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Effects of different altitudes on plant growth and quality of chrysanthemum at high altitude

高海拔地区不同海拔对菊花植株生长与品质的影响



全 文 :广 西 植 物 Guihaia Aug.2015,35(4):546-550           http://journal.gxzw.gxib.cn 
DOI:10.11931/guihaia.gxzw201311024
曾羽,陈兴福,邹元锋,等.高海拔地区不同海拔对菊花植株生长与品质的影响[J].广西植物,2015,35(4):546-550
ZengY,ChenXF,ZouYF,etal.Efectsofdiferentaltitudesonplantgrowthandqualityofchrysanthemumathighaltitude[J].Guihaia,2015,35(4):
546-550
高海拔地区不同海拔对菊花植株生长与品质的影响
曾 羽1,2,陈兴福1,2∗,邹元锋1,2,孟 杰1,2,杨文钰1,2,江 渝3
(1.农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川 温江611130;2.四川农业大学 农学院,
四川 温江611130;3.宝兴县茂源农业科技开发有限公司,四川 宝兴625700)
摘 要:通过田间测定引种栽培于四川省宝兴县不同海拔高度菊花植株的株高、地径、分枝数等营养生长指
标及花数量、花重量、花直径、花厚度等生殖生长指标,采用高效液相色谱法测定菊花样品的绿原酸含量、木犀
草苷含量、异绿原酸A含量等主要品质指标,并对测得数据进行方差分析和相关性分析,研究比较了高海拔
地区不同海拔高度对菊花植株生长与品质的影响.结果表明:海拔梯度对菊花株高、花数、花重量、花直径、花
厚度、木犀草苷含量和异绿原酸A含量均有显著影响(P>0.05),对地径、分枝数和绿原酸含量无显著影响(P
<0.05),其中株高、花数和花直径与海拔梯度相关性显著(P<0.05).除分枝数和地径外,高海拔地区不同海
拔高度对菊花植株的生长影响较大,在一定海拔范围内(2051~2405m),海拔高度对菊花品质形成的影响较
小,据2010版«药典»对菊花有效成分最低限量标准,海拔2051~2598m所产的菊花均符合药用条件,以海
拔2329m左右所产的菊花品质较佳.研究结果可为高海拔地区引种栽培菊花提供理论依据.
关键词:海拔;菊花;生长;品质
中图分类号:Q948.114  文献标识码:A  文章编号:1000G3142(2015)04G0546G05
Effectsofdifferentaltitudesonplantgrowthand
qualityofchrysanthemumathighaltitude
ZENGYu1,2,CHENXingGFu1,2∗,ZOUYuanGFeng1,2,
MENGJie1,2,YANGWenGYu1,2,JIANGYu3
(1.SouthwestCropPhysiologicalEcologyAndFarmingKeyLaboratory,TheMinistryofAgriculture,Wenjiang
611130,China;2.CollegeofAgronomy,SichuanAgricultureUniversity,Wenjiang611130,China;
3.MaoYuanAgriculturalScienceandTechnologyDevelopmentCo.Ltd,Baoxing625700,China)
Abstract:Inthispaper,themainvegetativegrowthindexesofchrysanthemumsuchasheightofplant,numberofground
stemdiameter,numberofbranchesandthemainreproductivegrowthindexesofchrysanthemumsuchasnumberof
flower,weightofflower,diameterofflower,thicknessofflowerwhichwereintroducedandcultivatedatdiferentaltiG
tudeinBaoxingofSichuanProvinceweremeasuredbyfieldtrialsandthemainqualityindexesofthechrysanthemum
samplessuchascontentofChlorogenicacid,contentsofLuteolinandIsochlorogenicacidAweremeasuredbylaboratory
analysis.Themeasureddatawereprossedbyvarianceandcorrelationanalysistofindthediferenceofplantgrowthand
qualityformedicationofchrysanthemumwhichwereintroducedandcultivatedatdiferentaltitudeathighaltitude
area.Theresultsshowedthatthevegetablegrowthindexsuchasheightofplant,thereproductivegrowthindexessuchas
numberofflower,weightofflower,diameterofflower,thicknessofflowerandthequalityindexessuchascontentof
收稿日期:2014G08G13  修回日期:2014G11G19
基金项目:四川省育种攻关项目(2011NZ0098G12G01)
作者简介:曾羽(1987G),男,四川彭州人,硕士研究生,研究方向为川产道地及特色药材生理生态与栽培,(EGmail)693492358@qq.com.
∗通讯作者:陈兴福,博士,教授,博士生导师,研究方向为川产道地及特色药材生理生态与栽培,(EGmail)chenxf64@sohu.com.
LuteolmandIsochlorogenicacidAofchrysanthemumwereafectedsignificantlybytheelevationgradientathighatiG
tudearea(P>0.05).Thevegetablegrowthindexessuchasdiameterofgroungstem,numberofbrachesandthequality
indexsuchascontentofChlorogenicacidofchrysanthemumwereafectedinsignificantlybytheelevationgradientathigh
attitudearea(P<0.05).Thevegetablegrowthindexsuchasheightofplantandthequalityindexessuchasnumberof
flower,diameterofflowerofchrysanthemumhadasignificantcorrelationwiththeelevationgradientathighatitudearG
ea(P<0.05).Theelevationgradientathighatitudeareahadasignificantefectsontheplantgrowthofchrysanthemum
excludeafewvegetablegrowthindexessuchasthenumberofbrachesanddiameterofgroundstem.Withinacertain
rangeofaltitudes(2051-2405m)athighatitudearea,theelevationgradienthadinsignificantefectsonthequalityforG
mationofchrysanthemum.Thequalityofchrysanthemumalmetthemedicinalconditionwithinthealtitudeof2051-
2598maccordingtotheminimumlimitsstandardofactiveingredientsofchrysanthemuminthe“Pepole’sRepublicof
ChinaPharmacopoeia(2010edition)”andthechrysanthemumhadabestqualityformedicationwhichwereintroduced
andcultivatedaroundthealtitudeof2329m.Thisstudyprovidedatheoreticalbasisfortheintroductionandcultivation
ofchrysanthemumformedicationinthehighaltitudearea.
Keywords:altitude;chrysanthemum;growth;quality
  菊花是我国常用大宗药材之一,2010年版«中
国药典»(下称«药典»)收载的菊花为菊科植物菊
(Chrysanthemummorifolium)的干燥头状花序,具
有散风清热、平肝明目、清热解毒之功效(国家药典
委员会,2010).近年临床研究表明,菊花具有抗炎、
抗病毒、抗肿瘤、抗衰老的作用(张健等,2006).
菊花的适应性很强,喜凉,较耐寒,通常栽培于
低海拔地区,由于菊花的传统种植区常年种植菊花,
加之土壤盐渍化和化肥农药的使用,出现了菊花产
量下降、品质劣化、病虫害加重的现象(宋文玲等,
2010).随着中医药事业及保健行业的发展,夏桑
菊、菊花茶等常见于人们的日常生活中,人们对食品
药品质量及安全的越发重视,让现有的菊花生产不
能满足人们的需求.不同海拔,温度、土壤结构、气
候等均会存在一定差异,因此对植物的生长也会有
不同影响.目前,相关研究主要集中在海拔对植物
繁殖的影响上(张挺峰等,2006;赵方等,2008),而对
植物生长影响的研究则相对较少.硗碛乡地处高海
拔山区,是雅安市宝兴县重要的旅游区,也是宝兴县
重点发展的中药材种植区.为了有效利用硗碛乡优
良的生态环境资源,建立有机菊花生产基地,本研究
以菊花植株生长及其产品有效成分含量为考察指
标,首次研究高海拔地区不同海拔高度对菊花植株
生长与品质的影响,以期为菊花在高海拔地区种植
提供科学依据.
1 材料与方法
1.1实验材料
Agilent1100高效液相色谱仪(美国安捷伦公
司),KQG400KDZ数控超声波清洗器(昆山超声仪
器有限公司),MILLIGQ型超纯水系统(美国密理博
公司).甲醇为分析纯,乙腈为色谱纯(费希尔公
司).绿原酸对照品(成都曼思特生物科技有限公
司),异绿原酸A对照品(成都曼思特生物科技有限
公司),木犀草苷对照品(成都曼思特生物科技有限
公司).菊花样品采于四川省雅安市宝兴县硗碛乡
不同海拔种植点,每点采摘2/3开放的“头水花”0.5
kg,经四川农业大学陈兴福教授鉴定为菊科植物菊
(Chrysanthemummorifolium)的头状花序.材料
采集信息详见表1.
表1 材料采集信息
Table1 Materialcolectedinformation
海拔范围
Altituderange
(m)
采样点数
Sampling
points
生境类型
Habitat
types
平均海拔
Average
altitude
(m)
采样时间
Sampling
time
2040~2060 5 向阳玉米地
Cornfieldfacing
tothesun
2051 2011G10G21
2220~2240 5 向阳玉米地
Cornfieldfacing
tothesun
2228 2011G10G19
2320~2340 5 向阳玉米地
Cornfieldfacing
tothesun
2329 2011G10G18
2390~2410 5 向阳玉米地
Cornfieldfacing
tothesun
2405 2011G10G17
2590~2610 5 向阳玉米地
Cornfieldfacing
tothesun
2598 2011G10G15
1.2生长指标的测定
每个采样点随机选择30株菊花,用卷尺测量并
计算单株平均高度,用游标卡尺测量并计算单株平
均地径,统计并计算单株平均分枝数、花数.
7454期        曾羽等:高海拔地区不同海拔对菊花植株生长与品质的影响
图1 海拔对菊花营养生长的影响 A.株高;B.地径;C.分枝数.不同小写字母表示在0.05水平差异显著.下同.
Fig.1 Efectsofaltitudeonvegetativegrowthofchrysanthemum A.Heightofplant;B.Numberofgroundstem
diameter;C.Numberofbranches.Differentlowercaselettersindicatesignificantdiferencesatthe0.05level.Thesamebelow.
图2 海拔对菊花生殖生长的影响 A.花数量;B.花重量;C.花直径;D.花厚度.
Fig.2 Efectsofaltitudeonreproductivegrowthofchrysanthemum A.Numberofflower;
B.Weightofflower;C.Diameterofflower;D.Thicknessofflower.
  每点随机选取30朵菊花,用游标卡尺测量并计
算单朵平均直径、厚度,用电子天平称定并计算单朵
平均重量.
1.3品质指标的测定
菊花样品于60℃烘干、粉碎后,采用高效液相
色谱法测定其中绿原酸、木犀草苷和异绿原酸A含
量.样品溶液、对照品溶液的制备及色谱条件均参
照«中华人民共和国药典»(2010年版,一部)菊花项
下方法和条件(国家药典委员会,2010).
1.4数据分析
应用软件SPSS19.0对数据进行统计分析,分
析前用OneGSampleKGSTest进行正态分布检验,
对于符合正态分布的变量进行OneGWayANOVA、
MultipleComparisonsTest及pearson相关分析.
划分2051m为相对低海拔、2228m为相对中低
海拔、2329m为相对中海拔、2405m为相对中高
海拔、2598m为相对高海拔.菊花品质用绿原酸、
木犀草苷和异绿原酸A总量表示.
845 广 西 植 物                  35卷
图3 海拔对菊花品质的影响 A.绿原酸含量;B.木犀草苷含量;C.异绿原酸A含量;D.品质.∗表示P<0.05,∗∗表示P<0.01.
Fig.3 Efectsofaltitudeonqualityofchrysanthemum A.Contentofchlorogenicacid;B.Contentofluteolin;
C.ContentofisochlorogenicacidA;D.Qualityofchrysanthemum.∗IndicatesP<0.05,∗∗indicatesP<0.01.
2 结果与分析
2.1海拔对菊花植株生长的影响
2.1.1海拔对菊花营养生长的影响 菊花株高受到
海拔梯度的显著影响,低海拔与中高、高海拔间及高
海拔与各海拔间差异显著,其余差异不显著(图1:
A),随着海拔升高呈现降低趋势并与海拔高度显著
负相关(r=G0.923,P=0.025).菊花地径和分枝数
受海拔梯度影响均不显著(图1:B,C),随着海拔升
高前者呈现波动趋势后者呈先平稳再增加后又平稳
的趋势,均与海拔高度的相关性不显著(地径:r=
0.296,P=0.629;分枝数:r=0.872,P=0.054).
2.1.2海拔对菊花生殖生长的影响 菊花花数量、重
量、直径和厚度均受到海拔梯度的显著影响,其中花
数量低海拔至中高海拔间及中高海拔与高海拔间差
异不显著,其余差异均显著(图2:A),随着海拔升高
呈现先平稳后增加的趋势并与海拔高度显著正相关
(r=0.900,P=0.037).花重量低海拔与高海拔之
间及中海拔与中高海拔间差异不显著,其余差异均
显著(图2:B),随着海拔升高呈现先增加后减小的
趋势,与海拔高度相关性不显著(r=0.049,P=
0.737).花直径低海拔与中高、高海拔间及高海拔
与低、中低和中海拔间差异显著,其余差异不显著
(图2:C),随着海拔升高呈现先平稳后减少的趋势
并与海拔高度显著负相关(r=G0.902,P=0.037).
花厚度中高海拔与中低、中海拔间及低海拔与高海
拔之间差异不显著,其余差异均显著(图2:D),随着
海拔升高呈现先增加后减少的趋势,与海拔高度的
相关性不显著(r=G0.149,P=0.811).
2.2海拔对菊花品质的影响
菊花绿原酸含量受海拔梯度影响不显著,但中
高海拔与高海拔间存在显著差异(图3:A).木犀草
苷和异绿原酸A含量均受到海拔梯度的显著影响,
高海拔与各海拔间差异显著,其余差异不显著(图
3:B,C).随着海拔升高,各成分含量均呈现先升高
后降低的趋势,其中绿原酸和异绿原酸A含量与海
拔高度相关性不显著(绿原酸:r=G0.065,P=
0.817;异绿原酸 A:r=G0.505,P=0.055),木犀草
苷含量则与海拔高度显著负相关(r=G0.594,P=
0.020).海拔梯度对菊花品质有显著影响,高海拔
与各海拔间差异显著,其余差异不显著(图3:D),随
着海拔升高,菊花品质先升高后下降,与海拔高度相
关性不显著(r=G0.641,P>0.05).
9454期        曾羽等:高海拔地区不同海拔对菊花植株生长与品质的影响
3 讨论与结论
3.1海拔对菊花植株生长的影响
菊花株高受到海拔梯度的显著影响,随海拔升
高而降低,这与谭亚玲等(2009)和Lietal.(2008)
的研究结果一致,这种结果可能由两个原因引起:第
一,高海拔地区随海拔升高,紫外线增强,而紫外线
能抑制植物茎的生长(强维亚等,2004),随着紫外线
强度增加菊花植株也越来越矮.第二,高海拔地区
随海拔升高,植物叶片功能由支持营养生长逐渐转
变为支持生殖生长(屈云慧等,2007),有机物分配减
少导致菊花株高降低.菊花地径随海拔升高表现出
波动性,但变化不显著,到了高海拔(2598m)表现
出有下降趋势,通过Körneretal.(1987)的研究结
果可以推测,海拔2598m后,菊花地径将随海拔升
高而减小.菊花分枝数在中低海拔至中高海拔
(2228~2405m)有少量增加,但增加量不显著,可
能由于花数的增加促进了少量分枝的增加,具体原
因有待进一步研究.
菊花花数量、重量、直径和厚度均受到海拔梯度
的显著影响,其中花数量在中海拔至高海拔(2329~
2598m)有显著增加,研究表明,随着海拔升高,高
山生态系统中的昆虫种类和活动能力均逐渐降低
(Binghametal.,1998),降雨量通常逐渐增加且具
有不可预见性(Körner,1999),增加了对花粉的冲
刷作用,而雨水冲刷能明显降低花粉的活力和数量
(Huangetal.,2002;Sunetal.,2008),导致菊花传
粉受限和受精率降低,因此菊花通过增加花的数量,
提高对传粉昆虫的吸引力以增加传粉及受精几率.
随海拔升高花重量先增加后减少,在中高海拔
(2405m)达到最大,说明在高海拔地区一定海拔范
围内(2051~2405m)有利于菊花花生物量的积
累,海拔再升高则花生物量减少.随海拔升高,花直
径先平稳后减小,花厚度先增加后减小,均在中高海
拔(2405m)开始减小,说明低海拔(2051m)至中
海拔(2329m)菊花生殖器官的生长变化主要表现为
纵向生长,海拔继续升高,则在纵横方向上均变小.
3.2海拔对菊花品质的影响
绿原酸、木犀草苷和异绿原酸A是菊花重要的
有效成分,其含量的高低决定了菊花品质的好坏.
结果表明,各海拔菊花中3成分含量均高于«药典»
规定值,说明高海拔地区一定海拔范围内所产菊花
符合药用条件,3成分含量均随海拔升高呈先升高
后降低的趋势,这与紫茎泽兰绿原酸含量随海拔变
化趋势相同(宋晓静等,2010),且均在高海拔(2598
m)处显著降低,说明菊花的次生代谢在海拔2598
m受到较大影响.海拔梯度对绿原酸含量影响不
显著,而对木犀草苷和异绿原酸 A含量有显著影
响,说明在海拔升高过程中,菊花次生代谢的调控,
可能主要通过改变木犀草苷和异绿原酸A的含量,
以适应环境变化.随着海拔升高,菊花品质先升高
后降低,在中海拔(2329m)达到最佳,到高海拔
(2598m)显著降低.大多数药材的品质形成需要
一定的温度、降雨量和光照条件(言勇等,2009).这
说明海拔2329m左右的环境条件较适合菊花品质
形成,海拔2598m的环境条件已不利于菊花品质
的形成.
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