全 文 ：遮荫和红膜处理对高山红景天根生物量及
红景天甙含量季节变化的影响 3
阎秀峰 3 3 　王　洋　郭盛磊　尚辛亥
(东北林业大学生命科学学院 ,哈尔滨 150040)
【摘要】　采用纱布遮荫 (覆以透明膜)和红色滤光膜处理人工种植生长 3 年和 4 年的高山红景天 ,观察了
根生物量和红景天甙含量的季节变化. 结果表明 ,纱布遮荫处理 (相对光强为全光照的 5118 %) 下根的生
物量显著下降 ;红景天甙含量略有增加 ,红景天甙产量 (红景天甙含量与根生物量乘积) 则有所降低 ,但差
异均不显著. 红色滤光膜处理 (相对光强为全光照的 5118 %) 与纱布遮荫处理相比 ,根生物量减少但不显
著 ,红景天甙的含量和产量则显著增加 ,生长季末前者的红景天甙含量为后者的 1163 倍 (生长 3 年) 和
1155 倍 (生长 4 年) ,红景天甙产量为后者的 1144 倍 (生长 3 年)和 1145 倍 (生长 4 年) .
关键词 　高山红景天 　生物量 　红景天甙含量 　季节变化 　遮荫和红膜处理
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 03 - 0382 - 05 　中图分类号 　Q945. 79 　文献标识码 　A
Seasonal variations in biomass and salidroside content in roots of Rhodiola sachalinensis as affected by gauze
and red f ilm shading. YAN Xiufeng ,WAN G Yang , GUO Shenglei ,SHAN G Xinhai ( College of L if e Sciences ,
Northeast Forest ry U niversity , Harbin 150040 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (3) :382～386.
Rhodiola sachalinensis A. Bor ,a perennial herb , belonging to the family Crassulaceae ,is mainly distributed in
mountains at the altitudes of 1 700～2 500 m. It is a typical alpine plant and a very important medicinal plant
with high activities of anti2fatigue ,anti2senescence ,and anti2radiation ,due to the secondary metabolite salidroside
in its root . Our previous findings have proven that red light promotes salidroside synthesis remarkably but de2
creases biomass insignificantly ,resulting in a higher yield of salidroside in roots of Rh. sachalinensis in a green2
house. In order to investigate the influences of shading and red light on seasonal variations in biomass and salidro2
side content in Rh. sachalinensis roots ,the effects on 3 or 4 years old Rh. sachalinensis plants in a nursery in
Daxinganling Mountain (124°02’E ,50°30’N) were studied in 2001. Compared to the control (CK) of full sun2
light ,6 treatments with neutral transparent film and gauze ,or red film alone had been conducted for 131 days. In
treatment Ⅰ, Rh. sachalinensis was shaded with neutral transparent film and gauze to achieve an irradiance
51. 8 % of full sunlight . In treatment II ,the plants were shaded by red film alone ,but the irradiance was as that
in treatment I. In treatments Ⅲ, Ⅳ, Ⅴand Ⅵ,neutral transparent film and gauze were originally used on May
8 ,then shifted to red film on J un 3 ,J uly 4 ,August 4 and September 2 ,respectively and all experiments stopped
on September 16 ,2001. Rh. sachalinensis roots were harvested on 2～4th from J une to September and finally on
September 16 ,and root2biomass and salidroside content were measured. Root2biomass in plants decreased signifi2
cantly under shading with neutral transparent film and gauze compared to the control with full sunlight ,but little
variations in salidroside content and yield. In comparison with shading by neutral transparent film and gauze ,root2
biomass reduced lightly and salidroside content and yield in roots were increased remarkably under red2film shad2
ing. At the end of the season ,salidroside content under red light was 163 % in 32year2old and 155 % in 42year2old
Rh. sachalinensis roots ;whereas salidroside yields were 144 % in 32year2old and 145 % in 42year2old Rh. sacha2
linensis roots to those in plants under shading. The results also showed that the enhancement in the salidroside
content and yield were little related to the duration of red film shading ,which implied that in order to increase
salidroside content and get higher salidroside yield ,but less affect root2biomass , Rh. sachalinensis may be shaded
with red film just several days before harvest .
Key words 　Rhodiola sachalinensis , Biomass , Salidroside content , Seasonal variation , Shading and red film
treatment . 3 国家自然科学基金资助项目 (39700013) .3 3 通讯联系人.
2002 - 09 - 20 收稿 ,2003 - 04 - 11 接受.
1 　引 　　言
光是植物生命活动的重要环境因子之一. 许多研
究表明 ,光强的差异和光质的不同 ,不仅影响植物的
初生代谢过程和生长状态[1～3 ,7～10 ,12 ,15 ,16 ,20 ,22 ,35 ] ,也
会影响许多植物的次生代谢过程[4 ,9 ,11 ,17 ,18 ,36 ,37 ] . 其
中 ,探讨光强对植物生长发育及次生代谢影响的工
作较多 ,而有关光质的研究工作特别是对次生代谢
的影响则相对较少. 对光质影响植物次生代谢产物
应 用 生 态 学 报 　2004 年 3 月 　第 15 卷 　第 3 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Mar. 2004 ,15 (3)∶382～386
的探讨可为某些具有重要药用和经济价值的次生代
谢产物的高效生产提供理论依据和实践指导 ,因而
这方面的研究工作显得尤为重要[11 ,36 ] .
高山红景天 ( Rhodiola sachali nensis A1Bor) 是
景天科 (Crassulaceae) 的一种多年生草本植物 ,主要
分布在日本、朝鲜、中国和俄罗斯. 我国主要分布在
吉林省的长白山和黑龙江省张广才岭东南部的部分
高山区 ,多生长在海拔 1 700～2 500 m 之间 ,是一
种典型的高山植物[19 ,24 ] . 高山红景天根中所含的以
红景天甙为主的次生代谢产物具有抗疲劳、抗缺氧、
抗衰老及抗辐射等显著功效 ,是在军事医学、航天医
学及运动医学上有十分重要应用价值的环境适应药
物[26 ] .对于高山红景天的生物学特性、生长生殖特
征、红景天甙的提取和含量测定以及通过组织和细
胞培 养 生 产 红 景 天 甙 等 方 面 已 有 一 些 研
究[6 ,13 ,23 ,25 ,27～30 ,32～34 ] ,但有关光强和光质对高山
红景天的生长特别是对其次生代谢影响的研究尚未
见报道. 在前期的温室实验中 ,采用不同颜色的滤光
膜处理高山红景天植株 ,发现红膜处理对高山红景
天根生物量的影响最小 ,却使红景天甙的含量显著
增高[31 ] . 2001 年 ,在大兴安岭加格达奇的高山红景
天人工种植圃地进行了野外栽培处理实验 ,探讨了
遮荫和红膜处理对高山红景天根的生长和红景天甙
积累的影响.
2 　材料与方法
211 　栽培实验
野外处理实验在大兴安岭加格达奇的高山红景天人工
种植圃地进行 . 加格达奇位于 124°02′E ,50°30′N ,年均气温
- 211 ℃,1 月平均气温 - 2414 ℃,7 月平均气温 1812 ℃.
实验材料为人工种植自然生长 3 年和 4 年 (以下称 3 年
生和 4 年生) 的高山红景天. 处理实验分为 6 组 :对照组
(CK)不做遮光处理 ; Ⅰ组用透明膜和纱布遮光 ,使其相对光
强与遮红膜的一致 ,约为全光照的 5118 % (光强采用 L I2
6400 便携式光合作用测定系统的光量子探头测定 ,从日出
到日落每隔半小时测定一次 ,由光强2时间曲线积分得全天
的总光合有效辐射量进行比较 ,选择晴好天气连续监测 3
天) ; Ⅱ组 5 月 8 日～9 月 16 日一直遮红膜 (吸收光谱见图
1) ,处理时间为 131 d ; Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组从 5 月 8 日起遮透明
膜和纱布 ,而后分别于 6 月 3 日、7 月 4 日、8 月 4 日和 9 月 2
日换为红膜 ,红膜处理的时间分别为 105、74、43 和 14 d (图
2) . 遮膜处理的在四周靠近地面处留有通风空隙 ,并依照对
照组的水分状况适时浇水. 6 月～9 月每月 2～4 日采样 ,9
月 16 日生长季结束时停止处理并采样 ,然后分别测定根的
生物量和红景天甙含量.
212 　生物量和红景天甙含量测定
图 1 　红色滤光膜的吸收光谱
Fig. 1 Absorption spectrum of red film.
图 2 　野外处理实验示意图
Fig. 2 Sketch of experimental treatment in field.
□:不遮膜 No film , R :红膜 Red film ; S :透明膜和纱布 Transparent
film and gauze.
　　生物量采用烘干称重法测定 ,红景天甙含量按王洋
等[21 ]的方法测定 ,每一处理重复 5～8 株. 由根的生物量乘
以红景天甙含量得出根的红景天甙产量.
所得数据用 SPSS软件进行统计分析.
3 　结果与分析
311 　遮荫对高山红景天根生物量季节变化的影响
高山红景天根的生长有明显的季节变化 ,根生
物量的季节变化基本符合 S 型生长规律. 遮荫处理
大幅度减弱了高山红景天生长环境的光照强度 ,其
光强仅有全光照的一半. 减弱的光照环境对根生物
量的季节变化趋势没有太大的影响 ,却使根的生长
受到抑制 ,而且随着处理天数的增加 ,根生物量与对
照的差异逐渐增大 (图 3) . 到生长季结束 ,遮荫处理
的 3 年生高山红景天根生物量为对照的 7217 % ,而
4 年生的为对照的 7116 %.
312 　遮荫对高山红景天根中红景天甙含量季节变
化的影响
高山红景天根中红景天甙含量的季节变化规律
与生物量不同 ,在整体上 ,随着生育期进程逐渐增
加 ,7 月末 8 月初却大幅度下降 ,而后又迅速地上
升.遮荫处理对红景天甙含量的季节变化规律几乎
没有影响 ,遮荫处理和对照的两条曲线是并行的 ,遮
荫处理略高于对照 ,差异并不显著 (图 4) .
　　高山红景天根中红景天甙的产量是由红景天甙
3833 期 　　　　　　　阎秀峰等 :遮荫和红膜处理对高山红景天根生物量及红景天甙含量季节变化的影响 　　　　　　　　　　　
图 3 　遮荫和全光照下高山红景天根生物量的季节变化
Fig. 3 Seasonal variation in root2biomass of Rhodiola sachali nensis under
shading and full sunlight .
a :3 年生 32year2old ; b : 4 年生 42year2old ; CK:全光照 Full sunlight ;
Ⅰ:遮透明膜和纱布 Shading by transparent film and gauze ; Ⅱ:遮红膜
Shading by red film. 下同 The same below.
图 4 　遮荫和全光照下高山红景天根中红景天甙含量和产量的季节变化
Fig. 4 Seasonal variation in salidroside content and yield in roots of Rho2
diola sachali nensis under shading and full sunlight .
含量和生物量决定的. 3 年生和 4 年生的高山红景
天根中红景天甙产量的季节变化略有不同 ,4 年生
的随生育期进程一直在增加 ,而 3 年生的在 7 月末
8 月初有一个下降过程. 遮荫处理对 3 年生高山红
景天根的红景天甙产量的影响很小 ,而 4 年生的受
到的影响要大一些. 遮荫处理的红景天甙产量在测
定的生育期内一直低于对照 (图 4) .
313 　红膜处理对高山红景天根生物量季节变化的
影响
红膜处理和遮荫处理具有大致相同的光照强
度 ,因此两种处理 ( Ⅰ和 Ⅱ) 的差异所反映的是光质
差异产生的效果. 由图 1 可以看出 ,透过红膜的光谱
成分基本上是波长大于 600 nm 的红光 ,这种差异
可以认为是红光的效果. 由图 5 可见 ,红膜处理下 3
年生和 4 年生高山红景天的根生物量都降低 ,但降
低的幅度很小. 在差异最大的生长季末 ,红膜处理的
根生物量分别为遮荫处理的 88159 % (3 年生) 和
93149 %(4 年生) . Ⅲ～ Ⅵ组处理遮红膜的天数渐次
减少 ,与 Ⅱ组结合起来看有随红膜处理天数减少高
山红景天根生物量增加的趋势 ,但这些处理间的差
异均未达到显著水平 (表 1) .
图 5 　遮荫和红膜处理下高山红景天根生物量的季节变化
Fig. 5 Seasonal variation in root2biomass of Rhodiola sachali nensis under
shading and red film.
314 　红膜处理对高山红景天根中红景天甙含量季
节变化的影响
与遮荫处理的相比 ,红膜处理 (红光处理) 对高
山红景天根中红景天甙含量的影响较大 ,而且随着
生育期的进程即处理天数的增加 ,处理的效果也增
强 (图 6) . 至生长季末 ,红膜处理的红景天甙含量分
别是遮荫处理的 1163 倍 (3 年生) 和 1155 倍 (4 年
生) . 不过 ,红膜处理不同天数的高山红景天 ,生长季
末时根的红景天甙含量差异并不显著 (表 2) .
　　3 年生高山红景天从 7 月 4 日的取样以后 ,红
膜处理与遮荫处理的红景天甙产量开始出现差异 ,
而 4 年生高山红景天则是从 8 月 4 日的取样以后开
表 1 　红膜处理下高山红景天根生物量的季节变化
Table 1 Seasonal variation in root2biomass of Rhodiola sachalinensis under red f ilm treatment ( g)
3 年生 32year2old
6. 3 7. 4 8. 4 9. 2 9. 16
4 年生 42year2old
6. 3 7. 4 8. 4 9. 2 9. 16
Ⅱ 6134 ±0174 6159 ±0173 9132 ±1186 12181 ±1142 13156 ±1112 9180 ±3176 11177 ±3186 19199 ±3170 28182 ±6111 28191 ±3199
Ⅲ 6174 ±0175 9144 ±1143 12195 ±1139 14127 ±1155 13161 ±2185 20136 ±3137 29148 ±3147 29171 ±4111
Ⅳ 10112 ±1106 13174 ±1116 15105 ±1128 21122 ±3139 30115 ±3193 30108 ±3199
Ⅴ 13188 ±1116 15195 ±2108 30182 ±4189 30102 ±3159
Ⅵ 15133 ±2194 30186 ±4139
Ⅱ:5 月 8 日起遮红膜 Shading by red film from May 8 ; Ⅲ:6 月 3 日起遮红膜 Shading by red film from J une 3 ; Ⅳ:7 月 4 日起遮红膜 Shading by red film from J uly 4 ;
Ⅴ:8 月 4 日起遮红膜 Shading by red film from August 4 ; Ⅵ:9 月 2 日起遮红膜 Shading by red film from September 21 下同 The same below1
483 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
表 2 　红膜处理下高山红景天根中红景天甙含量的季节变化
Table 2 Seasonal variation in salidroside content in roots of Rhodiola sachalinensis under red f ilm treatment ( %)
3 年生 32year2old
6. 3 7. 4 8. 4 9. 2 9. 16
4 年生 42year2old
6. 3 7. 4 8. 4 9. 2 9. 16
Ⅱ 0115 ±0103 0121 ±0107 0116 ±0104 0149 ±0108 0159 ±0110 0132 ±0105 0137 ±0104 0135 ±0105 0171 ±0106 0183 ±0106
Ⅲ 0121 ±0103 0117 ±0105 0124 ±0103 0160 ±0103 0137 ±0103 0135 ±0103 0173 ±0106 0180 ±0118
Ⅳ 0118 ±0103 0125 ±0102 0157 ±0104 0135 ±0104 0172 ±0107 0178 ±0109
Ⅴ 0127 ±0104 0161 ±0104 0174 ±0104 0179 ±0118
Ⅵ 0159 ±0104 0178 ±0111
表 3 　红膜处理下高山红景天根中红景天甙产量的季节变化
Table 3 Seasonal variation in salidroside yield in roots of Rhodiola sachalinensis under red f ilm treatment ( mg·root - 1)
3 年生 32year2old
6. 3 7. 4 8. 4 9. 2 9. 16
4 年生 42year2old
6. 3 7. 4 8. 4 9. 2 9. 16
Ⅱ 9173 ±3104 14105 ±6149 15154 ±6186 63142 ±17195 80173 ±20141 30122 ±6131 44197 ±19103 70135 ±22140 203134 ±44173 240143 ±32167
Ⅲ 14126 ±3155 16163 ±7138 31156 ±7162 86144 ±13197 50140 ±14123 72123 ±17132 216179 ±43108 243108 ±86135
Ⅳ 17191 ±4159 34178 ±6115 85171 ±12145 75108 ±19112 219185 ±49189 237191 ±59111
Ⅴ 38119 ±9109 97107 ±19112 228123 ±47195 241116 ±82177
Ⅵ 91181 ±23145 243190 ±67177
图 6 　遮荫和红膜处理下高山红景天根中红景天甙含量和产量的季
节变化
Fig. 6 Seasonal variation in salidroside content and yield in roots of Rho2
diola sachali nensis under shading and red film.
始出现差异 (图 6) . 至生长季末 ,红膜处理的红景天
甙产量分别是遮荫处理的 1144 倍 (3 年生) 和 1145
倍 (4 年生) . 对于不同天数的红膜处理 ,有随着处理
天数减少红景天甙产量增加的趋势 ,但处理间的差
异不显著 (表 3) .
4 　讨 　　论
有关光强和光质对次生代谢及其产物影响的研
究很少 ,而且多以组织或细胞培养材料为研究对象.
植物的次生代谢产物种类繁多 ,在与光强、光质相关
的研究中已报道的有生物碱[9 ,14 ,18 ] 、黄酮[11 ,36 ] 、萜
类内酯[11 ] 、挥发性成分 [5 ] 等. 红景天甙属于糖苷
类[4 ,11 ] . 实验结果表明 ,遮荫处理导致高山红景天
根中的红景天甙产量降低 ,对以获取红景天甙为目
的的高山红景天种植不利. 本实验设计的遮荫处理
主要是作为红膜处理的对照 ,考察红膜处理的光质
效应. 与遮荫对照相比 ,红膜处理 (即红光)显著提高
了红景天甙的含量和产量. 比较图 4 与图 6 可见 ,红
膜处理的高山红景天在生长季末红景天甙的含量和
产量比无膜处理 (全光照) 的还要高 ,除 4 年生的产
量外差异均达到显著水平. 表 2 的结果表明 ,红膜处
理对红景天甙积累的促进与处理天数相关性不大.
这意味着在野外种植情况下 ,可在临近收获的最后
一段时间用红膜对高山红景天进行处理. 这既可避
免长时间红膜处理对高山红景天根生长的抑制 (减
弱了光照) ,又可显著提高根的红景天甙含量 ,从而
达到较大幅度提高红景天甙产量的目的.
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作者简介 　阎秀峰 ,男 ,1965 年生 ,博士 ,教授 ,博士生导师 ,
主要从事植物生理生态学研究工作 ,发表论文 90 余篇 ,合著
著作 3 部 ,发明专利 2 项. Tel :0451292192185 , E2mail :yanxf
@public. hr. hl. cn
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