楊盼盼, 李尚擘, 李焰焰, 聶傳朋

(1. 安徽大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 合肥 230601；2. 阜陽師范學(xué)院 抗衰老中草藥安徽省工程技術(shù)研究中心， 阜陽 236037)

不同種植年限桔梗的農(nóng)藝性狀與相關(guān)環(huán)境因子分析

楊盼盼1, 2, 李尚擘1, 2, 李焰焰2, 聶傳朋2

(1. 安徽大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 合肥 230601；2. 阜陽師范學(xué)院 抗衰老中草藥安徽省工程技術(shù)研究中心， 阜陽 236037)

摘要桔梗作為一種多年生且藥食兼用的經(jīng)濟(jì)作物，其種植年限的長短除直接影響根部商品器官外，對耕作環(huán)境也有相互影響。為了確定桔梗在皖北地區(qū)的最佳種植年限，測定了2種主要種植年限下桔梗的根重、莖粗、株高等15個農(nóng)藝性狀，比較了2種種植年限下桔梗的根、莖、葉、花、蕾、果實的生物量分配差異，并在桔梗盛花期測定了光照強(qiáng)度、露點溫度、濕度以及地表、地下溫度等環(huán)境因子的日變化。結(jié)果表明，種植2年的桔梗，其株高、根長、葉面積、主分枝數(shù)、二級分枝數(shù)、單株花、蕾、果實數(shù)等多數(shù)農(nóng)藝性狀均優(yōu)于種植3年的桔梗，同時，2年生桔梗與3年生桔梗相比，其盛花期地表溫度低、濕度大、光照強(qiáng)、這與其優(yōu)異的綜合農(nóng)藝性狀表現(xiàn)是相關(guān)的，據(jù)此建議桔梗在安徽產(chǎn)區(qū)種植年限以2年為佳。

關(guān)鍵詞桔梗；種植年限；農(nóng)藝性狀；環(huán)境因子

桔梗Platycodongrandiflorum(Jacq.)A.DC是菊目(Asterales)桔?？?Campanulaceae)桔梗屬(Platycodon)的一種多年生草本植物，又名：鐘形花、道拉基(吉林)、和尚帽子(遼寧)等[1-3]。原產(chǎn)地位于我國，而朝鮮、韓國、日本和俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)也有種植，我國從華南到東北廣有種植，其地理范圍跨度從東經(jīng)100°到145°，從北緯20°到55°[4]。在《中國藥典》2010版中記載，桔梗主要以根部入藥，“春、秋二季采挖，趁鮮剝?nèi)ネ馄せ虿蝗ネ馄?，干燥”，其性苦、辛平，主治宣肺、利咽、祛痰、排膿[5]。此外，桔梗還有抗炎、降血糖、調(diào)節(jié)血糖平衡，降血脂，護(hù)肝等效果[6-8]。桔梗除了作為一種藥用植物之外，還是一種傳統(tǒng)美食，在包括我國東北在內(nèi)的東亞地區(qū)都用作常用蔬菜，此外桔梗作為一種觀賞植物在歐美庭院中可見。因此，桔梗是一種兼具藥、食、賞3種作用的植物。

安徽省是桔梗的主要產(chǎn)區(qū)之一，尤其是皖北地區(qū)的太和、亳州等地，桔梗種植面積大、產(chǎn)量高[9-11]。其中太和縣種植量最大，常銷往國內(nèi)藥材市場或出口日韓地區(qū)作為泡菜食用，被譽(yù)為“桔梗之鄉(xiāng)”。

桔梗作為一種多年生植物，根為其產(chǎn)品器官，種植年限可以2年到多年，皖北產(chǎn)區(qū)的桔梗一般以2年、3年生為主，由于桔梗種植后的采收年限隨每年市場收購價格波動的影響很大，因此，本產(chǎn)區(qū)也能收購到少量生長期長達(dá)4、5年的桔梗。不同種植年限的桔梗不僅在根產(chǎn)量上有區(qū)別，且一般情況下多年生植物在不同年限對環(huán)境的影響也往往不同。因此，確定最優(yōu)的桔梗種植年限，不僅能得到優(yōu)質(zhì)的根部產(chǎn)品，還能科學(xué)利用土地和勞動力，減輕對耕作環(huán)境的壓力。本文主要比較2種主要種植年限下，桔梗的農(nóng)藝性狀差異，同時結(jié)合對相關(guān)環(huán)境因子的分析，綜合得出皖北地區(qū)桔梗種植的最佳年限，以期指導(dǎo)當(dāng)?shù)厮庌r(nóng)更好地實現(xiàn)綜合效益。

1 材料與方法

1.1采樣地

采樣地點選擇的是安徽省阜陽市太和縣李興鎮(zhèn)方楊村(北緯N33°28′10.25″ 東經(jīng)E115°29′33.03″)，氣溫：年平均14.9℃。1月份最冷，平均0.7℃，7月份最熱，平均27.9℃，年溫差27.2℃，年降水量900 mm，無霜期214 d。選取李興鎮(zhèn)方楊村的2年生桔梗和3年生桔梗田各3塊。

1.2取樣及測定

時間為2014年7月15日(桔梗盛花期)。分別對所選的6個田塊測定以下指標(biāo)：地表裸光照強(qiáng)度、露點溫度、濕度和地表溫度、地下10 cm溫度、地下15 cm溫度。所用儀器為托普公司的TNHY-4型手持農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測儀和地溫計。從7:00到18:00共11個小時的時段中分7次記錄環(huán)境因子的數(shù)值。

各田塊隨機(jī)取樣20株，測定以下指標(biāo)：株高、平均根長、平均主分枝數(shù)、平均二級分枝數(shù)、單株花數(shù)、單株蕾數(shù)、單株果實數(shù)、單株葉片數(shù)、根、莖、葉、花、蕾、果實各部分的鮮、干重和含水量。單株總?cè)~面積用葉面積儀測定。干物質(zhì)積累用各部分的干重比值來計算。

1.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理使用EXCEL2013和SPSS20.0對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1不同年限桔梗的農(nóng)藝性狀分析

對2年生桔梗和3年生桔梗的農(nóng)藝性狀測定結(jié)果如表1所示。在株高、平均根長、平均主分枝數(shù)、平均二級分枝數(shù)、單株花數(shù)、單株蕾數(shù)、單株果實數(shù)、單株葉片數(shù)和單株總?cè)~面積上，2年生桔梗均高于3年生桔梗，僅平均莖粗?jǐn)?shù)據(jù)表現(xiàn)略低。同時對2種年限桔梗各器官的干重進(jìn)行干物質(zhì)積累分析(圖1)。根是桔梗的藥用及食用器官，2年生桔梗的單根干重達(dá)到了干物質(zhì)總干重的50%，而3年生桔梗僅有37%。此外，從各主要器官所占總干重的比率來看，3年生桔梗的干物質(zhì)近乎均勻地分布于莖和根之中，其次是葉片，而2年生桔梗干物質(zhì)分配主要集中在根中。同時，在生殖器官部分，2年生桔梗得果率較高，達(dá)到總干重的3%，而3年生桔梗尚不足1%，其它部分(花和蕾)所占總干重比率在2種年限桔梗之間基本相同?？梢姡诒镜貐^(qū)桔梗的實際生產(chǎn)中，無論是收獲桔梗根部還是采收種子，均以栽培2年為佳。

圖1 不同生長年限桔梗各器官干物質(zhì)積累分布

2.2不同生長年限桔梗田間相關(guān)環(huán)境因子分析

在桔梗盛花期測定田間地表環(huán)境因子，選取地溫(圖2)、濕度、照度和露點溫度(圖3)4個因子。

從地溫來看(圖2)，2種桔梗田均表現(xiàn)為7:00至12:00溫度逐漸升高，其后溫度開始下降，于18:00 3處溫度降至相似水平。且地表溫度始終明顯高于10 cm土溫，而10 cm土溫高于15 cm土溫。2年生桔梗田的3處地溫在早上7時幾乎相同，隨之三者皆逐漸升高，到中午12:00 3處的溫差達(dá)到最大，地表溫度幾乎達(dá)到55℃，而10 cm土溫僅40℃，15 cm土溫約32℃。14:00后地表溫度開始回升，至16:00下降。3年生桔梗田的地溫日變化整體呈現(xiàn)更明顯的倒“V”形，地表溫度除14:00—16:00沒有回升外，總體與兩年生桔梗田類似，下午的地下溫度比2年生桔梗田的略低。

光照強(qiáng)度表現(xiàn)：從上午9:00到下午4:00這段時間內(nèi)，2年生桔梗田的光強(qiáng)高于3年生桔梗田，與土溫折線圖結(jié)合分析可見，12:00到14:00之間光強(qiáng)快速下降，與此同時地表溫度也較快下降；14:00到16:00光強(qiáng)下降較為平緩，地表溫度下降也隨之減緩；16:00到18:00光強(qiáng)急速衰減，地表溫度也急速下降，3年生桔梗田地表溫度甚至降到10 cm土溫之下。

從露點溫度圖中可以看出，2種桔梗田，7:00至18:00露點溫度均在20℃～30℃之間。2年生桔梗田露點溫度圖呈現(xiàn)倒“V”字形，10:00之前略低于3年生桔梗田，隨后略高，12:00到達(dá)峰值。3年生桔梗田露點溫度圖呈現(xiàn)“M”形，出現(xiàn)8:00和12:00 2個峰值。

從田間地表濕度來看，7:00空氣濕度較高，2年生桔梗田達(dá)到90%，3年生桔梗田接近75%。隨之下降，中午12:00降至最低，隨后開始增高。2年生桔梗田在上午高于3年生桔梗田，下午除14:00出現(xiàn)反彈外，自16:00開始，一直低于3年生桔梗田。

圖2 不同生長年限桔梗田間地溫日變化

Fig 2 Daily dynamic changes of soil temperature with different planting years ofPlatycodongrandiflorus

圖3 不同生長年限桔梗田間地表環(huán)境因子日變化

2.3相關(guān)分析

分別用2年生桔梗和3年生桔梗的主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)與各自田間環(huán)境因子數(shù)值進(jìn)行相關(guān)性分析(表1、2)。

根鮮重是食用桔梗品質(zhì)的核心指標(biāo)，影響2年生桔梗根鮮重的有：露點溫度、株高、莖粗、根長、二級分枝數(shù)、花果數(shù)、葉面積、莖鮮重、地上部鮮重及總生物量。而對于3年生桔梗來說地表溫度、光照、露點溫度、濕度和根長是主要影響因素。

從環(huán)境因素來看，田間環(huán)境因子對3年生桔?？偵锪康挠绊懘笥趯?年生桔梗的影響。2年生桔梗的營養(yǎng)器官及生殖器官指標(biāo)均與露點溫度有較大的相關(guān)性，與地表光照強(qiáng)度和濕度也有一定的相關(guān)性，但與地表溫度相關(guān)性不大。對于3年生桔梗來說，露點溫度對其影響較大，而地表溫度、光照和濕度對其生長有一定的影響，主要影響根長和根鮮重。

表1 不同生長年限桔梗農(nóng)藝性狀比較

表2 桔梗主要農(nóng)藝性狀與環(huán)境因子相關(guān)分析

右上半角為3年生桔梗的相關(guān)分析；左下半角為2年生桔梗的相關(guān)分析

3結(jié)論

桔梗是一種具有豐富營養(yǎng)價值、藥學(xué)價值和觀賞價值的經(jīng)濟(jì)植物，根部為其主要產(chǎn)品器官，目前主要來自人工種植。但已有的研究表明，桔梗、三七、人參等藥用植物都有明顯的連作障礙[12]，桔梗連續(xù)種植2年以上，品質(zhì)和產(chǎn)量出現(xiàn)明顯下降，連續(xù)種植4至5年，出現(xiàn)嚴(yán)重根腐病，產(chǎn)量降低50% 以上，甚至絕收。

本文通過對皖北地區(qū)2年生桔梗和3年生桔梗的株高、莖粗、根長、主分枝數(shù)、二級分枝數(shù)、單株花數(shù)、單株蕾數(shù)、單株果實數(shù)、單株葉片數(shù)、葉面積等農(nóng)藝性狀，以及主要器官的生物量測定分析，發(fā)現(xiàn)2年生桔梗的多數(shù)農(nóng)藝性狀均優(yōu)于3年生桔梗，2年生桔梗干物質(zhì)分配主要集中在根中。尤其是單根干重，達(dá)到了干物質(zhì)總干重的50%，而3年生桔梗僅有37%。同時，莖、葉等多種組分的鮮、干重也普遍比3年生桔梗高。并且，2年生桔梗的得果率也較高。

田間土溫、光照、地表濕度和露點溫度等的測量數(shù)據(jù)反映出，皖北地區(qū)栽培桔梗的盛花期天氣炎熱，空氣干燥，土溫均在20℃以上，地表溫度在中午12:00甚至達(dá)到55℃，地表濕度降到30%以下，對植物的生長和光合作用有很大的抑制性。從環(huán)境因子與桔梗農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析可知，多數(shù)環(huán)境因子與3年生桔梗根部指標(biāo)的相關(guān)性更大，而與2年生桔梗根部指標(biāo)的相關(guān)性較弱。而已有研究表明，隨著桔梗種植時間的增加，土壤環(huán)境的影響日益加大，3年生桔梗已出現(xiàn)明顯的土壤板結(jié)，土壤密度變小，土壤空隙變小，從而進(jìn)一步導(dǎo)致桔梗根部質(zhì)量變差[13]。從此看來，隨著桔梗的持續(xù)種植，土壤環(huán)境對其影響也越來越重，可能是桔梗連作障礙原因之一。因此，綜合以上分析，皖北地區(qū)桔梗生產(chǎn)的栽培期限以2年為佳。

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Analysis of agronomic traits and environmental factors of different planting-years of Platycodon grandiflorum

YANG Pan-pan1, 2, LI Shang-bo1, 2, LI YAN-yan2, NIE Chuan-peng2

(1. College of Life Science, Anhui University, Hefei 230601; 2. Engineering Technology Research Center of Anti-aging Chinese Herbal Medicine of Anhui Province, Fuyang Normal University, Fuyang 236037, China)

AbstractPlatycodon grandiflorum is a perennial economic crop. It can be used as medicine and food. As a perennial plant, planting-years can also affect the interaction between the root and the cultivation environment. In order to determine the best planting years of Platycodon grandiflorum, 15 agronomic traits of two different planting years of Platycodon grandiflorum were tested, such as root weight, stem diameter and plant height. The biomass distribution of the two planting years Platycodon grandiflorum were tested too, including roots, stems, leaves, flowers, buds and fruit. Environmental factors such as the light strength, dew point temperature, humidity and surface and subsurface temperature were tested during the flowering time. The results showed that most agronomic characters of biennial Platycodon grandiflorum were better than those of three years old, including the plant height, root length, leaf area, primary branch number, secondary branch number, flower, buds and fruit number. At the same time, the field environments such as surface low temperature, high humidity, strong light of biennial Platycodon grandiflorum during flowering time were better than those of three years planting Platycodon grandiflorum. All these environments of biennial Platycodon grandiflorum were related with its excellent comprehensive agronomic performance. According to the investigations of Platycodon grandiflorum in Anhui area, planting period of two years is preferred.

Key wordsPlatycodon grandiflorum; planting years; agronomic traits; environmental factors

收稿日期：2015-08-31；修回日期：2015-09-28

基金項目：安徽省高校自然科學(xué)重點項目(KJ2015A217)；安徽省高校中青年教師企事業(yè)掛職鍛煉合作項目；安徽省高校優(yōu)秀青年人才支持計劃重點項目(gxyqZD2016195)；阜陽師范學(xué)院科研項目(2015FSKJ03ZD)

作者簡介：楊盼盼，碩士研究生，主要從事藥用植物資源學(xué)及植物分子生物學(xué)等方面的研究，E-mail:1229045468@qq.com； 通信作者：李焰焰，教授，主要從事植物資源學(xué)方面的研究，E-mail: linie@126.com。

中圖分類號Q948.12

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號2095-1736(2016)03-0066-04

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2016.03.066