土壤特征對黃花蒿酚類物質(zhì)的影響

1、 土壤特征對黃花蒿酚類物質(zhì)的影響 邸勝娟 羅世瓊 楊占南 鄭筑 胡娟 趙鋮 Summary：為探索影響黃花蒿酚類組分累積的土壤因素，測定了黃花蒿東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量及土壤養(yǎng)分含量、酶活性、微生物標(biāo)記性磷脂脂肪酸（PLFAs）含量，并對其進(jìn)行相關(guān)性及因子分析。結(jié)果表明，不同樣地黃花蒿東莨菪內(nèi)酯含量、貓眼草酚含量、貓眼草黃素含量、根際土壤養(yǎng)分含量、酶活性及微生物PLFAs含量存在差異；土壤有效磷含量與東莨菪內(nèi)酯含量呈顯著正相關(guān)（P0.05），與黃花蒿貓眼草酚、貓眼草黃素含量呈極顯著正相關(guān)（P001）；速效鉀含量與貓眼草黃素含量呈顯著正相關(guān)（P貓眼草黃素貓眼草酚；東莨菪內(nèi)酯含量較高的

2、樣地為QH-T1、QH-T2、QH-T3，貓眼草酚含量較高的樣地為QH-T1、QH-T3，貓眼草黃素含量較高的樣地為QH-T1；QH-T3、QH-T4樣地樣品的東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量均差異顯著；東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量最高分別是最低的2.61、4.24、2.53倍。說明黃花蒿東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量受氣候條件及土壤環(huán)境等多因素的綜合影響。2.2黃花蒿土壤養(yǎng)分特征由表2可知，不同黃花蒿樣地土壤pH值存在差異，pH值在6.137.65之間。棕壤和黃棕壤的pH值高于黃壤。土壤全量養(yǎng)分是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一，且不同土壤類型的土壤全量養(yǎng)分不同。測定樣品土壤中全

3、氮含量最高的是最低的2.38倍，土壤全磷含量最高的是最低的6.19倍，而全鉀含量最高的是最低的2.04倍。黃花蒿土壤全氮、全磷含量與東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量變化沒有明顯的規(guī)律性關(guān)系，說明土壤全氮、全磷對黃花蒿東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量的變化沒有直接影響。不同樣地樣品的黃花蒿土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別在16.9575.61、5.5447.59、42.04613.78 mg/kg之間。圖1顯示QH-T4樣品的黃花蒿東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量均較低，其土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量也較低，說明黃花蒿土壤有效養(yǎng)分有助于植物根系吸收養(yǎng)分，提高植物內(nèi)部營養(yǎng)元素的形成

4、，這與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果14基本一致。不同樣地黃花蒿土壤有機(jī)質(zhì)含量在7.00 29.70 g/kg之間，有機(jī)質(zhì)含量較高的QH-T5、QH-T6樣品，其堿解氮和有效磷含量也較高，而有機(jī)質(zhì)含量最低的QH-T4樣品，其堿解氮和有效磷含量也較低，說明土壤有機(jī)質(zhì)不但是土壤肥力的重要指標(biāo)，也是土壤中氮和磷的重要來源。2.3黃花蒿土壤酶活性特征土壤酶作為土壤生態(tài)系統(tǒng)最為活躍的生物活性物質(zhì)，能夠促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)與能量流動，某種程度上反映了土壤養(yǎng)分的動態(tài)轉(zhuǎn)化24。脲酶能催化尿素水解，土壤氮素狀況及理化性狀與其活性變化有關(guān)。由圖2可知，不同樣地土壤脲酶活性在11.9427.25 mg/g之間（圖2-A），有些樣地間脲

5、酶活性差異顯著，QH-T5樣品脲酶活性為27.25 mg/g，是QH-T4樣品脲酶活性（11.94 mg/g）的2.28倍；脲酶活性與堿解氮含量變化類似，QH-T5的堿解氮含量與脲酶活性均較高，說明脲酶能夠促進(jìn)氮含量轉(zhuǎn)換和利用。蔗糖酶反映了土壤生物活性強(qiáng)弱與物質(zhì)轉(zhuǎn)化的速度，由圖2-B可知，不同樣地黃花蒿土壤蔗糖酶活性存在差異，在136.50831.65 mg/g之間，有些樣地間蔗糖酶活性差異顯著，QH-T6樣品蔗糖酶活性為831.65 mg/g，是QH-T4樣品蔗糖酶活性（136.50 mg/g）的6.09倍，說明土壤生物活性強(qiáng)度與物質(zhì)轉(zhuǎn)化的速度存在差異。磷酸酶能夠促進(jìn)有機(jī)磷化合物分解，其活性

6、直接影響土壤中磷的有效性，由圖2-C可知，不同樣地間黃花蒿土壤磷酸酶活性存在差異，在6.1843.15 mg/g之間，有些樣地間磷酸酶活性差異顯著，QH-T6樣品的磷酸酶活性（43.15 mg/g）是QH-T4樣品磷酸酶活性（6.18 mg/g）的 6.98 倍，說明不同樣地間黃花蒿土壤中分解磷酸酶的能力存在差異。不同樣地樣品黃花蒿土壤脲酶、蔗糖酶以及磷酸酶活性的差異表明土壤類型影響土壤酶活性，從而影響其酚類物質(zhì)的積累，主要體現(xiàn)在黃花蒿酚類物質(zhì)含量的差異上。FL）2.4黃花蒿土壤微生物特征類群不同的土壤微生物，其活細(xì)胞的PLFAs組成成分具有相對的穩(wěn)定性，通過其豐度及組成可對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)

7、進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測25。本試驗(yàn)不同樣地黃花蒿土壤中共檢出19種PLFAs，包括細(xì)菌14種、真菌（C18：26，9、18：19c，18：19t）、放線菌（10Me18：0）、線蟲（20：0）；不同樣地黃花蒿土壤微生物包括G+、G-、細(xì)菌、真菌、放線菌、線蟲。由表3可知，土壤微生物的PLFAs含量存在差異，G+、G-、細(xì)菌、真菌、放線菌、線蟲以及總微生物PLFAs的含量范圍分別為1.384.10、3.5410.68、43.71135.05、2.831080、477787、0.480.84、54.87147.62 mg/kg，有些樣地間PLFAs含量差異顯著，最高含量分別是最低含量的 2.97、301、3

8、09、3.81、1.65、1.75、2.69倍；黃花蒿土壤微生物的PLFAs含量均表現(xiàn)為細(xì)菌最高、線蟲最低，并且細(xì)菌的PLFAs含量占總微生物PLFAs的77.30% 91.48%，表明細(xì)菌在活化黃花蒿土壤養(yǎng)分方面起主要作用。變異系數(shù)反映了采樣點(diǎn)之間的平均變異程度，不同樣地黃花蒿土壤各種微生物PLFAs含量的變異系數(shù)均大于10%，為中等變異強(qiáng)度，表明不同樣地黃花蒿土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、豐度和組成成分存在差異。 2.5土壤特征與黃花蒿酚類組分含量的相關(guān)性分析不同土壤類型，其理化性質(zhì)也不同，黃花蒿酚類組分存在差異。由表4可知，東莨菪內(nèi)酯含量與貓眼草酚、貓眼草黃素含量呈顯著正相關(guān)（P0.05），表明黃

9、花蒿東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素的累積是相互促進(jìn)的。有機(jī)質(zhì)具有改善土壤理化性質(zhì)的重要作用，黃花蒿土壤有機(jī)質(zhì)含量與酚類物質(zhì)含量均未呈顯著相關(guān)，說明有機(jī)質(zhì)并不直接影響黃花蒿酚類物質(zhì)的累積，有機(jī)質(zhì)含量與有效磷含量、堿解氮含量、全氮含量、全磷含量、磷酸酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性呈顯著或極顯著正相關(guān)（P0.05或P001），表明有機(jī)質(zhì)可能是土壤氮和磷的來源。土壤pH值與微生物總PLFAs含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P0.05），與磷酸酶活性、蔗糖酶活性呈極顯著負(fù)相關(guān)（P0.01），表明pH值的升高不利于微生物生長，同時(shí)減小酶的活性。土壤酶是土壤中具有生物活性的蛋白質(zhì)，可與微生物共同推動土壤生物化學(xué)過程。磷酸

10、酶可催化磷酸脂類或磷酸酐的水解，其活性直接影響土壤中磷的生物有效性，磷酸酶CM（25活性與土壤有效磷含量呈極顯著正相關(guān)（P0.01），磷酸酶能將土壤中有機(jī)磷或無機(jī)磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收利用的形態(tài)。黃花蒿土壤有效磷含量與東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量呈顯著或極顯著正相關(guān)（P0.05或 P0.01），說明土壤有效磷能夠促進(jìn)黃花蒿葉片東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量的增加，主要源于磷酸酶的活化；土壤速效鉀含量與貓眼草黃素含量呈顯著正相關(guān)（P0.05），全鉀含量與貓眼草酚、貓眼草黃素含量分別呈顯著正相關(guān)（P0.05）、極顯著正相關(guān)（P001），表明速效鉀可以促進(jìn)貓眼草黃素含量的增加；土壤微生物總

11、PLFAs含量與全鉀含量呈顯著正相關(guān)（P005），說明黃花蒿土壤微生物可以活化土壤中的鉀，使得土壤中有效磷和速效鉀的含量得到提高，有利于黃花蒿對有效磷和速效鉀的吸收利用，從而促進(jìn)黃花蒿植株的生長以及葉片中東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素的累積。2.6土壤養(yǎng)分及微生物與黃花蒿酚類物質(zhì)含量因子分析對黃花蒿土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、全磷含量、全鉀含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、脲酶活性、磷酸酶活性、蔗糖酶活性、微生物總PLFAs含量以及pH值影響黃花蒿東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量的12項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，通過KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）、Bartlett檢驗(yàn)，結(jié)果

12、得到KMO值為0573，P值為0.000，小于顯著水平005，表示適合做因子分析。由表5可知，前3個(gè)公共因子的特征值均大于1，累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到88.221%，表明前3個(gè)公共因子基本可以反映影響整個(gè)黃花蒿東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量因子的信息。由于各因子負(fù)載值趨于兩極分化，對前3個(gè)公共因子采用方差極大正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣具有一定的生物學(xué)意義?；诟饕蜃釉谀骋怀煞值妮d荷大小確定其所起作用，由表6可知，速效鉀、有效磷含量和pH值3項(xiàng)指標(biāo)對第1個(gè)公共因子起主要作用，方差貢獻(xiàn)率為54.293%。有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、全氮含量、脲酶活性、磷酸酶活性、蔗糖酶活性、微生物總PLFAs含量等7個(gè)

13、指標(biāo)對第2個(gè)公共因子起主要作用，其方差貢獻(xiàn)率為 19.452%，全鉀、全磷含量這2項(xiàng)指標(biāo)對第3個(gè)公共因子起主要作用，其方差貢獻(xiàn)率為14.068%。結(jié)果表明，影響黃花蒿東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量的主要因子有速效鉀、有效磷含量，其次為有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、全氮含量、磷酸酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性、微生物總PLFAs含量，這和分析土壤特征與黃花蒿酚類組分相關(guān)性的結(jié)果基本一致。3結(jié)論通過不同樣地土壤特征與黃花蒿酚類物質(zhì)含量的相關(guān)分析及因子分析，初步明確土壤有效磷含量能夠促進(jìn)黃花蒿葉片東莨菪內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素含量的增加，速效鉀含量能夠促進(jìn)貓眼草黃素含量的增加；人工栽培黃花蒿可結(jié)合當(dāng)

14、地土壤實(shí)際狀況，適量增施磷肥與鉀肥，可促進(jìn)黃花蒿東莨菪CM（25內(nèi)酯、貓眼草酚、貓眼草黃素的累積。這為人工栽培蒿，提高黃花蒿的品質(zhì)提供了科學(xué)的理論依據(jù)。Reference：1馬進(jìn)，向極釬，楊永康，等. 黃花蒿新品種選育現(xiàn)狀及其系統(tǒng)選育研究進(jìn)展J. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（19）：4520-4524.2Organization W H. World malaria report 2010J. Working Papers，2010，30（82）：189-206.3Peng W X，Wang K L，Song T Q，et al. Controlling and restoration mo

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