杉木林下七葉一枝花各器官的主要養(yǎng)分含量及其分配特征

潘江靈 柏明娥 徐梁

摘要 ［目的］了解和掌握七葉一枝花Paris polyphylla Smith var.chinensis花期各器官的養(yǎng)分含量及其分配特征，為其林下栽培和養(yǎng)分管理提供科學(xué)依據(jù)。［方法］以杉木Cunninghamia lanceolata林下人工種植的七葉一枝花為研究對(duì)象，于花期進(jìn)行采樣，統(tǒng)計(jì)分析各器官的N、P、K、Ca、Mg等主要養(yǎng)分含量、分配特征及各養(yǎng)分含量間的相關(guān)性。［結(jié)果］七葉一枝花各器官中的N含量從高到低依次為葉、花、須根、塊莖、莖，葉中N含量最高達(dá)29.61 g/kg；P含量從大到小依次為花、葉、須根、塊莖、莖，花中P含量最高達(dá)4.75 g/kg；鉀含量從大到小依次為葉、花、莖、須根、塊莖，葉中K含量最高達(dá)25.23 g/kg；Ca含量從大到小依次為塊莖、須根、莖、葉、花，塊莖中Ca含量最高達(dá)4.75 g/kg；Mg含量從大到小依次為葉、花、須根、塊莖、莖，葉中Mg含量最高達(dá)3.11 g/kg；七葉一枝花各器官養(yǎng)分含量從大到小依次為N、K、Ca、Mg、P；各器官養(yǎng)分含量間除了塊莖中的N與Mg呈顯著負(fù)相關(guān)外（P<0.05），其余指標(biāo)間的相關(guān)性均未達(dá)顯著水平。［結(jié)論］七葉一枝花花期各器官的養(yǎng)分含量主要集中在葉和花中，N和P可能是限制七葉一枝花生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)元素。

關(guān)鍵詞 七葉一枝花；器官；養(yǎng)分含量；分配特征

中圖分類號(hào) S567.23+9? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2024）03-0099-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.03.023

Content and Distribution Characteristics of Main Nutrients in Each Organ of Paris polyphylla Smith var. chinensis Under-forest of Cunninghamia lanceolata

Abstract ［Objective］To understand the main nutrients content and distribution characteristics in each organ of Paris polyphylla Smith var.chinensis during flowering period in order to provide scientific basis for understory cultivation and nutrient management.［Method］With Paris polyphylla Smith var.chinensis of under-forest the Cunninghamia lanceolata as the research object，samples were collected at flowering stage， and the content and distribution characteristics and their correlation of main nutrients in each organ were analyzed.［Result］N content in each organ was ranked from high to low as leaf， flower， fibrous root， tuber， stem from high to low， and the highest N content in leaf was 29.61 g/kg. P content was ranked from high to low as flower， leaf， fibrous root， tuber， stem， and the highest P content in flower was 4.75 g/kg.K content was ranked from high to low as leaf， flower， stem， fibrous root， tuber， and the highest K content in leaf was 25.23 g/kg.Ca content was ranked from high to low as tuber， fibrous root， stem， leaf， flower and the highest Ca content in tuber was 4.75 g/kg. Mg content was ranked from high to low as leaf， flower， fibrous root， tuber， stem and the highest Mg content in leaf was 3.11 g/kg. The average nutrient content of each organ of Paris polyphylla Smith var.chinensis was ranked from high to low as N， K， Ca， Mg， P. Except N and Mg contents in tuber showed significant negative correlation （P<0.05）， the rest of the correlation was not significant.［Conclusion］The nutrients in each organ of Paris polyphylla Smith var.chinensis during flowering period were mainly concentrated in the leaves and flowers.N and P may be the main nutrient elements limiting the growth of Paris polyphylla Smith var.chinensis.

Key words Paris polyphylla Smith var.chinensis;Organs; Nutrient content;Distribution characteristics

七葉一枝花Paris polyphylla Smith var.chinensis為百合科Liliaceae重樓屬Paris多年生草本植物華重樓的別稱［1-2］，因其外形特征具有一個(gè)莖、一輪葉、頂生一朵花而得名，其根莖呈結(jié)節(jié)狀扁圓柱形，略彎曲，具有消腫止痛、清熱解毒、定驚涼肝等功效，是一種重要的稀缺中藥材，在我國(guó)具有悠久的藥用歷史［3］。七葉一枝花主要分布于四川、云南、江蘇、安徽、浙江、江西、湖南、湖北、福建、廣西等省區(qū)，一般生于海拔400～1 500 m的山谷常綠闊葉林、竹林、雜木林、灌木叢下、陰坡林緣等濕潤(rùn)且陰蔽度較大的地帶，是典型的陰生植物［4-5］。由于七葉一枝花的根狀莖生長(zhǎng)緩慢，近幾年隨著市場(chǎng)對(duì)其需求量的增大，大量野生資源被過(guò)度采挖導(dǎo)致種質(zhì)資源面臨枯竭。為保護(hù)資源和解決市場(chǎng)供需矛盾問(wèn)題，七葉一枝花作為重要的林下中藥材已在多地得到推廣和應(yīng)用［6-8］。謝子芳等［9-10］分別從郁閉度、坡度、毛竹立竹數(shù)等方面開展了杉木Cunninghamia lanceolata林下和毛竹Phyllostachys edulis林下套種七葉一枝花的生長(zhǎng)效果研究，認(rèn)為七葉一枝花林下復(fù)合經(jīng)營(yíng)既有利于野生資源恢復(fù)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，又可以促進(jìn)藥用植物資源開發(fā)、調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。目前針對(duì)七葉一枝花林下栽培技術(shù)的研究主要集中于林分選擇、郁閉度控制、立地質(zhì)量、病蟲害防治等方面［11-16］，而對(duì)于林下栽培七葉一枝花的養(yǎng)分含量及分配等方面的研究報(bào)道較少。筆者以杉木林下栽培的七葉一枝花為試材，研究和分析了七葉一枝花花期各器官的主要養(yǎng)分含量、分配特征及其相關(guān)性，以期為七葉一枝花林下栽培和養(yǎng)分管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)所用七葉一枝花材料采自浙江省林業(yè)科學(xué)研究院白巖寺林區(qū)，地理位置119°59′58″E，30°10′03″N，海拔102 m，基地種植面積約2 000 m2，杉木林郁閉度0.80～0.85，坡度10°～15°，坡向東北，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，全年平均氣溫16.5 ℃，年平均濕度81％，土壤類型為紅壤。試驗(yàn)地0～20 cm土層土壤養(yǎng)分含量：全氮（TN）（1.93±0.61）g/kg、全磷（TP）（0.21±0.03） g/kg、全鉀（TK）（10.35±0.73）g/kg、有機(jī)質(zhì)（SOM）（39.61±13.05） g/kg，水解性氮（AN）（191.00±40.04） mg/kg、有效磷（AP）（4.40±1.21）mg/kg、速效鉀（AK）（69.00±7.00） mg/kg。土壤有機(jī)質(zhì)和水解性氮含量相對(duì)較高，而有效磷含量偏低，速效鉀處于中等水平，pH 4.06，為強(qiáng)酸性。

1.2 樣品采集

2022年5月中旬于七葉一枝花花期進(jìn)行采樣，于樣地內(nèi)隨機(jī)選取3個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)各取3株長(zhǎng)勢(shì)基本一致的植株進(jìn)行整株挖取，經(jīng)清洗、整理干凈后按照須根、塊莖、葉、莖、花各器官進(jìn)行分解，3株為1組作為一個(gè)重復(fù)，共3個(gè)重復(fù)。七葉一枝花系2018年人工種植，種植時(shí)為4年生小苗，種源來(lái)自浙江龍泉，種植株行距（30～40）cm×（40～50）cm，種植后除了適當(dāng)?shù)娜斯す茏o(hù)外未進(jìn)行其他人工干預(yù)。所采集植物器官樣品先于105 ℃烘箱內(nèi)干燥30 min，然后降溫至70～80 ℃，干燥至恒重，用植物樣品粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40目篩后進(jìn)行養(yǎng)分含量測(cè)定。

1.3 樣品分析

稱取經(jīng)粉碎后的植物器官樣品0.1～0.5 g，經(jīng)H2SO4-H2O2消煮、定容、過(guò)濾后用于測(cè)定N、P、K養(yǎng)分含量（NY/T 2017—2011），其中，N含量測(cè)定采用凱氏定氮儀法，P含量測(cè)定采用鉬銻抗比色法，K含量測(cè)定采用火焰原子吸收分光光度法；植物器官樣品中Ca和Mg含量的測(cè)定分別參照GB 5009.92—2016、GB 5009.241—2017采用原子吸收分光光度法測(cè)定。所測(cè)養(yǎng)分含量均為全量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果利用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。不同器官間養(yǎng)分含量差異采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和最小顯著性檢驗(yàn)（LSD），各器官養(yǎng)分含量間的相關(guān)性采用雙變量相關(guān)分析（Bivariate）。

2 結(jié)果與分析

2.1 各器官主要養(yǎng)分含量及分配

2.1.1 N含量。

由圖1可知，七葉一枝花花期各器官N含量的變化范圍為7.82～29.61 g/kg，平均為17.22g/kg。各器官的N含量從高到低的分配規(guī)律為葉>花>須根>塊莖>莖，葉器官中的N含量最高，達(dá)29.61 g/kg，其次為花和須根，N含量較低的為塊莖和莖。方差分析表明，葉中的N含量與其他各器官有顯著差異（P<0.05），而花與須根、塊莖與莖器官間的N含量差異不顯著（P>0.05）。

2.1.2 P含量。

由圖1可知，七葉一枝花各器官P含量的變化范圍為0.99～4.75 g/kg，平均為2.29 g/kg。各器官中的P含量從高到低的分配規(guī)律為花>葉>須根>塊莖>莖，P含量最高的為花器官，達(dá)4.75 g/kg，顯著高于其他各器官（P<0.05），P含量居中的為葉和須根，分別為2.37、2.25 g/kg，與其他器官有顯著差異（P<0.05），而兩者間差異不顯著（P>0.05），P含量較低的為塊莖和莖，與其他器官有顯著差異，但兩者間差異不顯著（P>0.05）。

2.1.3 K含量。

由圖1可知，七葉一枝花各器官的K含量的變化范圍為3.85～25.23 g/kg，平均為16.14 g/kg。各器官的K含量從高到低的分配規(guī)律為葉>花>莖>須根>塊莖，K含量最高的為葉器官，達(dá)25.23 g/kg，顯著高于其他器官（P<0.05），其次為花、莖和須根，但三者間差異不顯著（P>0.05）；K含量最低的為塊莖，與其他器官間的含量差異顯著（P<0.05）。

2.1.4 Ca含量。

由圖1可知，七葉一枝花各器官Ca含量的變化范圍1.28～4.75 g/kg，平均為3.17 g/kg。各器官的Ca含量從高到低的分配規(guī)律為塊莖>須根>莖>葉>花。方差分析表明，塊莖、須根和莖器官間的Ca含量差異不顯著（P>0.05），但與葉、花中的Ca含量有顯著差異（P<0.05）。

2.1.5 Mg含量。

由圖1可知，七葉一枝花各器官M(fèi)g含量的變化范圍為1.06～3.11 g/kg，平均為2.30 g/kg。各器官的Mg含量從高到低的分配規(guī)律為葉>花>須根>塊莖>莖，Mg含量較高的為葉、花和須根器官，三者間無(wú)顯著差異，但顯著高于塊莖和莖器官中的Mg含量（P<0.05）。

2.2 同一器官不同養(yǎng)分含量比較

由圖1可以看出，七葉一枝花同一器官中不同養(yǎng)分含量有所不同，從葉器官來(lái)看，N含量最高，達(dá)29.61 g/kg，Ca含量最低，為2.05 g/kg，從大到小依次為N>K>Mg>P>Ca；從花器官來(lái)看，各養(yǎng)分含量從大到小依次為N>K>P>Mg>Ca；在莖器官中各養(yǎng)分含量從大到小依次為K>N>Ca>Mg>P；地下部分塊莖中各養(yǎng)分含量從大到小依次為N>Ca>K>Mg>P；須根中各養(yǎng)分含量從大到小依次為N>K>Ca>Mg>P；從各器官養(yǎng)分含量的平均值來(lái)看，含量最大的為N，其次為K，含量最低的為P，從大到小依次為N>K>Ca>Mg>P。由表1可知，所有器官中的N∶P均小于14，N∶K除塊莖大于2.10外，其余均小于2.10，而K∶P均大于3.40。

2.3 各器官養(yǎng)分含量間的相關(guān)性

由表2可知，七葉一枝花各器官養(yǎng)分含量間除塊莖中的N與Mg呈顯著負(fù)相關(guān)外（P<0.05），其余指標(biāo)間的相關(guān)性均未達(dá)顯著水平。同時(shí)分析表明，須根中N與Mg和P與K、塊莖中的N與K、N與Mg和K與Mg、葉中的P與Mg、莖中N與Mg和P與Ca、花中的N與Ca、K與Mg、Ca與Mg的相關(guān)系數(shù)均超過(guò)了0.960，但均未表現(xiàn)出顯著相關(guān)性，這可能與分析所取的樣本數(shù)量有關(guān)。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

植物中不同器官的生理機(jī)能不同，對(duì)各營(yíng)養(yǎng)元素的需求也必然存在差異［17-18］。該研究中七葉一枝花各器官中的養(yǎng)分含量均表現(xiàn)出葉和花器官中的含量要高于其他器官。大量研究表明［19-20］，植物葉片由于其進(jìn)行光合作用維持植物生長(zhǎng)而成為吸收N、P、K活躍的器官，因而這些元素在葉中的含量明顯高于其他部位，且該研究的采樣時(shí)間為5月，是七葉一枝花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)較為旺盛時(shí)期，因而大部分營(yíng)養(yǎng)元素都集中在葉和花器官中。由于Ca是非活躍性元素，其在塊莖和莖中的含量相對(duì)較高。從各器官營(yíng)養(yǎng)元素含量的平均值來(lái)看，含量最高的為N，其次為K，最低的為P，這與祝麗香等［21-23］等對(duì)其他草本和木本植物的研究結(jié)果相似。N、P是植物生長(zhǎng)代謝中活躍的酶和遺傳物質(zhì)的重要組成成分，并且它們通常成為限制性元素阻礙生物體的生長(zhǎng)，K元素是促進(jìn)植物光合作用產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)闹匾獱I(yíng)養(yǎng)元素，起到運(yùn)輸載體的作用［24-25］。N、P、K元素的化學(xué)計(jì)量比則可以體現(xiàn)植物生長(zhǎng)環(huán)境的養(yǎng)分限制，因此N∶P、N∶K、K∶P可用來(lái)判斷植物的N、P、K限制因子。根據(jù)Koerselman等［26-27］研究表明，植物葉片N∶P<14表示生長(zhǎng)受N限制，葉片N∶P>16表示受P限制，而N∶P為14～16，表示受二者的共同限制或均不限制，當(dāng)N∶K＞2.1、K∶P＜3.4時(shí)，植物的生長(zhǎng)主要受K元素限制。該研究中七葉一枝花葉片N∶P平均為8.07，小于14，其他器官的 N∶P也均小于14，而葉片的N∶K平均為1.2，小于2.1、K∶P為6.8，大于3.4，除塊莖外，其他器官的N∶K和K∶P結(jié)果相似，由此說(shuō)明七葉一枝花在此期間的生長(zhǎng)主要受N和P的限制，在養(yǎng)分管理過(guò)程中應(yīng)注重氮肥和磷肥的施用，況且由于杉木林地土壤有效磷含量偏低、土壤偏酸性，建議在杉木林地通過(guò)增施磷肥、撒施石灰等措施提高林地土壤磷的有效供應(yīng)能力。此外，通過(guò)植物器官養(yǎng)分含量間的相關(guān)性分析可以了解各養(yǎng)分元素間的相互作用，有研究表明，植物葉片內(nèi)大部分營(yíng)養(yǎng)含量間存在顯著的線性相關(guān)［28］。該研究中七葉一枝花各器官養(yǎng)分間除了塊莖中的N與Mg含量呈顯著負(fù)相關(guān)外，其余指標(biāo)間的相關(guān)性均未達(dá)顯著水平，相關(guān)機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

3.2 結(jié)論

該研究表明，七葉一枝花各器官中的養(yǎng)分含量和同一器官中的不同養(yǎng)分含量均有所不同。七葉一枝花花期各器官的養(yǎng)分含量主要集中在葉和花中，各器官養(yǎng)分含量最高的為N，其次為K，最低的為P。從七葉一枝花養(yǎng)分含量及分配格局來(lái)看，N和P可能是限制七葉一枝花花期生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)鑒于七葉一枝花是以收獲地下塊莖為主要栽培目標(biāo)，在花期可根據(jù)需要摘除花蕾，以減少養(yǎng)分消耗。

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