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华北平原管花肉苁蓉寄生环境研究



全 文 :华北平原管花肉苁蓉寄生环境研究
杨太新1,2,王华磊2,郭玉海2,翟志席2,王树安2,鲁来清3,于国建3
(1河北工程学院,河北 邯郸 056038;2中国农业大学 农学与生物技术学院,北京100094;
3中国农业大学 吴桥实验站,河北 吴桥 061800)
[收稿日期] 20050512
[基金项目] 国家“十五”科技攻关项目(2001BA701A2410);河
北省科技攻关项目(03276408D4,2004411)
[通讯作者] 郭玉海,Tel:(010)62732556,Email:yhguo@cau.
edu.cn
管花肉苁蓉 Cistanchetubulosa(Schenk)Wight为
列当科肉苁蓉属的寄生植物,野生资源主要分布于
我国新疆天山以南各县,其寄主为防风固沙、耐盐碱
的柽柳属 TamarixL植物[1]。肉苁蓉具有补肾阳、
益精血、润肠通便等功效[2]。现代研究表明具有提
高性功能、调节免疫功能、增强体力、抗氧化和肝炎、
抗肿瘤和辐射等多方面作用[3]。长期以来,由于过
度采挖和自然繁殖能力较弱,导致野生肉苁蓉资源
处于濒危境地,已被列为国家二级保护植物。关于
肉苁蓉人工栽培报道,戈建新发明的营养土种床基
质栽培法使荒漠肉苁蓉从野生实现了人工种植[4],
刘铭庭、李天然在新疆、内蒙古等沙漠地区人工接种
管花肉苁蓉成功[5,6]。随后肉苁蓉人工栽培技术不
断有研究报道[711],如接种纸、接种片接种,挖接种
沟和诱导沟等,但是没有解决接种率低的技术难题,
栽培技术仍处于模仿野生和人工抚育的初级阶段。
作者应用根管接种方法,在华北平原盐碱地区
生长的中国柽柳上人工接种管花肉苁蓉成功,为管
花肉苁蓉异地保护开辟了新的途径[12]。通过对管
花肉苁蓉种子处理、接种融合剂和接种技术研究,提
高了田间接种率[13]。然而华北平原与管花肉苁蓉
原产地新疆于田存在气候和土壤等寄生环境的差
异,引种后的管花肉苁蓉生长中出现腐烂现象。
2003至2004年,作者进行了不同土壤类型、土壤水
分、土壤O2和CO2含量等寄生环境对管花肉苁蓉生
长影响的试验研究,测定了管花肉苁蓉不同生长阶
段的呼吸强度,为明确管花肉苁蓉生长的适宜条件,
解决生长中的腐烂问题,及华北平原盐碱地区的管
花肉苁蓉人工栽培技术提供理论依据。
1 材料和方法
11 试验材料
试验在河北省中国农业大学吴桥实验站进行,
管花肉苁蓉为2003年接种成功的管花肉苁蓉,寄主
为移栽的中国柽柳 TchinensisLour(中国农业大
学郭玉海教授鉴定),3~4年株龄。
12 试验方法
121 寄生环境试验 2004年 7月 6日选择生长
基本一致的管花肉苁蓉,将其和寄生的柽柳根一起
放入侧面开口的塑料桶(桶高45cm,内径30cm)内,
开口大小和位置决定于管花肉苁蓉的体积和寄生深
度;向塑料桶内分别装入沙子(粒径 020~055
mm)、沙土和壤土3种类型土壤,每桶约25kg,将开
口用海绵填塞,以尽量减少桶内、外土壤水分交换;
然后根据 3种土壤的最大含水率和入桶时的含水
率,分别灌入不同量的清水,使其相分含量保持3个
水平梯度,40%~60%,61%~80%,81%~100%。
测定管花肉苁蓉生长土层的土壤容重和密度,计算
孔隙度。管花肉苁蓉生长期间,5d监测一次土壤水
分,及时补充蒸发水分;20d抽取1次管花肉苁蓉周
围的土壤空气,气相色谱分析 O2和 CO2的体积含
量;每月调查一次管花肉苁蓉生长状况。试验时间
为7~11月,每处理重复4次。
122 管花肉苁蓉呼吸强度测定 在管花肉苁蓉
不同生长阶段,田间随机挖出管花肉苁蓉5株,用光
合速率测定仪测定其呼吸释放 CO2变化,然后从寄
生的柽柳根取下管花肉苁蓉 3株,室内测定其体积
和鲜重,计算呼吸强度,重复 3次。2004年 6,8,10
月各测定一次,呼吸强度取平均值。
123 测定方法和仪器 英国产HH2Read水分测定
仪测定土壤水分,烘干法校正。中国农业大学生产光
合速率测定仪测定管花肉苁蓉呼吸强度。环刀法测定
土壤容重,比重瓶法测定土壤密度[14]。TP-2060气相
色谱仪测定土壤O2和CO2含量,载气为氢气,TDX-01
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第30卷第17期
2005年9月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
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填充柱;测定O2柱温30℃,载气流量25mL·min-1;测
定CO2柱温150℃,载气流量40mL·min-1。
2 结果与分析
21 寄生环境对管花肉苁蓉生长的影响
由表1可见:管花肉苁蓉生长受土壤类型和水
分条件的共同影响。沙子中 40%~60%相对含水
量,管花肉苁蓉生长迅速,7~11月体积增加了 398
cm3;相对含水量达到80%以上时,生长速度明显降
低,7~11月体积仅增加了167cm3。沙土中61%~
80%相对含水量,管花肉苁蓉生长速度明显低于
40%~60%相对含水量范围,达到80%以上管花肉
苁蓉不能正常生长,2个月时腐烂,平均体积为 35
cm3。壤土中相对水分含量40%~60%管花肉苁蓉
正常生长,61%~80%其生长速度明显减缓,达到
80%以上,管花肉苁蓉1个月时腐烂,平均体积为16
cm3。可见,管花肉苁蓉体积随着土壤水分含量的增
加而极显著降低(P<001),3种土壤类型条件下,
均以40%~60%相对含水量范围管花肉苁蓉生长
最快。相对含水量相同范围内,管花肉苁蓉在沙子
中生长最快,其次为沙土,壤土中最慢。沙土和壤土
相对含水量 61%~80%,管花肉苁蓉生长受限,达
到80%以上时腐烂。
表1 不同土壤类型和水分对管花肉苁蓉生长的影响
土壤类型
相对水分含量
/%
平均含水率
/%
管花肉苁蓉平均体积变化/cm3
0706 0806 0906 1006 1120
沙子 40~60 667 20 76 182 325 418
61~80 936 15 65 162 287 372
81~100 1292 15 47 82 145 182
沙土 40~60 1296 18 72 165 308 395
61~80 1743 16 60 118 205 265
81~100 2047 15 35 腐烂
壤土 40~60 1590 18 73 175 306 383
61~80 2238 20 52 102 195 236
81~100 2602 16 腐烂
22 管花肉苁蓉不同生长阶段呼吸强度分析
由表2可见:不同生长阶段管花肉苁蓉呼吸释
放CO2量和吸收 O2量差异极显著(CO2:P<001,
O2:P<001)。随着管花肉苁蓉逐渐生长,单株管
花肉苁蓉的呼吸总量显著增加,而单位鲜重的呼吸
强度显著降低(P<001)。刚刚接种成功的管花肉
苁蓉,其呼吸强度最高,平均为 08642mL·g-1·
h-1,是生长 1年管花肉苁蓉(平均体积 4458cm3)
呼吸强度的 22倍。管花肉苁蓉每小时释放 CO2和
吸收O2的强度范围为00394~08642mL·g-1,单
株释放到土壤中的 CO2和需要吸收的 O2总量为
092~2105mL。可见,管花肉苁蓉具有高呼吸强
度和耗氧量的特点,植株幼小时,释放CO2强度和从
土壤中吸收 O2强度大,对土壤缺氧反应敏感,氧气
成为限制因素时容易腐烂死亡。随着管花肉苁蓉生
长,单株释放的 CO2总量增加,对土壤 O2的需求总
量亦随着增加,能否满足充足 O2供应和呼吸释放
CO2的快速排放将直接影响管花肉苁蓉的正常生理
活动,进而影响管花肉苁蓉的生长,这需要对土壤的
固、液、气三相比进行进一步分析。
表2 管花肉苁蓉不同生长阶段的呼吸强度
鲜重
/g
平均鲜重
/g
平均体积
/cm3
呼吸强度
/mL·g-1·h-1
平均呼吸强度
/mL·g-1·h-1
CO2释放量
/mL·h-1
O2吸收量
/mL·h-1
<2 106 10 07159~10130 08642 092 092
2~5 343 35 06062~08225 06743 231 231
5~10 974 87 04330~05950 04836 471 471
10~20 1683 155 03150~04343 03759 633 633
20~50 3318 302 02021~03276 02578 855 855
50~100 7062 625 01606~02257 01884 1330 1330
100~200 14775 1296 00723~01464 01029 1520 1520
200~400 31492 2703 00478~00716 00610 1921 1921
>400 53438 4458 00184~00441 00394 2105 2105
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23 土壤三相比与O2对管花肉苁蓉生长的影响
土粒、水分和空气是土壤的基本组成,其容积比
例即为土壤的固、液、气三相比。在一定土壤条件
下,水分和空气是易变的组成部分,两者之间的变化
影响土壤三相比的改变,进而影响管花肉苁蓉的生
长。对影响管花肉苁蓉生长的土壤三相比分析结果
表明(表3):沙子、沙土和壤土 3种类型土壤的固、
液、气三相比差异显著(P<005),单株管花肉苁蓉
的体积增加量差异极显著(P<001)。适宜生长的
固、液、气三相比沙子为 1∶(011~016)∶(052~
057);沙土为 1∶023∶057;壤土为 1∶031∶067。
在3种类型土壤中,随着液相比例(土壤水分)的增
加,气相比例(土壤空气)的降低,管花肉苁蓉生长逐
渐减缓,甚至腐烂死亡,沙土三相比1∶038∶043和
壤土三相比1∶052∶046为该土壤类型管花肉苁蓉
腐烂的三相比临界指标。
对土壤空气中 CO2和 O2含量的分析表明(表
3):在沙子、沙土、壤土3种类型土壤中,迅速生长的
管花肉苁蓉周围O2的最低含量均在19%以上,3种
土壤中 O2含量范围分别为 1930% ~2077%,
1909%~2065%,1913%~2020%,显著高于同
类型土壤其他2种三相比条件下的O2含量(P沙子<
005,P沙土<001,P壤土<001)。沙子中 O2含量为
1787%~1990%时,管花肉苁蓉生长减缓。沙土
中O2含量为 1858%~2033%时生长受限,降到
1764%~1876%时管花肉苁蓉腐烂。壤土中 O2
含量为 1885% ~1973% 时 生 长 受 限,降 到
1535%~1909%时管花肉苁蓉腐烂。同一类型土
壤,迅速生长的管花肉苁蓉周围 CO2含量高于生长
势弱的管花肉苁蓉周围 CO2含量,逐渐腐烂的管花
肉苁蓉周围的 CO2含量较低。以上说明:迅速生长
的管花肉苁蓉,具有较高的呼吸强度,其释放CO2总
量和对 O2的需求总量也较高;当气相比例大,土壤
通气状况较好时,管花肉苁蓉呼吸释放的 CO2能够
随着空气的交换而逐渐减少,同时需要的O2得到及
时补充而升高。另外,同一类型土壤中,随着水分含
量(液相比)的升高,管花肉苁蓉周围氧气不能得到
及时补充,氧气含量降低而导致管花肉苁蓉不能正
常生长,甚至腐烂。因此,采取响应的栽培技术措
施,降低土壤水分含量,提高土壤孔隙度和气相比
例,改善土壤的通气状况,保证管花肉苁蓉周围充足
的O2供应是解决华北平原管花肉苁蓉腐烂问题的
关键。
3 小结与讨论
表3 固、液、气三相比对管花肉苁蓉生长的影响
土壤类型
土壤孔隙度
/%
固、液、气三相比
O2和CO2变化范围
O2/% CO2/%
管花肉苁蓉体积
/cm3/株
增加体积
/cm3/株
沙子 40.46 1∶0.11∶0.57 19.30~20.77 0.0638~1.1452 418 398
1∶0.16∶0.52 19.04~20.38 0.0890~1.0481 372 357
1∶0.22∶0.46 17.87~19.90 0.0901~0.6811 182 167
沙土 44.71 1∶0.23∶0.57 19.09~20.65 0.0619~0.9746 395 377
1∶0.32∶0.49 18.58~20.33 0.0837~0.9061 265 249
1∶0.38∶0.43 17.64~18.76 0.1091~0.7148 腐烂
壤土 49.54 1∶0.31∶0.67 19.13~20.20 0.0837~0.9958 383 365
1∶0.44∶0.54 18.85~19.73 0.0861~0.8670 236 216
1∶0.52∶0.46 15.35~19.09 0.0509~0.6056 腐烂
31 管花肉苁蓉寄生在柽柳属植物的根部,土壤的
固相、液相和气相组成了管花肉苁蓉寄生生长的环
境,影响管花肉苁蓉的生长发育状况。土壤固相决
定于土壤容重和土壤密度,通常用孔隙度表示土壤
固相的通气状况,不同土壤类型间存在差异[15]。在
一定土壤条件下,液相受降雨和灌水的影响,随着土
壤水分含量的升高,液相比例增大而气相比例减小。
试验结果表明:在沙子、沙土和壤土 3中类型土壤
中,管花肉苁蓉在土壤相对水分含量40%~60%时
生长迅速,沙土和壤土水分含量超过80%时管花肉
苁蓉出现腐烂。在沙子、沙土和壤土中,管花肉苁蓉
适宜生长的固、液、气三相比分别为1∶(011~016)
∶(052~057),1∶023∶057和1∶031∶067,沙土三
相比1∶038∶043和壤土三相比 1∶052∶046为该
土壤类型管花肉苁蓉腐烂的三相比临界指标。
32 呼吸是植物重要的生理活动。试验结果表明,
管花肉苁蓉具有高呼吸强度和耗氧量的特点,管花
肉苁蓉每小时释放 CO2和吸收 O2的强度范围为
00394~08642mL·g-1,单株释放到土壤中的 CO2
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和需要吸收的 O2总量为 092~2105mL。迅速生
长的管花肉苁蓉周围 O2的最低含量均在 19%以
上,随着 O2含量的降低,管花肉苁蓉生长缓慢甚至
出现腐烂。在一定类型土壤上,由于水分含量(液相
比)升高,造成气相比降低,土壤的气体交换能力随
之下降,管花肉苁蓉周围 O2不能得到及时补充,从
而影响管花肉苁蓉的生长。华北平原盐碱地区,降
水量显著高于新疆,且降水主要集中在夏季,如何采
取相应的栽培技术措施,控制土壤水分含量,创造管
花肉苁蓉生长的适宜土壤三相比和提高土壤 O2含
量,保证华北平原管花肉苁蓉正常生长,这一问题有
待进一步探讨。
[参考文献]
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学技术出版社,1978502
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[责任编辑 张宁宁]
秦岭铁线莲根中齐墩果酸的含量测定
徐 涛1,万德光2
(1浙江理工大学,浙江 杭州 310018;2成都中医药大学,四川 成都 610075)
[收稿日期] 20050620
[通讯作者] 徐涛,Email:xutao1998cn@163com
秦岭铁线莲 ClematisobscuraMaxim为毛茛科铁
线莲属植物[1],据作者调查,在四川西北部、甘肃南
部等地民间一直在作为威灵仙使用,其地上茎在四
川当地名为“木通藤”,也可作为川木通用,但国内外
却没有关于秦岭铁线莲药用的记载及报道,有关它
的化学成分及药理作用的研究也未见报道。因此作
者对秦岭铁线莲根进行了化学成分分离提取、含量
测定等工作,由于秦岭铁线莲的主要有效成分为三
萜皂苷,其中三萜皂苷又以齐墩果皂苷为主,其结构
属于末端吸收,常规高效液相法测定紫外检测较为
困难,故此选择用双波长薄层扫描法测定秦岭铁线
莲根中齐墩果酸的含量,并与四川野生威灵仙作了
比较[2],为今后秦岭铁线莲的合理药用提供依据。
1 仪器与试剂
岛津 CS930薄层扫描仪,美国 Drummond微量
点样器。齐墩果酸对照品由中国药品生物制品检定
所提供。所用化学试剂均为分析纯。
秦岭铁线莲采自四川省茂县及汶川县,根阴干
备用。由万德光教授鉴定为秦岭铁线莲 Cobscu
ra,威灵仙采自四川峨眉山万山一带,由万德光教授
鉴定为毛茛科铁线莲属植物威灵仙 Cchinensis。
2 方法与结果
21 色谱及扫描条件 硅胶 G预制板,110℃活化
05h,展开剂环己烷醋酸乙酯(7∶3),上行展开,展
距10~12cm,显色剂10%硫酸乙醇,105℃烘8min
显色后,选择λS=530nm,λR=680nm进行测定。
22 样品溶液制备 取药材粉(过40目筛)4g,加
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