白首烏的生物學特性和栽培技術以及有效成分提取工藝研究.pdf

1、白首烏(RadixCynanchumbungeiDecne)為蘿藦科鵝絨藤屬植物的塊根，多年生草本植物，是我國傳統(tǒng)名藥和保健食品，具有重要的醫(yī)療和保健價值。本試驗于2002-2005年在山東農(nóng)業(yè)大學教學基地和山東泰安市大汶口鎮(zhèn)進行。主要研究了白首烏的生物學特性、栽培措施對白首烏產(chǎn)量和品質的影響及其生理基礎、有效成分提取方法三方面的內(nèi)容。主要結果如下： 1白首烏的生長發(fā)育動態(tài)及有效成分積累特點在大田條件下，單株干物質積累在整個生育

2、時期內(nèi)表現(xiàn)出“S”型曲線變化規(guī)律。不同生長年限的白首烏表現(xiàn)趨勢相同，但凈干物質積累總量存在差異，隨生長年份的增加呈明顯增加趨勢，并且這種差別隨生育進程而逐漸擴大，與生長年份表現(xiàn)出正相關關系。 白首烏各器官在不同生育時期生長發(fā)育規(guī)律也不相同。主莖直徑隨著生育時期的推進和生長年限的增加而不斷增大，與生長時間呈正相關關系。葉片數(shù)量增長趨勢與葉面積指數(shù)LAI變化均為單峰曲線，花后生長中心轉移到生殖生長，果實開始迅速積累，塊根的膨大關鍵時

3、期是在每年9月份以后，而且，隨著生長年份的增加，塊根的積累量逐年增加。根中的主要有效成分C21甾苷化合物、黃酮類化合物和多糖的含量呈逐年升高趨勢。與產(chǎn)量的相關分析結果表明，白首烏的塊根產(chǎn)量和有效成分含量呈正相關關系。 白首烏光合速率因葉片發(fā)育狀況不同而呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。從葉片光合速率和葉綠素含量與葉齡的關系來看，它們之間符合Gauss分布。葉片展后20d光合速率最高，葉綠素總量在25d時達到高峰，但在本試驗中，對白首烏葉片的葉綠

4、素含量與光合速率進行相關分析后發(fā)現(xiàn)，并沒有達到顯著水平。在葉齡35d左右時，葉片開始進入衰老階段。與此同時，隨著葉齡的增加，葉片中可溶性糖含量，總糖含量，可溶性蛋白含量及游離氨基酸等各項生理指標也升高，葉齡大于35d后，葉片生長減緩，并開始衰老，各項指標開始陸續(xù)下降。 12白首烏葉片的光合特性白首烏葉片光合速率隨光強或CO2濃度的提高而增大，遵循米氏響應。在不同CO2濃度下，表觀量子效率隨CO2濃度的提高而增大，但CO2濃度達到

5、800μmol·mol-1以上時，表觀量子效率有所減小。在不同光強下，表觀羧化效率也隨光的增強而增大，但光強達到1200μmol·m-2·s-1以上時，表觀羧化效率也有所減小。在光強和CO2濃度協(xié)同作用下，光合速率的響應遵循雙底物的米氏方程，在光強和CO2濃度均趨于飽和時，白首烏葉片的潛在最大光合速率為92.4μmol·m-2·s-1，表觀量子效率為0.2597μmolCO2·μmol-1photons，表觀羧化效率為0.1539μmo

6、l·m-2·s-1/μmol·mol-1。氣孔導度也隨光強的增強而增大，對光強的響應規(guī)律也可用Michaelis-Menten曲線模擬，CO2濃度的提高會使氣孔導度減小，氣孔導度(Gs)對葉面CO2濃度(Cs)的響應可以用雙曲線方程模擬。在光強(PFD)和CO2濃度協(xié)同作用下，當CO2濃度趨于0而光強趨于飽和時，白首烏的潛在最大氣孔導度(Gmax)為724.06μmol·m-2·s-1。 白首烏生育周期較長，從5月一直持續(xù)到11

7、月，但功能葉高光合持續(xù)期在6月下旬到8月上旬，這個時期，由于中午高溫和強光的協(xié)同作用，導致光合在中午有很明顯“午休”現(xiàn)象，日變化為不對稱雙峰曲線，下午的峰值明顯低于上午，兩峰之間有一個低谷，這與葉綠素熒光參數(shù)表現(xiàn)基本一致。白首烏葉片F(xiàn)v/Fm及(Fm-F)Fm'在中午明顯降低，下午溫度和光強降低后能夠回升，表明白首烏生長過程中在夏季中午經(jīng)常發(fā)生光抑制。從本試驗結果看，白首烏的光抑制以“氣孔限制”為主，主要原因是夏季的高溫天氣，但高溫常常

8、伴隨干旱和強光出現(xiàn)，這些因素會加重的光抑制的程度。 3白首烏氮、磷、鉀積累分配特點及其與物質生產(chǎn)的關系白首烏干物質積累總量隨N、P、K積累總量及養(yǎng)分平衡指數(shù)(NBI)的增加呈直線增加趨勢，相關系數(shù)均達顯著水平。不同時期白首烏對N、P、K的吸收量不同，在移栽后60d對N、P、K的吸收較少，僅占全部吸收量的16.8％，14.4％，15.6％。移栽后60-120d吸收量迅速增加，對N、P、K的吸收量占全部吸收量的68.7％、52.3％

9、、58.2％，移栽120d之又有所下降?？偟膩碚f，植株對K的吸收量最多，N次之，P最少，全生育期內(nèi)對N、P、K的吸收比例為1:0.8:1.5。 4栽培措施對白首烏產(chǎn)量和品質的影響及生理基礎不同栽培密度下(A60000株·hm-2、B90000株·hm-2、C120000株·hm-2、D150000株·hm-2)個體塊根干物質積累動態(tài)變化擬合均呈Logistic曲線變化，9-11月是塊根增2重的關鍵時期。不同密度處理單株塊根干重增

10、加速率為A＞B＞C＞D，而單位面積塊根干重增加速率C＞D＞B＞A。處理D的光合速率在塊根膨大關鍵時期顯著低于其它各處理，可能是處理D個體塊根產(chǎn)量低的原因。密度對塊根中部分有效成分含量也有顯著影響，其中多糖和黃酮含量隨密度的增加而增加，但C21甾苷含量與密度無顯著關系。由此可得，密度對白首烏產(chǎn)量性狀影響較大，但在群體和個體上表現(xiàn)不同，與個體塊根產(chǎn)量呈負相關，與群體根的生物產(chǎn)量呈正相關。綜合考慮塊根干重與有效成分含量兩個方面，120000株

11、·hm-2為最佳種植密度。 通過人工摘除花蕾、果實或摘除主莖分枝的方法改變白首烏源庫比，以不進行處理的為對照，研究人為改變白首烏源庫比后對產(chǎn)量、干物質積累及相關生理指標的影響。結果表明，在處理后前期，摘除主莖分枝雖然對葉片減少有補償效應，單葉光合速率上升，但葉面積系數(shù)小，功能葉負荷大，葉綠素降解快，有早衰現(xiàn)象，物質積累低于對照。摘除花蕾和果實處理單葉光合速率與對照相比雖有降低，但葉綠素含量高，降解速度慢，明顯延緩了植株衰老，并且

12、葉面積系數(shù)一直處于較高水平，光合產(chǎn)物供應充足，干物質積累量以及對根部的分配顯著高于對照和摘除側枝處理，所以該處理產(chǎn)量顯著高于其它處理。摘除白首烏花蕾能增加葉面積系數(shù)，減緩葉片葉綠素降解，延長綠葉功能期，從而可以提高干物質積累和運往根部比例，提高產(chǎn)量和效益。 鉀素用量對白首烏產(chǎn)量有明顯影響，塊根產(chǎn)量隨鉀肥用量的增多表現(xiàn)為先增加后降低趨勢，兩年變化規(guī)律相同。對白首烏產(chǎn)量與施鉀水平的關系進行回歸分析結果表明，白首烏產(chǎn)量與施鉀量之間符合

13、二次曲線方程。在一定范圍內(nèi)增加施鉀量，可提高白首烏功能葉光合速率、可溶性蛋白等含量并延緩葉片衰老，防止地上部生長過旺，還可增加根中黃酮類化合物和多糖含量，提高品質。 5白首烏中有效成分提取工藝研究結果對白首烏中C21甾苷的提取方法的研究表明，以體積分數(shù)為61.25％的乙醇為溶劑，料液比為1:10(g:ml)，水浴溫度為75.23℃，提取3個小時為最佳提取工藝。 對白首烏中黃酮類化合物提取方法的研究表明，以乙醇為溶劑，料液