巴戟天为茜草科(Rubiaceae)植物巴戟天(Morinda officinalis)的干燥根，又名巴戟、鸡肠风、鸡肠薯, 为多年生藤质草本植物，以根入药，有补肾壮阳、强筋骨、祛风湿的功效，主治肾虚阳痿、宫冷不孕、月经不调、少腹冷痛、风湿痹痛、尿频遗尿等症^[1-3]。现代药理研究表明，巴戟天中主要含有蒽醌类、环烯醚萜类、多糖、寡糖等活性成分，具有抗疲劳、抗氧化、降血糖、增强人体免疫等功能^[4-5]。

巴戟天原产南亚热带、热带地区温暖湿润的次生林下，生长适温为20℃~25℃，喜温暖，怕严寒，对生长环境有特定的要求，喜土质疏松、肥沃的砂质红壤^[5-6]。我国巴戟天主要分布于广东、广西、福建、海南等地，因野生资源逐年萎缩，现以人工栽培品种为药材基源。肇庆市位于广东省中部偏西地区，西江中游北岸，为南亚热带季风气候，西北部以中高丘陵为主，土壤多为酸性的山地红壤和赤红壤^[7]。肇庆市是巴戟天的道地产区，种植巴戟天有近270余年的历史，我国销售的巴戟天主要产自本区^[8]。目前肇庆巴戟天种植面积占全国90%，以高要区和德庆县为主，产量约占全国总产量的85%, 巴戟天种植业也逐步规模化和行业化^[9-10]。

德庆县高良镇有九成以上农户从事南药巴戟天种植，从种苗的繁育、种植管理、采收、初加工等, 各户自成体系。巴戟天种植模式上，当地一般选择东南向低山丘陵，于种植前将山坡的灌木连根挖出，就地烧成草木灰，连片整山种植，4~5 a后收成。近年来，当地部分种植户在肉桂山林地内, 选择东南向的方位，小面积伐林整地种植巴戟天, 简称坡地围林种植。本试验以巴戟天两种种植模式为研究对象，系统比较不同种植模式下巴戟天的生长性状及其根系有效成分的差异，为有效指导肇庆地区巴戟天的规范化种植，提高巴戟天的入药品质，建设肇庆市巴戟天道地产区产业标准化种植基地提供科学依据。

德庆县位于广东肇庆中部偏西地区，西江中游北岸，地处东经111°32′~112°17′，北纬23°04′~ 23°30′，年均气温20℃~22℃，年均降水量1 500~ 1 550 mm。高良镇为德庆巴戟天主产区，广东省农业“一乡一品”的示范点，全镇现有巴戟天种植面积2 133.4 hm²，年产3 800 t^[11-12]。两个巴戟天种植模式基地位于高良镇平治片区，品种为密梗巴戟天(Morinda officinalis How ‘vr.uniflora’)，当地称为“黑穗仔”。坡地连片种植模式(PLZ)山地开垦面积大, 约为1.33 hm²；坡地围林种植(PWZ)模式以小面积种植为主，约为0.33 hm²，四周为3~4 a生的成片肉桂林。两个基地于2013年秋季将山地上的林木杂草清除烧灰作肥料，冬季开荒深翻土，春季横坡起畦。每年的春季持续种植巴戟天，种苗为扦插苗，每穴插条2~3株，穴距为13.5~14.8 cm，行距通常为36.4~44.3 cm。基地现有3、4和6 a生的巴戟天植株，可分批次采收。两基地巴戟天日常田间管理一致，每年的3-4月份，通常将2 a生以上的植株离茎基5~6 cm以上的藤蔓切割，待其重新抽芽长苗。2018、2019年的3-4月，选择晴天对两种种植基地(PLZ和PWZ)开展跟踪调研(表 1)。2018年主要调查种植3 a未割蔓前巴戟天植株的生长情况, 2019年采收不同年份的巴戟天肉质根进行比较。

表 1(Table 1)

表 1 两种种植基地生境概况 Table 1 Habitats of two planting base of Morinda officinalis 种植模式 Planting pattern 经度 Longitude (E) 纬度 Latitude (N) 方位 Position 坡度 Slope (°) 海拔(m) Altitude 基质类型 Matrix type PLZ 111°56′33″ 23°17′12″ 东南Southeast 30~40 90~100 砂红壤Sandy red soil PWZ 111°56′31″ 23°17′10″ 东北Northeast 25~35 90~100 赤红壤Red soil PLZ:坡地连片种植基地; PWZ:坡地围林种植基地。以下图表同。 PLZ: Sloping land continguous planting base; PWZ: Slope surrounded by forest planting base. The same is following Tables and Figures.

表 1 两种种植基地生境概况 Table 1 Habitats of two planting base of Morinda officinalis

仪器   HOLUX长天M-241型蓝牙GPS仪(北京合众思壮科技有限公司)；YN-4000型智能汉显多功能土壤肥料养分速测仪(河南农大迅捷测试技术有限公司)；DS-Y500A型粉碎机(上海顶帅电器有限公司)；BSA124S-CW型电子天平、PB-10型酸度计[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司]; DHG- 9145A型电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)；HH-4型数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)；TDL-60B型低速台式离心机(广州市深华生物技术有限公司)；RE-52AA型旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)；SHZ-D(Ⅲ)型循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司)；V-5000型紫外可见分光光度计(上海元析仪器有限公司); SB-100DT型超声波清洗器(宁波新芝生物科技股份有限公司); BCD-295WYL型冰箱[海信容声(广东)冰箱有限公司]。

试剂  重铬酸钾、葡萄糖粉、有机质缓氧化剂、储备用土壤混合标准液、土壤浸提剂等购自河南托普有限公司。纤维素酶、香草醛、儿茶素、芦丁标准品由上海源叶生物科技有限公司生产。乙醇、氢氧化钠、硫酸、丙酮、苯酚、硝酸铝、亚硝酸钠、无水三化铝、甲醇、浓盐酸等均为分析纯, 由国药集团化学试剂有限公司生产。

种植基地环境状况  用手持蓝牙GPS仪测定种植基地的经度、纬度、坡度、海拔高度等地形因子，通过中国气象局数据共享平台获得当地年均气温和年均降水量数据。

土壤理化性质检测  采用“W”形均匀选取5个点，除去地表杂质，再用铁锹挖成“V”形小坑, 记录土壤基质类型，采集10~25 cm垂直深度的土样，用智能汉显多功能土壤肥料养分速测仪测定土样的有机质、速效钾、铵态氮、速效磷等含量^[13]。

巴戟天形态性状的测定  实地调查记录种植品种、栽种形式、每穴株数、生长期、预测产量、成活率等，用皮尺测量株距、行距和株高。采集各基地代表性巴戟天植株20株，记录枝条枯萎情况, 估算植株耐寒性(未枯萎枝条/全部枝条×100%)，记录叶形、叶序、叶色、肉质根等性状。用直尺测量叶片长度、宽度、叶柄长度和根的长度，用数显游标卡尺测量叶片厚度和叶柄、茎、根的直径等。将肉质根置于电热恒温鼓风干燥箱中烘至恒重，观察烘干前后根肉颜色的变化，用解剖刀将茎、肉质根切开，估算茎的木质化程度(木质部直径/横截面直径×100%), 观察根部的木心情况。肉质根清洗后, 在60℃干燥至恒重，粉碎，过三号药筛，置干燥器内备用。

总黄酮含量的测定  参考吴凌凤等^[14]的乙醇超声提取法测定，先制作芦丁标准曲线(y= 9.7545x-0.0045, R²=0.999 2)，称取巴戟天肉质根粉末1 g，置100 mL锥形瓶中，加75%的乙醇30 mL, 浸润30 min，超声提取30 min，过滤，移取滤液5 mL置25 mL容量瓶中，按芦丁对照品标准曲线制作方法，显色后于500 nm处测吸光度, 总黄酮含量(mg/g DW)=(A+0.0045)×V×6/9.7545M, 式中，A为吸收值，V为体积，M为药材质量。

原花青素含量的测定  参考林芳花等^[15]的方法，先绘制儿茶素标准曲线(y=0.003x+0.0083, R²=0.999 3)，精密称取巴戟天粉末2 g，加入料液比为1:25的乙醇溶液，于60℃超声提取30 min, 滤液定容至50 mL容量瓶中，摇匀，测定其吸光度。原花青素含量(mg/g DW)=(A-0.0083)×V/3M，式中，A为吸收值，V为体积，M为药材质量。

巴戟天多糖含量的测定  采用苯酚-硫酸法^[16]。先绘制标准曲线(y=0.0102x+0.0025, R²= 0.995 1)，称取巴戟天5 g，按1:10 (50 mL)加水煮沸后冷却放置。然后称取1 g纤维素酶，按照1:10 (10 mL)加入蒸馏水，置于40℃水浴锅内活化0.5 h，得10%的纤维素酶溶液。配制0.5%的纤维素酶和巴戟天水混合液，用0.1% HCl调节pH至5, 在50℃下不时搅拌进行多糖提取(2 h)。将提取液置于电炉上加热5~10 min后，用离心机(16 000×g)离心10 min，得巴戟天多糖提取液，用旋转蒸发仪浓缩，加入3~4倍体积的95%乙醇沉淀，将固体沉淀物依次用95%的乙醇、无水乙醇、丙酮洗涤。烘干后得到巴戟天多糖(粗多糖)，称量。精密称取10 mg巴戟天粗多糖样品，配制成0.1 mg/mL的粗多糖溶液。准确吸取1.0 mL溶液于490 nm波长处测吸光度。巴戟天多糖含量(% DW)=(A-0.0025)×W/ 100kM×100%，其中，A为吸光度，W为粗多糖总质量，k为标准曲线系数，M为原料巴戟天的质量。

每个样品重复测量3次，用WPS Office作图，数据用SPSS 23.0软件中LSD法检验组间差异的显著性，以P < 0.05表示差异显著，P < 0.01表示差异极显著。用SPSS软件进行析因分析法比较数据间的相关性。

PLZ和PWZ的土壤基质为红壤，均为酸性土壤，PLZ砂质含量稍多，PWZ为赤红壤。从表 2可见，除了速效磷含量两者差异不大外，PWZ土壤的铵态氮、速效钾含量是PLZ的1.34~1.58倍，有机质含量差异极显著(P < 0.01)。PWZ的土壤水分含量比PLZ高13.66%。这表明巴戟天PWZ的土壤肥力和持水能力优于PLZ。

表 2(Table 2)

表 2 种植基地土壤理化性质 Table 2 Soil physical and chemical properties of planting bases 种植基地 Planting base NH4-N (mg/kg) 速效磷(mg/kg) Available P 速效钾(mg/kg) Available K 有机质/% Organic matter 水分含量/% Moisture content pH PLZ 8.65±0.21Bb 33.54±1.50Aa 37.18±0.51Bb 3.72±0.58Bb 18.74±0.50Bb 2.66±0.15Aa PWZ 11.59±0.15Aa 34.07±1.06Aa 58.86±2.19Aa 6.56±0.25Aa 21.30±0.28Aa 2.65±0.17Aa 同列数据后不同大、小写字母分别表示差异极显著(P < 0.01)和差异显著(P < 0.05)。表 6同。 Data followed different capital and small letters within column indicate significant differences at 0.01 and 0.05 levels, respectively. The same is Table 6.

表 2 种植基地土壤理化性质 Table 2 Soil physical and chemical properties of planting bases

巴戟天种植3 a后，PWZ与PLZ的植株成活率均达60%以上，PWZ的较高；PWZ的株高为77.2~ 78.6 cm，约为PLZ的1.6倍，单株肉质根产量比PLZ高23.6%~24.5% (表 3)。种植4 a后两个基地的巴戟天单株肉质根产量相近，但6 a后PLZ的巴戟天单株肉质根产量是PWZ的1.16~1.17倍。这表明随着种植时间的递增，PLZ种植模式更有利于巴戟天肉质根的生长。

表 3(Table 3)

表 3 两种种植模式下巴戟天的生长 Table 3 Growth of Morinda officinalis under two planting patterns 种植模式 Planting pattern 成活率/% Survival 株高 Height (cm) 肉质根产量Yield of fleshy root (kg) 3 a 4 a 6 a PLZ 60.0~67.5 47.9~49.2 0.53~0.55 0.68~0.70 1.30~1.35 PWZ 63.3~70.6 77.2~78.6 0.66~0.68 0.70~0.72 1.12~1.15

表 3 两种种植模式下巴戟天的生长 Table 3 Growth of Morinda officinalis under two planting patterns

叶的形态  从表 4可见，两个种植基地栽种的巴戟天，叶对生，叶表面革质，有突起，上下表面被短细毛，椭圆形，短渐尖。PLZ的巴戟天叶青绿色，而PWZ的呈深绿色。PLZ的叶脉数为9~13条，PWZ的则为9~16条。从叶长、叶宽、叶厚度上分析，PWZ种植的巴戟天叶片质量优于PLZ的。

表 4(Table 4)

表 4 两种植模式下巴戟天叶的形态比较 Table 4 Comparison of leaf morphology of Morinda officinalis under two planting patterns 种植模式 Planting pattern 叶脉数 Leaf vein number 长度(cm) Length 宽度(cm) Width 厚度(mm) Thickness PLZ 9~13 5.7~6.5 2.4~2.5 0.1~0.2 PWZ 9~16 6.3~7.4 2.7~2.9 0.2~0.3

表 4 两种植模式下巴戟天叶的形态比较 Table 4 Comparison of leaf morphology of Morinda officinalis under two planting patterns

茎的形态  两种种植模式下巴戟天的茎近圆柱状，直立多分枝，嫩枝表面有粗毛，老枝无毛粗糙，髓部中空。PWZ种植的巴戟天茎木质层呈雪花状，而PLZ的呈齿轮状。PWZ种植的巴戟天的茎较粗，直径(8.3~8.6 mm)约为PLZ (7.1~ 7.4 mm)的1.17倍；木质化程度较好，PWZ (73.5%~ 77.6%)比PLZ (68.2%~72.1%)高约7.7%。2017年11月至2018年1月种植区出现持续低温寒潮, 最低温为1℃左右，对植株造成一定的冷害，从现场植株恢复情况分析，PWZ种植的巴戟天植株耐冷性(89.5%~91.2%)显著优于PLZ模式(66.5%~ 68.7%)的。

肉质根的形态  两个基地种植的巴戟天肉质根肥厚，呈圆柱形，不规则断续膨大，呈念珠状，须根多，每条肉质主根的10~15 cm处，须根侧生膨大为次级肉质根。表皮灰黄色，具不规则细纵皱纹和疣状突起，根肉微紫红色，烘干后均呈紫蓝色(图 1)。PWZ的巴戟天肉质根表皮比PLZ的光滑。栽种3~4 a后，PWZ的巴戟天肉质根长度为31.1~ 38.9 cm，直径为10.6~13.5 mm，肉质根的生长优于PLZ；但栽种6 a后，PLZ的巴戟天肉质根的长度和直径是PWZ的1.13~1.27倍，单株肉质根系有4~6条，根肉直径是PWZ的1.23~1.35倍。这表明随着种植时间的延长，PLZ的巴戟天肉质根的形态性状逐渐优于PWZ的，单株根产量也明显提高(表 5)。

图 1(Fig. 1)

图 1 两种种植模式下巴戟天的根系形态。A: PLZ 4 a生; B: PWZ 4 a生; C: PLZ 6 a生; D: PWZ 6 a生 Fig. 1 Root morphology of Morinda officinalis under two planting patterns. A: 4-year-old in PLZ; B: 4-year-old in PWZ; C: 6-year-old in PLZ; D: 6-year-old in PWZ

表 5(Table 5)

表 5 两种种植模式下巴戟天肉质根形态的比较 Table 5 Comparison of fleshy root morphology of Morinda officinalis under two planting patterns 种植模式 Planting pattern 株龄 Age (a) 根系长度 Root length (cm) 根系直径 Root diameter (mm) 木芯直径 Wood core diameter (mm) 根肉直径(mm) Root flesh diameter 根数 Number PLZ 3 25.3~26.3 8.0~8.6 2.2~2.3 5.7~6.4 3~4 4 29.6~34.8 8.8~9.8 2.2~2.4 6.4~7.6 4~6 6 45.6~49.7 15.9~16.3 2.6~2.9 13.0~13.7 4~6 PWZ 3 31.1~33.8 10.6~11.6 2.2~2.3 8.3~9.4 4~5 4 34.2~38.9 12.2~13.5 2.6~2.8 9.4~10.9 3~5 6 40.5~42.2 12.5~13.8 2.7~2.9 9.6~11.1 3~5

表 5 两种种植模式下巴戟天肉质根形态的比较 Table 5 Comparison of fleshy root morphology of Morinda officinalis under two planting patterns

从表 6可见，不同种植模式下，相同年份的巴戟天肉质根有效成分含量存在极显著差异(P < 0.01), PLZ的3种有效成分含量均极显著高于PWZ的。在3~6 a的栽种期内，3种有效成分含量均随种植时间的延长呈明显上升趋势，6 a生的巴戟天各有效成分含量均达最高(P < 0.01)。

表 6(Table 6)

表 6 7两种种植模式巴戟天肉质根的有效成分含量 Table 6 Comparison of active ingredients in fleshy roots of Morinda officinalis in different years under two planting patterns 种植模式 Planting pattern 总黄酮Flavonoids (mg/g DW) 原花青素Procyanidins (mg/g DW) 多糖Polysaccharide /% 3 a 4 a 6 a 3 a 4 a 6 a 3 a 4 a 6 a PLZ 2.12±0.04Aa 3.30±0.05Aa 4.35±0.07Aa 1.34±0.02Aa 1.44±0.03Aa 1.57±0.04Aa 21.09±0.78Aa 28.30±0.33Aa 37.21±0.94Aa PWZ 1.62±0.04Bb 3.11±0.12Aa 3.80±0.08Bb 1.05±0.03Bb 1.30±0.02Bb 1.48±0.02Bb 14.68±1.12Bb 20.78±0.50Bb 29.27±0.40Bb

表 6 7两种种植模式巴戟天肉质根的有效成分含量 Table 6 Comparison of active ingredients in fleshy roots of Morinda officinalis in different years under two planting patterns

用析因统计法进行的相关性分析表明(表 7)，种植年份与肉质根中总黄酮、原花青素和多糖含量呈极显著正相关，相关系数分别为0.832、0.790和0.856;种植模式与有效成分含量呈显著负相关。这表明巴戟天有效成分积累与种植年份的关系更密切。

表 7(Table 7)

表 7 巴戟天肉质根有效成分与种植模式、种植年份的相关性 Table 7 Correlation among effective component content in fleshy roots of Morinda officinalis, planting patterns and years 种植模式 Planting pattern 种植年份 Planting year 总黄酮 Flavonoids 原花青素 Procyanidins 多糖 Polysaccharide 种植模式Planting pattern 1 种植年份Planting year 0 1 总黄酮Flavonoids -0.043 0.832** 1 原花青素Procyanidins -0.510* 0.790** 0.832** 1 多糖Polysaccharide -0.499* 0.856** 0.767** 0.946** 1 *: P < 0.05; **: P < 0.01

表 7 巴戟天肉质根有效成分与种植模式、种植年份的相关性 Table 7 Correlation among effective component content in fleshy roots of Morinda officinalis, planting patterns and years

肇庆高良镇平治片区巴戟天两种种植模式基地(PLZ和PWZ)相邻，海拔、方位朝向、坡度基本一致，土壤基质均为红壤，呈酸性，土质疏松，排水良好，主栽品种均为密梗巴戟天。山地肉桂林内建畦种植巴戟天，改良了土壤的水源涵养功能, PWZ基地土壤的持水量比PLZ基地增加12%。同时，肉桂树成林速度快，经过3~4 a的生长，林内土壤动物、微生物种类更为丰富，有效改善了林地内土壤结构，提高土壤的肥力^[17]。PLZ基地土壤的有效矿质营养(速效磷+铵态氮+速效钾)和有机质含量分别比PWZ基地的低24%~28%和38%~43%, 差异极显著(P < 0.01)。

土壤肥力是影响巴戟天生长的重要因素之一, PWZ的土壤肥力好，巴戟天地上部分的长势均优于PLZ基地。巴戟天种植3 a后，PWZ的植株高达77.2~78.6 cm，约为PLZ的1.6倍，植株叶片的平均长度、宽度、厚度均比PLZ的高，约为PLZ的1.1~1.7倍，叶片呈深绿色，叶脉数较多，表明模式极显著促进了巴戟天植株地上部分的生长。巴戟天栽种3 a后，PWZ的植株地下部分(肉质根)长势也优于PLZ, 但随着栽培时间的延长，PLZ基地的巴戟天肉质根长势逐渐优于PWZ基地，到了第6年，PLZ基地巴戟天的根部结薯量增加，单株产量明显高于PWZ基地的，是PWZ的1.16~1.17倍; 其肉质根肥厚，木心小，根肉淡紫红色或淡紫色，直径是PWZ的1.23~1.35倍。参照2015版《中国药典》标准, 巴戟天以条粗、连珠状、肉厚色紫木心细者的品质为佳^[3], 可见PLZ模式的巴戟天用药部位生物学性状符合国家药典优品的要求。

中药质量的优劣主要取决于药材中有效成分的含量。药理活性研究表明，黄酮类、多糖为巴戟天的主要化学成分^[18-20]。巴戟天多糖具有提高机体免疫力、抗骨质疏松、抗抑郁、抗衰老、心肌保护、生殖系统保护等多种药理活性^[4]。原花青素、黄酮类成分能增强机体的运动储备能力，具有抗疲劳、促进机体自我调节的功能^[14]。本研究结果表明，PLZ模式采收的肉质根，在3~6 a的栽种期内，巴戟天多糖、总黄酮和原花青素含量均显著优于PWZ的(P < 0.01)，且有效成分含量均随种植时间的增加呈上升趋势，两种种植模式均以6 a生植株的有效成分含量最高。相关性分析表明，巴戟天有效成分积累与种植年份的相关性显著(P < 0.01)。

野生巴戟天通常生长在疏林下，为乔灌木植物所荫蔽，在自然环境长期影响下，形成了耐荫的特性，但其根系在光照强的环境中生长较好^[21]。PWZ基地的土壤贮水能力、肥力和林间温湿度的小气候环境显著优于PLZ基地，植株地上部长势和耐冷性提高。但是巴戟天以地下部为药基源，幼株喜阴, 成株喜阳，整个生长过程需要满足“前阴后阳，上阳下阴”的特点。PWZ模式并不利于肉质根的生长。研究表明^[22-25]，肥力中等、含氮低的土壤基质更适宜巴戟天的生长。光对巴戟天具有全面促进作用, 可有效抑制藤伸长，促进光合产物向根部运输，使藤重于根的低产状态变为根重于藤的高产状态^[26-27]。PWZ模式的土壤理化性质和林间气候环境较优，由于四周有肉桂林木的遮挡，基地日照时数较短，巴戟天地上部有徒长的趋势，并不适宜肉质根生长及其品质的形成。PLZ基地的光照强度、昼夜温差大于PWZ基地，有利于肉质根中多糖类物质、黄酮类和原花青素等次生产物的合成，3~6 a生的肉质根有效成分含量明显高于PWZ基地。因此肇庆巴戟天的种植模式主要以坡地连片种植为主，但是, 坡地连片种植巴戟天，其种植及采收均要经过土地全垦深挖过程，露出大面积山地裸土, 易产生水土流失的隐患。因此，采用PWZ模式种植巴戟天, 建议在种植3 a后适时修剪巴戟天植株的枝条和四周植物的枝叶，降低基地的荫蔽度，增加巴戟天栽培地的有效光照及时间，抑制巴戟天藤苗的生长，以提高肉质根的产量及其药效物质的积累。

致谢 肇庆市高要区董福行农林高新科技种植管理有限公司，肇庆学院“粤中西部资源植物种质保护与利用”创新团队提供科研条件支持，肇庆学院林彩凤、李映仪同学参与试验工作，谨此致谢。