不同壟作方式和種植密度對丹參產量與主要成分含量的影響

段英姿 陳桂平 姜 峰 王曉英 張勝珍 馬艷芝 沈玉龍

（唐山師范學院生命科學系，河北 唐山 063000）

丹參（SalviamiltiorrhizaBunge.）以根和根莖入藥，具有活血祛瘀、通經止痛、清心除煩、涼血消癰的功效［1］，主要含有丹參酮類、酚酸類等活性成分［2］。近年來研究發現丹參莖葉中富含大量酚酸類、黃酮類等活性成分，具有與根相似的藥理活性，如活血化瘀、抗腫瘤、抗氧化、抗炎等［3-4］，因此丹參根及地上部的綜合開發利用日益得到重視。產量的提高是丹參綜合開發利用的基礎，合理壟作和密植是提高產量的關鍵措施。陳英立等［5］提出了丹參小畦壟作高產栽培技術，單成鋼等［6］和韓守萍等［7］研究發現壟作利于丹參根系養分的積累，其產量高于平作。目前生產上越來越多地區采用壟作模式種植。種植密度對丹參產量的影響已有不少報道，前人研究發現丹參單株根重隨密度增大而降低，畝產隨密度增大先升高后降低［8-10］。丹參根與地上部活性成分含量及藥理的研究是丹參綜合開發利用的關鍵，前人已開展了影響生長的不同因素［11-13］、干燥加工方法［14］、種植密度［15-16］等對丹參有效成分含量影響，以及不同部位活性成分含量［17-19］、藥用機理［20-22］、莖葉原藥材加工［23］等研究。但有關壟作和密度合理配置對丹參不同部位活性成分含量及成分積累的影響鮮有報道。鑒于此，本研究以紫花丹參為試驗材料，采用小壟單行和大壟雙行兩種常用壟作方式、三種種植密度，研究不同生長時期丹參根與地上部產量、主要活性成分含量及成分積累的動態變化，旨在為丹參合理種植及地下和地上部綜合開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗材料為當地種植紫花丹參，由河北禾盛源生態農業科技開發有限公司提供。試驗基地位于河北省唐山市豐潤區王官營鎮（39°90′N，118°27′E）。

試驗分析用標準物質丹參酮ⅡA、隱丹參酮、丹參酮Ⅰ、丹酚酸B、蘆丁、沒食子酸等購于上海源葉生物科技有限公司?；瘜W試劑乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純）、福林酚、無水乙醇、Al（NO3）3、NaNO2、NaOH 等購于河北艾錦科技有限公司。

1.2 試驗設計與實施

于2020 年8 月育苗，2021 年4 月25 日移栽。選取生長良好，長勢一致的丹參種苗。移栽時采用小壟單行和大壟雙行兩種壟作方式，為適宜機械采挖，小壟壟底寬40～50 cm，壟面中心間距為50 cm，移栽定植時株距分別為15 cm（13.3萬株·hm-2）、20 cm（10萬株·hm-2）、25 cm（8萬株·hm-2），編號分別為H1、H2、H3。大壟雙行的壟面寬50～60 cm，壟底寬90～100 cm，壟面雙行間距為25 cm，移栽定植時株距分別為15 cm（13.3萬株·hm-2）、20 cm（10萬株·hm-2）、25 cm（8萬株·hm-2），編號分別為H4、H5、H6。隨機區組設計，每個處理3個重復，共18個小區，小區面積15 m2（1 m×15 m）。在生長期內，動態取樣日期分別為5月30日、7月5日、9月7日、10月14日、11月1日、11月19日（根的收獲期）。每次取樣1～1.25 m2，保證每個處理不少于10株，根、莖、葉分離烘干備用。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 單株重與產量的測定 每個處理測10 株丹參根、地上部干重，取平均值；取1 m2稱重，推算每公頃產量。

1.3.2 主要活性成分含量的測定 丹參根、莖、葉分別用粉碎機粉碎，過80目篩，分別保存，備用。

總丹參酮的提取及含量測定參照徐艷等［24］的方法并優化，以丹參酮ⅡA為對照?？偟⑼崛≈胁捎霉桃罕?∶40，乙醇濃度為70%，50 ℃下超聲提取40 min?？傸S酮提取及含量的測定參照季青霞等［25］的方法并優化，以蘆丁為對照?？傸S酮提取中采用固液比1∶50，乙醇濃度為40%，60 ℃下超聲提取50 min?？偡铀岬奶崛〖昂康臏y定參照凌永梅等［26］的方法并優化，以沒食子酸為對照?？偡铀崽崛≈胁捎霉桃罕?∶20，乙醇濃度為60%，50 ℃下超聲提取40 min，含量測定中顯色時間為40 min。

參照《中華人民共和國藥典 2020 年版 四部》［27］中的高效液相色譜法（通則0512）測定收獲期丹參根的丹參酮ⅡA、丹參酮Ⅰ、隱丹參酮和丹酚酸B 含量。溶液的制備、色譜條件、測定法參照《中華人民共和國藥典 2020年版 一部》［1］進行。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2016 進行數據統計分析，SPSS 19軟件進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 壟作方式和種植密度對不同生長時期單株干重和產量的影響

2.1.1 對單根干重和產量的影響 由表1可知，除5月30 日外，大壟雙行丹參的平均單根干重和產量均高于小壟單行，隨著丹參生長進程的推移，大壟雙行和小壟單行間的差異逐漸增大。

表1 不同栽培方式和生長時期單株干重和產量的變化Table 1 Changes of dry weight and yield per plant under different cultivation methods and growth periods

比較兩種壟作、三種密度的單根干重和產量可知，兩種壟作丹參單根干重和產量均在收獲期（11月19日）達到最高，小壟單行的單根干重表現為H3＞H2＞H1，產量表現為H1＞H3＞H2；大壟雙行的單根干重表現為H5＞H6＞H4，產量表現為H4＞H5＞H6。綜上，6 個處理中單根干重的最佳處理為H5（48.09 g），產量的最佳處理為H4（5 986.69 kg·hm-2）。

2.1.2 對地上部單株干重和產量的影響 由于10 月上旬至中旬地上部開始枯萎，取樣至11 月初進行地上部單株干重和產量的測定。結果表明（表1），不同生長時期大壟雙行的平均地上部單株干重和產量均高于小壟單行，且隨丹參生長進程的推移均呈先升高后降低的趨勢。

比較兩種壟作、三種密度的地上部單株干重和產量可知，地上部單株干重最高的時期和處理：小壟單行為9 月7 日的H3，大壟雙行為10 月14 日的H4，其中H4＞H3；地上部產量中，兩種壟作中產量最高的時期均為10月14日，最高的處理：小壟單行為H1，大壟雙行為H4，其中H4＞H1。綜上，6個處理中地上部單株干重和產量最佳處理均為H4，分別為50.34 g、6 712.75 kg·hm-2，在10月14日最高。

2.2 壟作方式和種植密度對不同生長時期丹參主要活性成分含量的影響

2.2.1 丹參根主要活性成分含量的變化 由表2 可知，不同生長時期大壟雙行的平均總丹參酮、總黃酮（除7月5日和11月1日外）、總酚酸（除5月30日和10月14 日外）、三種成分（總丹參酮+總黃酮+總酚酸）總含量（除7月5日外）均高于小壟單行。

表2 不同栽培方式和生長時期根中主要活性成分含量的變化Table 2 Changes of main active component in roots under different cultivation methods and growth periods /（mg·g-1）

比較兩種壟作根中活性成分平均含量的積累趨勢可知，隨著丹參生長進程的推移，兩種壟作的總丹參酮含量呈“升-降-升-降”變化趨勢，兩種壟作的總酚酸、三種成分總含量及小壟單行的總黃酮含量均呈“升-降-升”的變化趨勢，大壟雙行的總黃酮含量呈“降-升-降-升”的變化趨勢。

比較兩種壟作、三種密度的根中活性成分含量可知，總丹參酮中，兩種壟作中含量最高的時期均為9 月7 日，最高的處理：小壟單行為H3，大壟雙行為H6，其中H6（26.41 mg·g-1）＞H3?？傸S酮中，兩種壟作中含量最高的時期均為9 月7 日，最高的處理：小壟單行為H3，大壟雙行為H4，其中H4（224.42 mg·g-1）＞H3?？偡铀嶂?，兩種壟作中含量最高時期和處理：小壟單行為10 月14 日的H3，大壟雙行為9 月7 日的H6，其中H6（50.46 mg·g-1）＞H3。三種活性成分總含量中，兩種壟作中含量最高的時期均為9 月7 日，最高的處理：小壟單行為H3，大壟雙行為H4，其中H4（295.40 mg·g-1）＞H3。綜上，6 個處理的根中活性成分含量的最佳處理為H4，在9月7日最高。

2.2.2 丹參地上部主要活性成分含量的變化

2.2.2.1 葉中活性成分含量的變化 由表3 可知，除5 月30 日和10 月14 日外，小壟單行的平均總黃酮和（總黃酮+總酚酸）總含量高于大壟雙行。除9月7日和11月1日外，大壟雙行的平均總酚酸含量高于小壟單行。

表3 不同栽培方式和生長時期地上部主要活性成分含量的變化Table 3 Changes of main active components in aboveground parts under different cultivation methods and growth periods /（mg·g-1）

比較兩種壟作葉中活性成分平均含量的積累趨勢可知，隨著丹參生長進程的推移，小壟單行的總黃酮和總酚酸含量、（總黃酮+總酚酸）總含量均呈先升高后降低的變化趨勢，大壟雙行均呈“降-升-降”的變化趨勢。

比較兩種壟作、三種密度的葉中活性成分含量可知，總黃酮和（總黃酮+總酚酸）中，兩種壟作中含量最高的時期均為10 月14 日，最高的處理：小壟單行為H1，大壟雙行為H4，其中H4（197.34、238.42 mg·g-1）＞H1；總酚酸中，含量最高的時期和處理：小壟單行為9 月7 日的H1，大壟雙行為10 月14 日的H6，其中H1（44.88 mg·g-1）＞H6。綜上，葉中活性成分含量的最佳處理為H4，在10月14日最高。

2.2.2.2 莖中活性成分含量的變化 由表3 可知，除9月7日和10月14日外，小壟單行的平均總黃酮和（總黃酮+總酚酸）總含量高于大壟雙行；除9月7日和11月1日外，大壟雙行的平均總酚酸含量高于小壟單行。

比較兩種壟作莖中活性成分平均含量的積累趨勢可知，隨著丹參生長進程的推移，小壟單行和大壟雙行的總黃酮、總酚酸及兩種活性成分總含量均呈“降-升-降”的變化趨勢。

比較兩種壟作、三種密度的莖中活性成分含量可知，總黃酮中，含量最高的時期和處理：小壟單行為9 月7 日的H3，大壟雙行為10 月14 日的H6，其中H6（111.01 mg·g-1）＞H3；總酚酸中，兩種壟作中含量最高的時期均為5月30日，最高的處理：小壟單行為H3，大壟雙行為H4，其中H4（13.89 mg·g-1）＞H3；兩種活性成分的總含量中，含量最高的時期和處理：小壟單行為9 月7 日的H3，大壟雙行為10 月14 日的H6，其中H6（122.43 mg·g-1）＞H3。綜上，莖中活性成分含量的最佳處理為H6，在10月14日最高。

2.2.3 不同部位總黃酮和總酚酸含量比較 地上部未檢測到與根相同成分的丹參酮類成分，因此僅測定地上部總黃酮和總酚酸含量?？傸S酮、總酚酸平均含量均表現為根＞葉＞莖。

由以上分析可知，不同部位總黃酮和總酚酸達到最高含量的時期和處理不同。根中總黃酮和總酚酸的最高含量均在9 月7 日；葉中總黃酮的最高含量在10月14日，總酚酸的最高含量在9 月7 日；莖中總黃酮的最高含量在10 月14 日，總酚酸的最高含量在5 月30日；葉和莖中的（總黃酮和總酚酸）最高總含量均在10月14 日；根和葉中（總黃酮+總酚酸）總含量最高的處理均為H4，莖的最高處理為H6。綜上，根與地上部的活性成分達到最高含量的時期不同，最佳處理均屬大壟雙行。

2.2.4 壟作方式和種植密度對丹參酮類和丹酚酸B含量的影響 由表4 可知，丹參酮I、隱丹參酮、丹酚酸B 的平均含量均表現為大壟雙行高于小壟單行，丹參酮ⅡA的平均含量則表現為小壟單行高于大壟雙行。

表4 不同栽培方式丹參酮類和丹酚酸B含量的變化Table 4 Changes of tanshinones and salvianolic acid B contents in different cultivation methods /（mg·g-1）

比較收獲期兩種壟作、三種密度的根中活性成分含量可知，丹參酮ⅡA含量最高的是H2（1.08 mg·g-1），丹參酮I 含量最高的是H3（1.46 mg·g-1），隱丹參酮含量最高的是H6（6.80 mg·g-1），丹酚酸B 含量最高的是H6（54.00 mg·g-1），四種成分的總含量最高的是H6（63.23 mg·g-1）。綜上，活性成分含量最佳的處理為H6。

3 討論

3.1 壟作形式對單株干重、產量及主要活性成分含量的影響

從丹參單株干重、產量及主要活性成分的含量來看，大壟雙行栽培方式優于小壟單行。本研究試驗基地屬于低山地區的耕地，結果表明，各時期丹參根的單株干重、產量、總丹參酮、總黃酮、總酚酸平均含量整體均表現為大壟雙行高于小壟單行。收獲期根的丹參酮Ⅰ、隱丹參酮及丹酚酸B 平均含量同樣表現為大壟雙行高于小壟單行，僅丹參酮ⅡA平均含量表現為小壟單行高于大壟雙行，可見在低山地區大壟雙行種植優于小壟單行。單成鋼等［6］比較分析了平原和山區地塊的最佳種植方式，認為平原地塊以小壟單行最佳，山區地塊以大壟雙行最佳，但兩種地塊均適合大壟雙行的種植模式。壟作可以改進土壤耕層結構，利于土壤通氣透水，具有抗旱、防澇、聚土、增產等優點［6］。本研究中兩種壟作形式的種植密度相同，壟寬和行距不同，各指標的最佳處理均為大壟雙行，可見在低山地區寬壟配合合適的株行距，更能發揮壟作優勢。

3.2 種植密度對單株干重、產量及主要活性成分含量的影響

本研究發現，單株干重、產量及主要活性成分含量隨種植密度變化呈一定規律性變化，且兩種壟作間變化趨勢不一致。如收獲期，隨種植密度增大，小壟單行的單根干重呈下降趨勢，產量呈先降低后升高趨勢，大壟雙行的單根干重呈先升高后降低趨勢，產量呈升高趨勢。有文獻研究3種［9，28］、4種［10］、5種［8］不同密度對丹參的影響，均發現隨著種植密度增大，單根干重呈下降趨勢，產量呈先升高后降低趨勢，其中單根干重的變化趨勢與本研究小壟單行的結果一致，與大壟雙行的結果不同，產量的變化趨勢也不同。隨種植密度增大，小壟單行和大壟雙行的丹參酮ⅡA含量均呈先升高后降低的趨勢，丹參酮Ⅰ、隱丹參酮含量均呈下降趨勢；丹酚酸B 含量表現為小壟單行呈先升高后降低趨勢，大壟雙行呈下降趨勢。大壟雙行和小壟雙行的變化趨勢均與張曉陽［29］的研究結果有所差異?？梢妴胃芍?、產量及活性成分含量隨種植密度變化呈現的變化趨勢并不穩定，因壟作形式、密度大小、種植品種及種植地區不同而變化。

不同指標的最佳種植密度不同，如收獲期以單根干重為參照，小壟單行適合低密度（8萬株·hm-2）種植，大壟雙行適合中密度（10萬株·hm-2）種植；以根的產量為參照，小壟單行和大壟雙行均適合高密度（13.3 萬株·hm-2）種植；以丹參酮類和丹酚酸B含量為參照，小壟單行和大壟雙行均適合低密度（8萬株·hm-2）種植?？梢?，參照不同，最適種植密度也不同，還需對栽培模式開展進一步研究以實現生產中的高產和高活性成分含量。

影響丹參產量及活性成分含量的因素很多，除了壟作方式、種植密度這些關鍵因素外，還有種植地區、品種、光照、溫度、風、土壤、施肥、生長時期等因素，合理密植可形成良好的密植效應。生長期內某一因素如溫度變化可能會改變某一時期的密植效應，進而影響植株生長，造成產量和活性成分含量變化趨勢的多樣性。為充分開發利用丹參，在特定地區種植特定品種，除探索其適宜的壟作形式和種植密度外，還要做好田間管理，形成和保持良好的密植效應，以提高丹參產量和活性成分含量。

3.3 不同部位活性成分含量的比較

本研究發現，丹參地上部總黃酮和總酚酸含量較高。最終采收時，葉中總黃酮最高含量為同時期根最高含量的82.69%，總酚酸為同時期根最高含量的63.74%；莖中總黃酮最高含量為同時期根最高含量的58.00%，總酚酸含量較低，為同時期根最高含量的17.86%。因此可以對丹參地上部開發利用?？傸S酮、總酚酸含量均表現為根＞葉＞莖。根、莖、葉中的總黃酮含量均高于總酚酸。李欣等［30］研究發現丹參總黃酮和總酚酸含量均表現為葉＞根＞莖。杭亮等［31］研究發現總黃酮含量表現為根＞葉＞莖，總酚酸含量表現為葉＞根＞莖。與本研究結果有所差異，可能是由種植地區和丹參品種不同所致。

4 結論

綜合產量和活性成分研究結果，丹參根的單株重、產量、主要活性成分含量均表現為大壟雙行優于小壟單行；丹參宜采用大壟雙行、密度為H4（15 cm×25 cm，13.3 萬株·hm-2）種植。根在霜降后11 月采收最佳，地上部最佳利用期在10 月上旬至中旬。丹參地上部產量較高，含有較高活性成分，為節約資源，實現經濟與生態的和諧，可以大力研發利用。因根的采收期與地上部最佳利用期不一致，還需開展進一步研究，以實現根及地上部資源開發利用的最大化，推動丹參資源的綜合循環利用和產業經濟發展。