氮磷钾配方施肥对北苍术生长及有效成分含量的影响.pdf

北 方 园 艺 中 草 药 第一作者简介 孙金 男 硕士研究生 研究方向为 中药品质评价与资源开发 责任作者 肖春萍 女 博士 讲师 现主要从事中 药资源与栽培的理论和技术等研究工作 基金项目 国家自然科学基金资助项目 吉林 省科技厅科技资助项目 吉林省中医药 管理局科技资助项目 吉林省食品药品监督管 理局中药炮制规范研究资助项目 米泔炙苍术 吉林省卫生与健康青年科技骨干培养计划资助项目 吉林省教育厅 十三五 科技厅资助项目 收稿日期 氮磷钾配方施肥对北苍术生长及 有效成分含量的影响 孙 金 翁 丽 丽 肖 春 萍 姜 雨 昕 吴 晓 燕 刘 战 长春中医药大学 药学院 吉林 长春 摘 要 以北苍术为试材 采用正交实验与大田试验相结合的方法 研究了氮磷钾配方 施肥对北苍术光合特性 生长指标及有效成分含量的影响 以期为北苍术的人工栽培提供施 肥指导 结果表明 不同的氮磷钾配方施肥对北苍术植株光合作用 生长指标及有效成分含 量均有显著性影响 且隶属函数分析发现北苍术高产优质的最优施肥方案为 氮肥 磷肥 钾肥 该施肥方案下 光合作用条件最优 生长指标最佳 有效成分含量最高 其中根茎鲜质量较空白组提高 倍 白术内酯 桉叶醇 苍术素 苍术酮含量分别提高 倍 因此 氮磷钾配方施肥是北苍术高产优质的保障 合理的施肥方案为 重施磷肥 适当补施氮钾肥 关键词 北苍术 配方施肥 生长 光合 有效成分 中图分类号 文献标识码 文章编号 北 苍 术 为菊科多年生草本植物 干燥根茎入药 是中国药典收载的苍术药材来源之一 北苍术 根茎中主要成分包括聚乙炔类和倍半萜类 聚乙 炔类成分主要为苍术素 倍半萜类成分主要为 桉叶醇 苍术酮 白术内酯 等 具有燥湿健脾 祛风散寒 明目等多种功效 在我国 北苍术 主要分布于河北 吉林 辽宁 内蒙古等地 是我国 道地北药之一 随着国内外用药需求量激增 市 场北苍术原料来源主要依赖于野生资源 严重的 乱采滥挖已导致华北 东北地区北苍术野生资源 蕴藏量急剧下降 开展北苍术的规范化种植研究 刻不容缓 大量研究表明 土壤中氮磷钾的含 量会显著影响中草药的生长发育及药效物质积 累 混合施用比单独施用效果更佳 且有机肥 无机 肥 复合肥的施用 既能保证土壤养分供应 又能改 良土壤 可大幅度提高药材单位面积产量和质 量 但不同药材对氮磷钾的需求比例不同 单 一肥量过高或过低都将影响药材的生长发育 目前 关于苍术栽培技术的研究主要集中在 繁育方法 田间管理等方面 且大都以茅苍术为研 究对象 北苍术栽培技术尚处于摸索阶段 肥料 的施用水平 比例 方法不当导致北苍术产量较 低 投入产出比不协调 张莉等 研究表明 植 物生长受温度 土壤等环境因素影响较大 深入探 索北苍术需肥规律势在必行 该研究利用大田试 验 通过 正交实验设计 揭示不同氮磷钾 配方施肥对北苍术光合作用 生长指标及有效成 分含量的影响 旨在明确并规范北苍术优质高产 的最佳施肥方案 以实现北苍术植物肥料施用的 减量增效等 为北苍术的高效生产提供参考依据 材料与方法 试验地概况 试验地位于吉林省柳河县安口镇北苍术种植 基地 东经 北纬 海拔 供试田块为前茬玉米地 土壤 有 机 质 含 量 速 效 氮 含 量 有效磷含量 速效钾含量 试验材料 供试材料为长势基本一致 表面无损伤 无病 虫害 健壮饱满 须根较多的一年生北苍术苗 由 吉林省昌农实业有限公司提供 经长春中医药大 学中药资源与鉴定教研室翁丽丽教授鉴定为北苍 术 正品 试验用尿素 总氮 过 磷 酸 钙 总 磷 硫 酸 钾 总钾 试验方法 该试验采用 正交实验设计 设置氮 磷 钾 个因素 个水平 探索氮磷钾配方施肥 对北苍术光合作用 生长指标及有效成分含量的 影响 具体施肥量见表 设置 个不同的施肥 处理 次重复 个小区 小区总面积 每 个小区 行株距为 每 个 小 区 栽 种 株 北 苍 术 植 株 年 月移栽 在移栽前无任何施肥 后期除肥 表 正交实验设计的施肥种类和施肥量 处理 组合 施用量 尿素 过磷酸钙 硫酸钾 料施用外 其它处理与基地管理一致 施肥方法为 月施基肥 氮肥 磷肥 钾肥 比为 月分 别 进 行 追 肥 其 中 氮 肥 钾 肥 比均为 项目测定 光合参数测定 北苍术植株 年 月移栽后 分别在 随机在每个小区选取生长旺盛 的北苍术 片功能叶并做好标记 采用 便 携式光合测定系统在 进行光合气 体交换参数 的测定 每次测定重复 次 生长指标测定 在移栽后的 按照每个平行小区 株随 机取样 测定北苍术植株株高 茎叶鲜质量 最长 须根长 须根鲜质量 叶片数和根茎鲜质量 并分 别记录 法测定有效成分含量 混合对照品溶液的制备 精密称取白术内酯 桉叶醇 苍术素 苍术酮适量 加甲醇溶解 配 制成质量浓度为 的混合储备液 备用 供试品溶液的制备 精密称定苍术粉末 过 号筛 参照 年版 中国药典一部 苍 术项下含量测定方法 得供试品溶液 色谱条件 色谱条件参照课题组前期建立的 北苍术一测多评方法 线性关系 精密量取上述混合储备液逐级稀 释成系列浓度 分别为原浓度的 倍 取 注入高 效液相色谱仪 以峰面积为纵坐标 质量浓度为 横坐标 进行线性回归 回归方程分别为白术内酯 线 性 范 围 桉 叶 醇 线性 范 围 苍 术 素 线性 范 围 苍 术 酮 线性 范围 第 期 北 方 园 艺 数据分析 使用 软件进行数据的换算和预 处理 采用 软件进 行各参数之间的多重比较及图表绘制 结果与分析 不同氮磷钾配方施肥对北苍术光合特性的 影响 由图 可知 在 组不同氮磷钾配方施肥处 理下北苍术叶片的 变化呈显著性差异 在 时随着处理时间的增加而升高 在 时随时间增加呈下降趋势 处理 后 的 值最大为 与 处理相比分别增加了 的 值最小为 相较于未处理 前增加了 同时 在整个试验期间 到 呈明显的 型趋势 并在 和 时分别达 到高点 由图 可知 不同氮磷钾配方施肥使北苍术叶 片的气孔开放程度不同 在 时随着处理时 间的增加而升高 在 时随时间增加呈下 降趋势 在各时间点内变化趋势与 相同 和 时分别达到最大值 在 时不同氮磷钾配 方下对应 达到最大值 此时 之间 之间无显著性差异 与 为 个至 高点 分别为 且无显 著性差异 注 不同小写字母表示同一时间不同氮磷钾配方施肥对北苍术的影响差异显著 下同 图 不同氮磷钾配方施肥对北苍术 的影响 图 不同氮磷钾配方施肥对北苍术 的影响 北 方 园 艺 月 上 由图 可知 不同氮磷钾配方施肥处理下北 苍术叶片 值随时间变化趋势与 基本一 致 在各时间点内除 施肥方案外 到 呈 相同的 型趋势 并在 和 时分别达到高 点 时不同氮磷钾配方下 值与 相比 有较大幅度的增长 施肥方案下 最大值为 施肥方案下 值为 此时二者无显著性差异 其中 与最小的 相比增加了 与 时相比增加了 由图 可知 不同氮磷钾配方施肥处理下北 苍术叶片 值随时间变化趋势与 基 本一致 但不同施肥方案下变化幅度不同 施 肥方案下上升幅度最大 施肥方案下上升幅度 最小 在各时间点内 到 呈明显的 型趋 势 与 变化趋势相反 同时在 时 不同氮磷钾配方下 值达到最大 其中 施肥 方案下 值最大为 与其 它施肥方案相比分别增加了 此时 之间 之间 无显著性差异 其它施肥方案之间差异较为明显 图 不同氮磷钾配方施肥对北苍术 的影响 图 不同氮磷钾配方施肥对北苍术 的影响 不同氮磷钾配方施肥对北苍术生长指标的 影响 由表 可知 不同氮磷钾配方施肥下 北苍术 株高 茎叶鲜质量 最长须根长 须根鲜质量 叶片 数和根茎鲜质量均表现出明显差异 株高的平均 范围在 其中 施肥方案下平 均值最大 施肥方案下平均值最小 且 方 案与 方案无显著性差异 茎叶鲜质量的整体 平均值为 其中 施肥方 案 下 平 均 值 最大为 施肥方案下平均值最小为 同时可以看出不同施肥方案下 之间无显著性差异 之间差异 不显著 最长须根长在不同施肥方案下标准差相 对较大 平均值范围在 其中 第 期 北 方 园 艺 表 不同氮磷钾配方施肥对北苍术生长指标的影响 处理 株高 茎叶鲜质量 最长须根长 须根鲜质量 叶片数 根茎鲜质量 施肥方案下最长须根相对较大分别为 和 施肥方案下最长须根 最短 除 施肥方案外其它方案均无显 著性差异 须根鲜质量的整体平均质量为 在 施肥方案下须根鲜质量最大为 施肥方案下须根鲜质量最小为 且不同氮 磷钾配方施肥下 无显著性差异 之间差异不显著 叶片数的平均范围 在 施肥方案下叶片数最多 与 无显著性差异 施肥方案下叶片数最 少 与 无显著性差异 根茎鲜质量的整体平均 值为 不同氮磷钾配方施肥下的北苍术根茎 鲜质量均高于空白对照组 其中 施肥方案下 根茎鲜质量最大为 是 的 倍 不同氮磷钾配方施肥对北苍术有效成分含 量的影响 由表 可知 不同氮磷钾配方施肥下北苍术根 茎中白术内酯 含量最高组 为 最低组 为 其中 施肥方案间无显著性差异 桉叶醇含 量为 施肥方案下 含量最高 施肥方案下含量最低 除 施 肥方案外其它各方案间无显著性差异 北苍术根 茎中 苍 术 素 含 量 在 施肥方案下最高为 施肥方案下苍术素含量最 低 仅为 方案下的 倍 且除 施肥方案 外其它方案均与 方案存在显著性差异 苍术 酮含量为 其中 施 肥方案下含量最低 且经不同氮磷钾配方施肥下 的北苍术根茎中苍术酮均高于空白对照组 并 存在显著性差异 不同氮磷钾配方施肥下北苍术生长指标及 有效成分含量的相关性分析 相关性结果 表 表明 根茎鲜质量与其它 各项指标均呈正相关 其中与茎叶鲜质量 最长须 根长 须根鲜质量 叶片数 桉叶醇含量均达到 极显著水平 与株高和苍术酮含量达 到显著水平 株高与茎叶鲜质量及须 根鲜质量呈极显著正相关 与 桉 叶醇和苍术酮含量呈显著正相关 但与北苍术中白术内酯 及苍术素含量相关性不 显著 茎叶鲜质量和叶片数与最长须根长及须根 鲜质量均呈极显著正相关 茎叶鲜质 量与叶片数呈显著正相关 北苍术中 种 有效成分之间也都为正相关 其中 桉叶醇和苍 术酮 白术内酯 和苍术素为极显著正相关 同时 均为 综上可知 可通过北苍术生长指 标初步判断其生长情况并对施肥方案进行调整 同时可在仅测定一种有效成分的情况下对多成分 含量进行初步判断 隶属函数分析 采用模糊数学隶属函数法对不同氮磷钾配方 施肥下北苍术生长状况进行综合性评价 隶属函 数公式如下 北 方 园 艺 月 上 表 不同氮磷钾配方施肥对北苍术有效成分含量的影响 处理 白术内酯 桉叶醇 苍术素 苍术酮 表 不同氮磷钾配方施肥下北苍术生长指标及有效成分含量的相关性 因素 株高 茎叶鲜质量 最长须根长 须根鲜质量 叶片数 根茎鲜质量 白术内酯 桉叶醇 苍术素 苍术酮 株高 茎叶鲜质量 最长须根长 须根鲜质量 叶片数 根茎鲜质量 白术内酯 桉叶醇 苍术素 苍术酮 注 表示在 双侧 上显著相关 表示在 水平 双侧 上显著相关 表示为相关性数据重复部分 式 和 中 为不同氮磷钾配方施 肥下北苍术某个测定指标 为该指标的最小 值 为该指标的最大值 如果某一指标与生 长状况呈负相关 则用公式 进行计算 最后 再计算出不同氮磷钾配方施肥下北苍术各指标的 平均隶属函数值 数值越大表明该施肥条件下北 苍术生长效果越好 由表 可知 不同氮磷钾配 方施肥下北苍术生长指标及有效成分含量的隶属 函数从小到大依次为 不同施肥方案下北苍 第 期 北 方 园 艺 表 不同氮磷钾配方施肥下北苍术生长指标及有效成分含量的隶属函数分析 因素 株高 茎叶鲜质量 最长须根长 须根鲜质量 叶片数 根茎鲜质量 白术内酯 桉叶醇 苍术素 苍术酮 隶属均值 术的隶属均值均大于空白组 说明不同氮磷钾 配施对北苍术生长发育和有效成分积累有直接影 响 同时适宜的氮磷钾配施对北苍术产生较大积 极作用 而该评价体系中 施肥方案 效果最佳 讨论与结论 氮磷钾合理配施不仅能提高药用植物产量 而且能改善其品质 配方施肥是根据作物需 肥规律 土壤供肥性能及所选肥料效应 在合理使 用有机肥的基础上 进行大量元素及多种微量元 素科学施用的一项农业先进技术 而光合作 用是植物体生长发育的重要途径之一 植物体通 过光合作用获得能量与营养物质 其强弱直接影 响植 物 的 生 长 发 育 状 况 该 研 究 发 现 在 组不同氮磷钾配方施肥处理下北苍术叶片的 变化差异性显著 在 时随 着处理时间的增加而升高 在 时随时 间增加呈下降趋势 在各时间点内变 化趋势基本相同 呈 型趋势 在各时间点内 变化呈明显的 型趋势 结合施肥量分析发现 当磷肥为 时 光合作用的各项指标 最佳 这与胡煜雯等 对茅苍术光合作用的研究 结果相似 而此时氮肥和钾肥的使用量分别为中 低等水平 说明合理供肥可有效促进北苍术光合 作用 这与王秀英等 对玉竹光合特性的研究 一致 通过对不同氮磷钾配方施肥下北苍术株高 茎叶鲜质量 最长须根长 须根鲜质量 叶片数和 根茎鲜质量的研究发现 施肥对北苍术干物质积 累有显著性影响 且北苍术各项生长指标与 和 变化趋势相似 与 变化趋势相反 这 与杜彩艳等 对三七全生育期光合特性及产量 的研究结果相符 同时 从根茎鲜质量的变化趋 势可以看出北苍术产量变化符合报酬递减规律 且氮磷钾对北苍术产量的影响有较高的交互效 应 即不同氮磷钾配方施肥时 产量的变化不仅是 各因素单独效应的线性积累 还有配合因素的影 响 某一种肥料的过高或过低往往会对北苍术生 长产生抑制 而交互效应则会对生长发育产生促 进作用 这与魏双雨等 关于适宜氮磷钾用量 和配比提高油用牡丹产量和出油量的研究一致 科学合理的氮磷钾配施有利于提高药用植物 质量 而药用植物的种植需要同时兼顾有效成分 的含量和经济产量 二者共同决定着后续加工环 节的成本和效益 在生产上有着重要的意义 该 研究发现不同氮磷钾配方施肥处理的北苍术根茎 中白术内酯 桉叶醇 苍术素和苍术酮含量与 空白组相比均有显著性增高 且各有效成分的变化 与产量变化均呈正相关 与氮磷钾的用量变化符合 报酬递减规律和交互效应 说明合理的氮磷钾配方 施肥是北苍术高产优质的保障 结合隶属函数分 析 施肥方案效果最佳 因此该试验区 所代表的土壤肥力状况下 北苍术高产优质的最优 施肥方案为氮肥 磷肥 钾肥 在其 它种植区 由于北苍术生长的土壤环境不同需要 根据当地土壤条件进行调整优化 以实现北苍术 种植的优质高产 北 方 园 艺 月 上 参考文献 国家药典委员会 中华人民共和国药典 北京 中国医 药科技出版社 曾志 叶雪宁 庞世敏 等 北苍术和茅苍术挥发油成分的比 较 应用化学 陈文婷 陈阳 崔波 等 气相色谱 一测多评 用于苍术多成 分含量测定的可行性研究 中国中药杂志 于艳 袁媛 贾天柱 等 苍术炮制前后化学成分及药理作用 研究近况 时珍国医国药 王秋玲 郭旭 刘福清 等 北苍术开花结实特性观察及种子 分级研究 中国现代中药 李云霞 李沈明 商春丽 承德发展苍术种植的可行性分析 中草药 孙金 翁丽丽 肖春萍 等 农田前茬农药和重金属残留对北 苍术药材质量产生的影响 中药材 刘哲 钟海蓉 威则日沙 等 氮 磷 钾配施对华重楼根茎的 产量和有效成分含量的影响 中 草 药 张莉 王玉鑫 张艳玲 等 不同坡位对土壤特性及茅苍术幼 苗长势的影响 北方园艺 孙金 翁丽丽 肖春萍 等 一测多评法结合色差原理 分析不同生长年限北苍术药材的质量 中国药房 胡佳栋 武子丁 刘子哲 等 党参氮磷钾施肥效应与最优施 肥量研究 植物营养与肥料学报 赵虹然 具红光 崔馨月 等 关苍术氮磷钾优化施肥模式研 究 中药材 胡煜雯 巢建国 陆奇杰 等 茅苍术对不同供磷水平的光合 及生理响应 黑龙江农业科学 王秀英 房磊 戴亮 不同肥料配施对玉竹光合特性及品质 的影响 北方园艺 杜彩艳 张乃明 包立 等 钾素水平对二年生三七全生育期 光合特性及产量的影响 中国土壤与肥料 魏双雨 李敏 吉文丽 等 适宜氮磷钾用量和配比提高油用 牡丹产量和出油量 植物营养与肥料学报 第 期 北 方 园 艺