白首烏的生物學(xué)特性和栽培技術(shù)以及有效成分提取工藝研究.pdf

1、白首烏(RadixCynanchumbungeiDecne)為蘿藦科鵝絨藤屬植物的塊根，多年生草本植物，是我國(guó)傳統(tǒng)名藥和保健食品，具有重要的醫(yī)療和保健價(jià)值。本試驗(yàn)于2002-2005年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)基地和山東泰安市大汶口鎮(zhèn)進(jìn)行。主要研究了白首烏的生物學(xué)特性、栽培措施對(duì)白首烏產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其生理基礎(chǔ)、有效成分提取方法三方面的內(nèi)容。主要結(jié)果如下： 1白首烏的生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)及有效成分積累特點(diǎn)在大田條件下，單株干物質(zhì)積累在整個(gè)生育

2、時(shí)期內(nèi)表現(xiàn)出“S”型曲線變化規(guī)律。不同生長(zhǎng)年限的白首烏表現(xiàn)趨勢(shì)相同，但凈干物質(zhì)積累總量存在差異，隨生長(zhǎng)年份的增加呈明顯增加趨勢(shì)，并且這種差別隨生育進(jìn)程而逐漸擴(kuò)大，與生長(zhǎng)年份表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。 白首烏各器官在不同生育時(shí)期生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律也不相同。主莖直徑隨著生育時(shí)期的推進(jìn)和生長(zhǎng)年限的增加而不斷增大，與生長(zhǎng)時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系。葉片數(shù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)與葉面積指數(shù)LAI變化均為單峰曲線，花后生長(zhǎng)中心轉(zhuǎn)移到生殖生長(zhǎng)，果實(shí)開(kāi)始迅速積累，塊根的膨大關(guān)鍵時(shí)

3、期是在每年9月份以后，而且，隨著生長(zhǎng)年份的增加，塊根的積累量逐年增加。根中的主要有效成分C21甾苷化合物、黃酮類(lèi)化合物和多糖的含量呈逐年升高趨勢(shì)。與產(chǎn)量的相關(guān)分析結(jié)果表明，白首烏的塊根產(chǎn)量和有效成分含量呈正相關(guān)關(guān)系。 白首烏光合速率因葉片發(fā)育狀況不同而呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。從葉片光合速率和葉綠素含量與葉齡的關(guān)系來(lái)看，它們之間符合Gauss分布。葉片展后20d光合速率最高，葉綠素總量在25d時(shí)達(dá)到高峰，但在本試驗(yàn)中，對(duì)白首烏葉片的葉綠

4、素含量與光合速率進(jìn)行相關(guān)分析后發(fā)現(xiàn)，并沒(méi)有達(dá)到顯著水平。在葉齡35d左右時(shí)，葉片開(kāi)始進(jìn)入衰老階段。與此同時(shí)，隨著葉齡的增加，葉片中可溶性糖含量，總糖含量，可溶性蛋白含量及游離氨基酸等各項(xiàng)生理指標(biāo)也升高，葉齡大于35d后，葉片生長(zhǎng)減緩，并開(kāi)始衰老，各項(xiàng)指標(biāo)開(kāi)始陸續(xù)下降。 12白首烏葉片的光合特性白首烏葉片光合速率隨光強(qiáng)或CO2濃度的提高而增大，遵循米氏響應(yīng)。在不同CO2濃度下，表觀量子效率隨CO2濃度的提高而增大，但CO2濃度達(dá)到

5、800μmol·mol-1以上時(shí)，表觀量子效率有所減小。在不同光強(qiáng)下，表觀羧化效率也隨光的增強(qiáng)而增大，但光強(qiáng)達(dá)到1200μmol·m-2·s-1以上時(shí)，表觀羧化效率也有所減小。在光強(qiáng)和CO2濃度協(xié)同作用下，光合速率的響應(yīng)遵循雙底物的米氏方程，在光強(qiáng)和CO2濃度均趨于飽和時(shí)，白首烏葉片的潛在最大光合速率為92.4μmol·m-2·s-1，表觀量子效率為0.2597μmolCO2·μmol-1photons，表觀羧化效率為0.1539μmo

6、l·m-2·s-1/μmol·mol-1。氣孔導(dǎo)度也隨光強(qiáng)的增強(qiáng)而增大，對(duì)光強(qiáng)的響應(yīng)規(guī)律也可用Michaelis-Menten曲線模擬，CO2濃度的提高會(huì)使氣孔導(dǎo)度減小，氣孔導(dǎo)度(Gs)對(duì)葉面CO2濃度(Cs)的響應(yīng)可以用雙曲線方程模擬。在光強(qiáng)(PFD)和CO2濃度協(xié)同作用下，當(dāng)CO2濃度趨于0而光強(qiáng)趨于飽和時(shí)，白首烏的潛在最大氣孔導(dǎo)度(Gmax)為724.06μmol·m-2·s-1。 白首烏生育周期較長(zhǎng)，從5月一直持續(xù)到11

7、月，但功能葉高光合持續(xù)期在6月下旬到8月上旬，這個(gè)時(shí)期，由于中午高溫和強(qiáng)光的協(xié)同作用，導(dǎo)致光合在中午有很明顯“午休”現(xiàn)象，日變化為不對(duì)稱雙峰曲線，下午的峰值明顯低于上午，兩峰之間有一個(gè)低谷，這與葉綠素?zé)晒鈪?shù)表現(xiàn)基本一致。白首烏葉片F(xiàn)v/Fm及(Fm-F)Fm'在中午明顯降低，下午溫度和光強(qiáng)降低后能夠回升，表明白首烏生長(zhǎng)過(guò)程中在夏季中午經(jīng)常發(fā)生光抑制。從本試驗(yàn)結(jié)果看，白首烏的光抑制以“氣孔限制”為主，主要原因是夏季的高溫天氣，但高溫常常

8、伴隨干旱和強(qiáng)光出現(xiàn)，這些因素會(huì)加重的光抑制的程度。 3白首烏氮、磷、鉀積累分配特點(diǎn)及其與物質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)系白首烏干物質(zhì)積累總量隨N、P、K積累總量及養(yǎng)分平衡指數(shù)(NBI)的增加呈直線增加趨勢(shì)，相關(guān)系數(shù)均達(dá)顯著水平。不同時(shí)期白首烏對(duì)N、P、K的吸收量不同，在移栽后60d對(duì)N、P、K的吸收較少，僅占全部吸收量的16.8％，14.4％，15.6％。移栽后60-120d吸收量迅速增加，對(duì)N、P、K的吸收量占全部吸收量的68.7％、52.3％

9、、58.2％，移栽120d之又有所下降?？偟膩?lái)說(shuō)，植株對(duì)K的吸收量最多，N次之，P最少，全生育期內(nèi)對(duì)N、P、K的吸收比例為1:0.8:1.5。 4栽培措施對(duì)白首烏產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及生理基礎(chǔ)不同栽培密度下(A60000株·hm-2、B90000株·hm-2、C120000株·hm-2、D150000株·hm-2)個(gè)體塊根干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)變化擬合均呈Logistic曲線變化，9-11月是塊根增2重的關(guān)鍵時(shí)期。不同密度處理單株塊根干重增

10、加速率為A＞B＞C＞D，而單位面積塊根干重增加速率C＞D＞B＞A。處理D的光合速率在塊根膨大關(guān)鍵時(shí)期顯著低于其它各處理，可能是處理D個(gè)體塊根產(chǎn)量低的原因。密度對(duì)塊根中部分有效成分含量也有顯著影響，其中多糖和黃酮含量隨密度的增加而增加，但C21甾苷含量與密度無(wú)顯著關(guān)系。由此可得，密度對(duì)白首烏產(chǎn)量性狀影響較大，但在群體和個(gè)體上表現(xiàn)不同，與個(gè)體塊根產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，與群體根的生物產(chǎn)量呈正相關(guān)。綜合考慮塊根干重與有效成分含量?jī)蓚€(gè)方面，120000株

11、·hm-2為最佳種植密度。 通過(guò)人工摘除花蕾、果實(shí)或摘除主莖分枝的方法改變白首烏源庫(kù)比，以不進(jìn)行處理的為對(duì)照，研究人為改變白首烏源庫(kù)比后對(duì)產(chǎn)量、干物質(zhì)積累及相關(guān)生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，在處理后前期，摘除主莖分枝雖然對(duì)葉片減少有補(bǔ)償效應(yīng)，單葉光合速率上升，但葉面積系數(shù)小，功能葉負(fù)荷大，葉綠素降解快，有早衰現(xiàn)象，物質(zhì)積累低于對(duì)照。摘除花蕾和果實(shí)處理單葉光合速率與對(duì)照相比雖有降低，但葉綠素含量高，降解速度慢，明顯延緩了植株衰老，并且

12、葉面積系數(shù)一直處于較高水平，光合產(chǎn)物供應(yīng)充足，干物質(zhì)積累量以及對(duì)根部的分配顯著高于對(duì)照和摘除側(cè)枝處理，所以該處理產(chǎn)量顯著高于其它處理。摘除白首烏花蕾能增加葉面積系數(shù)，減緩葉片葉綠素降解，延長(zhǎng)綠葉功能期，從而可以提高干物質(zhì)積累和運(yùn)往根部比例，提高產(chǎn)量和效益。 鉀素用量對(duì)白首烏產(chǎn)量有明顯影響，塊根產(chǎn)量隨鉀肥用量的增多表現(xiàn)為先增加后降低趨勢(shì)，兩年變化規(guī)律相同。對(duì)白首烏產(chǎn)量與施鉀水平的關(guān)系進(jìn)行回歸分析結(jié)果表明，白首烏產(chǎn)量與施鉀量之間符合

13、二次曲線方程。在一定范圍內(nèi)增加施鉀量，可提高白首烏功能葉光合速率、可溶性蛋白等含量并延緩葉片衰老，防止地上部生長(zhǎng)過(guò)旺，還可增加根中黃酮類(lèi)化合物和多糖含量，提高品質(zhì)。 5白首烏中有效成分提取工藝研究結(jié)果對(duì)白首烏中C21甾苷的提取方法的研究表明，以體積分?jǐn)?shù)為61.25％的乙醇為溶劑，料液比為1:10(g:ml)，水浴溫度為75.23℃，提取3個(gè)小時(shí)為最佳提取工藝。 對(duì)白首烏中黃酮類(lèi)化合物提取方法的研究表明，以乙醇為溶劑，料液