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我国现有药用植物约11146种,约占中药资源总数的87%。近年来,人们越来越喜欢利用天然药物进行疾病的预防和治疗,国际社会对天然药物的需求量日益扩大,全球植物药销量以每年10%的速度增长。药用植物有效成分的形成和积累受到自身遗传特性和外界生态环境双重因素的影响,某些药用植物特有的功效必须在特定的自然条件和地理环境下才会表现出来,即中药材的“道地性”。目前对药用植物有效成分的研究多集中于药理药效方面,但对环境因子影响药用植物有效成分形成和积累的研究较少,这方面的研究对于揭示中药材“道地性”的形成机理和规范药用植物的现代化栽培生产具有重要意义。 (1)采用盆栽方法,以防风[Saposhnikovia divaricata(Turcz.) Schischk.]、黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)、平车前(Plantago depressa Willd.)和费菜(Sedum aizoon Linn.)为实验材料,设置两个锌处理(0和6.2 mg盆-1)、三个水分梯度(216 mm、309 mm和402 mm),研究了不同供水量和锌添加对内蒙古四种药用植物有效成分形成和积累的影响。结果表明:锌添加除对费菜茎含水量、防风叶片蒸腾速率和表观叶肉导度以及叶柄中脯氨酸含量影响显著外,对四种药用植物其他生理指标及有效成分含量均无显著影响。不同供水量对平车前、防风和费菜叶片中叶绿素含量以及土壤体积含水量影响显著;平车前地上部和根、防风叶片和叶柄、费菜叶片和茎中可溶性糖含量随着供水量的增加呈升高的趋势;四种药用植物各部位脯氨酸含量均以供水402 mm处理最低;四种药用植物各器官营养元素含量对不同水分处理的响应存在较大差异;不同供水量对平车前地上部和根中大车前苷含量以及费菜根、叶中多酚含量和根中总黄酮含量影响显著,对黄芩和防风根中有效成分含量均无显著影响。水分和锌肥的交互作用仅对四种药用植物部分生理指标(如可溶性糖和脯氨酸含量等)影响显著,对四种药用植物有效成分含量均无显著影响。多元逐步回归分析显示,平车前根中碳氮比和0-3.8 cm土层土壤含水量对地上部大车前苷含量的影响显著,地上部可溶性糖含量和碳氮比对根中大车前苷含量的影响显著;费菜根中氮钾比、茎中镁含量和比叶面积对根中多酚含量的影响显著,根和茎中氮钙比对叶中多酚含量的影响显著;费菜根中氮钾比和可溶性糖含量对根中总黄酮含量的影响显著。 (2)采用盆栽方法,研究了不同遮荫处理(0、20%、40%、60%和80%)对多伦芍药幼苗生长特性的影响。研究结果表明,遮荫处理显著提高了芍药幼苗株高,降低了根冠比和根质量比;各遮荫处理中,60%遮荫处理可以使芍药幼苗叶片叶绿素含量和根中铁含量维持在较高水平。 (3)以内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县蔡木山乡自然保护区的野生芍药为研究对象,通过分析植株营养特性及其自然分布区土壤理化性质,以期明确影响多伦野生芍药有效成分形成和积累的环境因子。研究结果表明:多伦野生芍药自然分布区0-50 cm土壤有机质含量较高,有效态钾、有效态铁和有效态锰含量充足,有效氮、有效铜和有效锌含量轻度缺乏,有效磷含量严重缺乏。大量元素和微量元素在多伦野生芍药植株各营养器官中的分布表现为,氮、磷、镁、硫、锰、铜和锌在叶片中含量最高,钙和铁在根中含量最高,钾在叶柄中含量最高。多伦野生芍药根中有效成分含量由高到低依次为芍药苷>儿茶素>苯甲酸>没食子酸。多元逐步回归分析显示,多伦野生芍药根和叶片中铁含量对根中芍药苷含量的影响显著,根中镁含量和0-10 cm土壤有效磷含量对根中儿茶素含量的影响显著,根中钙含量和镁含量对根中没食子酸含量的影响显著,根中锰含量和磷含量对根中苯甲酸含量的影响显著。 综上所述,不同供水量可显著影响一年生药用植物有效成分的形成和积累,对多年生药用植物无显著影响,说明一年生药用植物有效成分的形成和积累对短期水分处理较多年生药用植物敏感。锌添加及水分和锌肥的交互作用对四种药用植物有效成分含量均无显著影响。适度遮荫有利于芍药幼苗的生长。多伦野生芍药根和叶片中铁含量对根中芍药苷的形成和积累有显著影响。