溫度和水分對銀杏生長及次生代謝的影響

吳嬋娟

(太原市道路綠化養管中心，山西 太原 030001)

銀杏(GinkgobilobaL.)屬裸子植物門銀杏科銀杏屬，原產于中國，已有2.8×108年～3.5×108年的演化歷史。銀杏抗逆性強、病蟲害少、適應性廣、經濟壽命長，是我國特有的珍貴樹種，被譽為植物界的“活化石”，在經濟、生態、觀賞和科研方面具有較高的應用價值。此外，銀杏的藥用價值也得到了研究學者的廣泛關注，其在防止動脈硬化，預防心腦血管疾病，以及治療老年癡呆癥、腦老化、腦缺血等方面療效顯著。銀杏的藥用價值主要來源于次生代謝產物，這類物質是植物生命活動正常運行或者生長發育非必需的小分子有機化合物。

溫度和水分是影響植物生長的兩大環境因素，也是植物生命活動的基礎。研究表明，土壤溫度、水分的細微變化都會對植物的代謝和生長產生較大的影響。研究土壤溫度和水分對銀杏生長及次生代謝的影響，探索銀杏對環境的適應性，對釆取適宜的栽培措施具有重要的理論和實踐意義。

1 試驗設計

1.1 試驗材料

選用生長健壯、無病蟲害的1年生銀杏實生苗為供試材料，平均苗高43.9 cm，地徑8.66 mm.試驗用土為中質壤土，土壤堿解性氮含量121.66 mg/kg，有效磷含量22.54 mg/kg，速效鉀含量86.77 mg/kg.

1.2 試驗設計

盆栽試驗于2018年進行，試驗設置2個溫度處理，分別為T1:最高溫25 ℃，最低溫15 ℃；T2:最高溫35 ℃，最低溫25 ℃.2個水分處理，田間持水量分別為S1：55%～60%；S2：40%～45%.共計4個處理組合，每個處理組合設3次重復。盆栽容器直徑為19 cm，高16 cm，每盆種植苗木2株。于6月22日，將盆栽苗木移入人工氣候室控制溫度，土壤含水量控制方法用稱重法，每天補充蒸發和吸收水分，并觀察銀杏幼苗生長狀況。處理時間為 40 d，處理完成后進行測定。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 株高和地徑的測定

每處理隨機選擇3株，在處理完成后，用刻度尺測定幼苗基部到頂端部分的株高，游標卡尺測定距離地面2 cm處的地徑，并做好記錄。

1.3.2 干物質量的測定

先將盆土澆透水，然后將銀杏幼苗整株取出，用清水洗凈，吸干植株表面水分。之后將根系、莖稈和葉片分別取下，放入烘箱中，105 ℃殺青10 min，60 ℃烘干至恒重，稱重，分別記錄根、莖、葉的干物質量。

1.3.3 葉片次生代謝產物的測定

槲皮素、山奈酚素和異鼠李素采用索氏提取法提取，用高效液相色譜測定其含量，以C18柱為色譜柱，以甲醇與0.4%磷酸(體積比為 50∶65)溶液為流動相，檢測波長為 360 nm.萜內酯采用索氏提取法提取，高效液相色譜測定，以C18柱為色譜柱，以甲醇、四氫呋喃、水(體積比為25∶10∶65)溶液為流動相，蒸發光散射檢測器檢測。

1.4 數據分析

用Excel 2010進行數據整理，用SPSS 24.0分析數據。

2 結果與分析

2.1 溫度和水分對銀杏生長的影響

銀杏生長量能夠直接反應植株對環境的適應能力，是植株生長情況的直觀指標。溫度和水分對銀杏生長的影響見表1.

表1 溫度和水分對銀杏生長的影響

由表1可知，溫度和水分處理能夠顯著影響銀杏生長。其中，T1處理下的株高均高于T2處理；且在同一溫度處理下，S1株高顯著低于S2，各處理間差異均顯著。地徑變化趨勢和株高相似，但T1S1處理和T2S2處理差異不顯著。干物質變化趨勢和地徑相似，在同一溫度處理下，S1干物質量顯著低于S2，各處理間差異均顯著。

2.2 溫度和水分對銀杏次生代謝的影響

溫度和水分對銀杏次生代謝的影響見表2.

表2 溫度和水分對銀杏次生代謝的影響 mg/g

由表2可知，溫度和水分能夠顯著影響銀杏次生代謝產物。其中，槲皮素在T2溫度時高于T1；在同一溫度處理下，S1顯著高于S2，T1S1和T2S2處理沒有顯著差異，其它處理間差異均顯著。山奈酚含量在 T1 溫度時高于T2；在同一溫度處理下，S1顯著高于S2，處理間差異均顯著。異鼠李素在各處理間沒有顯著差異。總黃酮含量變化趨勢和槲皮素變化趨勢相似，各處理間差異均顯著。總萜內酯含量在 T2 溫度時高于T1；在同一溫度處理下，S2顯著高于S1，各處理間差異均顯著。

3 討論與結論

1) 溫度和水分是影響植物生長的關鍵因素，只有在一定的溫度和水分條件下，植物的一系列生命活動才能正常進行，植物才能夠正常生長。呂曉敏等研究結果表明，增加溫度和降水量能增加根和葉的生物量。張素瑜等研究表明，適宜的土壤水分能夠提高作物吸收水肥的能力，提高作物的水分利用率。本研究結果表明，溫度和水分處理能夠顯著影響銀杏生長。其中，在最高溫25 ℃，最低溫15 ℃處理下株高、地徑和干物質量均高于最高溫35 ℃，最低溫25 ℃處理；且在同一溫度處理下，土壤含水量為55%～60%處理的株高、地徑和干物質量顯著低于土壤含水量為40%～45%處理。可能是由于在最高溫25 ℃，最低溫15 ℃，土壤含水量40%～45%時，促進了根系的生長，有利于植物對物質和水分的吸收，從而增加了銀杏株高、地徑和干物質積累量。還有可能是在此溫度下，銀杏體內的酶活性達到最大值，能夠有效催化植株體內物質的代謝、合成和轉運，從而有利于植株生長和物質積累。在40%～45%含水量條件下，保證了銀杏幼苗充足的水分，既不會因為水分缺乏而造成生長緩慢，也不會因為水分過多造成水分脅迫。因此，有利于銀杏的生長。

2) 本研究結果表明，溫度和水分能夠顯著影響銀杏次生代謝產物，槲皮素和總黃酮含量在最高溫35 ℃，最低溫25 ℃時高于最高溫25 ℃，最低溫15 ℃時；山奈酚含量則相反。槲皮素和山奈酚在土壤含水量55%～60%處理下高于40%～45%處理。可能是由于在不同的溫度條件下，合成次生代謝產物的酶活性受到影響，從而使得次生代謝產物含量存在差異。同時，適宜的水分條件有利于物質的轉運和積累。異鼠李素在各處理間沒有顯著差異，可能是溫度和水分對異鼠李素的合成過程沒有影響。因此，總體看來，最高溫25 ℃，最低溫15 ℃，土壤含水量為40%～45%時，銀杏長勢較好；在最高溫35 ℃，最低溫25 ℃，土壤含水量為55%～60%時，槲皮素和總黃酮含量較高；最高溫35 ℃，最低溫25 ℃，土壤含水量為40%～45%時，總萜內酯含量較高。