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栝樓新品系區(qū)域試驗(yàn)

2021-12-13 07:06:44周冰謙劉樹震焦煥然盧恒楊國(guó)紅劉坤劉偉
山東科學(xué) 2021年6期
關(guān)鍵詞:栝樓品系植株

周冰謙,劉樹震,焦煥然,3,盧恒,楊國(guó)紅,劉坤,劉偉*

(1. 齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)山東省分析測(cè)試中心,山東 濟(jì)南 250014;2. 濟(jì)南市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊(duì),山東 濟(jì)南 250021;3. 山東中醫(yī)藥大學(xué),山東 濟(jì)南 250355;4. 濟(jì)南禾寶中藥材有限公司,山東 濟(jì)南 271100)

栝樓(TrichosanthesKirilowiiMaximowicz.)為葫蘆目(Cucurbitalies)葫蘆科(Cucurbitaceae)多年生宿根攀援草本[1],又名吊瓜(浙江)、瓜蔞(通稱)、大圓瓜(山東)及藥瓜等[2],始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》[3],具有重要的藥用價(jià)值。栝樓的果實(shí)、果皮、種子及根均可入藥,分別為瓜蔞、瓜蔞皮、瓜蔞仁及天花粉,其中瓜蔞、瓜蔞皮、瓜蔞仁具有清熱滌痰、寬胸解結(jié)、潤(rùn)燥滑腸、痰熱咳嗽等功效,天花粉具有增強(qiáng)機(jī)體免疫、抗腫瘤、抗艾滋病病毒等功效[4]。栝樓適應(yīng)性強(qiáng)、分布廣泛[5],在山東省各地均有野生分布。相對(duì)于野生分布,栝樓的栽培受到品種、氣候、土壤等條件的限制,以致不同產(chǎn)地所產(chǎn)瓜蔞質(zhì)量參差不齊[6-7],因此,區(qū)域性適宜品種的篩選對(duì)于穩(wěn)定藥材產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。本研究對(duì)前期篩選的栝樓新品系開展不同區(qū)域栽培試驗(yàn),觀察其在不同適宜產(chǎn)區(qū)的植物學(xué)特征、物候期特性及產(chǎn)量表現(xiàn),并與傳統(tǒng)品系表現(xiàn)進(jìn)行比較,研究成果對(duì)于進(jìn)一步挖掘特定栝樓種質(zhì)特點(diǎn)、品系推廣及資源的高值化利用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 供試材料及試驗(yàn)區(qū)域

(1)品系來(lái)源:常規(guī)品系,系從山東省濟(jì)南市平陰縣當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)栝樓栽培區(qū)域經(jīng)大田系統(tǒng)篩選而得,暫定名為KXY-001,經(jīng)山東中醫(yī)藥大學(xué)李佳教授鑒定為葫蘆目(Cucurbitalies)葫蘆科(Cucurbitaceae)栝樓屬植物栝樓(TrichosanthesKirilowiiMaximowicz.)。

(2)試驗(yàn)區(qū)域:試驗(yàn)地分別在山東省濟(jì)南市萊蕪區(qū)(117°47′38.53′′E, 36°19′50.22′′N)、平陰縣(116°45′87.17″E, 36°10′85.95″N)、商河縣(117°15′72.72″E, 37°30′66.80″N)及章丘區(qū)(117°61′35.95″E, 36°67′03.93″N),不同種植區(qū)域試驗(yàn)田氣候條件見表1。

表1 不同種植區(qū)域試驗(yàn)田氣候條件

1.1.2 試劑及儀器

試劑: 齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98 %,批號(hào)B20954,上海源葉生物科技有限公司)、無(wú)水乙醇(分析純,批號(hào)20191105,天津市富宇精細(xì)化工有限公司)、香草醛(分析純,批號(hào)20171016,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、冰乙酸(分析純,批號(hào)20190705,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、高氯酸(分析純,天津市富宇精細(xì)化工有限公司)。

儀器:722型紫外-可見分光光度計(jì)(上海光譜儀器有限公司)、萬(wàn)分之一電子天平(賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司)、電子臺(tái)稱(TCS-100 kg,東陽(yáng)市英衡智能設(shè)備有限公司)、HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋(金壇市醫(yī)療儀器廠)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

取KXY-001為參試品系,當(dāng)?shù)剞r(nóng)家黑皮為對(duì)照品系,分別在萊蕪、平陰、商河、章丘4個(gè)區(qū)域進(jìn)行種植,選擇兩個(gè)品系健壯無(wú)病蟲植株鮮根,切成8~10 cm左右根段,用草木灰消毒后于2018年3月中旬分別用棚架式栽培方式種植于4個(gè)區(qū)域試驗(yàn)田。觀察KXY-001及黑皮兩個(gè)品系在 2018—2020年的植物學(xué)特征,并對(duì)其生物學(xué)物候期(萌芽期、開花期及果熟期)及產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.2 栽培管理

在萊蕪區(qū)、平陰縣、商河縣及章丘區(qū)4個(gè)區(qū)域分別設(shè)置面積為1300 m2的試驗(yàn)田,并將試驗(yàn)品系KXY-001和傳統(tǒng)栽培品系分別種植各650 m2。在整好的地塊上以2 m的行距挖溝,溝寬35 cm,深10 cm,將選好的栝樓根莖以1.5 m的株距在溝中定植,定植時(shí)將根莖平放,覆土3~5 cm,定植后溝中灌水,1 d后將栝樓種植溝填平,并在上覆土10 cm做壟。上層覆蓋白色地膜,以便保溫保濕,促進(jìn)根塊萌發(fā)。20 d后扒開覆蓋土檢查萌芽情況,萌芽后將萌芽處薄膜打孔以利于幼苗生長(zhǎng)。栝樓出苗長(zhǎng)到0.3~0.5 m時(shí),在栝樓植株旁邊斜插一竹竿,用尼龍繩將竹竿和上部尼龍網(wǎng)連接,同時(shí)將栝樓苗引接到尼龍繩上,便于其爬蔓上棚。栝樓藤長(zhǎng)到2.5~3.0 m左右時(shí)去除頂端優(yōu)勢(shì),便于果實(shí)生長(zhǎng)。

1.2.3 物候期的觀察方法

清明之后密切注意觀察萌芽的時(shí)間,以破土見到嫩芽為準(zhǔn)記錄為萌芽日期;以第一朵花開放為花期基準(zhǔn)時(shí)間,記錄開花日期;果實(shí)一般在10月上旬左右陸續(xù)開始變黃成熟,當(dāng)三分之二果實(shí)出現(xiàn)表皮有白粉,果皮顏色為淡黃色為果熟基準(zhǔn)時(shí)間,記錄為果熟期。

1.2.4 總皂苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法:瓜蔞總皂苷的測(cè)定方法參考文獻(xiàn)[8],以齊墩果酸為標(biāo)準(zhǔn)品,548 nm處測(cè)定樣品的吸光值。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)x,吸光度值為縱坐標(biāo)y,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,線性回歸方程為:y=121.16x+3.655,R2=0.999 6。

供試品溶液的測(cè)定:吸取供試品溶液0.5 mL,置于5 mL容量瓶中,沸水揮去無(wú)水乙醇,冷卻,加入5%香草醛冰乙酸0.2 mL,高氯酸0.8 mL,將容量瓶放入60 ℃水溶液中加熱15 min,冷卻至室溫,用冰醋酸定容至刻度,搖勻。以空白作參照,在548 nm波長(zhǎng)下測(cè)其吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物學(xué)特征的觀察

對(duì)KXY-001的植物學(xué)特征觀察結(jié)果表明,其主干明顯,徑粗0.6~1.0 cm,長(zhǎng)3.0~3.5 m,具縱楞及槽,節(jié)間10~15 cm,上部3~5個(gè)分枝。葉片數(shù)量多,單葉互生,葉片3淺裂,掌狀質(zhì)厚,前端具長(zhǎng)突尖,上表面密被毛,具縱向脈紋,下表面無(wú)毛或少被毛;6月初開始開花,花白色;果近球形,密布淺色細(xì)小花紋,成熟前為淺綠色,熟后漸為橙黃色,平均徑圍33 cm,平均果長(zhǎng)15 cm,平均柄長(zhǎng)7 cm,平均柱基3 mm,盛果期單果鮮重500 g左右。種子長(zhǎng)2 cm,6月下旬坐果,10月下旬至11月上旬成熟(圖1)。

圖1 KXY-001的植物學(xué)特征觀察Fig.1 Observation of botanical characteristics of KXY-001

2.2 物候期特征的觀察

連續(xù)2年對(duì)兩個(gè)品系物候期進(jìn)行觀察,結(jié)果見表2。KXY-001在平陰、章丘、商河、萊蕪地區(qū)都是5月初萌芽,每株出苗3~5個(gè)。5月20日前后展葉,6月份枝葉茂盛上架,6月初至中旬開花,8月15日前后果實(shí)成型,10月底至11月份果實(shí)逐漸變紅成熟。KXY-001與傳統(tǒng)品系萌芽期、開花期無(wú)明顯差別。

表2 KXY-001和傳統(tǒng)品系萌芽期、開花期和果熟期對(duì)比

2.3 產(chǎn)量差異的研究

KXY-001和傳統(tǒng)品系在不同種植區(qū)域的鮮果產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。KXY-001一年生植株在四個(gè)區(qū)域的平均畝產(chǎn)鮮果為732.5 kg,較傳統(tǒng)對(duì)照品系(543 kg)增加34.9%;二年生植株平均畝產(chǎn)鮮果重為1 289.5 kg,較傳統(tǒng)對(duì)照品系(722.3 kg)相比增加78.5%;三年生植株平均畝產(chǎn)鮮果為1 152.8 kg,與傳統(tǒng)對(duì)照品系(815.8 kg)相比增產(chǎn)41.3%。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,KXY-001產(chǎn)量相較于傳統(tǒng)品系具有明顯優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于壤土,KXY-001更適宜于沙壤土栽培。另外,相對(duì)于農(nóng)家品系,KXY-001的產(chǎn)量在種植第2年達(dá)到豐產(chǎn)期,且在第3年仍能保持較高產(chǎn)量,具有一定的豐產(chǎn)穩(wěn)定性,能夠達(dá)到一次種植多年收獲的目的。

表3 KXY-001和傳統(tǒng)品系鮮果產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

2.4 總皂苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較

KXY-001和傳統(tǒng)品系在不同種植區(qū)域的瓜蔞總皂苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較結(jié)果見表4。結(jié)果表明,不同種植區(qū)的KXY-001和傳統(tǒng)品系栝樓2年生及3年生果實(shí)中總皂苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于1年生植株,且KXY-001栝樓1年生、2年生及3年生果實(shí)中總皂苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于傳統(tǒng)對(duì)照品系,較后者相比分別高4.54%、7.27%、5.08%。

表4 KXY-001和傳統(tǒng)品系總皂苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較

4 討論

中藥材的質(zhì)量(道地性)與其基因遺傳、生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)技術(shù)密切相關(guān)[9],其中基因是藥用植物品質(zhì)形成的內(nèi)部因素,生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)技術(shù)是外部因素[10],但外部因素對(duì)藥用植物的遺傳產(chǎn)生影響導(dǎo)致其遺傳變異。栝樓是雌雄異株植物,環(huán)境因素易導(dǎo)致其品種混雜和退化,但同樣生境還可以篩選優(yōu)良的種源[11]。區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果表明,KXY-001是通過(guò)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)而自然選擇的優(yōu)良品系,具有較高的區(qū)域適應(yīng)性和豐產(chǎn)性,和傳統(tǒng)品系黑皮對(duì)比發(fā)現(xiàn),KXY-001具有以下幾個(gè)明顯優(yōu)勢(shì):(1)生長(zhǎng)迅速。KXY-001定植后當(dāng)年即可開花結(jié)果,定植后第2年達(dá)到盛果期,蔓藤覆蓋率高,光合作用強(qiáng),座果節(jié)間短;(2)豐產(chǎn)穩(wěn)定性強(qiáng)。KXY-001定植后當(dāng)年即可開花結(jié)果,第二年植株即進(jìn)入豐產(chǎn)期,二年生和三年生植株畝產(chǎn)鮮果比傳統(tǒng)品系增產(chǎn)顯著。(3)總皂苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)高。KXY-001栝樓1年生、2年生及3年生果實(shí)中總皂苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于傳統(tǒng)對(duì)照品系。(4)抗病蟲性較好,連續(xù)三年對(duì)各試驗(yàn)點(diǎn)的調(diào)查結(jié)果顯示,在棚架技術(shù)下,未見蚜蟲蟲害,說(shuō)明KXY-001具有良好的抗病蟲性。

綜上所述,KXY-001與傳統(tǒng)農(nóng)家品系相比生長(zhǎng)壯旺,根段萌芽力強(qiáng),豐產(chǎn)性能好,綜合性狀優(yōu)于傳統(tǒng)栝樓品系,具有進(jìn)一步推廣的價(jià)值。

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