竹笋提取物与海藻提取物对番泻叶（Cassia angustifolia Vahl.）生长、产量及品质的协同效应

《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》：Synergistic Effects of Bamboo Shoot and Seaweed Extracts on the Growth, Production, and Quality of Senna ( Cassia angustifolia Vahl.)

　　

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  国家药用植物委员会（NMPB）计划在印度商业化种植番泻叶，因为其具有治疗价值并具有出口潜力。
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  所有处理组合对植物生长都有显著且不同的影响。
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  T6处理组（625克BSE + 0.3%海藻提取物SWE）的植株高度最高。
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  T6处理组（625克BSE + 0.3%海藻提取物SWE）的叶子中番泻苷含量最高（1.12%），荚果中含量也最高（2.32%）。
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  BSE和海藻提取物SWE的联合应用显著提高了植物的生长、产量和品质。

引言

印度番泻叶（Cassia angustifolia Vahl.，属于豆科植物）是一种高优先级的植物物种，国家药用植物委员会（NMPB）计划在该国大规模商业化种植它，因为它具有既定的治疗潜力并具有良好的出口前景（Lal等人，1998年；Jat等人，2015年）。番泻叶主要在泰米尔纳德邦种植，安得拉邦、特伦甘纳邦、卡纳塔克邦、拉贾斯坦邦、古吉拉特邦、马哈拉施特拉邦、西孟加拉邦和特里普拉邦也有少量种植（Basak和Gajbhiye，2018年）。这种植物的商业价值在于其中含有蒽醌苷类物质番泻苷A和番泻苷B，这些成分存在于叶片和荚果中，被用作阿育吠陀医学、优纳尼医学和西方医学中的泻药。印度是全球番泻苷的主要生产国，也是美国、德国、日本、西班牙、法国、中国、香港、泰国、澳大利亚和新加坡的主要供应国（Jnanesha等人，2023年）。每年约75%的番泻叶产品通过图蒂科林港出口（Bharadwaj，2020年）。因此，提高印度番泻叶的农艺生产力和番泻苷的质量是一个重要的国家任务，因为仅依靠野生采集的材料无法满足全球的需求（Pareek等人，1983年；Jat等人，2015年）。

随着人们对合成肥料和化学生长调节剂对土壤健康和生态系统完整性长期负面影响的认识加深，科学界和农业界开始关注基于生物的解决方案。植物源生物刺激剂已成为有用的生物分子，可以用来提高养分利用率、增强次生代谢产物的产生，并控制植物生长发育，同时避免传统农用化学品带来的环境危害（Vinutha等人，2017年；Kumar和Sharma，2013年）。竹笋提取物（BSE）富含多糖、酚类化合物、氨基酸、维生素和矿物质，这些成分对植物代谢的多个方面都有积极作用。研究表明，BSE能够改善土壤结构、增加水分保持能力、促进有益微生物群落的形成，并为作物提供可生物利用的养分（Li等人，2020年；Zhang等人，2022年；Devadharshini等人，2024年）。重要的是，BSE含有内源性植物激素，如生长素、赤霉素和细胞分裂素，这些激素可以调控细胞分裂、根系发育和生殖过程，为合成植物生长调节剂提供了天然替代品（Wu等人，2022年；Xie等人，2021年）。

类似的研究表明，生物基和纳米引发剂处理可以增强其他豆科作物的种子活力、生长和抗病性，例如在簇生豆中使用的生物工程氧化锌纳米颗粒处理（Rexlin等人，2023年）以及作为农业生长促进剂的生物制造的氧化锌纳米颗粒（Punitha等人，2023年；Keerthana等人，2021年），这进一步支持了在番泻叶研究中探索BSE和海藻提取物SWE组合的合理性。海藻提取物（SWE）主要来自褐藻和红藻，也是一种众所周知的作物生物刺激剂。它们的生物活性成分，包括植物生长调节剂、甜菜碱、甘露醇、藻酸盐、卡拉胶和微量元素，能够促进种子发芽、根系生长和植物活力（Rani和Usha，2013年）。SWE的应用可以提高光合作用效率，减轻氧化应激，并触发对生物和非生物胁迫的防御反应，从而促进次生代谢产物的合成（AlZain等人，2020年；Lal和Chanotiya，2025年）。

多项研究观察到，在施用SWE后，如Cassia angustifolia等药用植物的生长和产量得到了改善（Babu等人，2015年；Rani和Usha，2013年）。还有详细的研究探讨了番泻苷的生物合成过程以及如何通过引发策略来促进更多次生代谢产物的产生，这突显了定向应用生物刺激剂以增强次生代谢产物的潜力（Chetri等人，2016年；Verpoorte等人，1999年；Isah等人，2018年；Lal和Chanotiya，2026年）。据报道，结合矿物质或纳米载体的海藻提取物配方也可以改善作物生长和抗逆性（Devadharshini等人，2024年；Devadharshini和Vijayakumar，2026年），进一步支持了本研究中使用的大型藻类提取物的生物刺激剂潜力。

尽管单独使用BSE和SWE已被证明在农艺上有效，但目前尚未有系统研究探讨这两种物质对C. angustifolia的联合效果。从理论上讲，这两种物质具有协同作用的基础：它们的植物激素成分、生化激活机制以及土壤微生物学特性不同，因此联合使用可能会产生比单独使用更好的效果。目前还缺乏关于BSE和SWE与这种作物相互作用的具体剂量-响应数据，而这些数据对于制定实用的农艺建议至关重要。因此，本研究旨在：（i）测试不同剂量BSE对C. angustifolia cv. Sona的农艺表现；（ii）测量每种处理下的番泻苷含量并获得质量指标；（iii）进行多变量分析（PCA）和皮尔逊相关性分析以解释各性状之间的关系；（iv）进行经济分析以确定最有利的治疗组合。

章节片段

研究地点

田间实验在印度特伦甘纳邦海得拉巴的CSIR-CIMAP研究中心实验农场进行（纬度17.25°N；经度78.27°E；海拔544米）（图1a-d）。该地点位于半干旱的热带德干高原地区，夏季炎热，冬季温和，年平均降雨量约为800毫米，主要集中在西南季风期间（图2）。在两个实验年份中，种植前均采集了表层土壤样本（深度30厘米）。

结果与讨论

所有十个测量参数在处理组间均显示出统计学上的显著差异（P < 0.05）。BSE剂量与反应之间的关系是非线性的最优关系，其中T6处理组（625克BSE + 0.3%海藻提取物SWE）效果最佳，其次是T7处理组（750克BSE + 0.3%海藻提取物SWE）。未经处理的对照组（T1）在所有测量指标上均表现出最低值。这些发现与越来越多的证据一致，表明竹笋和海藻提取物产生的生物刺激剂确实具有积极作用。

结论

这项为期两年的田间研究表明，竹笋提取物和海藻提取物的联合应用对半干旱热带地区印度番泻叶（Cassia angustifolia Vahl. cv. Sona）的生长、产量和药用价值有显著提升。在农艺表现方面，T6处理组（625克BSE + 0.3%海藻提取物SWE）是最优的：植株最高，叶片和荚果的生物量最大，番泻苷含量最高（叶片中1.12%，荚果中2.32%）。

作者贡献声明

R.K. Lal：写作 - 审稿与编辑，原始草稿撰写，方法学设计，概念规划。Sravya K.：软件设置，数据分析。C.S. Chanotiya：数据分析。Ranjith Kumar S.：写作 - 审稿与编辑，方法学设计，概念规划。Bharathkumar S.：方法学设计，数据整理。A.C. Jnanesha：原始草稿撰写，监督，资源协调，方法学设计，数据分析，概念规划

利益冲突

作者声明与本研究无任何利益冲突。

数据获取

如需获取支持本研究结果的原始数据，可向相应作者提出合理请求。

资金支持

本研究得到了印度新德里中央药用和芳香植物研究所（CSIR-CIMAP）的机构资助。奖励编号：HCP0007

利益冲突声明

?作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

科学与工业研究委员会（CSIR）以及中央药用和芳香植物研究所在研究过程中的鼓励和机构支持。

A.C. Jnanesha|S. Ranjith Kumar|S. Bharathkumar|K. Sravya|C.S. Chanotiya|R.K. Lal