顏家雄， 彭翠英， 梁軍生， 張 翼， 王旭軍

(1.攸縣黃豐橋國有林場，湖南 攸縣 412307； 2.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長沙 410004； 3.湖南省林下特色生物資源培育與利用工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410004)

箭葉淫羊藿(Epimediumsagittatum)俗稱三枝九葉草，屬小檗科(Berberidaceae)淫羊藿屬(EpimediumL.)多年生常綠草本植物，廣泛分布于海拔200～1 750 m的林下、灌叢中、山坡草叢中、水溝邊或巖邊石縫中[1]，是淫羊藿屬中分布最廣、形態(tài)變異最大的種[2]。箭葉淫羊藿能補腎陽、強筋骨、祛風(fēng)濕等，其藥用歷史悠久，2 000多年前的《神農(nóng)本草經(jīng)》就將其列為“中品”[3]，其干燥葉則為中藥淫羊藿(Epimediifolium)的基源植物之一[4]，臨床上主要用于治療骨質(zhì)疏松、更年期綜合征、高血壓、冠心病等[5-6]。現(xiàn)代藥理研究顯示，箭葉淫羊藿在抗炎[7]、抗衰老[8]、提高免疫力[9-11]、抑制腫瘤[12-14]等方面有很好的療效，為最具開發(fā)潛力的中藥之一[15]。研究還表明，箭葉淫羊藿對郁閉的生態(tài)環(huán)境非常適應(yīng)，利用弱光的能力較強，可適應(yīng)林分郁閉度達到 0.7以上的生境[16]。在湖南、浙江和江西等省，箭葉淫羊藿的適宜生境總面積達4200萬hm2[17]。因此，箭葉淫羊藿可作為這些地區(qū)林下中藥材發(fā)展的重要候選藥用植物之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，湖南省喬木林中的成、過熟林面積近140萬hm2，且大部分林分郁閉度達0.7以上。目前，關(guān)于生長在高度郁閉林分中的箭葉淫羊藿產(chǎn)量和質(zhì)量未見報道。筆者利用黑色遮陰網(wǎng)模擬遮陰的方法，研究箭葉淫羊藿在高度郁閉環(huán)境下的生長及其有效成分含量變化特征，以期為其在林下規(guī)范化栽培提供參考。

1 試驗區(qū)概況

試驗在湖南省長沙市雨花區(qū)湖南省林業(yè)科學(xué)院國家林下經(jīng)濟示范基地內(nèi)進行。該基地地理坐標(biāo)為113°01′30″E，28°06′40″N，海拔60～80 m。該區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫17.2 ℃，年降水量1400～1 900 mm，四季分明，年均日照1 496～1 550 h，無霜期264 d。試驗地土層深厚，土壤為地帶性第四紀(jì)紅壤，微酸性，pH值約5.0[18]。

2 研究方法

2.1 試驗設(shè)計

2019年1月將生長良好、長勢基本一致的箭葉淫羊藿栽植于上口直徑15 cm、下口直徑10 cm、高14 cm的塑料容器中，栽植后統(tǒng)一放置于防雨棚內(nèi)。待箭葉淫羊藿恢復(fù)生長后，于2019年4月開始進行遮陰試驗[18]。分別設(shè)置1層、2層和3層黑色遮陰網(wǎng)覆蓋等3種處理。用LI-6400XT光合儀測定不同遮陰條件下的光照強度，再計算其遮光率。1層、2層和3層黑色遮陰網(wǎng)的遮光率分別為70%、85%和90%。各處理均栽植箭葉淫羊藿容器苗50盆，每盆栽植1株。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次。日常管理為常規(guī)管理。

2.2 生長指標(biāo)測量和藥用有效成分含量測定

根據(jù)箭葉淫羊藿一回三出復(fù)葉的特征，以其當(dāng)年生成熟復(fù)葉的中間葉片為測試葉片[18]。2019年9月中旬測量其生長性狀，然后采收并烘干，測定其藥用有效成分含量。

2.2.1 生長指標(biāo)測量 分別采用直尺和電子游標(biāo)卡尺測量株高(精確到0.1 cm)和地徑(精確到0.01 mm)；采用LI-3000C便攜式葉面積儀測量葉長、葉寬和葉面積等；采用電子游標(biāo)卡尺按10片1組測量葉厚后取其平均值(精確到0.01 mm)；采用電子天平稱量葉鮮質(zhì)量和葉干質(zhì)量(精確到0.000 1 g)。

2.2.2 藥用有效成分含量測定 總黃酮和總黃酮醇苷含量均參照《中國藥典》(2020年版)[4]規(guī)定的方法進行測定?？傸S酮醇苷的組成成分為朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C及淫羊藿苷。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)均采用Microsoft Office 2016中的Excel和統(tǒng)計分析軟件SPSS 22.0進行處理。以葉干質(zhì)量、總黃酮及總黃酮醇苷含量為指標(biāo)，參考劉學(xué)義[19]的隸屬函數(shù)方法，對不同遮陰處理的箭葉淫羊藿進行綜合評價。

3 結(jié)果與分析

3.1 遮陰對箭葉淫羊藿生長的影響

3.1.1 遮陰對箭葉淫羊藿株高、地徑生長的影響 由表1看出：隨著遮陰程度的逐漸提高，箭葉淫羊藿株高呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢。當(dāng)遮光率為85%時，箭葉淫羊藿的株高最大，為9.4 cm；當(dāng)遮光率為90%時，株高最小，僅為前者的88.3%。其地徑則隨著遮光率的逐漸提高而呈現(xiàn)一直減小的變化趨勢。當(dāng)遮光率為70%時，其地徑最大，為1.43 mm；當(dāng)遮光率為85%時，其地徑為1.16 mm，僅為前者的81.1%；當(dāng)遮光率為90%時，其地徑與遮光率為85%時的相差無幾。方差分析表明，處理間的株高、地徑均無顯著性差異。

表1 遮陰對箭葉淫羊藿株高、地徑、葉鮮質(zhì)量與葉干質(zhì)量的影響Tab.1 Effect of shade on height, ground diameter, fresh weight and dry weight of leaf of Epimedium sagittatum遮光率/%株高/cm地徑/mm葉鮮質(zhì)量/(g·片-1)葉干質(zhì)量/(g·片-1)709.3±1.521.43±0.350.302 0±0.148 20.127 7±0.063 4859.4±1.251.16±0.070.615 2±0.103 80.284 5±0.057 8908.3±0.101.15±0.140.463 9±0.145 00.213 5±0.076 6Sig.0.4780.2880.0750.073

3.1.2 遮陰對箭葉淫羊藿葉片生物量的影響 由于箭葉淫羊藿的藥用部分為其干燥葉，因此，研究遮陰處理對其葉生物量的影響十分重要。由表1還可以看出：隨著遮光率的逐漸提高，箭葉淫羊藿的葉鮮質(zhì)量和葉干質(zhì)量均呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢，但處理間沒有顯著性差異；當(dāng)遮光率為85%時，其葉鮮質(zhì)量和葉干質(zhì)量分別為遮光率70%時的2.04倍和2.23倍，均為遮光率90%時的1.33倍。當(dāng)遮光率為70%時，葉鮮質(zhì)量和葉干質(zhì)量分別僅為遮光率90%時的65.10%和59.81%。

3.1.3 遮陰對箭葉淫羊藿葉片形態(tài)性狀的影響 如表2所示：箭葉淫羊藿的葉長、葉寬、葉厚和葉面積等形態(tài)性狀對遮陰處理的響應(yīng)表現(xiàn)程度各異。隨著遮陰程度的逐漸提高，箭葉淫羊藿的葉長、葉寬和葉面積均呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢。當(dāng)遮光率為85%時，箭葉淫羊藿的葉長、葉寬、葉面積均為最大；當(dāng)遮光率為90%時，箭葉淫羊藿的葉長、葉寬及葉面積相對前者均明顯減小。這可能是由于過度遮陰，導(dǎo)致其所獲得的光能不能滿足其生長的需要。方差分析結(jié)果表明，葉長和葉厚在遮陰處理間無顯著性差異，而葉寬和葉面積在處理間有顯著性差異。

表2 遮陰對箭葉淫羊藿葉片形態(tài)性狀的影響Tab.2 Effect of shade on leaf morphological characteristics of Epimedium sagittatum遮光率/%葉長/cm葉寬/cm葉厚/cm葉面積/(cm2·片-1)705.64±1.103.92±0.93 b0.23±0.0114.23±7.98 b 857.14±0.726.23±0.52 a0.24±0.0137.25±7.20 a 906.02±0.795.48±0.83 a0.25±0.0525.82±8.58 abSig.0.1780.0280.5010.034注: 同列不同小寫字母表示在α=0.05水平上差異顯著。下同。

3.2 遮陰對箭葉淫羊藿藥用有效成分含量的影響

總黃酮和總黃酮醇苷是箭葉淫羊藿藥用有效成分的重要組成部分，其含量高低直接影響到箭葉淫羊藿的藥用品質(zhì)及藥用價值。據(jù)《中國藥典》規(guī)定，淫羊藿干燥葉總黃酮含量不得低于5%，總黃酮醇苷含量不得低于1.5%。由表3可以看出：隨著遮陰程度的提高，箭葉淫羊藿葉片總黃酮和總黃酮醇苷含量均呈現(xiàn)出高-低-次高的變化趨勢，且總黃酮醇苷的組成成分朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C及淫羊藿苷也顯示同樣的變化趨勢。方差分析結(jié)果表明，遮陰處理間各種藥用有效成分含量均存在顯著或極顯著差異。由表3還可以看出：全部處理箭葉淫羊藿葉片的總黃酮含量均超過了《中國藥典》5%的規(guī)定，特別是當(dāng)遮光率為70%時，其葉片總黃酮含量達到了9.97%，為《中國藥典》規(guī)定的1.99倍，且其總黃酮醇苷含量達到了《中國藥典》規(guī)定1.5%的2.14倍；當(dāng)遮光率為85%時，其葉片總黃酮含量達6.22%，但其總黃酮醇苷含量卻未達到《中國藥典》1.5%的規(guī)定，僅為1.09%。

表3 遮陰對箭葉淫羊藿葉片藥用有效成分含量的影響Tab.3 Effect of shade on the contents of medicinal active constituent in leaves of Epimedium sagittatum%遮光率/%總黃酮總黃酮醇苷朝藿定A朝藿定B朝藿定C淫羊藿苷709.97±1.182 Aa3.21±0.05 Aa0.308±0.004 Aa0.369±0.008 Aa1.585±0.033 Aa0.948±0.013 Aa856.22±0.184 Bb1.09±0.01 Cc0.125±0.001 Cc0.154±0.002 Cc0.540±0.007 Cc0.275±0.002 Cc907.27±0.100 ABb1.83±0.03 Bb0.194±0.003 Bb0.250±0.004 Bb0.951±0.014 Bb0.435±0.006 BbSig.0.0120.0000.0000.0000.0000.000注: 同列不同大寫字母表示在α=0.01水平上差異顯著。

3.3 遮陰對箭葉淫羊藿品質(zhì)影響的綜合評價

由表4看出：當(dāng)遮光率為70%時，其綜合隸屬度為2.000 0，排名第一；當(dāng)遮光率為85%時，其綜合隸屬度為1.000 0，排名最末；當(dāng)遮光率為90%時，其綜合隸屬度為1.176 3，排名第二。當(dāng)遮光率為85%時，其葉片生物量雖然最大，但其藥用有效成分含量卻最低，且其總黃酮醇苷含量未達到《中國藥典》的要求。因此，綜合考慮生物量和藥用有效成分含量，箭葉淫羊藿在遮光率為70%時的品質(zhì)最好，不宜在高度郁閉的林分中進行林藥復(fù)合經(jīng)營。

表4 不同遮陰處理下箭葉淫羊藿的綜合隸屬函數(shù)值Tab.4 The membership function value under different shading conditions of Epimedium sagittatum遮光率/%隸屬度值葉干質(zhì)量總黃酮總黃酮醇苷綜合隸屬度700.000 01.000 01.000 02.000 0851.000 00.000 00.000 01.000 0900.547 2 0.280 0 0.349 1 1.176 3

4 結(jié)論與討論

4.1 遮陰對箭葉淫羊藿生長的影響

前人的研究表明，在遮蔭脅迫下，植物為了最大程度地獲取光照，積累更多的光合產(chǎn)物，其地徑變細，株高增大，且其葉片變薄，葉面積增大，表現(xiàn)出“細長”的特征[20]。本研究表明，隨著遮光率的提高，箭葉淫羊藿的株高、葉面積和葉生物量均表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，地徑則持續(xù)變小。這一結(jié)果進一步驗證了前人的研究結(jié)論。但箭葉淫羊藿的葉厚卻沒有相應(yīng)變薄，這可能與物種特性有關(guān)。同時，當(dāng)遮光率為90%時，箭葉淫羊藿的株高、地徑和葉面積相對遮光率為85%時均減小。這可能是因為箭葉淫羊藿需在一定強度的光照條件下才能進行光合作用，從而為其生長、開花等生命活動提供光合產(chǎn)物，當(dāng)遮陰過度時，箭葉淫羊藿葉片所能捕獲的光能已不能滿足其充分生長發(fā)育的需要。

4.2 遮陰對箭葉淫羊藿藥用有效成分含量的影響

藥用植物中所含的藥用有效成分絕大多數(shù)為其次生代謝產(chǎn)物，是其在長期進化過程中與其生存環(huán)境相互作用的結(jié)果[21]。藥用植物在面臨環(huán)境脅迫時，往往會合成更多的次生代謝產(chǎn)物，即藥用有效成分，以提高其自身保護和生存競爭能力[21-22]。朱燦燦[23]研究發(fā)現(xiàn)，在遮光率為0.6的重度遮陰即低光照強度下，有利于銀杏苗生長初期葉中黃酮的積累。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著遮光率的逐漸提高，箭葉淫羊藿葉片總黃酮和總黃酮醇苷含量均表現(xiàn)出高-低-次高的變化趨勢。這可能與物種特性有關(guān)，也可能與本試驗的起始遮光率為70%即為重度遮陰有關(guān)。因此，當(dāng)遮光率低于70%時，箭葉淫羊藿的營養(yǎng)生長和藥用有效成分的變化規(guī)律有待我們進一步研究。

4.3 遮陰對箭葉淫羊藿品質(zhì)影響的綜合評價

本研究發(fā)現(xiàn)，隨著遮陰程度的逐漸提高，雖然箭葉淫羊藿的生長量增大，特別是其藥用部分即葉生物量增大，但其藥用有效成分含量卻降低。因此，栽培以次生代謝產(chǎn)物為有效成分的藥用植物時，難以做到既高產(chǎn)又優(yōu)質(zhì)。提高藥用植物中次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，要以犧牲一定的生物量為代價。在藥用植物的栽培過程中，不能完全照搬傳統(tǒng)農(nóng)作物的管理技術(shù)措施，應(yīng)以健壯、快速生長作為優(yōu)質(zhì)藥材栽培的田間管理標(biāo)準(zhǔn)[23]。

綜合以上討論，結(jié)合隸屬函數(shù)法綜合評價結(jié)果得出，箭葉淫羊藿適合在郁閉度0.7左右的林下進行林藥復(fù)合經(jīng)營。當(dāng)林分郁閉度超過0.7時，必須對林分進行間伐處理。