夏貴惠　王秋玲王文全　侯俊玲　宋慶燕　羅琳　張豆豆　楊相

[摘要] 以一年生丹參種苗為試驗(yàn)材料，采用“3414”不完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，定期澆灌營養(yǎng)液進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。于不同生長時(shí)期動(dòng)態(tài)取樣，測量丹參株高、地上鮮重、根鮮重、根干重及活性成分含量等指標(biāo)。研究氮磷元素對丹參生長、干物質(zhì)積累及活性成分積累的影響，以期探尋兼顧產(chǎn)量和質(zhì)量的氮磷配比及適宜施肥量。結(jié)果表明：① 高濃度氮肥有利于丹參地上干物質(zhì)積累，低濃度氮肥促進(jìn)丹參干物質(zhì)積累向地下轉(zhuǎn)移，N1P1配比使丹參干物質(zhì)積累向地下轉(zhuǎn)移的時(shí)間提前；② 回歸分析表明在丹參生長前期（7月初以前），將氮肥和磷肥分別按1.521，0.355 g·L-1的濃度作為基肥施入可促進(jìn)丹參生長，在丹參生長后期（8月中旬以后），氮肥和磷肥按2.281，0.710 g·L-1的質(zhì)量濃度進(jìn)行追肥可促進(jìn)根干物質(zhì)積累；③ 丹參的5種活性成分含量均隨氮肥濃度升高而降低，隨磷肥濃度升高而升高。氮肥磷肥2∶3配施較適合丹參酚酸類成分的積累，按1∶2配施較適合丹參酮類成分的積累。

[關(guān)鍵詞] 氮肥； 磷肥； 氮磷互作效應(yīng)； 丹參生長； 活性成分

Effects of different concentrations of nitrogen and phosphorus on growth and

active components of Salvia miltiorrhiza

XIA Guihui1， WANG Qiuling2， WANG Wenquan1，2，3*， HOU Junling1*，

SONG Qingyan1， LUOlin1， ZHANG Doudou1， YANG Xiang1

（1. School of Chinese Pharmacy， Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China；

2. Institute of Medicinal Plant Development， Chinese Academy of Medical Sciences and Peking

Union Medical College， Beijing 100193， China；

3. Engineering Research Center of Good Agricultural Practice for Chinese Crude Drugs， Ministry of Education， Beijing 100102， China）

[Abstract] With annual Salvia miltiorrhiza seedlings as experimental material， using "3414" optimal regression design recommended by the Ministry of Agriculture and regularly watered with nutrient solution， through the dynamic sampling of S. miltiorrhiza in different growing stages， and the growth index， dry weight of plant root and content of active components were measured. The potted experiments were applied to study the effects of different nitrogen and phosphorus ratios on the growth， dry matter accumulation and accumulation of active components of S. miltiorrhiza， in order to explore a compatible fertilization method of nitrogen and phosphorus ratio that are suitable for production and quality of S. miltiorrhiza. The results reported as follows：①High concentrations of nitrogen fertilizer was beneficial to dry matter accumulation of S. miltiorrhiza aerial parts， and low concentration of nitrogen fertilizer transferred the dry matter accumulation to underground， and N1P1 could make the transfer ahead of time；②Regression analysis showed that in the early growth stage （before early July）， we could use the nitrogen and phosphorus as basic fertilizer at a concentration of 1.521，0.355 g·L-1 respectively to promote the growth of S. miltiorrhiza and at a concentration of 2.281，0.710 g·L-1 respectively to promote the dry matter accumulation of root （after midAugust）；③Five kinds of active components of S. miltiorrhiza decreased with the increase of nitrogen concentration， and increased with the increase of the concentration of phosphate fertilizer. Nitrogenous fertilizer， phosphate fertilizer in NP=2∶3 ratio was more suitable for the accumulation of salvianolic acids， in NP=1∶2 ratio was more suitable for the accumulation of tanshinone.

[Key words] nitrogen fertilizer； phosphate fertilizer； interdependent effects； Salvia miltiorrhiza growth； active components

doi：10.4268/cjcmm20162215

丹參Salvia miltiorrhiza Bge.為常用大宗藥材，藥用歷史悠久，目前丹參栽培品已成為市場主流，在丹參栽培過程中施肥是一重要環(huán)節(jié)[1]。然而在丹參施肥研究方面，兼顧產(chǎn)量和質(zhì)量的施肥研究較少，大多只針對產(chǎn)量或者質(zhì)量。夏奉乾等[2]研究表明，氮肥對丹參產(chǎn)量的影響大于磷肥和鉀肥。韓建萍等研究認(rèn)為，丹參施氮、磷的最佳配比為1∶1，且氮對丹參酮ⅡA的積累表現(xiàn)出了負(fù)效應(yīng)，而磷肥對丹參酮ⅡA的積累表現(xiàn)為正效應(yīng)[3]。翟彩霞等[4]的研究顯示，在適宜的施肥范圍內(nèi)，氮肥對丹參根的產(chǎn)量影響最大，在施N 41.41 kg·hm-2，P2O5 115.55 kg·hm-2，K2O 171.70 kg·hm-2時(shí)根產(chǎn)量最大。當(dāng)施入N，P2O5和K2O分別為225，120，150 kg·hm-2時(shí)，丹參根干質(zhì)量、根長及根條數(shù)達(dá)到最高值，根的直徑最適宜，此后隨著磷鉀肥施入量增加，根干質(zhì)量及根長、根條數(shù)反而下降，根直徑增加[5]。然而上述研究的試驗(yàn)都是在大田條件下進(jìn)行，忽略了土壤可通過養(yǎng)分的保持和釋放機(jī)制對速效養(yǎng)分容量起緩沖作用[6]，土壤不斷轉(zhuǎn)化釋放的速效氮磷鉀的量，對丹參生長、產(chǎn)量和質(zhì)量等因素也造成了影響。根據(jù)目前可用基質(zhì)的情況，采用不含氮、磷的基質(zhì)進(jìn)行丹參盆栽試驗(yàn)，定期按相應(yīng)配比澆灌營養(yǎng)液，通過對丹參株高、地上鮮重、根鮮重、干物質(zhì)積累及活性成分動(dòng)態(tài)監(jiān)測，研究丹參不同生長時(shí)期的需肥特點(diǎn)。

1 材料和方法

1.1 供試樣品

供試的一年生丹參種苗來自山東省農(nóng)科院研發(fā)的“魯?shù)?號”，由北京中醫(yī)藥大學(xué)王文全教授鑒定為唇形科鼠尾草屬植物丹參S. miltiorrhiza試驗(yàn)于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所南園栽培試驗(yàn)場進(jìn)行。用黑色塑料盆進(jìn)行種植，盆高45 cm，口徑40 cm，底徑27.5 cm?；|(zhì)采用混合基質(zhì)，蛭石石英砂珍珠巖 4∶2∶1。肥料采用分析純的尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

采用農(nóng)業(yè)部推薦的“3414”回歸設(shè)計(jì)不完全實(shí)施方案[7]，每個(gè)重復(fù)設(shè)氮、磷2個(gè)因素，4個(gè)水平，9個(gè)處理，每個(gè)處理9盆，每盆種6株，設(shè)3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。氮肥的0，1，2，3水平分別為0，0.423，0.845，1.263 g·L-1，磷的0，1，2，3水平分別為0，0.336，0.845，1.009 g·L-1，鉀肥的質(zhì)量濃度固定為0.859 g·L-1。每次每盆澆1 L營養(yǎng)液。于2015年4月，將丹參一年生種苗移栽于盆內(nèi)，每次每盆按相應(yīng)配比濃度澆營養(yǎng)液1 L。營養(yǎng)液組成是在Hoagland營養(yǎng)液基礎(chǔ)上，固定微量元素，大量元素按“3414”配比進(jìn)行調(diào)試（下文氮磷肥的0，1，2，3水平分別簡寫為N0，N1，N2，N3；P0，P1，P2，P3，9個(gè)處理分別為N0P0，N0P2，N1P2，N2P0，N2P1，N2P2，N2P3，N3P2，N1P1）。

1.3 取樣測定

1.3.1 產(chǎn)量指標(biāo)測定 2015年4月移栽種苗后，至當(dāng)年11月上旬收獲期間，在盛花期7月5日，地上生長轉(zhuǎn)入地下生長前后8月15日、9月30日，根部速生中期10月21日，根部速生末期11月16日進(jìn)行取樣。每個(gè)重復(fù)每次取樣9株，每個(gè)處理共27株，分別測量地上生長指標(biāo)株高、地上部分鮮重；根部指標(biāo)根長、根粗、根鮮重。將所取丹參鮮樣品帶回實(shí)驗(yàn)室于105 ℃殺青20 min，75 ℃烘箱中干燥，稱干重。

1.3.2 活性成分含量測定 樣品根用植物粉碎機(jī)粉碎，過60目篩，待活性成分含量測定。采用HPLC雙波長同時(shí)檢測丹參中迷迭香酸、丹酚酸B、丹參酮Ⅰ、隱丹參酮及丹參酮ⅡA 5種活性成分[8]。丹參活性成分主要包含2類，一類是以丹酚酸B為代表的酚酸類成分[含丹酚酸B（C36H30O16）不得少于3.0%[9]]；一類是丹參酮類成分，以丹參酮ⅡA（C19H18O3）、隱丹參酮（C19H20O3）和丹參酮Ⅰ（C18H12O3）的總量為衡量指標(biāo)，其總量不得少于0.25% [9]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用統(tǒng)計(jì)軟件SAS 8.2，Sigmaplot 12.5，Microsoft Excel 2013對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷元素對丹參生長的影響

2.1.1 不同濃度氮磷對丹參地上部分生長的影響 從7月5日前后到11月16日前后的各個(gè)生長階段，不同濃度氮磷處理的丹參地上部分鮮重、株高均有極顯著性差異（P<0.01）。以下各指標(biāo)均以均值計(jì)。

在P2水平的基礎(chǔ)上，丹參移栽后整個(gè)生長期內(nèi)不同水平處理的地上部分鮮重均隨著氮的濃度升高而升高， 以10月20日取樣為例，N3，N2，N1分別比 N0地上鮮重提高了53.78%，168.02%，258.89%。丹參的株高呈相似規(guī)律。在N2水平的基礎(chǔ)上，7月5日前后1水平的磷對地上鮮重的影響最大，P2，P3對地上鮮重的促進(jìn)作用不大。其余生長時(shí)期，P1，P2，P3對丹參地上鮮重均無顯著性差異。在7月5日前后P1對株高促進(jìn)作用最大，而在8月15日前后，10月21日前后，P3對株高促進(jìn)作用最大，9月30日前后，11月16日前后P1，P2，P3均無顯著性差異。不同濃度氮磷對丹參地上部分生長的影響見圖1，2。

氮磷配施對株高和地上鮮重均存在交互效應(yīng)，見表1，2。對于丹參地上鮮重， 7月5日前后、9月30日前后均是N2P1的交互效應(yīng)最大，該處理的地上鮮重分別達(dá)13.22，32.57 g，分別比N3提高了5.94%，14.14%；其余時(shí)期氮磷對丹參地上鮮重?zé)o交互效應(yīng)。7月5日前后N2P1的交互效應(yīng)對株高影響最大，該處理的株高達(dá)31.92 cm，比P3提高了10.35%；其余時(shí)期氮磷對丹參株高無交互效應(yīng)。

通過以上分析發(fā)現(xiàn)，在丹參生長前期，N2P1對丹參地上鮮重和株高促進(jìn)作用最好；由于丹參生長后期P1，P2，P3無顯著差異，N3P2對丹參地上鮮重和株高促進(jìn)作用最好。

2.1.2 氮磷元素對丹參根部生長的影響 各個(gè)生長時(shí)期，氮磷元素對丹參根長的影響差異均顯著（P<0.05）；對于根粗，除8月15日至9月30日差異不顯著外，其他生長時(shí)期均達(dá)到顯著差異（P<0.05）；而對于根鮮重，除7月5日前后，根鮮重還未開始積累，其他時(shí)期均達(dá)到顯著差異（P<0.05）。N0，N1，N2，N3對丹參根長、根粗、根鮮重的影響除N0外，N1，N2，N3之間均無顯著性差異，但均大于N0的影響。不同水平的磷對丹參根長、根粗、根鮮重的影響也有相似的規(guī)律。下面以根鮮重為例說明。不同濃度氮磷對根鮮重的影響見圖3。

2.1.3 丹參采收期根鮮重與地上地下生長指標(biāo)的關(guān)系 鮮重是指細(xì)胞是在自然狀態(tài)下的質(zhì)量，包含大量自由水，自由水是指可以自由流動(dòng)或指不被植物細(xì)胞內(nèi)膠體顆粒或大分子所吸附、能自由移動(dòng)、并起溶劑作用的水[10]，因此鮮重是衡量植物生理生長好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)也是種植效益的重要參數(shù)。地上地下生長狀況與采收期丹參根鮮重的相關(guān)性可作為一個(gè)重要的參考。丹參采收期根鮮重與地上鮮重、株高、根長、根粗的關(guān)系見表4。不同生長時(shí)期地上鮮重與采收期根鮮重均具有線性相關(guān)關(guān)系（P<0.01），相關(guān)性達(dá)到顯著水平（r>0.5），其中8月15日前后、11月16日前后相關(guān)系數(shù)分別為0.910 3，0.985 1。株高也具有相似規(guī)律，8月15日前后、9月30日前后、11月16日相關(guān)系數(shù)分別為0.927 9，0.903 8，0.932 8。根長、根粗的相關(guān)性比地上鮮重和株高小，除7月5日前后9月30日前后的根粗與收獲期根鮮重?zé)o線性相關(guān)關(guān)系外，其余指標(biāo)均具有較大的相關(guān)性。

2.2 氮磷元素對丹參根部干物質(zhì)積累的影響

丹參根部干物質(zhì)積累速度從盛花期到根部速生末期呈“慢快慢”的趨勢，不同濃度氮磷配施對不同時(shí)期丹參單株根干物質(zhì)積累量差異顯著（P<0.05），見圖4。7月5日前后到10月21 日前后，對單株根干物質(zhì)積累影響較大的處理N2P1，N2P2，N2P3，N3P2之間均無顯著差異，而收獲期N3P2處理的單株根干物質(zhì)積累量最高，達(dá)15.42 g/株，分別比CK1（N0P0），CK2（N0P2），CK3（N2P0），CK4（N2P2）高407.61%，422.69%，232.91%，33.07%。因此，從節(jié)約成本與資源，保護(hù)環(huán)境的角度考慮，丹參生長前期按氮肥磷肥2∶1作基肥施入，后期追施少量氮肥，磷肥，在10月中旬前使氮肥，磷肥的比例達(dá)到3∶2，以促進(jìn)丹參根部干物質(zhì)的積累。

分別以不同水平氮肥、磷肥對應(yīng)的濃度為自變量（Xa，Xb），根干物質(zhì)積累為因變量（Y），進(jìn)行一元回歸?；貧w方程如下：Y=-5.140 3Xa2+15.636Xa+3.401 6，R2=0.949 8；Y=-14.87Xb2 +21.13Xb+4.896 9，R2=0.958 4；求解得Xa1=-0.793，Xa2=3.835；Xb1=-0.677，Xb2=2.098。因此當(dāng)根干物質(zhì)達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)對應(yīng)的Xa，Xb是1.521，0.710 g·L-1。分別將1.521，0.71 g·L-1作為“3414”試驗(yàn)中氮肥、磷肥的2水平。

2.3 氮磷元素對丹參活性成分積累的影響

氮磷元素對收獲期（11月16日）丹參的活性成分的影響，除丹參酮Ⅰ以外（P<0.05），迷迭香酸、丹酚酸B、隱丹參酮、丹參酮ⅡA均無顯著性差異，見圖5。

丹參的5種活性成分含量均隨氮肥濃度升高而降低，N0處理的迷迭香酸，丹酚酸B，隱丹參酮，丹參酮Ⅰ，丹參酮ⅡA分別比N3處理高154.86%，43.61%，55.81%，53.72%，144.98%；磷肥對丹參5種活性成分的影響均隨磷肥濃度升高而升高，與氮肥相反，P3處理的迷迭香酸，丹酚酸B，隱丹參酮，丹參酮Ⅰ，丹參酮ⅡA分別比P0處理高18.53%，64.64%，107.48%，30.35%，26.88%。氮肥磷肥對丹參活性成分積累的影響見表5。

3 結(jié)論與討論

3.1 丹參不同生長時(shí)期所需的氮磷配比不同

從單因素來看，各個(gè)生長階段不同濃度處理的丹參地上部分鮮重，株高均隨著氮的濃度升高而升高（P<0.05）。在7月5日前后P1對地上鮮重的影響最大，高濃度的P2，P3抑制了地上鮮重的增長。其余生長時(shí)期P1，P2，P3對丹參地上鮮重均無顯著性差異。在丹參生長前期P1對株高促進(jìn)作用最大，生長后期P3對株高促進(jìn)作用最大，其余時(shí)期均無顯著性差異。高濃度氮肥有利于丹參地上干物質(zhì)積累，低濃度氮肥有利于丹參干物質(zhì)積累向地下轉(zhuǎn)移，且低濃度的氮肥使丹參干物質(zhì)積累向地下轉(zhuǎn)移的時(shí)間提前。

在所有的必須營養(yǎng)元素中，氮素是限制植物生長和形成產(chǎn)量的首要因素[6]，丹參為無限開花植物，各個(gè)生長階段對氮素的需求量大，在一定范圍內(nèi)，高濃度的氮有利于丹參生長，但氮素過高會(huì)打破丹參的營養(yǎng)生長與生殖生長。磷能促進(jìn)光合作用和碳水化合物的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)[6]。到地上部分穩(wěn)定期（8月15日前后），進(jìn)入丹參根部速生期，丹參光合作用積累的化合物大量向根部轉(zhuǎn)移，此時(shí)期需要磷的量也大幅度提高。

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)磷能促進(jìn)氮代謝[6]，氮磷配施對株高與地上鮮重所產(chǎn)生的促進(jìn)作用高于單獨(dú)氮肥、磷肥所產(chǎn)生的效應(yīng)這一現(xiàn)象可能與“磷能促進(jìn)氮代謝”有關(guān)。在丹參生長前期，較低濃度的氮和磷對丹參地上鮮重和株高有較好的促進(jìn)作用；丹參生長后期則相反。生長前期N2P1的效果最好，生長后期N3P2促進(jìn)作用最大?；貧w分析得出，在丹參生長前后期（7月5日前后），將氮肥和磷肥分別按1.521，0.355 g·L-1的濃度配施，以促進(jìn)丹參地上部分生長；在丹參生長后期（8月15日后），氮肥和磷肥按2.281，0.710 g·L-1的濃度配施來促進(jìn)根干物質(zhì)積累。

3.2 丹酚酸類和丹參酮類成分所需氮磷配比不同

丹參的5種活性成分含量均隨氮肥濃度升高而降低，隨磷肥濃度升高而升高。N2P3適合丹參酚酸類成分的積累。N1P2適合丹參酮類成分的積累。N1P1較適合丹參酚酸類成分和酮類成分的積累，但產(chǎn)量偏低，與產(chǎn)量最高的N3P2相比，丹酚酸類、丹參酮類成分分別提高了61.19%，28.81%，N3P2產(chǎn)量比 N1P1產(chǎn)量提高了90.13%。產(chǎn)量提高的經(jīng)濟(jì)效益容易估算，而如何衡量質(zhì)量提高的經(jīng)濟(jì)效益，以哪些指標(biāo)來衡量是一個(gè)問題。如何比較不同施肥處理所提高的綜合經(jīng)濟(jì)效益需要進(jìn)一步細(xì)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)來獲得最佳施肥配比。

丹參酮類成分和水溶性成分藥理作用差別較大，相應(yīng)的制劑原材料也有所側(cè)重[6]。因此，應(yīng)根據(jù)丹參不同的用途而分別施肥，若丹參將以提取水溶性成分為主，應(yīng)按NP 2∶3的比例施肥；若丹參將以提取丹參酮類成分為主，應(yīng)按

NP 1∶2的比例施肥。這一結(jié)果與孟培等[6]研究結(jié)果一致。

有研究報(bào)導(dǎo)采用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)，不同的氮磷鉀配比對金蕎麥氮磷鉀的轉(zhuǎn)化吸收效率有影響[13]；氮、鉀2種肥料對藥菊植株花朵數(shù)、鮮花產(chǎn)量、鮮花折干率、植株P(guān)AL酶活性和菊花中礦質(zhì)元素含量等方面存在著顯著的交互效應(yīng)[14]；氮磷鉀配施促進(jìn)桔梗光合作用[15]；氮鉀、氮磷配施最有利于黃精總皂苷含量的增加[16]。由于試驗(yàn)基質(zhì)本身含有一定量的鉀，只研究了氮磷配施對丹參生長和活性成分積累的影響，氮磷鉀配施對丹參生理生化的影響不容忽視，排除非試驗(yàn)因素干擾，可精準(zhǔn)量化氮磷鉀的試驗(yàn)方法有待進(jìn)一步探索。

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[責(zé)任編輯 呂冬梅]