CN115989757A - 山豆根栽培方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种山豆根栽培方法，包括：在山豆根生长过程中进行干旱胁迫处理，所述干旱胁迫处理的条件为，土壤相对含水量35‑60％、处理时间小于等于8d。本发明的山豆根栽培方法可以有效提高人工栽培山豆根的质量和产量。
Description
技术领域
本发明涉及药用植物种植领域。更具体地说，本发明涉及一种山豆根栽培方法。
背景技术
山豆根为豆科植物越南槐(Sophora tonkinensis Gagnep)的干燥根及根茎，又名广豆根。为广西“桂十味”道地药材之一，是广西中药、民族医药重点研究、开发、推广的品种，在广西人工种栽培种植面积总量占全国80％以上。但是，人工栽培山豆根的质量和产量普遍偏低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种山豆根栽培方法，以解决上述问题。
为了实现根据本发明的目的和其它优点，提供了一种山豆根栽培方法，包括：在山豆根生长过程中进行干旱胁迫处理，所述干旱胁迫处理的条件为，土壤相对含水量35-60％、处理时间小于等于8d。
优选的是，所述的山豆根栽培方法，所述干旱胁迫处理的条件为，土壤相对含水量55-60％、处理时间8d。
优选的是，所述的山豆根栽培方法，在山豆根幼苗移栽成活后进行多次所述干旱胁迫处理，相邻两次干旱胁迫处理的间隔时间为20-120d。
优选的是，所述的山豆根栽培方法，在山豆根幼苗移栽成活后进行多次所述干旱胁迫处理，在移栽成活后120d之前，相邻两次干旱胁迫处理的间隔时间为15-25d，在120d之后，相邻两次干旱胁迫处理的间隔时间为110-130d。
优选的是，所述的山豆根栽培方法，在山豆根幼苗移栽成活后的第20d、40d、60d、80d、100d、120d和240d进行所述干旱胁迫处理。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明通过在栽培过程中对山豆根进行适度的干旱胁迫处理，在不影响山豆根正常生长的前提下，能够实现山豆根生物产量积累与其品质的协同提升，进而提高人工栽培山豆根的质量和产量。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是不同干旱处理下山豆根根、茎、叶生物量变化趋势图；
图2是不同干旱处理下山豆根叶生理活性物质变化趋势图；
图3是不同干旱处理下山豆根叶片上表皮组织结构变化图；
图4是不同干旱处理下山豆根叶片下表皮组织结构变化图；
图5是不同干旱处理下山豆根根系表皮组织结构变化图；
图6是不同干旱处理下山豆根根、茎、叶苦参碱、氧化苦参碱和生物碱含量变化趋势图；
图7是干旱-复水处理下山豆根根、茎、叶苦参碱、氧化苦参碱和生物碱含量变化趋势图；
图8是干旱-复水处理下山豆根药用部位(根部)生物量趋势图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1：干旱诱导山豆根生物量分配的效果
以山豆根实生苗为供试材料。收集来自于山豆根(Sophora tonkinensis)道地产区中国广西的山豆根植物的成熟种子。挑选饱满、均匀一致的山豆根种子，播种于蛭石中，浇水保持蛭石湿润，置于温度为25℃～28℃的培养箱中，约20d出苗。将长势基本一致(幼苗长至2片真叶)的幼苗移栽于泥盆中(盆高12cm，盆口直径14cm，盆底直径10cm)，每盆种植3株苗，在26℃/20℃，光照14h/黑暗10h光周期的培养箱内生长。所用盆栽基质为2：1的土壤与蛭石的混合物，每盆基质重量一致。盆中土壤基质的pH值为6.8，全氮含量为1.09g/kg，全磷含量为0.24g/kg，全钾含量为4.95g/kg，速效氮含量为56.58mg/kg，速效磷含量为21.19mg/kg，速效钾含量为98.27mg/kg。
山豆根幼苗在培养箱生长30d之后，选择长势和形态比较一致的幼苗(株高约8cm，茎粗约2mm)用于干旱处理。培养箱内，将幼苗分成三组，分别进行不同的干旱处理，每个处理20盆，每盆3株，共60株苗。按土壤相对含水量将试验划分为对照组(CK，土壤相对含水量75％～80％)、轻度干旱(MDT，土壤相对含水量55％～60％)、重度干旱(SDT，土壤相对含水量30％～35％)。处理期间，通过持续称重法控制土壤水分，每天傍晚称重并及时补充水分，为避免补充的水分仅到达土壤表面，本研究通过离心管(底部剪出一致的圆孔)注入水分。试验处理后，分别于7个时间点(3d、5d、8d、10d、12d、15d、20d)采集山豆根功能叶及根样本。每种处理在其每个时间点都取5个植株混合作为一个生物学样本，以减少由植株个体差异所产生的误差。结果如图1所示。其中，
图1(a)为不同干旱处理下山豆根的根鲜重变化趋势图，
图1(b)为不同干旱处理下山豆根的根干重变化趋势图，
图1(c)为不同干旱处理下山豆根的茎鲜重变化趋势图，
图1(d)为不同干旱处理下山豆根的茎干重变化趋势图，
图1(e)为不同干旱处理下山豆根的叶鲜重变化趋势图，
图1(f)为不同干旱处理下山豆根的叶干重变化趋势图。
由图1可知，叶片和根部受干旱影响较大，茎部分受干旱影响较小。轻度干旱处理时，山豆根根部鲜重和干重均高于CK和SDT处理。重度干旱处理时，随着干旱处理时间的延长，山豆根的根、叶的鲜重和干重呈先上升后下降的趋势，重度干旱10d时，山豆根叶片的鲜重和干重均显著下降。由此可知，短期内的轻度或重度干旱不会影响山豆根根部的鲜重和干重。
实施例2：干旱诱导山豆根生理活性物质的效果
供试山豆根实生苗的培养方法同实施例1。试验处理后，取6个时间点(3d、5d、8d、10d、12d、15d)分别采集山豆根叶部位作为样本。每种处理在其每个时间点都取5个植株混合作为一个生物学样本，以减少由植株个体差异所产生的误差。结果如图2所示。
其中，图2(a)为不同干旱处理下山豆根叶可溶性糖含量的变化趋势图，
图2(b)为不同干旱处理下山豆根叶可溶性蛋白含量的变化趋势图，
图2(c)为不同干旱处理下山豆根叶过氧化物酶的变化趋势图，
图2(d)为不同干旱处理下山豆根叶过氧化氢酶的变化趋势图，
图2(e)为不同干旱处理下山豆根叶超氧化物歧化酶的变化趋势图，
图2(f)为不同干旱处理下山豆根叶丙二醛的变化趋势图，
图2(g)为不同干旱处理下山豆根叶过氧化氢的变化趋势图，
图2(h)为不同干旱处理下山豆根叶超氧阴离子的变化趋势图。
活性氧(ROS)积累的程度可以作为植物组织中适应或损伤程度的指标。由图2可知，随着干旱处理时间的延长，山豆根叶片活性氧含量，
如过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加，重度干旱处理时过氧化氢(H2O2)含量最高。轻度干旱处理(MDT)和重度干旱处理(SDT)时，可溶性糖(S-Sugar)、可溶性蛋白(S-Protein)、丙二醛(MDA)含量，以及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性均呈先增加后逐渐下降的趋势。为防止过氧化氢(H2O2)对细胞体的破坏，山豆根启动酶的防御系统，提高可溶性糖(S-Sugar)、可溶性蛋白(S-Protein)含量，以及提高过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性，有效清除活性氧，以保护细胞膜等免受氧化伤害，使山豆根生长适应外界环境，干旱处理10d和12d时，酶活性开始降低，植物无法通过自身防御系统抵御干旱胁迫，开始出现萎蔫的状态。
实施例3：干旱诱导山豆根组织结构变化的处理效果
供试山豆根实生苗的培养方法同实施例1。试验处理后，取处理第10d的山豆根根、叶样本。结果如图3、图4和图5所示。其中，
图3中A、B、C分别为CK、MDT、SDT处理下上表皮细胞(×300)、D、E、F分别为CK、MDT、SDT处理下上表皮细胞(×1.00k)，
图4中A、B、C分别为CK、MDT、SDT处理时下表皮绒毛(×150)、D、E、F分别为CK、MDT、SDT处理时下表皮气孔(×1.50k)，
图5中A、B、C分别为CK、MDT、SDT处理下的根尖变化(×200)；D、E、F分别为CK、MDT、SDT处理下的根毛变化(×200)。
由图3、图4可知，山豆根叶片上表皮和下表皮完全异面。上表皮有凹凸不平蜡质层，表皮蜡在减少水分流失方面起着重要作用，表皮蜡覆盖地上植物部分，通过形成表面最外层的屏障来防止非气孔水分流失，说明山豆根耐旱的特性。山豆根上叶片表皮细胞呈不规则或多边形，排列紧密，细胞壁较厚，表皮细胞突起，顶部半圆形，无气孔器；下表皮被绒毛和蜡质层混合覆盖，绒毛呈柳叶状，表皮细胞堆积呈凹凸状，有较厚的蜡质片层，气孔深陷凹槽内，气孔密度较高。轻度干旱，山豆根叶片上表皮细胞趋于平坦，通过降低叶片上表皮厚度来响应干旱胁迫，下表皮蜡质片层变厚，绒毛开始卷曲，呈卷丝状；重度干旱时叶片上表皮接近平坦，下表皮绒毛完全变卷，呈细长卷丝状。随着干旱程度的加剧，山豆根下表皮气孔孔隙逐渐加深。干旱条件下的气孔比正常条件下的气孔孔隙深度更深，气孔孔隙深度的增加被认为是对干旱胁迫的形态反应，以保持水分利用效率，以便在不利条件下生存。
由图5可知，CK处理时，根表皮细胞呈长方形，细胞平滑、排列紧密而整齐，根部没有被伤害，根毛密度稀疏；随着干旱胁迫程度的增加，山豆根幼苗根部结构逐渐被破坏，表层细胞凋落，排列无规律，细胞形状改变，根毛密度逐渐增大，SDT处理时根部结构破坏非常严重，表层细胞凌乱凋落，细胞形状严重变形，根毛密度稍有减少。
实施例4：干旱诱导山豆根生物碱分布及积累的处理效果
供试山豆根实生苗的培养方法同实施例1。试验处理后，取7个时间点(3d、5d、8d、10d、12d、15d、20d)分别采集山豆根根、茎、叶样本。每种处理在其每个时间点都取5个植株混合作为一个生物学样本，以减少由植株个体差异所产生的误差。结果如图6所示。
其中，
图6(a)为山豆根根苦参碱含量变化趋势图，
图6(b)为山豆根茎苦参碱含量变化趋势图，
图6(c)为山豆根叶苦参碱含量变化趋势图，
图6(d)为山豆根根氧化苦参碱含量变化趋势图，
图6(e)为山豆根茎氧化苦参碱含量变化趋势图，
图6(f)为山豆根叶氧化苦参碱含量变化趋势图，
图6(g)为山豆根根生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量变化趋势图，
图6(h)为山豆根茎生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量变化趋势图，
图6(i)为山豆根叶生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量变化趋势图。
由图6可知，山豆根的根、茎、叶中均分布有生物碱物质，不同干旱处理下山豆根的根、茎、叶生物碱含量变化趋势有所不同。山豆根幼苗中，苦参碱主要分布在叶片中，叶片中苦参碱含量明显高于根和茎中的苦参碱含量；氧化苦参碱主要分布在根中，根中氧化苦参碱含量明显高于茎和叶中；生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)基本均匀的分布在根、茎、叶各个部位。在MDT和SDT处理时，随着干旱胁迫时间的延长，山豆根叶片和根部的苦参碱、氧化苦参碱、生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量先缓慢增加后逐渐降低；MDT和SDT处理的第8d，山豆根根部的苦参碱、氧化苦参碱、生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量均明显高于CK；SDT处理的前10d，山豆根叶片的苦参碱、氧化苦参碱、生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量均明显高于CK处理；山豆根茎的苦参碱、氧化苦参碱、生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量均呈下降趋势。在胁迫条件下生长的药用植物表现出比水分充足的植物有更高浓度的次生代谢物，这可能是由于生物合成而增强。
综上，由实施例1-4可知，在土壤相对含水量为55％-60％的8d内，能够实现干旱胁迫下山豆根生物产量积累与其品质的协同提升。
实施例5：适度干旱胁迫下山豆根人工栽培方法
山豆根实生苗的培养方法同实施例1。将培养30天后的山豆根幼苗移栽至野外大田栽培。栽培基质为石灰岩地区的砂质壤土，土层深厚、土质疏松、渗水透气良好；幼苗成活后第20d、40d、60d、80d、100d、120d和240d进行干旱胁迫处理，干旱胁迫处理的条件为：土壤相对含水量35-60％、处理时间为8d，；常规土肥管理。对照组，不进行干旱胁迫处理，栽培基质、肥料管理同实验组。每次干旱胁迫处理结束后，测定山豆根根、茎、叶中苦参碱、氧化苦参碱和生物碱含量，结果如图7所示。其中，图7(a)为干旱-复水后山豆根根苦参碱含量变化趋势图，图7(b)为干旱-复水后山豆根茎苦参碱含量变化趋势图，图7(c)为干旱-复水后山豆根叶苦参碱含量变化趋势图，图7(d)为干旱-复水后山豆根根氧化苦参碱含量变化趋势图，图7(e)为干旱-复水后山豆根茎氧化苦参碱含量变化趋势图，图7(f)为干旱-复水后山豆根叶氧化苦参碱含量变化趋势图，图7(g)为干旱-复水后山豆根根生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量变化趋势图，图7(h)为干旱-复水后山豆根茎生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量变化趋势图，图7(i)为干旱-复水后山豆根叶生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量变化趋势图。
由图7可知，干旱-复水后，山豆根根部苦参碱、氧化苦参碱、生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量均明显高于CK处理，尤其是120d开始，氧化苦参碱、生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量显著提高(p<0.01)；随着处理时间的延长，山豆根茎的苦参碱、氧化苦参碱、生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量均呈下降趋势；山豆根叶片中苦参碱、氧化苦参碱、生物碱(苦参碱+氧化苦参碱)含量先缓慢增加后逐渐降低。推测，在山豆根的生长过程中，生物碱含量逐渐积累到根部。由图8可知，在干旱-复水条件下，山豆根根部的鲜重(图8(a))和干重(图8(b))均明显高于CK处理。研究表明，干旱-复水处理有助于增加山豆根的生物量，并提高其药用部位(根部)生物碱含量。
结论，在本发明限定的干旱胁迫处理条件和间隔时间下，山豆根的生物量和生物碱含量均明显提高。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (5)
1.山豆根栽培方法，其特征在于，包括：在山豆根生长过程中进行干旱胁迫处理，所述干旱胁迫处理的条件为，土壤相对含水量35-60％、处理时间小于等于8d。
2.如权利要求1所述的山豆根栽培方法，其特征在于，所述干旱胁迫处理的条件为，土壤相对含水量55-60％、处理时间8d。
3.如权利要求2所述的山豆根栽培方法，其特征在于，在山豆根幼苗移栽成活后进行多次所述干旱胁迫处理，相邻两次干旱胁迫处理的间隔时间为20-120d。
4.如权利要求3所述的山豆根栽培方法，其特征在于，在山豆根幼苗移栽成活后进行多次所述干旱胁迫处理，在移栽成活后120d之前，相邻两次干旱胁迫处理的间隔时间为15-25d，在120d之后，相邻两次干旱胁迫处理的间隔时间为110-130d。
5.如权利要求4所述的山豆根栽培方法，其特征在于，在山豆根幼苗移栽成活后的第20d、40d、60d、80d、100d、120d和240d进行所述干旱胁迫处理。
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