基于作物生长补偿效应的车前子产量与质量稳定性机理研究

中药材尤其是道地药材产量和质量的稳定性是长期困扰中药材生产和临床疗效的难题之一，新的研究思路和方法是这一难题的突破点所在。本项目引入生态上的作物生长补偿效应的理论与方法，开展基于作物生长补偿效应的江西车前子产量与质量稳定性研究，以道地药材车前子为对象，通过苗期弱化大田期恢复正常管理、生长前期不同密度（静态）及密度稀化（动态）、中期进行营养胁迫与恢复及依次改变产量构成因素等处理，从地上部与地下部根系形成，群体与个体，外部形态建成与内部生理生化、光合物质生产转运等剖析不同生育阶段的补偿效应方式（结构补偿、功能补偿、得失补偿、差异补偿）与补偿力，探明车前子逆境胁迫- - - - 恢复解除生长补偿效应模式及其与产量和质量稳定性之间的关系，为药材生产优质高产稳产提供理论依据。

本项目通过苗期弱化大田期恢复正常管理、生长前期不同密度（静态）及密度稀化（动态）、中期进行营养胁迫与恢复及依次改变产量构成因素等处理，从群体与个体，外部形态建成与内部生理生化、光合物质生产等剖析补偿效应方式，初步探明了车前子生长补偿效应模式及其与产量和质量稳定性之间的关系。主要研究结果如下： .1车前苗期秧苗弱化处理后，对生长指标和各生理指标特别是叶绿素a含量和光合速率产生一定的抑制作用；对产量构成因素中单株穗数和单株果实数影响达显著水平，因而引起产量的显著下降，并通过增加种子数量和千粒重来实现对产量的补偿。秧苗弱化处理后对车前子多糖含量和膨胀度的影响达到显著水平，而对桃叶珊瑚苷含量影响不显著。.2生育前期不同密度(静态)及密度稀化(动态)处理均对车前干物质积累产生影响；在一定范围内，产量随着密度增大而逐步提高，当密度增大到一定值时，产量有下降趋势。经统计拟合得密度与产量的二次曲线相关关系方程y=－1065.30+535.902 x－19.642 x2（r=0.9011**），密度与单株穗数和千粒重的相关性极显著。在不同密度下，车前子多糖、桃叶珊瑚苷含量和膨胀度均随密度增加而增加，当密度增加到一定的时候随之降低；在密度稀化后，各质量指标均随着密度降低而增加。.3对车前单株产量构成因素间的补偿效应研究表明，在一定时期内随着剪穗程度的加深，叶面积比对照增加越大，果实数随处理加重均表现出逐渐增加，而单果中种子数却逐渐减少，千粒重和结实率均逐渐增加，表明减库后在适宜生长期内可以增加源的数量，轻度减库能刺激源的光合能力，对产量的增加具有超补偿效应；随着减库处理程度加重，对车前多糖含量与膨胀度均呈现逐渐增加的趋势，而桃叶珊瑚苷的含量却相反。.4氮水平亏缺下车前叶片光合速率降低，并随着亏缺程度的加大而减小，复营养后各处理光合速率增加，表现出补偿效应；氮磷钾营养亏缺与复营养后车前叶片保护酶活力及丙二醛含量变化规律与氮和处理相同，随着处理加重，活性逐渐增强，达到最大值后逐渐降低，并最终回复到CK水平。.氮钾亏缺对产量因素中的穗数影响较大，而磷亏缺导致果实和种子数量的减少，但种子千粒重均有不同程度的增加，并对产量的降低产生补偿效应。磷和钾亏缺对多糖含量影响大于氮，各处理表现为随着亏缺程度加重，车前子多糖含量和膨胀度均逐渐增加，均高于对照，而桃叶珊瑚苷含量变化不明显。