蘇書樂,肖 茹,趙思源,蘇文楠,趙文君,張 賽,鄭金雙

(河北科技師范學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院,河北省作物逆境生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;河北 秦皇島,066600)

以收獲營養(yǎng)器官為主的植物,抑制其開花有利于將營養(yǎng)物質(zhì)集中在營養(yǎng)器官,從而達(dá)到提質(zhì)增效的生產(chǎn)目標(biāo)[1,2]。目前關(guān)于化學(xué)藥劑抑制植物開花的相關(guān)研究,主要集中在控制木本植物飛絮和果毛形成[3～8]。在藥用植物抑花研究方面,潘秋祥等[1]用抑芽丹對白術(shù)進(jìn)行化學(xué)除蕾,何伯偉等[2]用滅芽靈等藥劑控制白術(shù)花蕾,均發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一定濃度藥劑處理后白術(shù)的有效花蕾數(shù)明顯減少,且增產(chǎn)增效效果顯著。

北蒼術(shù)(Atractylodeschinensis(DC.) Koidz.)為菊科蒼術(shù)屬多年生草本植物,其干燥根莖入藥,是中藥材蒼術(shù)的主要來源。北蒼術(shù)根莖中主要活性成分是蒼術(shù)素,《中華人民共和國藥典》[9](以下簡稱《中國藥典》)規(guī)定,蒼術(shù)藥材按干燥品計(jì),蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得低于0.30%。由于北蒼術(shù)生殖生長消耗根莖大量營養(yǎng),影響根莖干物質(zhì)質(zhì)量和蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的積累。為此,筆者選用抑芽丹、乙烯利、桔梗奇肥、萘乙酸、抑花一號、石硫合劑等6種化學(xué)藥劑分別在北蒼術(shù)第4年生長期的現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期+初花期、初花期噴施處理,探索藥劑處理對北蒼術(shù)抑花效果、根莖干物質(zhì)質(zhì)量和蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響,以期為冀東地區(qū)北蒼術(shù)生產(chǎn)提質(zhì)增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本次試驗(yàn)在秦皇島元正農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司基地進(jìn)行,基地位于河北省秦皇島市青龍滿族自治縣龍王廟鄉(xiāng)北干樹村(東經(jīng)119.48°,北緯40.33°)。本次試驗(yàn)所用北蒼術(shù)是種子繁殖第4年生長期的植株,試驗(yàn)用藥劑及配制情況見表1。

表1 供試藥劑種類及配制情況

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1藥劑噴施處理 試驗(yàn)采用二因素(藥劑*藥劑濃度)隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。將6種藥劑稀釋成3種不同濃度(表1),使用農(nóng)用手動噴霧器在距離植株頂端0.5 m處,均勻噴施在北蒼術(shù)株叢上,以噴施清水為對照(CK)。噴施時期和處理次數(shù)為現(xiàn)蕾期噴施1次、現(xiàn)蕾期+初花期噴施2次和初花期噴施1次?，F(xiàn)蕾期噴施日期為2020-07-04,初花期為2021-08-06,于2021-08-06對現(xiàn)蕾期噴施藥劑的北蒼術(shù)進(jìn)行抑花情況進(jìn)行調(diào)查,于2021-09-06對現(xiàn)蕾期+初花期和初花期噴施藥劑的北蒼術(shù)抑花情況進(jìn)行調(diào)查。北蒼術(shù)以畦作方式栽培,每畦2行,株距20 cm,行距25 cm。每個處理設(shè)置3次生物學(xué)重復(fù),每次重復(fù)小區(qū)面積10 m2(長寬2 m×5 m),在田間為5 m 3畦。

1.2.2抑花效果調(diào)查 (1)群體抑花效果調(diào)查:每個小區(qū)隨機(jī)選擇2 m 3畦進(jìn)行調(diào)查,記錄植株群體內(nèi)所有正常開花株數(shù)、枯死株數(shù)、未現(xiàn)蕾株數(shù)和花蕾枯株數(shù)、藥害株數(shù),其中藥害株數(shù)分為3個等級,即輕微斑點(diǎn)、輕微藥害、嚴(yán)重藥害。(2)單株抑花效果調(diào)查:每次重復(fù)隨機(jī)選擇6株調(diào)查單株的總花蕾數(shù)、正常開花蕾數(shù)及藥害蕾數(shù)。

①藥害分級標(biāo)準(zhǔn)

輕微斑點(diǎn):有病斑葉片數(shù)量占整個植株葉片數(shù)量的25%以下。

輕微藥害:有病斑葉片數(shù)量占整個植株葉片數(shù)量的25%～50%。

嚴(yán)重藥害:有病斑葉片數(shù)量占整個植株葉片數(shù)量的50%以上,葉片出現(xiàn)發(fā)黃干枯,乃至上半部分枯死。

②群體致死率、藥害率、嚴(yán)重藥害率、抑花率的計(jì)算

致死率=(枯死株數(shù)/總株數(shù))×100%

藥害率=(藥害株數(shù)/總株數(shù))×100%

嚴(yán)重藥害率=(嚴(yán)重藥害株數(shù)/總株數(shù))×100%

抑花率=(未現(xiàn)蕾株數(shù)+花蕾枯株數(shù))/總株數(shù)×100%

③單株抑花率、藥害率的計(jì)算

抑花率=(總花蕾數(shù)-正常開花蕾數(shù))/總花蕾數(shù)×100%

藥害率=(藥害蕾數(shù)/總花蕾數(shù))×100%

(3)根莖干物質(zhì)質(zhì)量和蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定:從每次重復(fù)中隨機(jī)采挖10株北蒼術(shù)根莖,除凈泥土,用電子天平(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn),型號:SQP)測定鮮質(zhì)量,并用電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠生產(chǎn),型號:GZX-9140-MBE)105 ℃殺青10 min,然后50 ℃烘干至恒質(zhì)量,測定根莖干物質(zhì)質(zhì)量。用打粉機(jī)(小熊電器股份有限公司生產(chǎn),型號:FSJ-A03D1;FSJ-A03E1)打粉,過篩(中國標(biāo)準(zhǔn)3號篩,篩孔內(nèi)經(jīng)355μm±13μm),稱量0.20 g粉末,按照《中國藥典》[9]中規(guī)定的方法,利用高效液相色譜法(HPLC法)測定不同處理北蒼術(shù)根莖中蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2019進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和初步分析。采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析,多重比較采用Duncan’s檢驗(yàn)方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 現(xiàn)蕾期噴施藥劑對北蒼術(shù)抑花效果、根莖干物質(zhì)質(zhì)量和蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明,6種藥劑處理對北蒼術(shù)均有抑花效果,且均極顯著高于CK(表2)。其中,JGQ3處理?xiàng)l件下的群體及單株抑花率均最高,分別為51.22%和78.62%;但該處理的單株藥害率也最高,為70.43%。噴施6種藥劑對植株造成的藥害和嚴(yán)重藥害均極顯著高于CK,其中噴施YH的3個處理造成的嚴(yán)重藥害相對較低,YH2無嚴(yán)重藥害;噴施YYD與SS處理未對植株致死。除ETH1,NAA2,SS1,SS2處理的北蒼術(shù)根莖干物質(zhì)質(zhì)量極顯著低于CK外,噴施NAA1,NAA3處理與CK差異不顯著,其他噴施藥劑的處理均極顯著高于CK(表2)。其中,YH1處理?xiàng)l件下根莖干物質(zhì)質(zhì)量最大,為94.43 g/株,極顯著高于其他處理,但其蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低,為0.19%。

在現(xiàn)蕾期噴施YYD1,YYD2,YYD3,NAA1,NAA2,YH2,SS2和SS3共8個處理時,北蒼術(shù)根莖中蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn),且這8個處理間差異不顯著(表2)。基于群體抑花率、單株抑花率、根莖干物質(zhì)質(zhì)量及蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)共4個指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析表明,SS3處理加權(quán)關(guān)聯(lián)度最高,為1.108 9,是現(xiàn)蕾期噴施藥劑的最佳處理(表3)。

2.2 現(xiàn)蕾期+初花期噴施藥劑對北蒼術(shù)抑花效果、根莖干物質(zhì)質(zhì)量和蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,在現(xiàn)蕾期+初花期噴施2次藥劑處理時,抑花率和藥害率均極顯著高于CK(表4)。不同藥劑處理間比較,YYD1處理的抑花率極顯著高于其他處理,達(dá)52.94%,其次是ETH2,抑花率為45.65%。6種藥劑噴施處理后,群體藥害率與嚴(yán)重藥害率極顯著高于CK,其中YH3處理無嚴(yán)重藥害。YYD,YH,NAA2,SS2,SS3處理未對植株致死。

蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn)及以上的處理有YYD3,ETH2,JGQ2,JGQ3,YH2,YH3,SS1,SS2和SS3(表4)。其中,YYD3,JGQ2和SS3處理的蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與CK差異不顯著。基于群體抑花率、單株抑花率、根莖干物質(zhì)質(zhì)量、蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)4個指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析得出,SS1處理的加權(quán)關(guān)聯(lián)度最高,為1.265 0,其根莖干物質(zhì)質(zhì)量極顯著高于其他處理,為97.50 g/株,蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.36%,是現(xiàn)蕾期+初花期的最佳處理(表5)。

2.3 初花期噴施藥劑對北蒼術(shù)抑花效果、根莖干物質(zhì)質(zhì)量和蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,噴施6種藥劑處理對北蒼術(shù)群體和單株抑花率、單株藥害率均極顯著高于CK(表6)。SS1,SS3處理和各YYD,NAA,YH處理對北蒼術(shù)植株不致死。NAA3與YH3處理的群體藥害率與嚴(yán)重藥害率為0.00%。ETH3與YH3處理的單株抑花率極顯著高于CK和其他處理,分別為92.03%和89.87%。YYD2,ETH3,JGQ1處理的干物質(zhì)質(zhì)量間差異不顯著,且極顯著高于其他處理。

在初花期噴施6種藥劑處理后,蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn)以上的有13個處理,分別是YYD1,ETH1,ETH3,JGQ2,JGQ3,YH2,YH3處理和各NAA,SS處理。其中噴施NAA1,YH2,SS2處理的蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與CK相比不顯著?；谌后w抑花率、單株抑花率與根莖干物質(zhì)質(zhì)量、蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)共4個指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析發(fā)現(xiàn),ETH3處理的加權(quán)關(guān)聯(lián)度最高,為1.060 4,是初花期的最佳處理(表7),其單株抑花率極顯著高于CK和其他處理,為92.03%,根莖干物質(zhì)質(zhì)量達(dá)到92.77 g/株。

表7 初花期噴藥蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn)的處理加權(quán)關(guān)聯(lián)度及排序

2.4 不同時期噴施藥劑對北蒼術(shù)抑花效果、根莖干物質(zhì)質(zhì)量和蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的綜合分析

選取現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期+初花期、初花期藥劑處理后灰色關(guān)聯(lián)度排序前3的處理,基于根莖干物質(zhì)質(zhì)量和蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析(表8)。結(jié)果表明,現(xiàn)蕾期+初花期噴施SS加權(quán)關(guān)聯(lián)度高,其中SS1的加權(quán)關(guān)聯(lián)度最高,為1.187 2,根莖干物質(zhì)質(zhì)量極顯著高于CK和其他噴施藥劑的處理,為97.50 g/株,蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.36%;其次是SS3處理,綜合評價(jià)值為1.164 9,群體抑花率為45.10%,極顯著高于其他時期的處理,根莖干物質(zhì)質(zhì)量為56.07 g/株,蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.55%,與CK相比差異不顯著。

表8 各時期抑花效果排序前3的處理加權(quán)關(guān)聯(lián)度及排序

3 結(jié)論與討論

選用合適的藥劑濃度以及不同處理時期對藥用植物進(jìn)行除蕾或抑花處理,在一定程度上,能夠達(dá)到增產(chǎn)增效的目的。潘秋祥等[1]用抑芽丹對白術(shù)進(jìn)行化學(xué)抑蕾,發(fā)現(xiàn)藥劑濃度越高,施藥時期越早,對白術(shù)花蕾開花的抑制效果越好,但過早施用和高濃度會造成白術(shù)減產(chǎn),最后得出在現(xiàn)蕾期噴施50～62.5倍30.2%的抑芽丹能夠使白術(shù)產(chǎn)量增加。何伯偉等[2]用滅芽靈、抑芽丹控制白術(shù)花蕾,發(fā)現(xiàn)噴施滅芽靈后植株均有蕾并結(jié)種子,沒有抑制生殖生長,反而造成產(chǎn)量下降;而噴抑芽丹去蕾,有種子株率僅1.93%,抑制生殖生長,達(dá)到增加產(chǎn)量的目的。本次試驗(yàn)結(jié)果表明,在北蒼術(shù)現(xiàn)蕾期+初花期噴施2次藥劑相較于僅在現(xiàn)蕾期或僅在初花期噴施1次藥劑抑花效果好。其中,在現(xiàn)蕾期+初花期噴施24.39 mL/L的石硫合劑效果最好,根莖干物質(zhì)質(zhì)量最高達(dá)97.50 g/株,是CK的1.8倍,且極顯著高于其他處理,蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.36%,高于《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn);其次是噴施76.92 mL/L的石硫合劑,根莖干物質(zhì)質(zhì)量達(dá)56.07 g/株,該處理?xiàng)l件下蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,為0.55%。

本次試驗(yàn)中,6種藥劑噴施處理對北蒼術(shù)抑花效果顯著,根莖鮮質(zhì)量增加,但是蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于CK,可能是由于藥劑不僅影響北蒼術(shù)生長發(fā)育,還影響其次級代謝產(chǎn)物的積累。北蒼術(shù)根莖中的主要活性成分為倍半萜類揮發(fā)油,其生物合成和積累受遺傳因素與環(huán)境因素共同影響[11～13]。有研究表明,噴施藥劑對藥用植物生長發(fā)育造成影響,同時對其次生代謝產(chǎn)物生物合成也產(chǎn)生調(diào)控作用。李東海等[14]研究乙烯利對半夏增殖的影響,發(fā)現(xiàn)0.1%乙烯利能促進(jìn)半夏生長,利于塊莖的增殖,但高濃度乙烯利抑制半夏生長,降低塊莖活性,使其營養(yǎng)物質(zhì)積累受阻。謝陽姣等[15]利用乙烯利噴施苦玄參植株,發(fā)現(xiàn)25 mg/L乙烯利顯著促進(jìn)植株生長,提高生物產(chǎn)量,但發(fā)現(xiàn)乙烯利對其主要活性成分苦玄參苷的積累沒有促進(jìn)作用。王丹等[16]利用萘乙酸處理艾納香,表明萘乙酸顯著促進(jìn)艾納香生長和葉片干質(zhì)量增加,但不同質(zhì)量濃度萘乙酸處理后艾納香中l(wèi)-龍腦質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于對照。上述研究與本次試驗(yàn)結(jié)果相似,藥劑處理提高了產(chǎn)量,但對品質(zhì)造成不利影響。雖然未達(dá)到同時提高產(chǎn)量和品質(zhì)的預(yù)期目標(biāo),但是篩選出的處理方法在顯著提高北蒼術(shù)鮮質(zhì)量的同時保證了蒼術(shù)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn),仍然對冀東地區(qū)北蒼術(shù)生產(chǎn)具有重要的應(yīng)用意義。下一步將深入開展藥劑處理對蒼術(shù)素生物合成和積累的影響機(jī)理研究,探索同時提高產(chǎn)量和品質(zhì)的有效方法。