土壤水分脅迫對走馬胎生長及總皂苷的影響

周澤建 應啟圍

（廣西生態工程職業技術學院，廣西 柳州 545004）

走馬胎（Ardisia giantifoliaStaf）為紫金牛科紫金牛屬多年生小灌木，富含皂苷、多糖、生物堿等，對壯筋活絡、生肌化毒、活血止痛等方面有特效，是壯族、瑤族、侗族習用藥材。［1］隨著藥材市場需求的增加，不合理的野生資源采掘現象加劇，導致走馬胎野生資源日益匱乏［2］。為保護走馬胎野生資源，避免不合理采掘對生態環境的影響，走馬胎人工栽培研究的開展具有十分重要意義。前人對走馬胎人工栽培研究多集中在光照、土壤營養元素、無性繁殖方面［2-7］，有關土壤水分方面的研究尚未見報道。但是土壤水分是植物生長發育的三大重要生態因子之一，對維持植物形態和功能具有重要作用，嚴重影響著植物的生長發育［8，9］。當土壤環境中缺水時，植物會出現形態和生理生化等方面的變化，以便適應水分脅迫［10-12］。研究顯示，植物遇到水分脅迫，生長受到抑制，株高和葉面積減少，以減少生長量為生態策略抵御或降低干旱的傷害，保證正常生長發育。［13］土壤水分如何影響走馬胎生長、生物量的分配和活性成分的積累是栽培過程中必需考慮的問題。本文通過土壤水分控制實驗，探索走馬胎栽培所需適宜土壤水分條件，為林農種植走馬胎提供灌溉依據，助力鄉村振興。

1 試驗地概況

實驗設在廣西生態工程職業技術學院林業工程學院溫室大棚進行。大棚內溫度10~38℃，相對濕度50%~80%。

2 材料與方法

2.1 材料

本實驗的主要材料是一年生走馬胎幼苗，來自廣西壯族自治區防城港市，其基徑5.00±0.58 mm，株高20.43±1.10 cm。盆栽土采用無污染黃壤與0.5 kg 有機肥混合而成，黃壤的理化性質如下：壤土、pH 值5.5、孔隙度56%、速效鉀365 mg/kg、速效磷21 mg/kg、水解氮116 mg/kg、有機質19 g/kg。

2.2 方法

2.2.1 實驗設計

本實驗在廣西生態工程職業技術學院林業工程學院溫室大棚進行，采用盆栽的方法，運用單元素隨機區組設計，設計3 個土壤水分脅迫梯度：對照組（土壤相對含水量75%~80%，簡稱CK）、輕度干旱（土壤相對含水量45%~50%，簡稱QH）、嚴重干旱（土壤相對含水量25%~30%，簡稱YH）。每個水分梯度重復三次，每次重復10株，采用盆栽方式栽培，每盆栽一株，累計90盆、90 株。在2022 年5 月3 日，選擇苗高、大小一致的一年生走馬胎幼苗移栽到塑料盆中，盆的規格為19 cm×14 cm×17 cm，盆內裝2 kg 無污染黃壤和0.5 kg 有機肥，累計栽培150 盆。返苗后100 天，選擇株高、基徑一致的走馬胎苗90 株進行控水實驗，其株高為20.43±1.10 cm，基徑為5.00±0.58 mm。水分脅迫處理前各塑料盆中土壤相對含水量基本達到飽和，停止澆水進行自然干旱，通過稱盆重的方法測量各盆的水分情況［14］，使各處理的土壤相對含水量達到75%~80%、45%~50%、25%~30%。水分梯度形成后，每隔1 天在傍晚通過稱重盆重補充水分，連續控水120 天，于2022 年12 月8 日收獲，測量株高、基徑、葉片數、葉面積以及各部分的生物量。

2.2.2 數據處理

數據初步處理采用Excel2022 對原始數據進行簡單數據分析，采用SPSS19.0 軟件進行數據統計分析，利用General Linear Model ANOVA 分析走馬胎株高、基徑及生物量的方差分析，應用LSD 法進行各處理之間顯著性分析。

3 結果與分析

2022 年8 月16 日停止澆水進行自然干旱，通過稱重法監測土壤相對含水量。8 月30 日后 ，嚴重干旱處理組走馬胎全部萎蔫枯死，說明走馬胎不屬于耐旱植物。其株高、基徑以及生物量的數值均為0。

3.1 水分脅迫對走馬胎株高、基徑的影響

水分脅迫對走馬胎株高、基徑的影響如圖1 所示。由A 圖顯示，隨著土壤水分的減少，走馬胎的株高呈現顯著降低的趨勢（P＜0.05）。CK 走馬胎株高為26.6 cm，與輕度干旱處理比較，高了14.87%，存在差異顯著（P＜0.05）。輕度干旱的走馬胎株高與嚴重干旱存在極顯著性差異（P＜0.01）。

圖1 水分脅迫對走馬胎株高、基徑的影響

由B 圖可知，走馬胎基徑隨著干旱程度的加深而呈極顯著減少趨勢。CK 走馬胎基徑8.09 mm，比輕度干旱5.47 mm 大了47.90%，達到了極顯著性水平（P＜0.01）。

3.2 水分脅迫對走馬胎葉片數、葉面積以及根長的影響

水分脅迫對走馬胎葉片數、葉面積、根長的影響如表1 所示。各處理之間走馬胎根長存在極顯著差異（P＜0.01），隨著水分含量的減少，走馬胎根長有先顯著增加再顯著減少的倒“V”變化。輕度干旱時，走馬胎根長是27.37 cm，比CK 長了26.25%，達到了極顯著性水平。走馬胎葉片數和葉面積隨著干旱程度的加深而呈逐漸減少的趨勢，但輕度干旱與CK 之間不存在顯著性差異。

表1 水分脅迫對走馬胎葉片數、葉面積、根長的影響

3.3 水分脅迫對走馬胎生物量的影響

水分脅迫對走馬胎生物量的影響如表2 所示，走馬胎生物量隨著土壤水分的減少而呈降低的趨勢。CK 生物量為13.99 g，與輕度干旱比較，多了88.54%，存在極顯著差異（P＜0.01）。隨著干旱的加劇，走馬胎根干重、葉干重、莖干重均呈顯著降低的趨勢（P＜0.01），CK、輕度干旱、嚴重干旱三種處理之間均存在極顯著性差異（P＜0.01）。

表2 水分脅迫對走馬胎生物量的影響

3.4 水分脅迫對走馬胎生物量分配的影響

水分脅迫對走馬胎生物量分配的影響如表3 所示，隨著干旱程度的加深，根重比出現先稍微增加再顯著下降的倒“V”變化（P＜0.01），而葉重比和莖重比均呈現下降的趨勢。與CK 比較，輕度干旱時走馬胎根重比增加了15.38%，而葉重比、莖重比分別減少了5.71%和5.13%，均沒有達到顯著性水平。

表3 水分脅迫對走馬胎生物量分配的影響

3.5 水分脅迫對總皂苷含量的影響

水分脅迫對總皂莢含量的影響見圖2，隨著土壤水分脅迫的加深，走馬胎總皂苷含量呈現先極顯著增加再極顯著下降的倒“V”型變化（P＜0.01）。輕度干旱時走馬胎總皂苷含量為75.86 mg/g，為最大值，與處理CK 比較，增加了30.19%，達到了極顯著水平（P＜0.01）。

圖2 水分脅迫對總皂苷含量的影響

3.6 水分脅迫下走馬胎生長與生物量分配、總皂苷的相關性

水分脅迫下走馬胎生長指標與各部分生物量的相關性見表4。對走馬胎的株高、基徑、根長、葉面積與各部分生物量、總皂苷含量進行相關性分析，顯示走馬胎的株高、基徑、根長、葉面積均與總生物量、根干重、莖干重、葉干重、根重比、莖重比、葉重比存在極顯著性相關（P＜0.01）。走馬胎株高、葉面積與總皂苷存在負相關，但沒有達到顯著性水平；總皂苷與基徑存在顯著負相關（P＜0.05），與根長存在極顯著正相關（P＜0.01）。

表4 水分脅迫下走馬胎生長指標與各部分生物量的相關性

4 討論與結論

4.1 討論

土壤水分是植物生長的必要生態因子，顯著影響植物生長發育。當水分虧缺時，植物細胞的伸長受到抑制［15］，導致莖節生長緩慢，致使植物株高、基徑下降［16］。研究表明，走馬胎受到水分脅迫時，植物的株高、基徑以及生物量顯著下降，這與大部分學者研究成果一致。［17］因此，通過調節生長形態來適應土壤水分脅迫。

本研究表明，水分脅迫提升走馬胎的總皂苷含量，這與劉喬斐［18］等研究成果一致，這可能是走馬胎通過積累次生代謝產物來抵御干旱脅迫［19］。土壤相對含水量45%~50%時，與土壤相對含水量75%~80%時比較，走馬胎生物量降低了46.96%，而總皂苷只增加了30.19%。因此，種植走馬胎時以土壤相對含水量75%~80%為宜，此時生物量大，活性成分含量較高，效益佳。

4.2 結論

隨著水分脅迫程度的加深，走馬胎的株高、基徑、生物量呈現減少的趨勢。因此，種植走馬胎時，要加強土壤水分管理，以土壤相對含水量75%~80%為宜。