栽培措施对牛膝（Achyranthes Bidentata Blume.）产量形成和品质的影响

论文摘要

牛膝为苋科牛膝属植物牛膝（Achyranthes Bidentata Blume.）的干燥根,为一年生草本植物,是我国著名的“四大怀药”之一,其根是我国传统的大宗中药材。具有“补肝肾,强筋骨,逐瘀通经,引血下行”之功效,主要用于“腰膝酸痛,筋骨无力,经闭症瘕,肝阳眩晕”。目前对于牛膝的研究主要着重于其药理作用和化学成分等方面,而对于牛膝栽培措施的调控研究较少。近年来,由于天然药物的资源的局限性,对中药材规范化种植的研究日益重视。栽培措施调控促进药用植物的光合作用,从而提高牛膝的产量和品质,目前尚未见报道。本试验通过对牛膝种植密度（50、33、25、20万株/hm2）、玉米健壮素(1.5、1.75、2.0、2.25、2.5g·kg-1)营养生长和生殖生长（全部摘除和主茎摘除）以及不同采收期（9月、10月、11月、12月、次年1月、次年2月和次年3月）等栽培措施的调控研究了其群体光合速率、叶绿素荧光参数、牛膝抗氧化代谢、及根产量、多糖和齐墩果酸含量的影响,旨在为采取有效调控措施,增加牛膝的产量和品质提供保证。主要结果如下:1、适宜的种植密度提高牛膝的群体光合速率和叶绿素荧光参数对一个群体来说,密度存在适宜值,当密度小于适宜值时,随密度的增加CAP增大,产量逐步提高;在适宜密度范围内CAP和产量应达最大值,超过适宜密度,群体过大,导致群体郁蔽.使CAP和产量降低。从本试验条件看,33万株/hm2CAP在籽粒期均高于其它处理且产量最高。因此,要提高籽粒期的干物质积累量,必须着力于提高此期的群体光合效率。在不同密度下,导致牛膝叶面积指数不同,其叶绿体色素含量和荧光特性均不同。随着密度的加大,牛膝叶面积指数也加大,但密度过高,使植物郁闭,不利于光透射,从而影响牛膝叶绿体素含量的差异。牛膝整个生育期,4种植密度前期叶绿体色素含量差别不大,到中后期33万株/hm2叶绿素含量高于其它处理。33万株/hm2的叶绿体色素分子具有较高的PSⅡ活性（光能转化效率、电子传递速率）,可以形成较多的活跃的化学能（ATP和NADPH）,为光合碳同化提供充分的能量和还原能力,从而表现出良好的光合生理性能.2、适宜的种植密度提高牛膝产量和品质牛膝多糖与齐墩果酸含量高低是牛膝药用价值的体现。研究表明密度和产量之间关系密切,适宜的种植密度,有利于提高牛膝产量,33万株/hm2产量最高。牛膝各器官中可溶性糖与根中牛膝多糖含量的积累类似,都呈“S”型曲线,50万株/hm2和33万株/hm2牛膝多糖和齐墩果酸单位面积含量相对较高,而25万株/hm2和20万株/hm2相对较低,牛膝各期齐墩果酸含量的研究表明其最高含量在出苗70d（9月末）。综合分析牛膝最佳密度为33万株/hm2。3、玉米健壮素适宜的浓度可以提高牛膝抗氧化作用CAT和POD催化H2O2生成无害的O2和H2O,牛膝叶片中POD酶活性和CAT酶活性高低交替出现,二者共同作用使牛膝的叶片相对维持了较高的清除活性氧的能力,减少了自由基的积累,缓解了其对生物膜系统的伤害,使膜脂过氧化程度降低。从而对牛膝叶片细胞膜起到了一定的保护作用,且以1.75g·kg-1的含量保护效果最好。Car存在于叶绿体内,一方面阻止激发态叶绿素分子的激发能从反应中心向外传递;另一方面,它也保护叶绿素分子免遭光氧化损伤。玉米健壮素在低浓度(1.5 g·kg-1)和高浓度(大于2.25 g·kg-1)对Car的影响不明显,而在1.75和2.0 g·kg-1之间显著提高了牛膝叶片中Car的含量。所以玉米健壮素通过提高牛膝叶片Car的含量,进一步抑制了活性氧的形成,对牛膝叶片细胞膜系统起到了一定的保护作用。4、玉米健壮素适宜浓度提高牛膝产量和质量玉米健壮素的施用以B2处理效果最好,不但提高了牛膝抗倒伏能力,而且提高牛膝产量（16.65%）和多糖含量（40.83%）,虽对齐墩果酸含量有一定影响,但却增加单位面积含量（0.1917）,可见玉米健壮素在牛膝上的使用可以增加部分有效成分。5、营养生长和生殖生长的调控提高牛膝产量和品质在现蕾期摘除牛膝陆续出现的花序,植株个体发育表现良好,增加倒2叶叶长和叶宽。进而增大了牛膝根长、根直径和株高,节数未发生变化,全部摘除花序提高牛膝倒2叶叶绿素含量,并保持较高潜在叶绿素荧光参数,光合作用能力增强,提高了碳代谢途径活力,从而提高了牛膝产量、多糖含量和齐墩果酸含量。6、不同采收期对牛膝产量和品质的影响中药材有效成分的形成与积累受遗传因子的调控和环境条件的影响,其疗效是最终目的。由于牛膝活性成分较多,本研究主要以多糖含量和齐墩果酸含量为依据,从种植经济效益和药用价值两方面考虑,认为应从单位面积中牛膝活性成分含量来确定,单位面积牛膝多糖含量以次年1月为最高(52.0145 g?m-2),其次为11月(49.6751 g?m-2)和12月(48.9841 g?m-2),而齐墩果酸含量最高值为12月(2.581279 g?m-2),其次为11月(2.027142 g?m-2)和次年1月(2.011289 g?m-2),因此综合分析应在12月中下旬采收最佳。

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致谢

摘要

1 文献综述

1.1 牛膝概述

1.1.1 植物形态

1.1.2 生境及习性

1.1.3 药材的鉴定

1.2 牛膝化学成分及药理学研究现状

1.2.1 皂苷类化合物

1.2.2 多糖类

1.2.3 甾酮类

1.2.4 含量的测定

1.3 中药材道地药材、GAP 的概念、意义和进展

1.3.1 中药材道地药材和GAP 的概念

1.3.2 中药材GAP 的实施及基地建设的意义

1.3.3 中药材GAP 的实施进展

1.4 牛膝标准化生产研究概况

1.4.1 牛膝生物学研究现状

1.4.2 影响牛膝产量和质量形成因素的研究

1.4.3 生长调节物质的研究

1.4.4 生殖生长调控研究

2 引言

3 材料与方法

3.1 材料与试验地概况

3.2 试验设计

3.3 观察测定指标与方法

3.3.1 因素1 的测定指标与方法

3.3.2 因素2 的测定指标与方法

3.3.3 因素3 的测定指标与方法

3.3.4 因素4 的测定指标

3.4 数据处理与分析

4 结果与分析

4.1 种植密度对牛膝的生长发育和品质的影响

4.1.1 牛膝生长发育时期的划分

4.1.2 不同密度下牛膝土壤特性

4.1.3 不同密度下牛膝生长发育规律

4.1.4 不同密度下牛膝光合特性

4.1.5 不同密度下牛膝根、茎和叶中可溶性糖（SS）含量的变化

4.1.6 不同密度下牛膝倒二叶中丙二醛（MDA）含量的变化

4.1.7 种植密度对牛膝产量和品质的影响

4.2 喷施玉米健壮素后对牛膝的生长发育和品质的影响

4.2.1 喷施玉米健壮素后对牛膝生长发育的影响

4.2.2 喷施玉米健壮素后对牛膝干物质积累的影响

4.2.3 喷施玉米健壮素后对叶绿体色素含量的影响

4.2.4 喷施玉米健壮素后对牛膝叶片抗逆生理的影响

4.2.5 喷施玉米健壮素后对牛膝多糖和齐墩果酸含量的影响

4.3 摘除花序对牛膝的生长发育和品质的影响

4.3.1 摘除花序后对牛膝生育性状及干物质积累的影响

4.3.2 摘除花序对牛膝叶绿体色素含量的影响

4.3.3 摘除花序对牛膝叶绿素荧光参数的影响

4.3.4 摘除花序对过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）酶活性的影响

4.3.5 摘除花序对牛膝丙二醛含量的影响

4.3.6 摘除花序对可溶性糖（SS）含量的影响

4.3.7 摘除花序对牛膝根产量和品质的影响

4.4 不同采收期对牛膝品质的影响

4.4.1 不同采收期单位面积根产量及含水率

4.4.2 牛膝植株中可溶性糖（SS）含量

4.4.3 牛膝不同生长期各器官中多糖含量

4.4.4 牛膝不同生长期各器官中齐墩果酸含量

5 结论与讨论

5.1 种植密度对牛膝生长发育和品质的影响

5.1.1 土壤温度和含水量对牛膝生长发育和品质的影响

5.1.2 不同密度下牛膝生长发育的影响

5.1.3 不同密度下对叶绿素荧光参数的影响

5.1.4 不同密度下群体光合速率的影响

5.1.5 不同密度下对牛膝产量和次生代谢物质的积累的影响

5.1.6 不同密度下牛膝光合特性的变化

5.1.7 牛膝最佳密度的确定

5.2 玉米健壮素对牛膝的生长发育和品质的影响

5.2.1 玉米健壮素对牛膝生长发育的影响

5.2.2 玉米健壮素对牛膝抗逆生理的影响

5.2.3 玉米健壮素对牛膝产量和品质的影响

5.3 摘除花序对牛膝生长发育和品质的影响

5.4 不同采收期对牛膝品质的影响

5.4.1 最佳采收期的确定

5.4.2 不同采收期与牛膝次生物质代谢

5.5 对牛膝多糖和齐墩果酸测定方法的探讨

参考文献

英文摘要

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