摘 要 为了解不同施肥处理对百部的生长和品质影响,选取施肥方式和施肥量双因素三水平开展百部生长及品质影响试验。结果表明,施肥方式和施肥量均能显著影响百部产量;在施肥方式和施肥量交互作用影响分析中发现,施肥方式对百部鲜质量的影响因施肥量的不同而不同;在红豆杉林下种植百部,原百部碱含量在1.22~1.28 mg·g-1;在不同施肥处理下,对百部的有效成分原百部碱的影响不明显。在相同施肥量下,喷灌+滴灌(智慧水肥一体化控制技术)能提高百部的产量,但对原百部碱品质的影响不明显。
关键词 百部;红豆杉;林下种植;施肥
中图分类号:S567.239 文献标志码:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.04.003
红豆杉,是红豆杉科红豆杉属植物的总称,是世界上公认的濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物[1]。研究发现,土壤酶活性与土壤养分密切相关,红豆杉林与樟木林、楠木林相比,其土壤中微生物数量更多,且物种更丰富,也说明红豆杉对改善土壤质量具有重要作用[2-3]。红豆杉生长缓慢,喜阴凉湿润,近年来学者开展大量关于红豆杉混交林的相关研究,而关于红豆杉林下套种中药材百部却鲜少有相关报道。百部是百部科百部属多年生攀缘性草本植物,是中医临床常用中药,研究发现百部中的生物碱是其主要活性成分,具有良好止咳等作用[4]。为了解影响百部生长及生物碱的因素,通过不同施肥处理来开展相关试验研究。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地为广西壮族自治区国有黄冕林场(以下简称黄冕林场)森林药材示范区,位于广西柳州市鹿寨县黄冕镇和桂林市永福县广福乡交界处,处于东经109°46′49″~110°1′51″、北纬24°40′~24°54′,属南亚热带向中亚热带过渡带,受季风环流影响较明显。年平均气温20 ℃,年均降水量达1 300 mm,年平均日照时间1 600 h,无霜期达320 d,平均海拔为210 m,属低丘陵山区。试验林地为红豆杉纯林,林龄为14年,每667 m2种植40株。
1.2 试验材料
供试植物为百部一年生结3个薯块以上裸根苗,由黄冕林场采用苗床育苗培育。
试验肥料:氮肥为尿素(N含量为46%),磷肥为颗粒过磷酸钙(P2O5含量为16%)、钾肥为硫酸钾(K2O含量为50%),均为广西华沃特集团股份有限公司生产。
试剂:氨水(NH3·H2O)、氯仿(CHCl3)、乙醇(C2H5OH)、盐酸(HCl)、纯净水、石油醚、丙酮、葡聚糖凝胶LH-20(SephadexLH-20)、甲醇(CH3OH)。
仪器与设备:电子天平、Aglient1100型高效液相色谱仪、L-550台式低速离心机、粉碎机、HP8453E紫外可见光谱仪。
1.3 试验方法
1.3.1 试验设计
试验选取双因素三水平的正交试验设计,采用
L9(34)正交表进行试验设计,将施肥量和施肥方式两个因素分别设3个水平,分别为施肥总量为10.1、20.2、30.3 g·株-1以及施肥方式喷灌、滴灌、喷灌+滴灌(智慧水肥一体化控制技术)这2个因素完全组合设计,以及1组不施肥对照组CK,共计10个小组,每组30株,重复3次,合计900株。
1.3.2 种植方法
选择生长基本一致、生长状况良好、无病虫害的百部苗900株进行种植,种植时间为2023年3月。使用挖明坎方式种植,设株行距为1 m×1 m,挖坎的规格为长宽深40 cm×30 cm×30 cm,施放1 kg有机肥作为底肥。选择经筛选的裸根苗进行种植,种植后淋定根水。待苗木高50 cm左右进行搭架抚育,将百部藤条缠绕牵引至架子上。
1.3.3 施肥方法
根据表1设计进行施肥,2023年4月、6月、8月、10月各1次,共计4次。
1.4 指标测定
1)产量:2024年11月挖肉质块根测其鲜质量,使用电子天平称量,精确到0.1 g。
2)测定有效成分原百部碱的含量。原百部碱含量的测定方法参考张彤等采取的原百部碱分离及含量测定方法[5]。
①粗提取物的制备。将干燥后的百叶根部用粉碎机粉碎后,用百部干粉末8倍的体积分数90%乙醇(C2H5OH)加热回流提取1 h,重复3次后合并提取液,经过滤后的滤液减压回收之稠浸膏。经浓缩的液体与1%盐酸(HCl)按质量比1∶1进行溶解,采用离心机对混合液进行分离,沉淀后取上清液,并用浓氨水(NH3·H2O)碱化上清液至pH值为10,使用氯仿(CHCl3)萃取3次,减压浓缩成百部粗提取物。
②总生物碱的提取。经初步提取的百部粗提取物取10 g,加入4%盐酸(HCl)200 mL进行溶解,过滤,使用氨水(NH3·H2O)碱化溶解液至pH值为8.0~8.5,使用氯仿(CHCl3)萃取至滤液无铋钾反应,减压回收氯仿(CHCl3)和滤液后,使用干燥器对滤液进行干燥,干燥后得到总生物碱。
③原百部碱的提取。选取总生物碱通过葡聚糖凝胶LH-20(SephadexLH-20),采用甲醇(CH3OH)淋洗,以去除色素部分,对生物碱馏分收集、减压回收后,用硅胶混合搅拌,将混合物装入硅胶H经200~300目过筛后,取200 g置于色谱柱中,采用石油醚与丙酮分别按质量比3∶1、2∶1、1∶1、0∶1的梯度进行洗脱。经反复正向色谱后,分类所得的淡黄色晶体即为原百部碱。
④原百部碱的含量测定。按照上述方法,并结合高效液相色谱法进行色谱条件分析,以质量浓度X对峰高Y进行回归方程分析,根据回归方程计算出供试液体中原百部碱的质量浓度,并根据式(1)计算出原百部碱的含量,重复3次取平均值。
(1)
式中:Ci为供试样品原百部碱含量,mg·g-1;ρi为供试液中原百部碱质量浓度,mg·mL-1;Vi为供试液体积,mL;Mi为供试液质量,g。
1.5 数据处理
数据选用Excel 2021整理统计,采用SPSS 26双因素方差分析比较不同施肥处理的百部苗高、产量、原百部碱含量。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对百部产量的影响
以施肥方式和施肥量为因子,以百部鲜质量为因变量进行双因素方差分析,结果如表2所示。从变量施肥方式的方差齐性检验结果来看,F(3,20)=
274.224,p<0.001,为极显著差异,不同施肥方式对百部鲜质量有显著性影响。从变量施肥量的方差齐性检验结果来看,F(3,20)=272.661,p<0.001,为极显著差异,不同施肥量对百部鲜质量有显著性影响。从施肥方式和施肥量对百部鲜质量的交互作用的方差齐性检验结果来看,F(9,20)=294.561,p<0.001,为极显著差异,施肥方式对百部鲜质量的影响因施肥量的不同而不同。
由表4可知,从最小显著性差异法(Least Significant
Difference,LSD)多重比较的结果来看,处理9收获百部鲜质量最高,达3 060.84 g·株-1,比相同施肥量下的处理3和处理6分别增产24.18%和12.20%,比不施肥的对照组增产70.71%。
2.2 不同施肥处理对百部有效成分含量的影响
以施肥方式和施肥量为因子,以原百部碱含量为因变量进行双因素方差分析,结果如表3所示。从变量施肥方式的方差齐性检验结果来看,F(3,20)=
2.064,p=0.153>0.05,为差异不显著,不同施肥方式对百部的原百部碱含量没有影响。从变量施肥量的方差齐性检验结果来看,F(3,20)=0.421,p=0.662>
0.05,为差异不显著,不同施肥量对百部的原百部碱含量没有影响。从施肥方式和施肥量对百部的原百部碱的交互作用的方差齐性检验结果来看,F(9,20)=1.385,p=0.275>0.05,为差异不显著,施肥方式对百部的原百部碱含量不会因为施肥量的不同而产生不同的影响。由表4可知采用不同施肥处理方式,百部的有效成分原百部碱含量在1.22~1.28 mg·g-1。此外,各处理的相对标准偏差在0.45%~4.20%,说明该方法的重复性良好。
3 结论与讨论
试验发现,在相同施肥量下,采用喷灌+滴灌(智慧水肥一体化控制技术)百部的单株产量达3 060.84 g,比常规喷灌和滴灌方式分别增产24.18%和12.20%。而采用不同的施肥方式和施肥量不会对百部的原百部碱含量产生影响,即对百部品质影响不明显,红豆杉林下种植百部,其有效成分原百部碱含量在1.22~
1.28 mg·g-1,原百部碱含量相对标准偏差在0.45%~
4.20%,重现性较好。在红豆杉林下套种百部,采用喷灌+滴灌(智慧水肥一体化控制技术)不仅可以确保百部品质,还能有效提高百部产量。
参考文献:
[1] 李大周,王烨玮,朱鹏,等.红豆杉发酵果酒工艺优化与产品评价[J].南方农业,2024,18(5):39-40.
[2] 陆问,徐文娴,苏天燕,等.有机肥替代化学氮肥的不同比例对海南橡胶林土壤养分和酶活性的影响[J].热带生物学报,2024,15(6):745-755.
[3] 佘佳荣,郑琼,张轩,等.湘西地区珍稀树木根际微生物群落结构及土壤理化性质研究[J].中南林业科技大学学报,2023,43(12):104-115.
[4] 周承观,杨丹丹,王孝勋.对叶百部总生物碱对单胺类神经递质影响的研究[J].壮瑶药研究,2023(2):190-196.
[5] 张彤,张亚中,陶建生,等.中药百部中原百部碱的分离及含量测定[J].中国药学杂志,2007(11):
812-814.
(责任编辑:张春雨)