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2012. 3 总第46期
莪术为姜科植物蓬莪术Curuma phaeoculis Vale-ton，
广西莪术Curcuma kwangsiensis S．G.Lee et C.F.Liang，或
温郁金Curcuma wenyujiu Y. H. Chen et C. Ling g的干燥根
茎，具有行气破血、消炎止痛的功效。莪术中主要含有
挥发油，以桉油精、樟脑、异龙脑、β-览香烯、莪术
烯、牻牛儿酮、α-松油醇等含量为高，尚有姜黄素、
脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素等成分[1]。目前，
广西莪术以挥发油、牻牛儿酮等作为莪术药材质量评价
指标已被逐渐重视[2]。
中药的主要药效成分通常为药用植物的次生代谢产
物。植物的次生代谢是植物在进化过程中对复杂的外界
环境变异适应和选择的结果，形成和积累除了由遗传特
性决定外，还与生态环境因素密切相关[3]。在研究逆境
条件下，药用植物次生代谢产物的产生和积累变化，以
及药效成分变化的机制，可为药用植物栽培环境的选择
以及相适应的栽培技术提供理论依据，并对药材的质量
控制及可持续利用具有重要意义。
水分是影响植物根系生长的关键环境因子之一，特
别是根及根茎类药用植物，药用部分多为膨大的主根或
肉质须根，水分对药材产量及品质的形成至关重要[4]。
近年来，有研究表明药用植物活性物质能对水分胁迫
作出响应。蔡娜[5]等以苦荞“榆6-2l”为试验材料，对
不同水分胁迫下的苦荞芽菜总黄酮、芦丁和槲皮素含量
进行了测定和分析，水分胁迫可以增加荞麦总黄酮和芦
丁含量。复水以后，水分胁迫处理的幼苗总黄酮和芦丁
含量仍高于对照。荞麦幼苗的黄酮和芦丁含量同样受发
育的调节。陈旭[6]等探讨光照强度对主要有效成分挥发
油和莪术醇生物合成途径的影响。结果表明光照强度为
85%时，莪术挥发油和莪术醇含量最高，二者之间相关
性显著。分析认为，光照强度对莪术主要有效成分生物
合成与积累影响显著。但探讨水分胁迫对广西莪术产量
及挥发油中牻牛儿酮含量的影响目前还未见报道。
我区是广西莪术的地道产区，每年夏季温度较
高，在产区会经常出现暴晒后骤雨的天气。探讨水分影
响莪术的产量和质量问题，并深入研究水分对莪术挥发
油及主要活性成分牻牛儿酮生物合成代谢影响的研究，
有助于了解莪术挥发油的生物合成过程和生态因子的关
系，为增加莪术有效成分在植物体的富集，提高药材的
品质及莪术的良种选育、规范化种植和质量控制提供理
论支撑。
1 材料与方法
1.1 材料
供试莪术种苗引自广西钦州市灵山县，均为人工栽
培的广西莪术块茎，大小相对一致。
水分胁迫对广西莪术产量
及牻牛儿酮含量的影响
覃柳燕 蒋 妮 缪剑华 李 力
（广西壮族自治区药用植物园 广西南宁 530023）
摘 要：通过控制广西莪术不同生长期的土壤含水量，研究了轻度、重度干旱胁迫
和涝渍胁迫3个处理对广西莪术产量及挥发油中牻牛儿酮含量的影响，以探讨广西莪术
产量及挥发油的生物合成过程与土壤含水量的关系，为广西莪术的合理栽培及质量控制
提供科学依据。结果表明，轻度胁迫处理对莪术产量及存活量无显著影响；经重度干旱
胁迫及涝渍胁迫处理后，莪术产量和存活率显著降低；轻度和重度干旱条件下能促进牻
牛儿酮含量的积累，因此在莪术整个生长期可进行适度的干旱胁迫（土壤含水量为10%～
15%），能提高牻牛儿酮含量，且对莪术产量不造成影响。
关键词：广西莪术；水分胁迫；牻牛儿酮
基金项目：广西壮族自治区卫生厅重点课题“环境胁迫对莪术挥发油的调控作用研究”（重200874）。
作者简介：覃柳燕（1980—），女，硕士，助理研究员，从事药用植物生理及生态研究。联系电话：
0771-5607502；E-mail：qinliuyan@126.com。
通讯作者：李力，博士，研究员，从事药用植物生理学研究。E-mail：liboshi1963@vip.163.com。
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所用仪器主要为浙江托
普仪器公司生产的TZ S型水
分测定仪、Var ian生产的240
型高效液相色谱仪、Sartorius
生产的CP225D电子天平；挥
发油测定器及回流冷凝装置1
套；牻牛儿酮对照品（中国
药品生物制品检定所，批号
111665-200406）。本试验所用
试剂均为分析纯。莪术种植及
水分胁迫实验在广西药用植物
园温室内进行，试验期间保持
温室通风，采用自然光；对照
组在温室的露天场所进行。莪
术油的提取及牻牛儿酮含量测
定在广西药用植物园南方药物
研究检测中心进行。
1.2 方法
于2010年4月10日将广西
莪术块茎种植在花盆中（盆高
35cm，底部直径25cm），土
壤类型为壤土，pH值7.32；土
壤有机质含量41.1g/kg，肥力
水平中等（全氮0.234%；全磷
0.104%；全钾1.536%；速效氮
154mg/kg；速效磷46mg/kg；速
效钾241mg/kg）。每盆2株，每
处理3次重复，每重复5盆。在
发芽期间加强管理，确保出芽
整齐。
1.2.1 胁迫时间
分别在花期（5月1日至5月
31日，莪术开花阶段）、营养
生长期（6月1日至9月20日，莪
术分蘖、快速生长）、营养生
长后期（9月21日至10月30日，
莪术停止生长，地上部分枯
萎）及全生长期（4月20日至10
月30日，莪术发芽至植株停止
生长、完全枯萎）进行水分处
理。每个生长期的水分胁迫仅
在此生长阶段进行水分胁迫处
理，其他生长阶段恢复正常的
水分管理；全生长期水分处理
则在整个生长过程中均进行水分胁迫处理。
1.2.2 胁迫水平
参照顾永华[7]等方法设置3个胁迫水平。轻度胁迫土壤含水量8.5%～13.5%，
平均含水量11.5%；重度胁迫土壤含水量5.2%～8.3%，平均含水量7.56%；涝
渍胁迫土壤含水量34.5%～37.8%，平均含水量35.6%。对照组的土壤含水量为
14.6%～18.2%，平均含水量16.4%。每天下午利用土壤水分测定仪测定盆土的含
水量，并补充当天失去的水分，使各处理的土壤含水量达到设定值；对照组全生
长期按日常管理措施浇水。
1.2.3 生物产量测定
按实验方法进行水分胁迫处理，发现有死亡植株立即拔除并及时统计。于10
月30日水分胁迫结束后，分各处理将花盆内的土壤倒出，把莪术与莪苓洗净，吸
干表面水分后称取莪术和莪苓的重量，并统计莪苓的个数。存活率按以下公式计
算：存活率=（处理结束后的存活株数/种植株数）×100%。
1.2.4 莪术油的提取及牻牛儿酮含量测定
莪术油的提取及出油率的测定根据2010年版《中华人民共和国药典（一
部）》附录XD挥发油测定法[8]测定。
莪术油中牻牛儿酮的测定参照李百强等（2010）的高效液相色谱法。色谱柱
为Eclipse XDB-C18（250mm×4.6mm，5μm），流动相为乙腈-水（35∶65）；
流速为1.0mL/min；检测波长为210nm。
1.3 数据统计与分析
试验原始数据用Excel 统计软件进行整理，用DPS v6.55 统计软件进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同生长期土壤水分胁迫对广西莪术存活率及产量的影响
在不同生长期及整个生长期中，水分胁迫对广西莪术的存活率及生物产量
表1 不同生长期土壤水分胁迫对广西莪术的存活率及产量的影响
生长期 水分胁 土壤平均 存活率(%) 结苓数(个) 产量(g) 迫程度 含水量(%)

花 期
轻度 11.5 98.67±1.15 aA 8.26±0.12 bB 88.76±0.81 bA
重度 7.56 58.00±2.00 bB 3.40±0.20 cC 46.47±4.34 cB
涝渍 35.6 44.00±5.29 cC 1.93±0.31 dD 28.84±6.42 dC
CK 16.4 98.00±0.00 aA 10.00±0.72 aA 98.88±3.21 aA

营养生长期
轻度 11.5 94.67±1.15 aA 9.27±0.46 aA 93.29±3.00 aA
重度 7.56 75.33±1.15 bB 4.40±0.35 bA 52.20±3.88 bB
涝渍 35.6 56.00±2.00 cC 2.13±0.90 cB 16.07±3.21 cC
CK 16.4 96.00±3.46 aA 10.00±0.72 aA 98.88±4.48 aA

营养生长后期
轻度 11.5 89.33±1.15 bA 9.80±0.40 aA 97.12±1.84 aA
重度 7.56 71.33±1.15 cB 8.67±0.46 bA 52.20±3.00 bB
涝渍 35.6 50.00±5.29 dC 3.80±0.40 cB 30.13±3.20 cC
CK 16.4 96.00±3.46 aA 10.00±0.72 aA 98.88±3.21 aA
全生长期
轻度 11.5 86.00±1.15 bB 8.67±0.12 bA 88.79±1.99 bB
重度 7.56 56.00±1.15 cC 1.27±0.64 cB 15.72±2.02 cC
涝渍 35.6 38.00±2.31 dD 0.87±0.31 cB 10.78±3.21 dC
CK 16.4 97.33±0.67 aA 10.00±0.72 aA 98.88±1.93 aA
注：同列不同小写字母间差异显著（P<0.05）、同行不同大写字母间差异显著
（P<0.01）。下表同。
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的影响见表1。由表1可以看出，严重干旱或涝渍对莪
术的生长都较为敏感，在各生长期或全生长期进行重
度干旱胁迫（土壤含水量7.56%）和涝渍（土壤含水量
35.6%）胁迫均可导致广西莪术的存活率、产量及结苓
数量显著下降，且涝渍胁迫对莪术的块茎生长、结苓
数及存活率的影响最为严重。与对照相比，轻度干旱
胁迫（土壤含水量11.5%）在广西莪术各生长期的莪术
产量、结苓数及存活率均无显著影响，在各阶段时期胁
迫后恢复正常管理，莪术能够正常生长；但在全生长期
进行的轻度水分胁迫对莪术的存活率、结苓数、生物产
量与对照相比都无显著差异。总体莪术产量比较如下：
CK≥轻度胁迫＞重度胁迫＞涝渍胁迫。
2.2 不同生长期土壤水分胁迫对莪术挥发油中牻牛
儿酮含量的影响
在不同生长期及整个生长期中，水分胁迫对广西
莪术挥发油中牻牛儿酮含量的影响见表2。从表2可以看
出，涝渍胁迫不论在哪个生长时期进行，其对牻牛儿酮
的影响都较为显著，在各胁迫处理中含量均为最低。但
在重度干旱胁迫下，特别是在营养生长期及营养生长
后期，牻牛儿酮的含量均较对照高，分别达到8.64%和
9.24%；在全生长期重度干旱胁迫下，牻牛儿酮的含
量也达到了8.69%，仍比对照的6.75%含量要高出1.94
个百分点。从总体来看，一定的干旱度对牻牛儿酮的
积累有一定促进作用。广西莪术挥发油中牻牛儿酮的
含量高低比较关系为：重度胁迫＞轻度胁迫＞CK＞涝
渍。从各生长时期的莪术中牻牛儿酮含量变化可以看
出，在营养生长期，特别是营养生长后期，牻牛儿酮
积累最为明显。
3 结论与讨论
3.1 土壤水分胁迫与广西莪术产量、结苓数及存活
率的关系
在广西莪术的生长过程中，水分对莪术的生长起
着关键的作用，在土壤含水量11%~16%环境下，莪术
的生长都较为旺盛。在轻度干旱环境下，莪术根腐病、
叶斑病都较少，这可能跟环境的湿度有关，但在莪术生
物产量及结苓数量上跟对照相比均无显著差异。由于莪
术全部的营养主要靠地下的块茎吸收、供应，土壤的湿
度环境对其生长影响极其重大，因此在严重的干旱胁迫
或涝渍条件下，均不能使莪术很好地生长。重度干旱使
莪术的水分不能及时供应，莪术叶片逐渐萎蔫，就会逐
渐放慢甚至停止生长发育，轻则生物量下降，重则植物
死亡；另外，由于土壤水分不足，使土壤盐分浓度增高
和有毒物质增多，致使莪术根系不能吸收水分而萎蔫，
从而进一步加深了干旱的伤害。涝渍胁迫使土壤湿度过
大，莪术及莪苓的根腐病发生十分严重，促使2个处理
的莪术存活率都偏低。在全生长期涝渍胁迫下，广西莪
术的存活率只有38%，在各时期的涝渍胁迫中，存活率
也不足60%。阶段性的重度干旱胁迫对莪术存活率不及
涝渍胁迫的影响大，在平均7.56%土壤含水量下，各处
理的莪术存活率都在50%以上。在营养生长期的重度干
旱胁迫，莪术存活率仍有75%。此时正是夏季高温干旱
季节，广西莪术可能已经形成对环境的适应性。由于生
长在盆栽里，各处理的广西莪术结苓数都较低，且空间
的限制在一定程度上也影响了莪术产量。
3.2 土壤水分胁迫与广西莪术挥发油中牻牛儿酮含
量的关系
有研究表明，对于药用植物，尤其是根茎类药用
植物，水分条件直接影响到药材的产量和质量，许多药
用植物在干旱少雨时的生物活性物质含量都较高[9]。在
花期、营养生长期、营养生长后期及整个生长过程中，
土壤重度干旱胁迫虽然对莪术生产量、存活率有较大
影响，但从实验结果来看，其对莪术挥发油中牻牛儿酮
含量的积累具有促进作用，特别是在营养后期，牻牛儿
酮含量受到的影响更为明显。在轻度干旱胁迫下，一定
程度上也能促进牻牛儿酮含量的增加。由于莪术是先开
花，后长块茎，所以在花期进行重度、轻度干旱胁迫后
立即恢复了正常的水分管理，使莪术根茎中牻牛儿酮的
积累在后期营养生长中得到一定的补充。牻牛儿酮含量
表2 不同生长期土壤水分胁迫对广西莪术挥发油
中牻牛儿酮含量的影响
生长期 水分胁 土壤平均 牻牛儿酮
迫程度 含水量(%) 含量(%)

花期
轻度 11.5 6.59±0.13 bB
重度 7.56 7.53±0.06 aA
涝渍 35.6 4.44±0.16 cC
CK 16.4 6.61±0.03 bB

营养生长期
轻度 11.5 7.55±0.07 bB
重度 7.56 8.64±0.17 aA
涝渍 35.6 4.64±0.02 dD
CK 16.4 6.68±0.15 cC

营养生长后期
轻度 11.5 7.61±0.05 bB
重度 7.56 9.24±0.02 aA
涝渍 35.6 5.31±0.05 dD
CK 16.4 6.73±0.05 cC

全生长期
轻度 11.5 7.85±0.03 bB
重度 7.56 8.69±0.13 aA
涝渍 35.6 5.24±0.10 dD
CK 16.4 6.75±0.11 cC
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与对照差异不显著，甚至在重度干旱胁迫下，牻牛儿酮
含量较对照的更高。研究结果与相关学者研究干旱胁迫
下植物次生代谢物质的积累是一致的，如：Tang等[10]发
现，万寿菊在干旱生态胁迫条件下，所含酚类物质的含
量显著高于其在水分充足时的含量；杜玮炜等[11]的研究
表明年均降雨量的增加能显著降低雷公藤红素的含量；
Zhu[12]等研究得出柴胡在水分胁迫时靠次生代谢物含量
增加来提高抗氧化能力，以抵制水分胁迫造成的氧自由
基胁迫的结论。
在涝渍胁迫条件下，莪术的块茎基本处于过湿状
况，影响了植物的呼吸与养分的疏导及挥发油有效物质
的积累。不论在花期、营养生长期或莪术整个生长期，
挥发油中牻牛儿酮的含量均随着土壤含水量的升高而降
低。本试验研究与顾永华[7]等研究的水分胁迫对毛苍术
挥发油含量的影响结果是一致的。他认为涝渍胁迫可使
茅苍术根茎生长量增加，而挥发油主要成分的含量却没
有显著升高。
3.3 广西莪术田间栽培的水分管理措施
由于莪术花期恰逢南方的梅雨春季，气候湿度适宜
莪术苗的生长。此时种植，应注意起高垄便于排水，
避免突降大雨而发生涝渍，影响莪术的成活率。在营
养生长期，土壤相对含水量应保持10%～15%的轻度干
旱。盛夏天气较干旱时，应在早晨和傍晚灌水抗旱，
保持土壤一定湿度，有利于莪术块茎的生长。而在营
养生长后期，特别是l0月以后，要保持田间干燥，有利
于挥发油中次生代谢物质的积累及保证莪术、莪苓的
后期生长。
参考文献
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1 范围
本标准规定了切段式甘蔗联合收获机械化作业有关
的定义、农艺要求、作业要求及机具配套、作业技术规
程、安全规则等。
本标准适用于CASE4000/7000型切段式甘蔗联合收
获机的机械化作业。其他类型的收获机可参照使用。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注
日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡
是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改
单）适用于本文件。
GB/T5262-2008 农业机械 试验条件测定方法的一
般规定
JB/T6275-2007 甘蔗收获机械试验方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1 切段式甘蔗联合收获
指一次完成切梢、扶倒、切割、输送、切段、蔗叶
甘蔗机械化收获技术规范
林红辉１ 赖荣光1 曾志强1 陈超平2
（1广东广垦农机服务有限公司 广东雷州 524244 2广东湛江农垦局 广东湛江 524272 ）
实 用 技 术