(biāo)黃精根莖洗凈后去除須根，用吸水紙吸干表面水分后切成薄片，準(zhǔn)確稱取鮮重，然后置于烘箱中105 ℃殺青30 min，60 ℃烘干至恒質(zhì)量后取出，待溫度降至室溫后稱取干質(zhì)量，計算折干率。浸出物、總灰分和黃精多糖含量參照文獻(xiàn)[1]中的方法進(jìn)行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS 25.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗和多重比較分析，使用R 語言分析相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)和繪制差異檢驗箱線圖，采用CANOCO 5.0 軟件進(jìn)行冗余分析（RDA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)種植區(qū)黃精根莖品質(zhì)特性

黃精根莖品質(zhì)特性分析是合理開發(fā)與利用藥用植物資源的基礎(chǔ)[14]。由圖1 可以看出，不同生態(tài)種植區(qū)黃精根莖折干率在19.69%（YD1）～26.09%（YD5），平均含量為22.40%；浸出物含量在80.18%（YD1）～93.05%（YD3），平均含量為88.09%，符合黃精浸出物含量的限量值（≥45%）規(guī)定[4]。各生態(tài)種植區(qū)黃精中的多糖含量在8.29%（YD6）～11.37%（YD2），表明不同生態(tài)種植區(qū)黃精中的多糖含量存在差異，平均含量為10.15%，符合黃精多糖的含量不得低于7%的限定。此外，各生態(tài)種植區(qū)黃精根莖總灰分含量范圍在1.52%（YD3）～3.29%（YD1），平均含量為2.34%，低于規(guī)定值（4%）。

圖1 不同生態(tài)種植區(qū)黃精根莖品質(zhì)特性比較

2.2 不同生態(tài)種植區(qū)黃精植株地上部分形態(tài)指標(biāo)

植物地上部分形態(tài)反映了其對所處生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性[11]。由圖2 可以看出，不同生態(tài)種植區(qū)黃精的株高在80.17（YD2）～246.50 cm（YD4），平均株高為149.86 cm，各種植區(qū)黃精株高表現(xiàn)為YD4＞YD5＞YD3＞YD1＞YD6＞YD2。黃精莖粗在0.867（YD1）～1.762 cm（YD2），平均莖粗為1.17 cm。各種植區(qū)黃精莖粗表現(xiàn)為YD2＞YD4＞YD3＞YD6＞YD5＞YD1。黃精地上部分固形物含量在18.85%（YD4）～24.94%（YD1），平均含量為21.60%，各種植區(qū)黃精地上部分固形物含量表現(xiàn)為YD1＞YD5＞YD3＞YD2＞YD6＞YD4。

圖2 不同生態(tài)種植區(qū)黃精地上形態(tài)指標(biāo)比較

2.3 不同生態(tài)種植區(qū)黃精植株地下部分形態(tài)指標(biāo)

植物的根系數(shù)量、長短以及根粗影響其對土壤中水分和礦物養(yǎng)分的吸收和利用，進(jìn)而影響植物生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)形成[14]。從圖3可以看出，不同生態(tài)種植區(qū)黃精須根數(shù)在144（YD4）～340（YD6）根，平均217.83 根，表明不同生態(tài)種植區(qū)黃精根系存在明顯差異，各種植區(qū)黃精須根數(shù)由高到低為YD6＞YD2＞YD5＞YD1=YD3＞YD4。根長在15.94（YD1）～24.67 cm（YD6），平均為20.95 cm，各種植區(qū)黃精根長由高到低為YD6＞YD3＞YD5＞YD4＞YD2＞YD1。須根粗在0.1519（YD1）～0.2774 cm（YD2），平均為0.1991 cm，各種植區(qū)黃精須根粗由高到低為YD2＞YD4＞YD3＞YD5＞YD6＞YD1。地下部分固形物含量在13.65%（YD2）～19.54%（YD6），平均含量為16.53%，各種植區(qū)黃精地下部分固形物含量由高到低為YD6＞YD3＞YD5＞YD4＞YD1＞YD2。

圖3 不同生態(tài)種植區(qū)黃精地下形態(tài)指標(biāo)比較

2.4 不同生態(tài)種植區(qū)黃精品質(zhì)指標(biāo)與植株形態(tài)指標(biāo)的相關(guān)性

利用關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析不同生態(tài)種植區(qū)黃精品質(zhì)指標(biāo)與植株地上、地下形態(tài)指標(biāo)之間的關(guān)系，結(jié)果如圖4 所示。黃精塊莖折干率與莖粗、地上部分固形物含量、須根數(shù)、根長、須根粗和根系固形物含量均呈正相關(guān)，而與株高呈負(fù)相關(guān)。黃精塊莖浸出物與根長呈正相關(guān)性（P＜0.01），與莖粗、須根數(shù)、根系固形物含量呈正相關(guān)性（P＜0.05），與株高、地上部分固形物含量呈負(fù)相關(guān)，這意味著黃精地上部分的快速生長，不利于黃精塊莖有效成分的累積。黃精多糖與莖粗、須根粗呈正相關(guān)性（P＜0.01），與株高呈微弱的正相關(guān)，而與須根數(shù)、根系固形物含量、地上部分固形物含量呈負(fù)相關(guān)，表明粗壯的根系和莖粗有利于同化物向塊莖運輸和積累。此外，黃精塊莖總灰分與根長呈負(fù)相關(guān)性（P＜0.01），與莖粗、須根數(shù)、根系固形物含量呈負(fù)相關(guān)，而與株高、地上部分固形物含量、須根粗呈微弱的正相關(guān)。

圖4 不同生態(tài)種植區(qū)黃精品質(zhì)特性與植株形態(tài)指標(biāo)間的相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)

2.5 不同生態(tài)種植區(qū)黃精品質(zhì)指標(biāo)與植株形態(tài)指標(biāo)的冗余性

不同生態(tài)種植區(qū)黃精品質(zhì)指標(biāo)和植株形態(tài)指標(biāo)之間的相關(guān)性冗余分析（RDA），能更直觀地反映它們之間的關(guān)聯(lián)性。從圖5 可以看出，第一排序軸和第二排序軸分別解釋了黃精品質(zhì)特性的44.43%和14.36%，其中，第一排序軸主要與莖粗、根長以及根系固形物含量的相關(guān)性較好；第二排序軸主要與株高、莖粗、根數(shù)及須根粗的相關(guān)性較好。采用envfit函數(shù)檢驗每個環(huán)境因子的顯著性，結(jié)果表明，根長（r2=0.501，P=0.006）和須根粗（r2=0.478，P=0.008）對黃精品質(zhì)的影響有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.01）；株高（r2=0.448，P=0.014）、莖粗（r2=0.448，P=0.014）、根數(shù)（r2=0.441，P=0.015）及根系固形物含量（r2=0.344，P=0.047）對黃精品質(zhì)影響有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05）。

圖5 不同生態(tài)種植區(qū)黃精品質(zhì)指標(biāo)與植株形態(tài)指標(biāo)間的冗余分析

3 結(jié)論與討論

黃精的藥用價值與其所含的化學(xué)成分含量密切相關(guān)[15]。折干率在一定程度上能反映黃精根莖中干物質(zhì)狀況，一般折干率越高，說明黃精生長代謝越旺盛[16]，本研究結(jié)果表明，不同生態(tài)種植區(qū)黃精根莖折干率在19.69%～26.09%，其中，YD5折干率最高，YD1最低。浸出物、多糖作為評價黃精質(zhì)量的重要指標(biāo)[17-18]，按規(guī)定，黃精根莖浸出物、多糖含量分別不得低于45%、7%。各生態(tài)種植區(qū)黃精樣品中的浸出物含量在80.18%～93.05%，平均含量為88.09%；黃精多糖含量在8.29%～11.37%，平均含量為10.15%，表明不同生態(tài)種植區(qū)黃精根莖浸出物和多糖含量存在差異，總體上黃精的品質(zhì)較高，該區(qū)域適宜黃精種植。總灰分是保證藥材品質(zhì)及潔凈程度的重要依據(jù)，如果總灰分超過一定限度，說明所測樣品可能摻有外來無機(jī)物[19]。各生態(tài)種植區(qū)黃精根莖總灰分含量范圍在1.52%～3.29%，符合總灰分低于4.0%這一限量值的規(guī)定。

黃精地上、地下形態(tài)指標(biāo)是衡量植株生長狀況、營養(yǎng)狀況以及植株對土壤養(yǎng)分吸收利用能力的重要指標(biāo)[20]。株高能直觀地反映植株生長狀況，影響植物光合能力和同化物的合成，一般株高越高、植株葉片越多，植物光合作用越強(qiáng)，同化物的積累也越多[14]。植物莖對作物具有支撐和營養(yǎng)運輸?shù)墓δ埽话闱o桿越粗，對植物的支撐作用越強(qiáng)，其養(yǎng)分運輸能力也越強(qiáng)[21]。黃精地下部分根系數(shù)量及長短關(guān)系影響植株對土壤養(yǎng)分的吸收利用能力，進(jìn)而影響黃精產(chǎn)量和品質(zhì)形成[21]。本研究結(jié)果表明，不同生態(tài)種植區(qū)域黃精地上、地下部分形態(tài)指標(biāo)均存在較大差異，表明不同生態(tài)種植區(qū)氣候、海拔及土壤生態(tài)環(huán)境的差異會導(dǎo)致黃精植株生長及根系發(fā)育存在明顯差異。關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果表明，黃精根莖折干率、浸出物、多糖及總灰分含量與黃精地上、地下部分形態(tài)指標(biāo)具有較好的相關(guān)性。冗余分析結(jié)果表明，影響黃精根莖品質(zhì)特性的植株形態(tài)指標(biāo)主要有根長、須根粗、株高、莖粗、根數(shù)和根系固形物含量。說明黃精株高、莖粗以及根系數(shù)量、長短等農(nóng)藝性狀與植物生長狀態(tài)、光合能力強(qiáng)弱以及產(chǎn)、質(zhì)量高低等息息相關(guān)，在實際生產(chǎn)過程中，可以通過調(diào)控土壤水肥供應(yīng)促進(jìn)黃精根系的生長發(fā)育，進(jìn)而有利于黃精塊莖干物質(zhì)累積。

本研究比較分析了不同生態(tài)種植區(qū)黃精的根莖品質(zhì)特性和植株形態(tài)特征及其之間的相關(guān)性，為黃精生態(tài)規(guī)范化栽培提供參考。