氮肥、磷肥、鉀肥對祁白芷生理指標(biāo)和藥效成分的影響

賈蕾，甄瑞，劉懷，李存東

(1．農(nóng)業(yè)部管理干部學(xué)院，北京102208；2．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河北保定071001)

祁白芷為傘形科多年生草本植物[1]，為河北省道地藥材，是著名的八大祁藥之一。白芷[Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.) Benth.et Hook.f.]是我國常用中藥之一，可用于藥品、食品、美容、化工等領(lǐng)域[2，3]，具有較好的開發(fā)價值。為了進(jìn)一步探索祁白芷高產(chǎn)栽培等關(guān)鍵技術(shù)和集約化生產(chǎn)方案，本試驗進(jìn)行了施用氮肥、磷肥、鉀肥對祁白芷生理特性和藥效成分含量的作用效果研究，以期為制定科學(xué)的生產(chǎn)管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗地點、材料

試驗于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)藥用植物園進(jìn)行，供試土壤為壤土(基礎(chǔ)地力見表1)，前作黃芪，小區(qū)面積30m2。祁白芷種子來自河北省安國市中藥材種植基地，經(jīng)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)白寶璋教授鑒定為祁白芷的種子。

表1試驗地基礎(chǔ)養(yǎng)分含量

Table1Thecontentsofsoilnutrientsofexperimentfield

速效氮AvailableN(mg/kg)全氮TotalN(%)速效磷AvailableP(mg/kg)速效鉀AvailableK(mg/kg)有機(jī)質(zhì)Organicmatter(%)682800943528014197

1.2試驗設(shè)計

2005年4月21日播種，同年10月28日收獲藥材，營養(yǎng)生長期190d。供試肥料為尿素(N 46%)、過磷酸鈣(P2O520%)、硫酸鉀(K2O 60%)，設(shè)4個處理(表2)，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。肥料全部基施，之前已經(jīng)做不同用量的試驗，確定了本次試驗的用量，在播種前一次性施入，常規(guī)管理。

1.3取樣及測定方法

從播種后90d開始至190d進(jìn)行收獲期間，每隔25d隨機(jī)挖取正常生長并具有代表性的植株6株，帶回室內(nèi)清洗干凈后，每株縱向平均分為2份，1份用于測定全株數(shù)據(jù)，另1份從根莖處分為地上葉片部和地下根部2部分，用于測定葉片和根部數(shù)據(jù)。分別稱取0.5g新鮮樣品，用考馬斯亮蘭比色法測定可溶性蛋白含量[4]；其余樣品置烘箱中烘干至恒重后稱重，并用硫酸蒽酮比色法測定可溶性糖、淀粉[5]；紫外分光光度計測定香豆素含量[6]，計算各指標(biāo)積累量。

表2不同處理的肥料種類及施用量

Table2Kindsandamountsofthefertilizerindifferenttreatment

施肥處理Fertilizertreatment肥料種類Fertilizer施用量Amountoffertilizer(kg/hm2)CK——N尿素 Urea300P過磷酸鈣 Calciumsuperphosphate150K氯化鉀 Potassiumchloride1125

2 結(jié)果與分析

2.1氮肥、磷肥、鉀肥對祁白芷中可溶性蛋白的影響(表3)

表3不同處理下祁白芷中可溶性蛋白含量和積累量的動態(tài)變化

Table3DynamicchangesinthecontentandaccumulationamountofsolubleproteinwithdifferenttreatmentofAngelicadahurica

播種后天數(shù)(d)Daysaftersowing處 理Treatment可溶性蛋白含量(mg/g)Contentofsolubleprotein可溶性蛋白積累量(mg/plant)Accumulationamountofsolubleprotein全株Wholeplant葉片Leaf根Root全株Wholeplant葉片Leaf根Root90CK10098a12150a3757a1595b1439b156aN11327a13428a3562a2909a2734a175aP9573a11334a3868a1710b1545b164aK10354a12351a3492a2517ab2331ab186a115CK11361a14145a4489a7350ab6521a829bN7280a9028a2256c4682b4314a368cP12301a15726a3905b9238ab8429a809bK11571a14196a4400a10068a9076a992a140CK16118a22432a4243a20754a18744a2010abN12089b16702b2699a11734b10839b895bP16113a21634a4064a21275a19652a1622abK13372ab17936ab4296a23783a21230a2553a

續(xù)表3

播種后天數(shù)(d)Daysaftersowing處 理Treatment可溶性蛋白含量(mg/g)Contentofsolubleprotein可溶性蛋白積累量(mg/plant)Accumulationamountofsolubleprotein全株Wholeplant葉片Leaf根Root全株Wholeplant葉片Leaf根Root165CK12426a16627a3907a39794a35595a4199aN8707a10962a2588a25462a23137a2326aP12049a16284a3809a40480a36189a4291aK11982a16564a3603a42582a38064a4518a190CK11405b16557b5575a74061b56473b17589aN16340a24761a6006a120490a101239a19251aP10430b15225b6118a85546ab60144b25402aK10397b14127b5424a93346ab71853ab21492a

注：表中數(shù)值為參數(shù)的平均值，LSD0.05法檢驗；具有相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，具有不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note:Value in each column is the average,compared by LSD test; Values with same letter are not significantly different between them(P>0.05),while those with on same letter are significantly different between them(P<0.05).The same as below.

2.1.1氮肥對祁白芷可溶性蛋白的影響施用氮肥明顯有利于提高祁白芷可溶性蛋白的含量和積累量。全株中可溶性蛋白含量和積累量在播種后90d時均高于不施肥處理(CK)，115d～165d期間低于CK，此后可溶性蛋白含量和積累量增加迅速。收獲時，全株可溶性蛋白含量比CK高43%，差異顯著(P<0.05)；可溶性蛋白積累量比CK高63%，差異顯著(P<0.05)。

施用氮肥會增加祁白芷葉片和根部的可溶性蛋白含量和積累量。在播種后115d～165d期間，氮肥處理葉片和根中可溶性蛋白含量和積累量均低于CK。其中，葉片中可溶性蛋白含量和積累量在播種后140d時分別比CK低25%、42%，差異顯著(P<0.05)；根中可溶性蛋白含量和積累量在播種后115d時分別比CK低50%、56%，差異顯著(P<0.05)。收獲時，氮肥處理葉片中可溶性蛋白含量和積累量比CK高50%、79%，差異顯著(P<0.05)；氮肥處理根中可溶性蛋白含量和積累量略高于CK 8%、9%，差異不顯著(P>0.05)?？梢姡┯玫蕦Υ龠M(jìn)葉片中可溶性蛋白含量和積累量增加的作用效果大于根。

2.1.2磷肥對祁白芷可溶性蛋白的影響施用磷肥會降低祁白芷全株中可溶性蛋白含量，增加可溶性蛋白積累量，但肥料效應(yīng)不明顯。收獲時，磷肥處理的全株可溶性蛋白含量略低于CK 8%，可溶性蛋白積累量高于CK 16%，差異均不顯著(P>0.05)。

施用磷肥會增加祁白芷葉片和根中可溶性蛋白積累量，但差異不顯著(P>0.05)。從可溶性蛋白動態(tài)變化趨勢看，祁白芷葉片和根中可溶性蛋白的主要積累期是在播種后165d～190d期間。磷肥處理對葉片和根中可溶性蛋白含量影響不明顯，差異不顯著(P>0.05)。

2.1.3鉀肥對祁白芷可溶性蛋白的影響鉀肥處理的祁白芷全株中可溶性蛋白含量在播種后115d時高于CK，此后均低于CK，差異不顯著(P>0.05)。鉀肥處理全株中可溶性蛋白積累量在植株生長期始終高于CK，但差異不顯著(P>0.05)。

鉀肥處理葉片和根中可溶性蛋白含量和積累量變化趨勢與全株相同。施肥處理與CK相比，施肥處理葉片和根中可溶性蛋白含量略低于CK，施肥處理葉片和根中可溶性蛋白積累量略高于CK，差異均不顯著(P>0.05)。

2.2氮肥、磷肥、鉀肥對祁白芷中可溶性糖的影響(表4)

表4不同處理下祁白芷中可溶性糖含量和積累量的動態(tài)變化

Table4DynamicchangesinthecontentandaccumulationamountofsolublesugarwithdifferenttreatmentofAngelicadahurica

播種后天數(shù)(d)Daysaftersowing處 理Treatment可溶性糖含量(mg/g)Contentofsolublesugar可溶性糖積累量(mg/plant)Accumulationamountofsolublesugar全株Wholeplant葉片Leaf根Root全株Wholeplant葉片Leaf根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

2.2.1氮肥對祁白芷可溶性糖的影響氮肥處理的祁白芷全株中可溶性糖含量在播種后140d前均略高于CK，此后略低于CK，差異不顯著(P>0.05)。氮肥處理的全株中可溶性糖積累量在播種后115d前和收獲時略高于CK，差異不顯著(P>0.05)。

施用氮肥對祁白芷葉片和根中可溶性糖含量和積累量影響不明顯。氮肥處理的葉片中可溶性糖含量和積累量在收獲均略高于CK，差異不顯著(P>0.05)。氮肥處理的根中可溶性糖含量和積累量在播種后115d前均高于CK，此后逐漸低于CK；在收獲時，氮肥處理根中可溶性糖含量低于CK 7%，而可溶性糖積累量高于CK 4%。

2.2.2磷肥對祁白芷可溶性糖的影響在播種后140d前，施用磷肥對祁白芷全株可溶性糖含量和積累量無明顯影響。在播種后165d時，磷肥對祁白芷全株可溶性糖含量明顯低于CK，差異顯著(P<0.05)；可溶性糖積累量略低于CK，差異不顯著(P>0.05)。此后，全株中可溶性糖含量逐漸增加，積累量快速增加。收獲時，磷肥對祁白芷全株可溶性糖含量略高于CK，差異不顯著(P>0.05)；可溶性糖積累量比CK高52%，差異顯著(P<0.05)。

施用磷肥有利于增加祁白芷葉片和根中可溶性糖含量和積累量增加。與CK相比，磷肥處理葉片和根中可溶性糖含量在播種后165d～190d期間逐漸增加，積累量迅速增加，至收獲時達(dá)到最高。其中，葉片和根中可溶性糖含量均略高于CK，差異均不顯著(P>0.05)；葉片中可溶性糖積累量在播種后165d～190d期間分別增長了2倍和15倍，在收獲時可溶性糖積累量分別比CK高63%和50%，差異顯著(P<0.05)。

2.2.3鉀肥對祁白芷可溶性糖的影響施用鉀肥對全株中可溶性糖含量影響不明顯，差異不顯著(P>0.05)；鉀肥有利于全株中可溶性糖積累，收獲時可溶性糖積累量高于CK 35%，差異顯著(P<0.05)。

施用鉀肥對葉片和根中可溶性糖含量影響不明顯，與CK間的差異不顯著(P>0.05)。施用鉀肥有利于葉片和根中可溶性糖積累，主要積累時期為播種后的165d～190d。至收獲時，葉片中可溶性糖積累量為CK的2倍，差異顯著(P<0.05)；根中可溶性糖積累量比CK高20%，差異顯著(P<0.05)。

2.3氮肥、磷肥、鉀肥對祁白芷中淀粉的影響(表5)

表5不同處理下祁白芷中淀粉含量和積累量的動態(tài)變化

Table5DynamicchangesinthecontentandaccumulationamountofstarchwithdifferenttreatmentofAngelicadahurica

播種后天數(shù)(d)Daysaftersowing處 理Treatment淀粉含量(mg/g)Contentofstarch淀粉積累量(mg/plant)Accumulationamountofstarch全株Wholeplant葉片Leaf根Root全株Wholeplant葉片Leaf根Root90CK13903a4168a33921a4621b0891b3731bN11540ab2619b32972ab4124b0666b3458bP11913ab3780ab32342ab20733a3398a17334aK8875b2947b24602b21991a3585a18405a115CK13568a3575ab31694a18614ab3195a15419abN10139a2698b26980a13424b2500a10924bP13479a3777a26673a20733ab3398a17334abK12550a3011ab31535a21991a3585a18405a140CK18398a3920a39123a56361ab6795ab49566abN14326a3965a29972a33610b5738b27872bP14161a4250a31097a42624b8044ab34580bK16360a3771a32859a72707a9692a63015a165CK18754a2593a40104a117016a9006a108010aN15254ab2146ab34016ab96279a7847a88432aP13513b1641b32960b90603a6710a83893aK17074ab2124ab35447ab129711a9050a120662a190CK20101a1979b32097a407231b16132c391099bN19300a2510a31551ab458534b24826b433708bP18472a2124ab28335b533767a23025b510742aK17740a2556a28254b535600a31636a503964a

2.3.1氮肥施用氮肥對祁白芷全株中淀粉含量和積累量的影響不明顯，差異不顯著(P>0.05)。施用氮肥有利于增加祁白芷葉片和根中的淀粉含量和積累量，淀粉積累的主要時期是播種后的165d～190d。收獲時，氮肥處理的葉片中淀粉含量和積累量分別高于CK 26%、54%，差異均顯著(P<0.05)；根中淀粉含量略低于CK，積累量高于CK，差異不顯著(P>0.05)。

2.3.2磷肥施用磷肥會降低祁白芷全株中淀粉含量，收獲時處理全株中淀粉含量略低于CK，差異不顯著(P>0.05)。施用磷肥有利于祁白芷全株中淀粉積累，收獲時比CK高31%，差異顯著(P<0.05)。全株中淀粉積累的主要時期是播種后165d～190d。

施用磷肥對葉片和根中淀粉含量影響不明顯，與CK間差異不顯著(P>0.05)。施用磷肥有利于葉片和根中淀粉積累，收獲時處理分別比CK高43%和31%，差異均顯著(P<0.05)。淀粉積累的主要時期是播種后165d～190d。

2.3.3鉀肥施用鉀肥會降低祁白芷全株中淀粉含量，但差異不顯著(P>0.05)。施用鉀肥有利于全株中淀粉積累，收獲時處理比CK高32%，差異顯著(P<0.05)；淀粉積累的主要時期是播種后165d～190d。

施用鉀肥有利于增加葉片中淀粉含量和積累量，收獲時處理葉片中淀粉含量和積累量分別高于CK 32%和96%，差異均顯著(P<0.05)。施用鉀肥不利于根中淀粉含量增加，收獲時處理根中淀粉含量低于CK，差異顯著(P<0.05)。施用鉀肥有利于根中淀粉積累，收獲時處理比CK高29%，差異顯著(P<0.05)。葉片和根中淀粉積累的主要時期是播種后165d～190d。

2.4氮肥、磷肥、鉀肥對祁白芷中香豆素的影響(表6)

表6不同處理下祁白芷中香豆素含量和積累量的動態(tài)變化

Table6DynamicchangesinthecontentandaccumulationamountofcoumarinewithdifferenttreatmentofAngelicadahurica

播種后天數(shù)(d)Daysaftersowing處 理Treatmet香豆素含量(mg/g)Contentofcoumarine香豆素積累量(mg/plant)Accumulationamountofcoumarine全株Wholeplant葉片Leaf根Root全株Wholeplant葉片Leaf根Root90CK0977a1080a0762a0316b0232b0084bN1023a1137a0749a0375b0296b0079bP1023a1125a0768a1311a0826a0485aK1040a1156a0759a1473a0996a0477a115CK0814a0855a0748a1118a0761a0357bN0836a0854a0796a1094a0776a0318bP0845a0915a0745a1311a0826a0485aK0835a0836a0827a1473a0996a0477a140CK0944a1062a0771bc2822ab1872ab0950bN0988a1049a0893a2350b1518b0832bP0956a1034a0824ab2881ab1965ab0915bK0896a1050a0684c4034a2718a1317a

續(xù)表6

播種后天數(shù)(d)Daysaftersowing處 理Treatmet香豆素含量(mg/g)Contentofcoumarine香豆素積累量(mg/plant)Accumulationamountofcoumarine全株Wholeplant葉片Leaf根Root全株Wholeplant葉片Leaf根Root165CK0770a0798a0734a4623a2741a1883aN0855a0859a0820a5349a3179a2170aP0832a0866a0778a5634a3632a2002aK0736a0733a0742a5541a3035a2506a190CK0484a0521c0460ab9799d4222c5577bN0488a0497c0480a11403c4959c6443abP0490a0621b0409b14040b6758b7282aK0545a0756a0398b16322a9274a7058a

2.4.1氮肥施用氮肥對祁白芷全株中香豆素含量影響不明顯，差異不顯著(P>0.05)。施用氮肥有利于增加全株中香豆素積累量，收獲時處理的全株中香豆素積累量比CK高16%，差異顯著(P<0.05)；全株中香豆素積累的主要時期是播種后165d～190d。

施用氮肥對祁白芷葉片和根中香豆素含量影響不明顯，差異不顯著(P>0.05)。施用氮肥會增加葉片和根中香豆素積累量，收獲時處理高于CK，但差異不顯著(P>0.05)；積累的主要時期是播種后165d～190d。

2.4.2磷肥施用磷肥會略增加祁白芷全株中香豆素含量，差異不顯著(P>0.05)。施用磷肥有利于全株中香豆素積累，收獲時處理高于CK 43%，差異顯著(P<0.05)。

施用磷肥有利于增加祁白芷葉片中香豆素含量，并有利于葉片和根中香豆素積累。收獲時處理葉片中香豆素含量比CK高19%，差異顯著(P<0.05)；葉片和根中香豆素積累量分別比CK高60%和31%，差異均顯著(P<0.05)。葉片和根中香豆素積累的主要時期是播種后165d～190d。施用磷肥對根中香豆素含量影響不明顯，差異不顯著(P>0.05)。

2.4.3鉀肥施用鉀肥會增加祁白芷全株中香豆素含量，但差異不顯著(P>0.05)。與氮肥、磷肥相比，鉀肥促進(jìn)祁白芷全株中香豆素積累的效果最明顯。收獲時處理比CK高67%，差異顯著(P<0.05)。

鉀肥有利于增加祁白芷葉片中香豆素含量，并有利于葉片和根中香豆素積累。收獲時處理的葉片中香豆素含量比CK高45%，差異顯著(P<0.05)；葉片和根中香豆素積累量分別比CK高120%和27%，差異均顯著(P<0.05)。葉片和根中香豆素積累的主要時期是播種后165d～190d。施用鉀肥對根中香豆素含量影響不明顯，與CK間差異不顯著(P>0.05)。

3 結(jié)論與討論

氮素作為植物需要的基本元素，參與蛋白質(zhì)、可溶性糖等植物主要營養(yǎng)成分的形成，是影響植株可溶性蛋白[7]、可溶性糖[8]含量的主要因素。試驗結(jié)果表明，氮肥有利于提高祁白芷葉片和根中可溶性蛋白、可溶性糖含量及其在葉片和根中的積累量，作用效果明顯；有利于提高祁白芷葉片和根中淀粉積累量；對祁白芷葉片和根中香豆素含量、積累量的作用效果不明顯。氮肥明顯降低祁白芷根中可溶性蛋白的分配比率，在收獲前作用效果明顯，可能與氮肥更有利于促進(jìn)植株地上部生長有關(guān)。

磷素積極參與碳水化合物的代謝，可將葉綠體中光合作用形成的磷酸丙糖交換至細(xì)胞中轉(zhuǎn)換成蔗糖后及時送往生長中心。試驗結(jié)果表明，施用磷肥有利于提高祁白芷葉片中可溶性糖含量以及葉片和根中可溶性糖積累量；有利于提高祁白芷葉片和根中香豆素含量和積累量，增加祁白芷商品的藥用效果；對可溶性蛋白含量和積累量的作用不明顯。由于磷肥不利于根莖類作物淀粉含量的增加[9]，會降低祁白芷根及全株中淀粉含量和積累量，因此不宜大量單施磷肥。

鉀是多種酶的活化劑，參與植物光合作用和氮代謝，促進(jìn)植物體內(nèi)可溶性糖和淀粉的合成；同時，促進(jìn)光合產(chǎn)物向根部運(yùn)輸[10]，提高根、莖類作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[11]。試驗結(jié)果表明，施用鉀肥有利于提高祁白芷葉片中可溶性糖含量及葉片和根中可溶性糖和淀粉的積累量。由于祁白芷根部粉性大小也是祁白芷商品品質(zhì)的重要指標(biāo)，因此應(yīng)多施鉀肥，增加根部淀粉含量。同時，施用鉀肥可以明顯提高祁白芷葉片及根中香豆素含量和積累量，肥料效應(yīng)比施用氮肥、磷肥好。總體來看，祁白芷屬于喜鉀作物，應(yīng)注重鉀肥的施用。

總體來看，氮肥、磷肥、鉀肥對祁白芷形態(tài)指標(biāo)[12]、生理指標(biāo)、藥效成分含量、礦質(zhì)元素[13]和產(chǎn)量的影響作用以播種后165d～190d最明顯，因此在收獲前25d左右應(yīng)適當(dāng)追肥，以保證有充足的礦質(zhì)養(yǎng)分促進(jìn)祁白芷植株中的物質(zhì)積累。

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