立体栽培模式下三七种植土壤微生物、酶活特征及对农艺性状影响研究

以立体栽培(3层)三年生三七种植土壤为研究对象,比较分析其与大田土壤(对照)在酶活性、土壤微生物差异及对三七农艺性状的影响。结果表明,立体栽培各层(下、中、上)土壤微生物浓度显著低于大田;土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性均表现为从下层至上层逐渐升高,除各层中性磷酸酶活性均显著高于对照外,上层及下层脲酶和蔗糖酶活性均显著低于对照;立体栽培下三七各农艺性状指标均劣于大田栽培,3层中以中层长势最好,上层次之,下层最差。相关分析表明,真菌、放线菌及中性磷酸酶活性与三七农艺性状显著相关;土壤真菌和细菌浓度均与土壤相对含水量显著相关;放线菌和中性磷酸酶活性均与土壤pH和土壤相对含水量显著相关;脲酶和蔗糖酶活性与日最大温差呈显著负相关。当前研究表明立体栽培模式下土壤微生物比例失衡和土壤酶活性剧烈变化是导致立体栽培三七农艺性状劣于大田栽培夫的诱因之一。因此,改善立体栽培结构,从而使土壤微生物及酶活性接近大田土壤,为三七生长营造良好的土壤生态环境是保障三七健康生长的关键。     

立体栽培三七的光温效应及对光合的影响

该文以立体栽培下的三七(三年生)为研究对象,对温室大棚内垂直层叠立体栽培结构下,不同层及同层不同位置(左、中、右侧)的光照强度、气体温度、土壤温度及光合特征等进行了测定。结果表明:光照强度、气体温度和土壤温度日变化均表现为上层 >中层 >下层;同层不同位置,光照强度表现为上层无显著差异,中下层左右两侧相同,且显著高于中间位置,气体温度表现为每层的左中右位置均无显著差异,土温表现为苗床中间土层(12 cm)土壤温度最低,并呈向上下表面逐渐升高之趋势;三七净光合效率表现为上层 >中层 >下层;气孔导度、胞间CO₂浓度和净光合速率与光照强度显著相关,蒸腾速率与光照强度和气体温度显著相关,说明三七叶片净光合速率受光照强度直接影响,受气体温度和土壤温度间接影响。综上所述,研究表明三七立体栽培模式可行,改进苗床架构模式以提高中下层光照强度、增加苗床厚度以降低土壤温差和加强温室通风以调控气体温度等方式为今后提高立体栽培三七种植技术的改进方向。     

土壤-三七系统重金属污染调查及相关分析

目的：对我国三七种植区域土壤和植株中5种重金属污染状况进行调查分析,分析重金属在土壤与三七之间的相关性,揭示三七对重金属的吸收富集特征及转运规律,为研究三七安全质量控制技术提供理论依据。方法：通过野外调查和室内分析相结合的方法,分析了我国30个不同三七产地土壤中5种重金属的含量以及三七植株不同部位重金属的含量。结果：所调查的三七种植区土壤重金属污染情况不容忽视,与国家土壤质量标准（GB15608-1995）对照分析,所调查的三七种植区土壤重金属元素污染程度依次表现为汞>砷>镉>铬,土壤样品铅元素无超标现象。参照《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》,对应的三七植株样本重金属元素超标程度依次表现为砷>铅>铬>镉,植株样品汞元素无超标现象。5种重金属在三七植株不同部位的分布都表现为地下部含量高于地上部含量,且地下部重金属元素多集中在根条,其次是剪口;三七植株不同部位重金属的累积特征总体表现为根条>剪口>块根>叶>茎。从三七植株各部位对土壤中重金属吸收的BCF值分析来看,所有样品的BCF均<1,说明三七并非属于重金属富集植物。从土壤-三七系统间的运转和相关分析来看,三七剪口与土壤中重金属元素砷和铬含量显著相关,三七根条与土壤中重金属含量镉元素也表现为显著相关,其他指标之间相关性不显著。分析运转系数表明：铅、砷、铬3种重金属不容易从地下部分运转到地上部分,而镉和汞2种重金属从剪口运转到茎相对容易;5种重金属在三七地上部分的迁移能力相对较强,三七茎部的重金属很容易转运到叶部。结论：三七不属于重金属富集作物,尤其对土壤中的汞具有较强的耐性。调查区域三七种植土壤重金属含量相对较高,对应的三七植株样本也存在砷、铅、铬、镉重金属超标问题。由于作物内部存在重金属吸收运转的特殊规律,三七重金属累积量各部位之间也有明显差异,总体表现为地下部分大于地上部分,说明三七体内的重金属主要来源仍然是土壤。因此,控制种植地域的土壤环境质量、减少栽培过程中外源有害物质对土壤的二次污染是研究解决三七重金属污染问题的关键。     

不同部位三七粉显微特征及质量标准

目的:建立三七主根、剪口、筋条不同部位加工成的三七粉质量标准。方法:采用感官、色度测定、显微、理化、含量测定检验方法。结果:不同药用部位加工成的三七粉在外观颜色、显微特征、灰分、含量测定几个方面有明显区别,感官和显微特征不能区分三七的商品规格。颜色可以区分三七主根、剪口和筋条制成的三七粉,主根加工成的三七粉颜色最浅,呈黄白色,剪口与筋条加工成的三七粉颜色略深,呈现棕黄色和浅棕色,使用色差仪并结果经过SPSS分析结果与观察一致,剪口的颜色最深,筋条次之,主根颜色最浅;显微特征能够区分剪口和主根、筋条加工成的三七粉,剪口加工成的三七粉中可见纤维,主根与筋条加工成的三七粉中均未检出有纤维,剪口可见簇晶,主根中簇晶未检出;主根灰分全部合格,剪口和筋条有部分不合格,酸不溶性灰分全部合格。测定三七不同部位人参皂苷Rg1,人参皂苷Rb1及三七皂苷R1的含量,主根和筋条与剪口成分有明显差异。结论:颜色差异、显微特征区别、灰分数据、人参皂苷Rg1,人参皂苷Rb1及三七皂苷R1的含量为三七粉提供质量依据。     

立体栽培模式对老鸦瓣光合特性和生长的影响

为研究立体栽培对老鸦瓣生长发育、光合特性及产量的影响,探索老鸦瓣立体栽培的可行性,于老鸦瓣生长旺期采用LI-3100型叶面积仪测量立体栽培上、中、下3层与对照植株总叶面积并用LI-6400XT型光合仪测定叶片光合参数,测定各器官生物量及其生物量分配;并于采收期收获地下子鳞茎后进行子鳞茎更新方式及产量分析。结果表明,立体栽培中层光照强度最低,老鸦瓣叶生物量所占比例最高,而子鳞茎总鲜重与子鳞茎总干重及产量增幅(鲜重)均为各处理中最低,且显著低于对照,其中子鳞茎鲜重比对照降低22.84%。立体栽培下层光强适中,老鸦瓣净光合速率及水分利用率高,鳞茎所占生物量比例最高,且下层子鳞茎总鲜重、子鳞茎总干重及产量增幅(鲜重)与对照相比无显著性差异。综合老鸦瓣生物量、光合特性及产量指标,总体上立体栽培条件下老鸦瓣生长状况与非立体栽培条件下无显著差异。相同土地面积的立体栽培产量比对照提高了161.66%(鲜重)、141.35%(干重)。通过大棚立体栽培可提高空间利用率,有效提高老鸦瓣产量,同时实现老鸦瓣高密度种植。     

三七对镉胁迫的生理响应及富集特性研究

以二年生三七为试验材料,水培条件下研究了镉胁迫(0,2.5,5,10 μmol·L^-1)对三七抗氧化酶系统和光合参数的影响及三七对镉的吸收分配规律。结果表明:2.5 μmol·L^-1镉处理可诱导SOD,POD,APX等酶活性的升高,10 μmol·L^-1镉处理则对SOD,POD,APX,CAT均产生抑制作用;镉处理对三七各部位CAT活性均具有抑制作用;三七净光合速率,蒸腾速率,气孔导度均随镉处理浓度的升高而降低,胞间CO₂浓度则呈先下降后上升的趋势;三七各器官镉含量表现为须根 >剪口 >主根 >叶片 >茎;叶,茎,剪口,须根,主根镉富集系数均随镉处理浓度的升高而降低;各器官中镉含量与迁移系数均随镉处理浓度的升高而上升。综上所述,镉胁迫可对三七抗氧化酶系统和光合系统产生影响,三七对镉具有富集作用,应合理选择三七种植基地以减少对镉的吸收,合理选取三七入药部位,以降低镉摄入风险。     

不同产地三七皂苷的HPLC指纹图谱与含量的比较研究

目的 通过栽培药材的皂苷HPLC分析,讨论异地种植三七的可行性.方法 根据《中国药典》2010年版一部,采用HPLC检测云南省不同产地三七地下部分主要皂苷的含量,建立模式指纹图谱,并进行比较.结果 产于云南红河泸西与弥勒的三七,其剪口、主根和大根的皂苷指纹图谱相似度均大于0.99,含量均高于文山产三七.结论 虽然三七的...     

土壤熏蒸处理对连作三七生长发育及土壤理化性状的影响

目的:探讨氯化苦熏蒸后对连作三七生长发育及土壤理化性状的影响,以期为氯化苦在三七连作障碍防治应用提供参考。方法:采用田间小区试验,选用连续种植2年三七的土壤,设无熏蒸和氯化苦熏蒸两个处理,分别对三七出苗率、存苗率、农艺性状、土壤理化性状、三七药用成分含量及氯化苦在土壤和三七中的残留进行测定。结果:连作三七土壤未经氯化苦熏蒸,三七于移栽一年后全部死亡;氯化苦熏蒸后,移栽一年后的存苗率为68%,第二年为60%;氯化苦熏蒸处理显著提高二年生连作三七的株高、叶片长宽、须根长、剪口长宽、主根长宽及主根生物量等农艺性状,主根鲜重增加了84%,干重增加了111%;与无熏蒸处理相比,熏蒸处理一年后土壤交换性酸、石灰需要量显著降低了56%和15%;细菌、真菌和放线菌数量显著降低了50%、19%和38%。此外,熏蒸对连作三七植株和土壤中均无氯化苦残留,对三七药用有效成分亦无显著影响。结论:氯化苦对三七连作障碍的防治具有良好的效果,建议在生产中根据实际情况调整使用。     

一种铁皮石斛立体栽培方法的研究

为了充分利用铁皮石斛设施栽培空间,揭示铁皮石斛立体栽培产量与功效成分的变化规律,提高产品质量、产量与效益。通过田间试验,研究铁皮石斛立体栽培的农艺性状、产量的变化规律;用苯酚-浓硫酸法与2010年版《中国药典》附录ⅩA测定多糖与浸出物含量。结果表明,铁皮石斛立体栽培土地利用率提高2.74倍,茎、叶、总鲜重与干重均高于地栽,多糖含量均值与地栽没有显著差异,但浸出物含量、多糖与浸出物总量明显高于地栽,特别是顶端2层多糖含量、多糖与浸出物总量明显高于其他层次与地栽。立体栽培能有效地提高空间利用率、单位面积产量,多糖与浸出物总量明显高于地栽;立体栽培层间铁皮石斛多糖存在极显著差异,可能与光照因子相关。     

三七植物体中重金属残留特征研究

目的:通过对砷、汞、铅、镉等4种重金属元素在三七植物体各部位中的残留量分析及与其栽培土壤中相应的重金属元素含量的比较,了解其在三七植物体中的残留特征。方法:选择土壤地质背景值中砷、汞、铅、镉等4种重金属元素含量较高的10个点,采集其三年生三七植株及其根际栽培土壤样品,在对三七植株进行分离处理后,对其各个部位及其栽培土壤样品进行4种重金属残留量的检测。结果:据检测结果分析,4种重金属元素在三七植物体各部位中残留量大小除镉在中柱内分布较高外,其余呈现为在茎叶、毛根、表皮中较高,剪口次之,皮层、中柱内较少的特点;其次,三七对镉还表现有一定的富集作用。结论:三七对镉表现有一定的吸收和富集作用,对砷、汞、铅则主要表现为吸附作用。     

三七连作的根际、根内微生物变化与生态学研究进展

三七是我国特有的中药材,主产于云南大部和广西部分地区,而连作障碍是制约三七产量和品质提升的重要瓶颈。三七根际微生物及根内共生微生物的动态变化是三七连作障碍的重要诱因,也是目前的研究热点。对三七连作过程中根际土壤微生物、根内共生微生物的动态变化研究进展进行综述,特别是连作障碍中致病微生物的研究进展进行综合分析,并总结了相关生态学的研究现状;提出了2种研究三七连作障碍土壤微生物的方法:(1)可培养与免培养方法相结合对三七连作障碍过程中微生物动态变化进行研究;(2)针对重要致病微生物种进行实时定量跟踪。旨在为尽快削减三七连作障碍提供理论依据。     

基于粒子群-随机森林算法和气象数据的三七叶面积生长预测模型

目的 基于数据挖掘技术,建立三七叶面积生长预测模型,对于三七整个生长期的精准管理与决策提供参考。方法基于粒子群-随机森林算法,采用2018、2019年4～10月云南省红河自治州泸西县三七种植基地棚内气象因子数据以及三七叶面积生长数据作为训练集和测试集构建生长预测模型。结果 通过特征工程中皮尔森系数分析可知,三七叶生长与土壤温度、上方水蒸气压和下方水蒸气压等气象因子呈正相关,其中土壤温度正相关程度最大,其皮尔森相关系数在0.75～0.90;下方土壤热通量与三七叶生长呈负相关,其皮尔森相关系数为-0.4～-0.3;通过粒子群优化随机森林算法训练的生长预测模型,其均方根误差(root mean square error,RMSE)收敛时值为0.021 82,模型优化后的三七叶生长预测模型决定系数R2达到0.999 97。结论 通过多种算法对比实验结果表明,粒子群-随机森林算法构建的三七叶面积生长预测模型具有较高的预测精度。该方法为三七叶的生长预测提供了新的研究思路。     

土壤无机元素含量与三七药材品质的关系

目的:三七药材品质可能与种植土壤中无机元素含量有关,研究土壤中无机元素与三七药材品质的相关性,为三七科学种植提供理论依据。方法:采集云南省文山州、红河州、玉溪市和曲靖市4个产地16个样点种植三七的根及根际土壤,通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定三七根及根际土壤无机元素含量,通过高效液相色谱法(HPLC)测定三七根中皂苷类成分含量。结果:文山州土壤和药材中人体健康必需微量元素含量较其他3个产地高,4个产地的三七根际土壤和药材中有害元素镉(Cd)含量均较高;三七药材中人体健康必需微量元素,如铝(Al),铁(Fe),硒(Se)多与土壤中镁(Mg),钾(K)呈显著正相关,与土壤中重金属元素砷(As),汞(Hg)呈显著负相关;4个产地的三七皂苷类成分含量无显著性差异,其中,文山州与曲靖市较高,红河州次之,玉溪市最低;三七皂苷类成分含量与药材中无机元素含量有关,与土壤中无机元素含量无显著相关性。结论:土壤无机元素通过影响三七药材中无机元素含量影响三七药材品质,建议三七种植选择Mg,K含量较高的土壤。     

三七药材质量特征和商品规格等级标准研究

通过市场调查和文献研究,了解三七药材质量特征和商品状况。并从市场和产地采集样品进行分析,结合生产实际,修订三七药材商品规格等级标准。该研究将三七药材按照不同部位和采收时间划分为主根(又分为春七和冬七)、筋条和剪口共4种规格,春七和冬七又按个头大小简化为20头、30头、40头、60头、80头、120头、无数头和等外8个等级。在此基础上分析比较了三七不同规格、等级间药材的密度和内在成分含量的差异,并探讨了产地、种植年限、采挖时间对三七商品规格等级影响,修订完善了三七药材商品规格等级标准。同时,建议《中国药典》在中药材三七项下按照药用部位和规格进一步细分药材的质控指标,并明确各中药材"采收年限"和药材密度,合理引导中药材生产,保证药材质量。     

平衡施肥及土壤改良剂对连作条件下三七生长与产量的影响

目的:探求三七连作障碍的解决途径。方法:采用间隔3年的三七连作土进行盆栽试验,比较大、中、微量元素配合施用和施用甘蔗渣、粉煤灰、糖泥、牛粪、发酵烟杆、沸石、玉米杆等改良剂,对三七出苗率、存苗率、植株生长和产量影响。结果:间隔3年的三七连作土中全氮、全磷、碱解氮、有效磷等成分的含量较新土大幅度增加,速效钾含量及土壤钾素与氮素养分间比例则是大幅降低,有效铜、有效锌和有效硼等微量元素比较缺乏。三七连作土采用"低氮+钙镁磷+高钾+石灰+微肥"的平衡施肥方式可显著提高连作条件下三七的存苗率,促进三七植株生长,并显著提高三七单株生物量和总产量。使用甘蔗渣做土壤改良剂也可显著缓解三七连作土的连作障碍效应,提高连作三七的存苗率,促进三七植株生长,增加三七总产量;同对照相比(不施改良剂),其存苗率增加31.6%,三七地下部分总产量增加19.5%。使用粉煤灰做土壤改良剂对缓解三七连作土的连作障碍效应也有一定效果,其他土壤改良剂效果较差。结论:连作土连作三七时应采用"调酸(施用石灰)、减氮(低氮)、保磷(钙镁磷)、增钾(高钾)和补充微量元素"的平衡施肥方法,并增施甘蔗渣作为土壤改良剂。     

重金属Cd胁迫下三七主要药效成分与其合成关键酶DS和P450基因表达相关性研究

目的研究外源性镉(Cd)对三七主要药效成分合成中关键酶2,3-氧化鲨烯被达玛烯二醇合成酶(DS)和细胞色素P450单加氧酶(P450)基因表达的影响。方法设置9个Cd的质量分数梯度(0.0、0.1、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0、30.0 mg/kg)分别对三七进行胁迫实验,两年后采集成熟三七,通过q RT-PCR检测手段对其根部DS及P450基因进行表达量测定,并以GAPDH基因作为内参基因进行DS及P450基因相对表达量的计算,通过相关性分析计算DS和P450基因表达与三七主要药效成分三七皂苷R1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rg1以及总皂苷的相关性。结果 Cd在低质量分数下能促进DS的表达,高质量分数下抑制DS的表达;随着Cd质量分数的增加,对P450表达的抑制作用更加明显;而DS和P450基因表达与三七主要药效成分三七皂苷R1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rg1以及总皂苷无显著相关性(P0.5)。结论重金属Cd对三七药效成分中关键酶DS和P450基因表达影响不同,对同一种酶,Cd质量分数不同其影响也不同。但主要药效成分并未因此受明显影响。     

三七的组织培养研究进展

三七是中国传统名贵中药材,在药品、食品和化妆品领域具有广泛的商业应用。从三七愈伤组织诱导、体细胞胚胎诱导及再培养、细胞悬浮培养和不定根诱导4个方面综述了三七组织培养的研究进展,以期为快速获得三七优质苗、提高三七次生代谢产物的含量提供参考,促进三七资源的开发和可持续利用。