4種鉤藤植物光合生理特性與藥材產(chǎn)量相關(guān)性研究
發(fā)布時(shí)間:2019-08-29 來(lái)源: 日記大全 點(diǎn)擊:
[摘要]以華鉤藤(HGT)、毛鉤藤(MGT)、劍河鉤藤(JHGT)以及鉤藤(GT)為研究對(duì)象,開(kāi)展了不同鉤藤生長(zhǎng)旺盛期的光合生理生態(tài)特征以及與藥材產(chǎn)量相關(guān)性研究。結(jié)果表明鉤藤凈光合速率(Pn)日變化呈單峰曲線,不存在“光合午休”現(xiàn)象,為典型的陽(yáng)生植物,鉤藤光合生理生態(tài)因子及藥材產(chǎn)量之間都存在著不同程度的相關(guān)關(guān)系,Pn,Tl,Gs 3種因子與藥材產(chǎn)量M呈現(xiàn)極顯著相關(guān)性,是影響鉤藤生長(zhǎng)的最主要因素。
[關(guān)鍵詞]光合日變化; 光響應(yīng); 光合生理; 環(huán)境因子; 藥材產(chǎn)量
貴州特色藥材鉤藤為茜草科植物鉤藤Uncaria rhynchophylla (Miq.) Miq. ex Havil.、大葉鉤藤Wall.、毛鉤藤U hirsute Havil.、華鉤藤U. sinensis (Oliv.) Havil或無(wú)柄果鉤藤U. sessilifructus Roxb.干燥帶鉤莖枝,秋、冬二季采收,去葉,切段,曬干,具有息風(fēng)定驚,清熱平肝功能[1]。鉤藤野生資源主要分布在廣西、廣東、貴州、福建、江西等地,常生長(zhǎng)于海拔600~1 400 m的山坡、山谷、溪邊、丘陵地帶的疏生雜木林間或林緣向陽(yáng)處,貴州省劍河縣鉤藤野生資源豐富[24]。隨著市場(chǎng)需求不斷增加,人工變家種技術(shù)趨于成熟,貴州省劍河縣已成為鉤藤主要產(chǎn)區(qū),鉤藤U. rhynchophylla的人工栽培種發(fā)展成為地方標(biāo)準(zhǔn)“劍河鉤藤”到2014年底,全縣種植面積達(dá)到0620 萬(wàn)hm2,產(chǎn)值已超億元[5]。前期已廣泛開(kāi)展了鉤藤種苗繁育、栽培、化學(xué)成分以及藥理等方面的研究,然而鉤藤植物的光合生理生態(tài)特性與環(huán)境因子及其藥材產(chǎn)量相關(guān)性尚未見(jiàn)有報(bào)道,亟需開(kāi)展相關(guān)研究,為鉤藤規(guī)模化人工栽培、保障藥材質(zhì)量提供理論依據(jù)[6]。
1材料與方法
11試驗(yàn)地點(diǎn)劍河縣屬于中亞熱帶,季風(fēng)氣候。縣境內(nèi)四季分明、雨量充沛、濕度較大、熱量較豐、雨熱同季,年均降水量1 2023 mm以上,年均氣溫167 ℃,非常適宜植物生長(zhǎng)[78]。試驗(yàn)地位于貴州省黔東南州苗族侗族自治州劍河縣柳川鎮(zhèn)關(guān)口村鉤藤種植基地,試驗(yàn)采用華鉤藤、毛鉤藤、鉤藤以及劍河鉤藤4種植物,選擇生長(zhǎng)年限5~6年,株型基本一致為試驗(yàn)材料,進(jìn)行掛牌標(biāo)記。
12鉤藤葉片的光合、蒸騰日變化測(cè)定葉片光合蒸騰日變化采用美國(guó)LICOR公司生產(chǎn)的Li6400光合測(cè)定儀(LiCor Inc USA)配備常規(guī)透明葉室進(jìn)行觀測(cè)。該系統(tǒng)除了能測(cè)定光合速率(Pn, μmol·m-2·s-1)和蒸騰速率(Tr, mmol·m-2·s-1),還能同時(shí)測(cè)定葉片表面光合有效輻射(PAR, μmol·m-2·s-1)、葉片溫度(Tl, ℃)、空氣相對(duì)濕度(RH,%)、氣孔導(dǎo)度(Gs, mmol·m-2·s-1)和胞間CO2濃度(Ci, μmol·mol-1),大氣CO2濃度(Ca, μmol·mol-1)等多個(gè)微氣象和生理參數(shù)[913]。鉤藤的觀測(cè)日期為2014年8月,鉤藤生長(zhǎng)狀況良好。選擇3株長(zhǎng)勢(shì)良好的鉤藤,每株3個(gè)葉片,所取葉片為枝條頂端向下第4片葉,葉片充分受光、朝向一致。葉面朝向較為一致的葉片進(jìn)行觀測(cè),每個(gè)葉片重復(fù)觀測(cè)5次。觀測(cè)時(shí)間為7:00—19:00,每2 h測(cè)定1次[1417]。
13鉤藤葉片的光響應(yīng)曲線使用Li6400便攜式光合測(cè)定儀(LICOR,Inc,USA)配備紅藍(lán)光源葉室。選擇晴朗的上午進(jìn)行測(cè)定,光合有效輻射分別設(shè)定為2 000,1 800,1 500,1 250,1 000,800,600,400,200,150,120,100,80,60,40,20,0 μmol·m-2·s-1,共計(jì)17個(gè)梯度。測(cè)定時(shí)隨機(jī)選擇健康葉,以葉的中部作為測(cè)試部位,3次重復(fù),結(jié)果取平均值。葉子飄、韋記青等經(jīng)過(guò)摸索和檢驗(yàn)使用非直線雙曲線模型公式解決了實(shí)測(cè)值中不能獲得完整的曲線的問(wèn)題,Pn=(PAR×Q+Pnmax-(PAR×Q+Pnmax)2-4k×PAR×Q×Pnmax)/(2k)-Rd[1820],式中Pn為凈光合速率,Pnmax為最大凈光合率,PAR為光合有效輻射,Q為表觀量子效率,Rd為暗呼吸速率,k為光響應(yīng)曲線曲角。根據(jù)該模型利用SPSS非線性回歸,得到相應(yīng)的預(yù)測(cè)值Pv,同時(shí)計(jì)算出Q,Rd,Pnmax及k值,繪制PARPv的擬合曲線。當(dāng)PAR<200 μmol·m-2·s-1時(shí),使用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(Pn),對(duì)PARPv進(jìn)行直線回歸,得到擬合直線方程y=ax+b,式中y為凈光合速率實(shí)測(cè)值Pn,x為光合有效輻射PAR,光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP,μmol·m-2 s-1)為擬合直線與x軸的交點(diǎn)、表觀量子效率為a,將Pnmax預(yù)測(cè)值代入擬合直線方程求得光飽和點(diǎn)(LSP,μmol·m-2·s-1)。
14鉤藤藥材測(cè)產(chǎn)華鉤藤、毛鉤藤、鉤藤和劍河鉤藤4個(gè)不同鉤藤材料藥材11月份進(jìn)行集中測(cè)產(chǎn)。采用跳躍式取樣法決定測(cè)產(chǎn)株。即根據(jù)苗圃面積大小,除邊、行以外每間隔數(shù)株,測(cè)產(chǎn)1株。保留主枝條,去除其余全部枝條及葉片,測(cè)量每株的枝條重量,然后計(jì)算出測(cè)產(chǎn)植株的平均株產(chǎn)。測(cè)產(chǎn)株數(shù)應(yīng)占該苗圃總株數(shù)的5%~10%。
15數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析均在Excel 2003與 SPSS 170下完成。試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為平均值依標(biāo)準(zhǔn)差(n=3)。每個(gè)供試材料不同處理之間進(jìn)行方差分析(ANOVA),采用Duncan法(P<005)以0 h的數(shù)據(jù)為對(duì)照進(jìn)行多重比較。
2結(jié)果與分析
21不同鉤藤光合與蒸騰調(diào)控因子的日變化晴天4種鉤藤凈光合速率(Pn)皆呈單峰曲線,沒(méi)有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象,符合C4植物的光合變化規(guī)律,華鉤藤凈光合速率Pn最大值出現(xiàn)在11:00,為284 μmol·m-2·s-1,此后隨PAR降低,Pn也開(kāi)始降低,一直降低到19:00,測(cè)量值為074 μmol·m-2·s-1;毛鉤藤凈光合速率Pn最大值出現(xiàn)在11:00,為578 μmol·m-2·s-1, 此后隨PAR降低,Pn也開(kāi)始降低,一直降低到到19:00,測(cè)量值為-105 μmol·m-2·s-1;鉤藤凈光合速率Pn最大值出現(xiàn)在11:00,為685 μmol·m-2·s-1,此后隨PAR降低,Pn也開(kāi)始降低,一直降低到19:00,測(cè)量值為094 μmol·m-2·s-1;劍河鉤藤凈光合速率Pn最大值出現(xiàn)在11:00,為1644 μmol·m-2·s-1,此后隨PAR降低,Pn也開(kāi)始降低,直到19:00,測(cè)量值為084 μmol·m-2·s-1。4種鉤藤在全天時(shí)間內(nèi),凈光合速率在11:00的差異性較為強(qiáng)烈,原因可能是在8:00—11:00,光強(qiáng)驟然增強(qiáng),光合作用也隨之增強(qiáng)。并且在圖中可以明顯觀察到劍河鉤藤的凈光合速率在9:00時(shí)達(dá)到最高,且大大高于其他3種鉤藤,但是在13:00之后其凈光合速率值急劇下降。
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