種植密度對寒地二年生桔梗營養成分及微量元素含量的影響

摘" 要：桔梗含有藥理、營養成分和具有較高的觀賞性，是藥食賞兼用的植物。為研究不同種植密度對寒地桔梗營養成分及微量元素含量的影響，該研究以二年生桔梗為材料，試驗設置T1（5 cm×20 cm）、T2（10 cm×20 cm）、T3（15 cm×20 cm）3個不同栽植密度處理。結果表明，寒地二年生桔梗種植密度為T3處理時根系鮮重、根長最高，可達35.26 g和9.57 cm，蛋白質含量在9.45%～12.22%之間；不同種植密度桔梗根系粗纖維和多糖含量存在顯著差異性且表現為隨著種植密度的減小而升高，T3處理根系粗纖維和多糖含量分別達9.32%和18.53%；Fe、Cu、Zn微量元素均隨著種植密度的增大而減少，T3處理Fe、Cu、Zn含量分別為86.30、8.3、22.38 ？滋g/g。寒地種植二年生桔梗當密度為15 cm×20 cm時，桔梗主要營養成分和微量元素含量最高。

關鍵詞：桔梗；寒地；種植密度；營養成分；微量元素

中圖分類號：R285.5" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2023）11-0038-04

Abstract： Platycodon grandiflorum contains pharmacology， nutrition and high ornamental properties. It is a plant that can be used for medicine， food and appreciation. In order to study the effects of different planting densities on the nutritional components and trace elements content of Platycodon grandiflorum in cold areas， this study took two-year Platycodon grandiflorum as material. T1 （5 cm × 20 cm）， T2 （10 cm × 20 cm） and T3 （15 cm × 20 cm） were treated with different planting densities.The results showed as follows： T3 treatment， the root fresh weight and root length were up to 35.26 g and 9.57 cm， and the protein content was between 9.45% and 12.22%. There were significant differences in root crude fiber and polysaccharide contents of Platycodon grandiflorum at different planting densities， and they increased with the decrease of planting density. The root crude fiber and polysaccharide contents of T3 treatment were 9.32% and 18.53%， respectively. Fe， Cu and Zn trace elements decreased with the increase of planting density， and the contents of Fe， Cu and Zn in T3 treatment were 86.30 ？滋g/g， 8.3 ？滋g/g and 22.38 ？滋g/g， respectively. The content of main nutrients and trace elements of Platycodon grandiflorum was the highest when the density of Platycodon grandiflorum was 15 cm×20 cm.

Keywords： Platycodon grandiflorum; cold area; planting density; nutrient composition; trace element

桔梗（Platycodon grandiflorum（Jacq.） A.Dc.）別名鈴鐺花、土人參等，是一種藥、食、觀賞兼用的多年生耐寒宿根經濟作物[1]，適應性強，在我國山地、丘陵、平原等地都可種植。桔梗含有桔梗皂甙[2]、黃酮類[3]、酚酸類及三萜皂苷類等藥理成分[4-5]，具有化痰止咳、利咽開音、宣暢肺氣等功效，用于治療外感咳嗽、咽喉腫痛、支氣管炎和胸膜炎等[6]。同時其含有蛋白質、維生素、多種氨基酸、礦質元素、無機元素和微量元素等營養物質[7-8]，食用性較高。桔梗花呈鈴鐺型，花色有紫色、藍色、白色，具有較高的觀賞價值，已作為野生花卉資源被引種和馴化[9]。

李松儒[10]選取20 cm為行距，4、8、10 cm為株距種植桔梗時發現，在東北地區隨著種植密度的降低桔梗莖葉葉綠素含量、皂苷、黃酮、多糖、可溶性蛋白質含量和單株產量升高；韓立軍等[11]研究不同種植密度對一年生黃芩生育性狀和產量的影響中得出株距5 cm時可提高黃芩的產量，但單株根重和品質在株距20 cm時最高；胡佳棟[12]研究得到低密度栽培（20 cm×20 cm，25 株/m2）有利于提高黨參的根長、根直徑、個體質量、黨參炔苷含量和黨參多糖的含量，高密度栽培（20 cm×10 cm，50 株/m2）有利于黨參群體產量的提高，但對黨參的外觀和內在質量不利。本研究對寒地不同種植密度的二年生桔梗根部主要營養成分和微量元素含量進行分析和測定，有利于在中國主要鹽堿地分布的干寒氣候地區豐富北藥種植資源，在保護中利用、利用中保護食藥賞種質資源，促農增收，推動本地鄉村振興發展。

1" 材料與方法

1.1" 研究區概況

試驗區地處黑龍江省大慶市，地理位置為46°37′15′′N，125°10′22′′E，氣候類型為北溫帶亞歐大陸性季風氣候，雨熱同期，年平均氣溫4.2 ℃，年平均降水量427.5 mm，年平均蒸發量1 635 mm。土壤類型為堿化草甸土，質地黏重，透水性差，鹽分以Na2CO3和NaHCO3為主，植被群落為羊草群落。

1.2" 試驗設計及方法

1.2.1" 試驗設計

試驗小區為單因素完全隨機區組試驗，4個處理，每個處理重復3次，共12個小區，每個小區做成60 cm× 1 m的畦面，施足底肥，2021年5月26日按照株行距5 cm×20 cm（T1）、10 cm×20 cm（T2）、15 cm×20 cm（T3）定植一年生的桔梗。7月18日、8月9日每個小區分別選取6株桔梗測定株高、花徑，觀察記錄花期和結果期，地上部分干枯后進行全根采收。

1.2.2" 試驗方法

土樣處理：在試驗小區內隨機采取3處0～20 cm土層混樣，自然風干后過篩、測定土壤pH、有機質、有效磷、速效鉀和堿解氮，測定方法參考魯如坤[13]主編的《土壤農業化學分析方法》。試驗區土壤基本化學性質見表1。

二年生桔梗根系處理：全株采收桔梗，根系洗凈，分別測定根系的鮮重、根長，切分，裝入信封，60 ℃下烘干，再次測定干重后粉碎過篩備用。

桔梗成分分析：蛋白質含量測定采用考馬斯亮藍法[14]；粗纖維含量的測定依據中華人民共和國國家標準GB/T 5009. 10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》重量法[15]；桔梗多糖含量測定使用苯酚-硫酸法[16]；微量元素含量利用原子吸收法測定[17]。

1.2.3" 數據處理

采用Excel 2016（Microsoft， USA）進行數據處理與作圖；SPSS 17.0（IBM， USA）進行方差分析顯著性差異（水平設定為α=0.05）。

2" 結果與分析

2.1" 寒地二年生桔梗生長發育情況

5月26日定植的一年生桔梗，由表2可知不同種植密度下生長發育期基本一致，7月初開始現蕾，花期持續至9月中旬，8月初開始結果，種子成熟后千粒重為0.98 g/千粒，花徑平均最大為6.73 cm，最小花徑平均為5.56 cm；隨著株行距的增大整個生長季桔梗株高最高為54.37 cm，明顯高于T1 8.70 cm和T2 8.25 cm，T1和T2株高生長量無差異性；生長后期桔梗分枝較多開始倒伏，進入9月中旬地上部分干枯，干物質回流至根部，10月6日進行全根收獲。由表2可知，桔梗根系的鮮重、干重、根長均隨著定植密度的減小而增大，栽植密度為T3時根系鮮重35.26 g，顯著高于T1和T2，根系的長度也達到最長為9.57 cm，與T1（5.00 cm）和T2（7.35 cm）差異顯著（plt;0.05），根系含水率在T3時最小為77.68%，比T1低2.31%，比T2低0.77%，干物質積累量最高。

2.2" 寒地二年生桔梗蛋白質、粗纖維、多糖含量

二年生桔梗根部蛋白質、粗纖維、多糖含量因種植密度不同存在著差異性，種植密度為T3時，蛋白質含量達到12.22%，明顯高于T1、T2 29.31%和21.35%；當種植密度為T2和T3時，粗纖維含量分別高于T1 1.45%和0.97%，與T1存在著顯著的差異性；多糖的積累量在種植密度為T3時達到最大值18.53%，高于T1 5.20%和T2 2.97%，各處理間多糖含量存在著差異性（圖1）。

2.3" 寒地二年生桔梗微量元素含量

桔梗含有十幾種微量元素，其中以Fe、Cu、Zn的含量較高，食用價值較好。從圖2中可以看出桔梗根系Fe含量在種植密度為T3時達86.30 ？滋g/g，顯著高于T1的（70.53 ？滋g/g）和T2的（82.83 ？滋g/g），且T3和T1、T2 Fe含量存在著差異性；桔梗中Cu的含量在種植密度是T1時為6.35 ？滋g/g，當種植密度逐漸變大時，Cu的含量逐漸降低，T1、T2依次比T3降低30.71%和23.88%，T2和T3種植密度下的Cu含量不存在差異性；Zn的含量隨著種植密度的增大具有差異性，T3時最大為22.38 ？滋g/g，最低為T1的19.28 ？滋g/g。

3" 討論與結論

桔梗是食藥賞兼用的植物，桔梗皂苷D是桔梗主要活性物質，有廣泛的藥理活性，是評價桔梗藥材質量的主要物質之一，但其品質不能只以桔梗皂苷D、根的外部形態等單一的因素作為評判標準[18]，在栽培生產中要綜合桔梗藥理成分、營養物質、礦物質等多指標進行評價，不同產地采取適宜本地立地和氣候條件的栽培模式、管理技術，可提高桔梗的內在和外在品質。桔梗中的多糖具有抗氧化作用，可清除羥基和超氧陰離子自由基，不同產地的桔梗皂苷D含量和多糖含量存在一定相關性[19]，本研究試驗表明寒地二年生桔梗種植密度為15 cm×20 cm時根系多糖含量最高可達18.53%。不同產地的桔梗在生長的過程中因緯度不同，光照、溫度不同，光合作用酶活性不同，對糖類物質的合成能力具有差異性[8]，東北、華北等地的桔梗多糖含量較南方地區高，稱為甜桔梗；多糖含量也會在提取過程中因提取方法的不同，提取率存在差異性[20]；有研究表明同一產區桔梗隨著種植密度的降低，地上部皂苷含量呈上升趨勢，多糖含量先上升后下降[21]。桔梗又是高纖維食品，可改善胃腸消化功能，在桔梗生長過程中不同主產地桔梗粗纖維含量在6.9%～9.1%[8]之間；不同生境條件下，植物形態和營養成分會存在不同，同時不同種源的植物在同一種生境條件下又有不同的播種和遺傳特性[22]。

大慶市是中國主要的鹽堿地分布區，且該區域年平均氣溫僅為4.2 ℃，年平均蒸發量遠遠大于降雨量，在此區域選用不同的密度種植一年生的桔梗，低密度下桔梗根系的鮮重和長度較高密度的大，同一生境條件下，植物的外部形態差異性不大，低密度種植桔梗有利于桔梗在相同單位面積上接受更多的營養、光照和水分，單株根系干物質的積累較高，但群體單位面積產量有所降低[23]。桔梗中含有22種微量元素，是構成金屬酶的必需成分，對人體有重要的生理作用，以Cu、Zn含量較高，隨著種植密度的減小含量增高，低種植密度可有效地增加根部干物質的積累、根長、根干重[24]，同時受產地和采收時期的影響，桔梗中微量元素的含量也存在差異性。高星[25]在對沙地黃芪進行規范化栽培過程中也發現低密度栽植沙地蒙古黃芪產量、根長、根干重、多糖含量及Zn元素含量均比高密度栽培高。

綜合以上，寒地種植二年生桔梗，當密度為15 cm×20 cm時比密度為5 cm×20 cm、10 cm×20 cm時更有利于提高單株根系干鮮重，增強營養物質和礦物質的積累，形成較好的品質。

參考文獻：

[1] 國家藥典委員會．中華人民共和國藥典（一部）[S]．北京：中國醫藥科技出版社，2015：277．

[2] 陳丹丹，洪挺，王棟，等．桔梗的化學成分及其藥理作用研究概況[J]．藥品評價，2020，8（17）：9-11．

[3] JI M Y，BO A，YANG M，et al. The Pharmacological Effects and Health Benefits of Platycodon grandiflorus-A Medicine Food Homology Species[J]．Foods，2020，9（2）：142.

[4] 孫曉春，張偉強，唐平生，等．桔梗提取物的主要成分和抗氧化性的測定[J]．中國農學通報，2017，33（31）：139-144．

[5] 樸向民，于營，SIN-HEE H，等．桔梗的體外抗氧化活性及總多酚和黃酮苷元含量分析[J]．吉林農業大學學報，2017，39（5）：579-584.

[6] 孫強，蒙艷麗，吳秉純，等．桔梗化學成分及藥理作用的研究概況[J]．黑龍江中醫藥，2017，46（4）：64-65.

[7] 謝雄雄，張遲，曾金祥，等．中藥桔梗的化學成分和藥理活性研究進展[J]．中醫藥通報，2018，17（5）：66-72.

[8] 張巖，魏建和，劉娟，等．三大主產地桔梗營養成分分析及評價[J]．中國現代中藥，2019，2（21）：194-198.

[9] 卓麗環，周蘊薇．黑龍江省野生花卉種質資源區域分布及引種馴化的探討[J]．東北林業大學學報，2000，11（28）：89-92.

[10] 李松儒．種植方式與施肥對葉用桔梗生長及品質的影響[D]．哈爾濱：東北農業大學，2020.

[11] 韓立軍，崔愛輝，邵璽文．種植密度對黃芩生育性狀和產量的影響[J]．北方園藝，2015（2）：141-144.

[12] 胡佳棟．栽培措施對黨參生長和有效成分含量影響研究[D]．楊凌：西北農林科技大學，2019.

[13] 魯如坤．土壤農業化學分析方法[M]．北京：中國農業科學技術出版社，2000.

[14] 李合生．植物生理生化實驗原理和技術[M]．北京：高等教育出版社，2000.

[15] 中華人民共和國國家標準．植物類食品中纖維素的測定：GB/T 5009.10—2003[S]．北京：中國標準出版社，2003．

[16] 趙祥升，趙禹凱，師鳳華，等．不同加工方法對桔梗根中多糖含量的影響[J]．中國現代應用藥學，2010，27（11）：983-986.

[17] 仉勁，李國清，畢研文，等．中藥材桔梗中常量元素和微量元素含量分析[J]．農學學報，2017，7（7）：43-46．

[18] 蘇龍嘎，錫林其其格，通拉嘎，等．藥食同源蒙藥材桔梗道地性的文獻探索[J]．中國民族醫藥雜志，2022，4（28）：39-42.

[19] 金傳山，張偉，桂雙英．不同產地桔梗中桔梗皂苷D及總多糖的含量比較[J].安徽醫藥，2014，18（2）：246-249.

[20] 楊曉杰，張晶，王瑤，等．桔梗高含量多糖種質資源的篩選[J]．分子植物育種，2017，15（10）：4228-4233.

[21] 寧書菊，韓娜，林文津．栽培密度對亳州桔梗生長生理特性的影響[J]．中國農學通報，2017，33（28）：13-18．

[22] 耿慧云，王建華，蔡愛民，等．不同密度下桔梗干物質積累和桔梗皂苷D含量的動態研究[J]．中國中藥雜志，2009，34（1）：22-25.

[23] 嚴顯進，阮培均，王永．不同種植密度對黨參光合特性及產質量的影響[J]．時珍國醫國藥，2018，29（2）：42-424．

[24] 周彬清．不同產區桔梗根莖主要性狀及異地引種表現[D]．南京：南京林業大學，2008．

[25] 高星．沙地黃芪規范化栽培綜合農藝措施集成[D]．楊凌：西北農林科技大學，2017.