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Effect of environmental factors on growth of Huperzia serrata

生态环境因子对千层塔生长发育的影响研究



全 文 :生态环境因子对千层塔生长发育的影响研究
王志安,徐建中,俞旭平,盛束军
(浙江省中药研究所有限公司,浙江 杭州 310023)
[摘要] 目的:通过生态因子对千层塔生长发育的影响研究,建立和优化野生药材千层塔的栽培体系。方法:
采用自然栽培法进行定点、定时观察,研究光照、温度、相对湿度、肥料等因子对千层塔生长的影响。结果:结果表
明在温度为189~263℃、相对湿度81%~90%和光照强度1330~3000lx时,千层塔生长良好,初步筛选出利
用山区毛竹林种植千层塔的技术方案。结论:提出了“光照强度和环境相对湿度是制约千层塔生长的两大生态环
境因子”的观点,同时说明千层塔野生变家种是可行的。
[关键词] 千层塔;光照强度;温度;相对湿度;肥料
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)15181403
[收稿日期] 20070524
[通讯作者] 王志安,Tel:13805786846,Email:wangshou@
mail.hz.zj.cn
  千层塔HuperziaseratumThunb.又名蛇足草、蛇
足石杉、金不换等,为石松科多年生草本植物[1]。
千层塔植株顶端具生殖芽,落地生根成新苗;孢子囊
肾形,淡黄色,横生叶腋,成熟时撒出孢子粉[2]。千
层塔主产地在我国,主要分布在东北、长江流域以南
等地区的山区林下阴湿处,由于自然繁殖能力较差、
野生状态下通过孢子和生殖芽繁殖,孢子萌发缓慢,
萌发后配子体需6~15年才能成熟[3],生长周期长,
因此总蕴藏量非常少。
千层塔全草入药,民间主治痈疖肿毒,跌打损
伤[3]。现代医学研究表明,千层塔所含石杉碱甲素
具有较强的抑制胆碱酶的活性,具有改善学习记忆
力和提高老年记忆能力等功效[45],临床上用于老年
性痴呆症的治疗。
随着以千层塔为原料的新药生产上市,生产企
业对千层塔资源需求不断增加,野生千层塔资源的
自然再生能力已远低于采挖总量,从而导致千层塔
资源总蕴藏量日益减少。长此以往,不仅影响到制
药企业的原料来源,还可能导致千层塔资源的灭绝。
因此,在研究生态因子对千层塔生长发育的影响、以
及种植技术对千层塔生长的作用效应等基础上,提
出千层塔人工栽培技术方案,对保护和合理利用千
层塔资源均具有重要意义。
1 材料
千层塔试验材料采自安徽省宣州市野外,经浙
江省中药研究所江建铭高级工程师鉴定。
2 方法
2.1 人工栽培法 种植前选择叶片绿色、根系发达、
地下根茎短的材料作种苗,采后在室内置于编织袋
内,喷水保鲜,促进生根。试验在浙江安吉进行,株行
距为(10~13)cm×13cm,每穴种1~2株。种植时
根系要放直,覆土后压紧泥土。施肥试验分氮肥(以
尿素计、22g·m-2)、磷肥(以过磷酸钙计、112g·
m-2)、钾肥(以氯化钾计、22g·m-2)、复合肥(22g·
m-2)和农家肥(112g·m-2)5个处理,每处理设3个
重复,每小区面积为5m2。光照强度试验分遮阳网平
铺1层、遮阳网平铺2层、遮阳网垂直铺1层和毛竹林
下5个处理。每处理设3个重复,每小区面积5m2。
2.2 自然栽培法 在浙江安吉选较茂盛的毛竹林,林
内光照较弱、相对湿度较大的坡地种植千层塔,除种植
时浇水及天气干旱时适当浇水外,无其他管理措施。
2.3 测定方法 光照强度、温度和相对湿度的测定
时间都在上午9:00~10:00,每月测定6次,连续测
定12个月。采收后测定株高、新梢长、地上部分鲜
重和新梢鲜重。
3 结果与分析
3.1 千层塔对种植地的生态适应性 在毛竹林下,
对千层塔通过2年的自然栽培方法的实践,结果表
明千层塔生长良好,能正常萌芽,在新芽的叶腋内产
生孢子囊,成熟后变成黄色,开裂后释放孢子。千层
塔主要通过6月底7月初开始的新梢生长而增重。
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第33卷第15期
2008年8月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 15
August,2008
10个样本的抽样测定,千层塔单株增重达646%。
以浙江安吉分株繁殖为例,单株平均增高276
cm;单株平均增重166g,以行株距13cm×13cm计
算,每平方米新增鲜重98g,通过改善田间管理措施、
密植和增加每穴株数,产量可望大幅度提高(表1)。
表1 浙江安吉种植千层塔生长速率
样本号
地上部分株高
/cm
新梢长
/cm
地上部分株鲜重
/g
株增鲜重
/g
1 120 296 565 200
2 130 310 465 230
3 140 258 430 180
4 103 305 270 130
5 100 263 320 145
6 125 296 320 140
7 145 251 540 180
8 120 263 270 110
9 140 250 350 120
10 136 271 700 220
3.2 光照对千层塔生长的影响 本试验采用不同
遮荫方法来调节光照强度,研究结果表明,光照强度
对千层塔生长的影响较大(表2)。从千层塔种植的
成活率来看,遮阳网平铺2层的效果最好,成活率达
714%,比不遮蔽594%高12%。可能是由于低光
照强度不利于水分蒸发,易于保持土壤墒情,减少千
层塔蒸腾,因此成活率比高光照强度高。从抽出新
梢的高度来看,遮阳网平铺1层和垂直铺1层较好,
其中遮阳网平铺1层达到41cm,而不遮阳或毛竹
林下(高光照强度,大于 3000lx)分别只有 36,
28cm,平铺2层(低光照强度,小于1400lx)也只
有31cm。说明过高或过低的光照强度均不利于
千层塔的生长,过高光照强度可能由于超过了千层
塔的光饱和点,同样,过低的光照强度可能由于达不
到千层塔的光补偿点而造成光能供应不足,使光合
速率降低。
表2 不同光照强度对千层塔生长的影响
光照类型
光照强度
/lx
成活率/%
小区 平均
株高/cm
小区 平均
新梢高/cm
小区 平均
不遮蔽 9600 582 594 78 80 34 36
    592   82   35  
    609   80   39  
遮阳网平铺1层 1690 623 629 114 106 42 43
    615   105   45  
    649   98   42  
遮阳网平铺2层 1330 722 714 69 76 30 31
    735   77   33  
    686   83   31  
遮阳网垂铺1层 2358 658 650 110 103 39 41
    635   99   43  
    657   100   42  
毛竹林 3010 635 649 67 66 27 28
    658   72   26  
    653   59   32  
3.3 不同肥料对千层塔生长的影响 研究结果表
明,施用磷肥和氮肥千层塔成活率较高,分别为
757%,630%。不同肥料处理均能较好促进千层
塔地上部的生长,磷肥的效果相对较差。从新梢生
长情况来看,施用氮肥和农家肥的新梢生长明显优
于其他肥料,新梢高分别达43,41cm(表3)。
3.4 千层塔生长环境(温度、相对湿度)评价 连
续12个月观测浙江安吉毛竹林下千层塔种植基地
的温度和相对湿度,分别计算晴天、阴天或多云2种
天气情况的平均值,结果表明晴天的平均相对湿度
从小到大依次为春季(44%)<冬季(65%)<秋季
(68%)<夏季(83%);阴天或多云天的平均相对湿
度在春、秋、冬三季基本相近,分别为 79%,81%,
81%,而夏季高达90%,与江浙一带在每年的6~7
月份,雨量较多是一致的。另外对不同季节的平均
温度也进行了观测,春、夏、秋、冬的平均温度分别为
186,263,189,84℃。说明毛竹林下的温度、相
对湿度等生态条件是适合千层塔生长发育的,为进
一步利用山区毛竹林种植千层塔打下了基础。
4 讨论
千层塔属阴生蕨类植物,野生居群多分布在杂
木林、灌丛和毛竹林内,具有相对郁蔽的小环境和较
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    中 国 中 药 杂 志
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表3 不同肥料对千层塔生长的影响
类型
肥量
/g·m-2
成活率/%
小区 平均
株高/cm
小区 平均
新梢高/cm
小区 平均
氮肥  22 600 630 82 84 40 43
  648   83   42  
  641   86   46  
磷肥  112 752 757 67 66 31 32
  767   69   34  
  751   62   30  
钾肥  22 370 370 80 82 36 37
  381   83   35  
  360   83   39  
复合肥 22 329 343 81 81 38 36
  342   83   35  
  359   78   36  
农家肥 112 516 530 83 84 42 41
  539   80   43  
  535   88   39  
高的相对湿度。因此千层塔正常生长需要一定的遮
荫度,生产上可采用覆盖1层遮阳网或在毛竹林下
栽培,光照强度控制在1330~3000lx,夏季相对湿
度控制在80%以上。
从千层塔的生长特点来看,千层塔具有二叉分
蘖的特征,上年所生新梢茎端一般都具有2个萌蘖,
当年每个萌蘖抽出1个新梢,每个新梢年生长高度
约3~5cm。以后每年通过这种生长方式进行增
殖。因此,通过合理密植,施足肥料,创造合适的外
部环境条件(土壤温湿度、光照度、相对湿度等),千
层塔每年所抽新梢的重量将有望得到大幅度提高。
从施肥的结果来看,施用磷肥和氮肥的千层塔
成活率明显优于其他肥料,但从所抽新梢高度来看,
又以氮肥和农家肥较好。农家肥养分含量全面,其
中氮含量较高,肥效长,说明千层塔的生长需要较高
的氮素,这与其野生环境下生长在肥厚的腐殖土壤
中相符合。因此,生产上种植时应以农家肥作为基
肥,提高成活率,同时在抽新梢前追施氮肥,满足千
层塔整个生长期间的营养元素需求。
[参考文献]
[1] 丁景和.药用植物学[M].上海:上海科学技术出版社,1991:
86.
[2] 江苏新医学院.中药大辞典[M].上海:上海科技出版社,
1985:215.
[3] 浙江省药用植物志编写组.浙江药用植物志[M].杭州:浙江
科学技术出版社,1980:51.
[4] 李 军,韩 燕.千层塔中三萜成分的研究[J].药学学报,
1988,23(7):549.
[5] 刘嘉森.石杉碱甲和石杉碱乙的化学研究[J].化学学报,
1986,7(2):110.
EfectofenvironmentalfactorsongrowthofHuperziaserrata
WANGZhian,XUJianzhong,YUXueping,SHENShujun
(ZhejiangInstituteofChineseMeteriaMedica,Hangzhou310023,China)
[Abstract] Objective:ToestablishandoptimizethecultivationsystemsforwildHuperziaserata,throughassessingtheefects
ofenvironmentalfactorsonitsgrowth.Method:H.seratawasplantedundernaturalfieldcondition,thegrowthstatusofH.serata
underdiferentlightintensities,temperatures,relativehumidity(R.H.),fertilizerlevels,andsoonwereinvestigatedandanalyzed.
Result:H.seratagrewnicelyunderfolowingenvironmentalconditions:temperaturerangingfrom18.926.3°C,R.H.rangingfrom
81%90% and13303000lxlightintensity.Acultivationsystem,inwhichH.seratawasplantedinthebambooforestanddidnot
occupythearableland,wasestablishedthroughthestudy.Conclusion:ConcludedthatlightintensityandR.Harethetwofactors
whichgreatlyconfinethegrowthofH.serata.Aslongasthelevelsoftheabovetwofactorsmeetsthedemands,H.seratacouldbe
cultivated.
[Keywords] Huperziaserata;lightintensity;temperature;relativehumidity;fertilizer
[责任编辑 吕冬梅]
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