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Vol. 34,Issue 1
January,2009
第 34卷第 1期
2009年 1月
不同密度下桔梗干物质积累和桔梗皂苷 D
含量的动态研究
耿慧云 1,王建华 1
,3*,蔡爱民 2
,3,周红英 1,董其亭 2
,3,
孙印石 1,薛永峰 1,马晓冲 1,刘 莎 1
(1.山东农业大学 农学院,山东 泰安 271018;2. 山东鼎立中药材科技有限公司,山东 淄博 255086;
3.山东省中药材规范化种植工程技术研究中心,山东 淄博 255086)
[摘要] 目的:研究不同密度下桔梗干物质积累和桔梗皂苷 D 含量动态变化。方法:大田试验设 5 个密度处理:M1
(4 cm×25 cm),M2(6 cm×25 cm),M3(8 cm×25 cm),M4(10 cm×25 cm),M5(12 cm×25 cm),分时期对桔梗个
体和群体的生物量积累、干物质分配、根产量、桔梗皂苷 D 含量进行研究。结果:在一定密度范围内,桔梗个体生物量除
M2>M3外,随着密度的增大而减少,群体生物量随密度增大而增加。桔梗器官干物质积累各处理间有显著差异,但趋势相
近。各器官干物质分配在不同密度处理下差异显著,其中M2花果所占比例最小,根部物质积累最多;桔梗茎、花果干物质
量随密度增加显著降低,而叶干物质量随密度增加显著增加。除M2最高外,桔梗单株产量随密度增加而增加。桔梗群体根
产量随密度增加而增加。桔梗皂苷 D含量以M2处理为最高。结论:适宜的密度对桔梗干物质积累与分配、桔梗根产量、桔
梗皂苷 D含量及群体产量极为重要。
[关键词] 桔梗;密度;干物质积累;桔梗皂苷 D
*种植密度对植物的产量和成分积累有一定影
响 [1-3],一直受到栽培技术研究者的重视。然而关
于桔梗 Platycodon grandiflorum (Jacp.)A.DC.种植密
度的问题并无深入研究,各地桔梗种植密度差异较
大,据文献报道和实际调查,桔梗的栽培行距最低
为 15 cm、最大为 30 cm,定苗株距最低为 5 cm、
最大为 15 cm[4-6]。因此,研究不同种植密度下干物
质积累和桔梗皂苷 D含量的动态变化规律,对了解
桔梗的群体结构效应及指导生产具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 材料
试验设在山东农业大学药用植物园内,试验地
0~40 cm土壤基本情况:有机质 20.08 g·kg-1、全氮
0.134%、速效氮 116.28 mg·kg-1、速效磷 43.82
mg·kg-1、速效钾 90.34 mg·kg-1。种苗为山东省鼎立
公司在沂源县三岔乡的桔梗 GAP 生产基地提供的
[收稿日期] 2008-06-26
[基金项目] 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAI06A12-09)
[通信作者] *王建华,Tel:(0538)8242226,E-mail: sdauwangjh@163.
com
半年生桔梗种苗。
高效液相色谱仪为Waters 600E,包括 600E四
元梯度泵,2996 二极管阵列紫外检测器,中文
Empower 色谱管理系统,Bus LAC/E 数据采集板,
Oracle关系型图文数据库,四通道脱气机;色谱柱:
ODS C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);乙醇、甲醇等
试剂均为分析纯;乙腈为色谱纯;桔梗皂苷 D对照
品由吉林农业大学郑毅男教授惠赠。
1.2 方法
1.2.1 田间试验设计 试验设 5个处理,株距×行
距分别为:4 cm×25 cm,6 cm×25 cm,8 cm×25
cm,10 cm×25 cm,12 cm×25 cm(用M1,M2,
M3,M4,M5表示),小区面积为 12 m×1.5 m = 18
m2,采用随机区组设计,重复 3次。各试验小区施
同量的尿素(含 N 46%)450 kg·hm-2、过磷酸钙(含
P2O5 36%)350 kg·hm-2,硫酸钾(含 K2O 50%)150
kg·hm-2,全部基施,耕地时一次性施入。选取大小
均匀一致、完好无烂斑的种苗于 2007年 4月 1日移
入大田,加强田间管理。
1.2.2 干物质积累测定 从出苗开始定期对生物量
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进行测定。每次每处理随机取 12株,将桔梗植株按
根、茎、叶、花果分开,分别在 105 ℃下杀青,65
℃下烘干至衡重,称重。9 月中下旬桔梗叶片开始
脱落,因此地上部取样至 9月 8日。10月 20日每
小区取 1 m2的根测产,称鲜重,烘干后称干重。
1.2.3 桔梗皂苷 D含量测定 精确取桔梗根(粉碎,
过 80目筛子)1.000 0 g于 15 mL离心管中,加 10 mL
95%乙醇,25 ℃超声波提取 30 min,离心后取上清液,
重复 4次;上清液于 100 ℃水浴中浓缩,浓缩液用甲
醇定容至 10 mL。取 10 µL进样,流动相CH3CN-H2O
(24∶76),流速 1.0 mL·min-1,检测波长 210 nm。
1.2.4 数据用 Excel系统和 DPS系统处理。
2 结果与分析
2.1 密度对桔梗生物量积累的影响
各密度处理下桔梗个体生物量积累的总体趋势
基本一致(图 1),表现为 6月到 8 月较为迅速,8
月中旬后积累缓慢,其中 6月到 7月下旬生物量增
长量最快,各处理平均每天增加 0.22 g/株。在桔梗
生育期内,M1 处理桔梗个体生物量一直低于其他
处理;开花前(6 月 18 日)桔梗个体生物量
M5>M2>M4>M3>M1;开花盛期(7月 18日)桔梗
个体生物量M2>M5>M3>M4>M1;结果盛期(8月
18日)后桔梗个体生物量为M5>M4>M2>M3>M1。
8月份后处理间差异极显著(P<0.01)。
图 1 不同密度桔梗单株生物量积累动态
不同密度处理桔梗群体生物量积累趋势也基本
一致(图 2),6月到 8月增长较迅速,8 月中旬后
增长缓慢。8 月份以前 M2 处理高于 M1 处理,其
他 4 个处理随密度增加群体生物量增加;8 月份后
各处理群体生物量均随密度增加而增加。处理间桔
梗群体生物量差异极显著(P<0.01)。
2.2 密度对桔梗干物质分配的影响
干物质在不同器官中分配受密度影响较大
(表 1)。M1,M4,M5处理下根干物质分配比例
图 2 不同密度桔梗群体干物质积累动态
变化趋势为先升高再下降再升高,M2,M3处理下
根干物质分配比例变化趋势为先下降再升高,各处
理均在结果盛期达最低值,M5 处理下根的分配比
例一直最低,7 月份后 M1 处理下根的分配比例一
直最高,
8月份后随密度增加根的分配比例增加。M1,
M4,M5处理下茎干物质分配比例变化趋势为先下
降再升高再下降,M2 和 M3 处理下茎干物质分配
比例变化趋势为先升高再下降,7 月份后 M1 处理
下茎的分配比例一直最低,M4 一直最高;叶干物
质分配比例变化趋势基本一致,其中 M2 处理下桔
梗叶干物质分配比例最高;花果干物质分配比例变
化趋势也基本一致,其中M3,M4在果实成熟期花
果干物质分配比例略有下降,在桔梗生育周期中,
M5 处理下桔梗花果根物质分配比例除了在结果盛
期略低于M3外,皆显著高于其他处理。
2.3 密度对桔梗产量的影响
从各密度处理桔梗单株根产量(干重)可以看
出 M2 处理下桔梗单株根产量最高,其次为 M1,
M3,M4处理最低(图 3),单株根产量从高到低分
别为M2(3.83 g/株),M1(3.38 g/株),M5(3.10
g/株),M3(2.82 g/株),M4(2.63 g/株),处理
间差异极显著(P<0.01)。桔梗群体根产量随密度增
加而增加,M1处理最高为 13 428.08 kg·hm-2,处理
间差异极显著(P<0.01)。
2.4 密度对桔梗皂苷 D含量的影响
各处理桔梗皂苷 D含量积累的总趋势相同,即
从 6 月份到 7 月下旬桔梗皂苷 D 含量逐渐增加,8
月份出现低谷,8月中旬到 10月中旬逐渐增加,10
月中旬开始逐渐下降(图 4)。其中 8月中旬到 9月
中旬是其迅速增长期,在 9月份以前桔梗皂苷 D含
量各处理间高低变化不规律,此后 M2 处理一直最
高,其他 4个处理随密度增加桔梗皂苷D含量增加,
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表 1 不同密度桔梗各器官干物质动态积累与分配
M1 M2 M3 M4 M5
日期 器官 干物质量
g/株
分配比
%
干物质量
g/株
分配比
/%
干物质量
g/株
分配比
/%
干物质量
g/株
分配比
/%
干物质量 g/
株
分配比
/%
根 1.19eD 26.94bB 1.98aA 26.81cC 1.77cB 29.19aA 1.48dC 22.43dD 1.79bB 21.09eE
茎 1.77eE 40.10cC 2.90cC 39.34dD 2.24dD 37.07eE 3.01bB 45.66bB 3.93aA 46.36aA 06-18
叶 1.46dD 32.96cC 2.49bB 33.85aA 2.04cC 33.74bB 2.11cC 31.91eE 2.76aA 32.55dD
根 3.07eE 30.24aA 3.61aA 23.46cC 3.51bB 24.46bB 3.22dD 23.40cC 3.41cC 23.04dD
茎 3.56dD 35.08eE 6.11aA 39.71bB 5.52cC 38.42cC 5.64bB 40.91aA 5.63bB 38.07dD
叶 2.06eD 20.31bB 3.23aA 21.03aA 2.67cC 18.58eE 2.58dC 18.75dD 2.92bB 19.76cC
07-18
花果 1.46eE 14.37eE 2.43cC 15.80dD 2.66bB 18.54bB 2.34dD 16.94cC 2.83aA 19.13aA
根 2.95aA 22.80aA 2.68cB 15.70bB 2.46dC 15.59cC 2.32eD 13.33dD 2.72bB 13.32dD
茎 5.35eE 41.36eE 7.70cC 45.00cC 7.01dD 44.42dD 8.66bB 49.77aA 9.94aA 48.65bB
叶 2.17eE 16.75cC 3.59aA 21.00aA 2.83cC 17.93bB 2.68dD 15.41eE 3.28bB 16.05dD
08-18
花果 2.47eE 19.09dC 3.13dD 18.30eD 3.48cC 22.06aA 3.74bB 21.49cB 4.49aA 21.98bA
根 3.88bB 26.85aA 4.49aA 22.97bB 3.34eE 18.79cC 3.45dD 17.21dD 3.66cC 16.26eE
茎 5.39eE 37.30eE 7.84cC 40.10dD 7.52dD 42.34cC 9.43bB 47.02aA 10.44aA 46.39bB
叶 2.23eE 15.43cC 3.62aA 18.53aA 3.10cC 17.42bB 3.01dD 15.00dD 3.34bB 14.83eE
09-08
花果 2.95eE 20.42dD 3.60dD 18.40eE 3.81cC 21.45bB 4.16bB 20.77cC 5.07aA 22.52aA
10-18 根 3.38bB - 3.83aA - 2.82dD - 2.63eE - 3.10c C -
注:同一列不同大小写字母分别表示差异达到 1%和 5%显著水平。
图 3 不同密度桔梗根产量变化
图 4 不同密度桔梗皂苷 D含量积累动态
M1,M2 处理桔梗皂苷 D 含量增加比 M3,M4,
M5 处理明显而且其迅速增长期延续到 10 月中下
旬。10月份各处理桔梗皂苷 D含量均达最大值,处
理间存在极显著差异(P<0.01)。
随着密度增加桔梗皂苷 D每公顷产量增加(图
5),处理间差异极显著(P<0.01)。
图 5 不同密度桔梗皂苷 D群体产量变化
3 结论与讨论
生物量的高低反映了植物光合产物积累的多
少,是衡量植物生产能力的指标。在桔梗生育期内,
各时期密度对桔梗个体生物量积累的影响为极显著
差异(P<0.01),桔梗个体生物量基本上是随密度增
大而减少,但是 M2 处理下桔梗个体生物量在开花
前大于M4位于第 2、盛花期大于M5位于第 1、结
果盛期以后大于 M3 位于第 3,这是因为 M2 处理
下桔梗叶片干物质积累量一直较高,叶片是光合作
用的主要场所,所以M2处理桔梗光合产物较高。
根部干物质积累呈先增加后降低再增加再下降
的趋势,在 8月份出现低谷,之后迅速增加,10月
中旬又开始下降。8 月份降低是因为 8 月份是桔梗
开花结果旺期,养分大部分都供应到地上部分,茎、
花果的干物质量所占比例在 8月份最高;茎、叶、
花果干物质量均呈现一直升高的趋势,因为桔梗是
连续开花型植物,植株不干枯就一直开花,茎和叶
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干物质量在 8月中旬以后增长缓慢。
研究表明密度对桔梗根、茎、叶、花果各部分
生物量积累的总趋势影响不大,对各部分生物量分
配比例影响较大。随着密度的增加桔梗植株根器官
干物质积累与分配存在显著差异(P<0.05),其中
M2,植株叶片干物质积累最多,因此M2条件下单
株干物质积累量较多,在植物生长过程中营养物质
优先分配到生长中心,生殖生长一般是其生长中心,
在桔梗的生长周期中花果的生长从 7月份的盛期到
生长末期一直存在,M2条件下花果所占比例最小,
所以物质往根部分配的较多,根部产量较高。
密度处理对桔梗皂苷 D 含量积累的总趋势影响
不大,在 8月份出现低谷,在 10月份出现最大值,
10 月下旬开始降低,这与前人研究相符,桔梗适宜
在 10 月份收获[7]。8月份降低是因为 8 月份是桔梗
开花结果旺期,养分大部分都供应到地上部分,可
能造成桔梗皂苷 D 合成减少。本研究还表明桔梗皂
苷 D 含量随密度增加而增加,原因可能是随密度增
加桔梗花果干物质量降低,因此有利于光合产物转
移到根部,进而有利于桔梗皂苷 D的合成。
生产中以采用 M2的栽培密度为宜[8]。M1的栽
培密度,虽然群体产量较高,桔梗皂苷 D 含量也较
高,但是群体过大通风透光条件差,而且根的外观
品质也不理想,根短且细。而M3,M4,M5的栽培
密度,地上部分长势较好,但是根部产量较低,开
花结果量较高,土地、空间和光照资源利用尚不充
分。
[参考文献]
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律[J]. 中国中药杂志,2005,30(14):1069.
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[7] 许传莲,郑毅男,杨腊虎,等. HPLC法测定不同采收期及不同部
位桔梗中桔梗皂苷 D 含量[J]. 吉林农业大学学报,2001,2(1):
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[8] 耿慧云. 钾肥和密度对桔梗产量和品质及氮磷钾吸收利用的影响
[D]. 泰安:山东农业大学,2008.
Dynamic research of density on platycodon grandiflorum dry material
accumulation and platycodin D content in Platycodon grandiflorum
GENG Huiyun1,WANG Jianhua1,3*,CAI Aimin2,3,ZHOU Hongying1,DONG Qiting2,3,
SUN Yinshi1,XUE Yongfeng1,MA Xiaochong1,LIU Sha1
(1. College of Agronomy, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China;
2. Shandong Dingli Chinese Crude Drugs Technology Co., Zibo 255086, China;
3. Engineering and Technology Research Center for GAP of Chinese Medicinal Materials of Shandong, Zibo 2550086,China)
[Abstract] Objective:To study the dynamic changes of dry material accumulation and platycodin D content in Platycodon
grandiflorum in different planting densities. Method: Five different planting densities M1(4 cm × 25 cm), M2(6 cm × 25 cm), M3
(8 cm × 25 cm), M4(10 cm × 25 cm)and M5(12 cm × 25 cm)were designed in the plot experiment. The individual and colony
biomass accumulation, dry material distribution, root yield and platycodin D content were measured in different stage. Result: In a
certain density range the individual biomass in P. grandiiflorum obviously declined with increasing density with the exception of
biomass M2 > biomass M3. On the contrary, the colony biomass increased with the increasing density. Dry material accumulation in
each organ in P. grandiflorum in different planting densities showed significance (P<0.05). The dry material distribution in organs in
the different planting densities showed significance (P<0.05), and the dry material distribution in flower and fruit reached the
minimal level in M2, in the same planting density the distribution in root reached the maximal; The dry material in stem, flower and
fruit obviously declined with the increasing density, while the dry material in leaf increased. The individual root output increased
with the increasing density, and it reached the highest in M2. The colony root yield increased with the increasing density. The
platycodin D content in P. grandiflorum reached the highest in M2. Conclusion: The result showed that a suitable planting density is
very important to P. grandiflorum dry material accumulation and distribution, root yield, platycodin D content and colony yield.
[Key words] Platycodon grandiflorum; density; dry material accumulation; platycodin D
[责任编辑 吕冬梅]