模拟不同环境条件下药用植物半夏的形态与生理反应研究

摘要

半夏(Pinellia ternata(Thunb.)Breit.)为天南星科(Araceae)半夏属(Pinellia Ten.)多年生草本植物，分布于我国大部分地区，主产于四川、湖北、安徽、江苏、河南、山东等省，其中以四川省产量大，质量最优。半夏具有燥湿化痰，降逆止呕，消痞散结等较高的药用价值。目前对半夏的研究主要集中在药用价值方面，对大面积规范化的人工种植和生理特性方面的研究较少，本文以半夏为研究对象，将其栽于模拟酸雨胁迫及施肥与遮荫条件下，对其形态指标变化、生理指标变化及块茎药用成分变化进行了初步统计和分析，旨在探讨半夏在不同逆境和生长条件下的生理适应性以及对半夏块茎药用成分的影响，了解适合半夏生长的最佳生境，为半夏的野生资源保护、人工种植和有效提高其块茎的药用成分含量提供科学依据。研究结果如下：
　　 1、模拟酸雨胁迫处理中，不同处理水平对半夏形态的影响从大到小为：对照(CK)>轻度酸雨>中度酸雨>重度酸雨，使半夏形态特征的生长幅度随pH值的降低而降低。光合色素含量由高到低依次有对照(CK)>轻度酸雨>中度酸雨>重度酸雨，比较分析得出：酸雨胁迫会降低光合色素含量，并且pH值越低，降低的幅度会越大，随着时间的增加，酸雨对光合色素的影响会加重。在对保护酶和保护物质的影响中有：POD活性在重度和中度酸雨胁迫中均为先升后降，轻度酸雨胁迫为缓慢上升，胁迫程度越大，影响越大；SOD和CAT随胁迫程度越大，而活性越高；可溶性蛋白和可溶性糖在处理前期和中期影响不明显，在处理后期与对照相比，含量明显下降，胁迫程度越大，下降趋势越大；游离脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势；丙二醛含量上升，胁迫程度越大，含量越高。酸雨胁迫明显降低了半夏块茎中总生物碱、鸟苷和腺苷含量，胁迫程度越大，含量越低。结果分析表明：酸雨胁迫对半夏生长的影响显著，pH值越低对半夏生长抑制越明显。
　　 2、施肥与遮荫处理中，半夏各形态指标均表现为施肥大于不施肥，施肥与中度遮荫的复合处理最利于半夏茎、叶形态的增长，而施肥与重度遮荫的复合处理最利于半夏叶含水量和根形态的增长。光合色素含量表现为施肥处理大于不施肥处理，遮荫处理大于不遮荫处理，中度遮荫大于重度遮荫，施肥与中度遮荫的复合处理下的光和色素含量为最高。在对保护酶和保护物质的影响中有：施肥对POD、CAT和SOD活性的影响均不明显；施肥促使可溶性蛋白和可溶性糖含量的增加；游离脯氨酸和丙二醛含量表现为不施肥大于施肥。遮荫程度越大，POD和CAT活性越高，而SOD活性在不遮荫和重度遮荫时高于中度遮荫的；可溶性蛋白和可溶性糖含量表现为中度遮荫>重度遮荫>不遮荫；游离脯氨酸含量在不施肥与不遮荫的复合处理下为最高，并在处理后期达到耐受极限；重度遮荫下丙二醛含量为最高。总生物碱、鸟苷和腺苷含量表现为施肥大于不施肥，遮荫大于不遮荫，施肥与中度遮荫的复合处理使半夏总生物碱、鸟苷和腺苛含量为最大，在处理后期与对照相比，分别提高了54.8％、38.2％和37.2％。结果分析表明：施肥(每株施肥量为NH4NO3:2g，NaH2PO4:2g，K2SO4:2g)与中度遮荫(自然全光照的20％)的复合处理最利于半夏光合色素、保护物质和药用成分含量的增加。