馮世鑫 蔣妮 陳乾平 唐輝

摘要：以盆栽山豆根為材料，探討黃腐酸鉀鉬合劑對(duì)其生長(zhǎng)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)及品質(zhì)的影響，設(shè)置4個(gè)施肥水平（135、158、184、202 kg/hm2），以復(fù)合肥（N含量15%、P含量15%、K含量15%）450 kg/hm2為對(duì)照，測(cè)定山豆根的單葉面積、光合色素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、株高、根瘤數(shù)量、藥材產(chǎn)量及其浸出物、苦參堿、氧化苦參堿的含量。結(jié)果表明：（1）黃腐酸鉀鉬合劑能顯著促進(jìn)山豆根株高和葉片的生長(zhǎng)（P<0.05），能使根瘤數(shù)量增多，施用184 kg/hm2處理藥材產(chǎn)量提高47.4%;（2）葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素明顯增多;顯著提高山豆根葉綠素最大熒光產(chǎn)量（Fm）、PSⅡ 最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潛在活性（Fv/Fo）、實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量Y（Ⅱ）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP），而降低非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ）。葉片對(duì)光能利用率和光合作用活性得到提高，以T3處理最優(yōu)。（3）施用黃腐酸鉀鉬合劑202 kg/hm2可使山豆根的浸出物提高51.3%;苦參堿（除135 kg/hm2處理外）和氧化苦參堿含量顯著高于對(duì)照。表明，黃腐酸鉀鉬合劑能促進(jìn)山豆根植株的生長(zhǎng)，增強(qiáng)葉片對(duì)光能利用率，提高藥材產(chǎn)量;適量的施肥水平有利于活性成分苦參堿和氧化苦參堿的積累;以184 kg/hm2黃腐酸鉀鉬合劑為宜。

關(guān)鍵詞：山豆根;黃腐酸鉀鉬合劑;生長(zhǎng);葉綠素?zé)晒鈪?shù);品質(zhì);光合色素

中圖分類號(hào)：S567.1+90.1?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）15-0123-05

收稿日期：2020-04-03

基金項(xiàng)目：廣西科技重大專項(xiàng)（編號(hào)：桂科AA17204056-4）;有機(jī)藥材種植與評(píng)價(jià)研究團(tuán)隊(duì)（編號(hào)：桂藥創(chuàng)2019007）;廣西中醫(yī)藥適宜技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（編號(hào)：GZSY20-02）。

作者簡(jiǎn)介：馮世鑫（1966—），男，廣西橫州人，副研究員，主要從事中藥資源保護(hù)和利用研究。 E-mail：870330655@qq.com。

通信作者：唐 輝，博士，研究員，主要從事植物引種栽培研究。E-mail：th@gxib.cn。

山豆根為豆科植物越南槐（Sophora tonkinensis Gagnep.）的根和根莖，別稱廣豆根，主產(chǎn)于廣西壯族自治區(qū)、貴州省。主要活性成分為苦參堿和氧化苦參堿，具有清火解毒、消腫利咽的功效[1]。臨床廣泛用于火毒蘊(yùn)結(jié)、咽喉腫痛、肺熱咳嗽、煩渴、黃疸、熱結(jié)便秘等，為治咽要藥?，F(xiàn)代藥理研究表明，山豆根具有抗腫瘤、抗炎、抑菌、保肝、增強(qiáng)免疫、抗心律失常、降血壓等藥理活性[2-4]。目前已研制開(kāi)發(fā)出治療肝炎的針劑、 咽喉腫痛的片劑以及抗腫瘤的中成藥。隨著研究的深入，市場(chǎng)需求量的日益增大，野生山豆根資源瀕臨枯竭，人工栽培山豆根正在興起。

目前，關(guān)于山豆根的研究主要集中在種子特性、貯藏、組織培養(yǎng)繁育、藥理和藥化方面，對(duì)植株栽培需肥特性的研究卻少見(jiàn)報(bào)道。藥農(nóng)沒(méi)有可參考的施肥標(biāo)準(zhǔn)，為了追求產(chǎn)量而混亂施肥，不但浪費(fèi)資源，而且會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)、活性成分的積累和土壤的持續(xù)利用造成不利影響，所以合理施肥顯得尤為緊迫。黃腐酸鉀鉬合劑是在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，自主研制出來(lái)的新產(chǎn)品，富含黃腐酸鉀、黃腐酸鉬、氨基酸鎂、鋅等多種微量元素，是一種速溶的有機(jī)無(wú)機(jī)螯合復(fù)合劑。為明確黃腐酸鉀鉬合劑對(duì)山豆根生長(zhǎng)的作用和效果，以盆栽山豆根為材料，探討其對(duì)山豆根植株生長(zhǎng)、葉綠素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、產(chǎn)量和生物堿含量的影響，以期為今后山豆根的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供參考和指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018年11月至2019年12月進(jìn)行。用于盆栽的園土為沙質(zhì)壤土，pH值為6.5，有機(jī)質(zhì)含量11.83 g/kg，全氮含量0.28 g/kg，堿解氮含量88.32 mg/kg，速效磷含量38.64 mg/kg，速效鉀含量101.47 mg/kg，有效鉬含量0.11 mg/kg。黃腐酸鉀鉬合劑為自主研制。供試驗(yàn)的山豆根為廣西產(chǎn)一年生植株。種植盆為市售，直徑為50～60 cm，高40 cm。

于2018年11月上旬播種，將種子分散播種于裝滿園土的盆中，每盆2～3粒，保濕。在2019年4月初間苗，留強(qiáng)去弱，每盆只留下1株，選擇大小基本一致的種苗作試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置4個(gè)施肥水平T1處理（135 kg/hm2）、T2處理（158 kg/hm2）、T3處理（184 kg/hm2）、T4處理（202 kg/hm2），以復(fù)合肥（N含量15%、P含量15%、K含量15%）450 kg/hm2為對(duì)照。肥料分4次施用，每株每次的肥料用0.5 L的水溶解后灌根，于4月中旬開(kāi)始，每15 d施肥1次。每小區(qū)9盆（株），4次重復(fù)。試驗(yàn)在避雨、透光的環(huán)境下進(jìn)行，其他管理一致。

1.3 性狀測(cè)定和方法

1.3.1 測(cè)定時(shí)間 在2019年7月中旬，測(cè)定葉片的葉綠素含量、葉面積和葉綠素?zé)晒鈪?shù); 11月下旬測(cè)量植株高度;之后挖起，測(cè)定根瘤數(shù)量、根產(chǎn)量和浸出物、苦參堿、氧化苦參堿含量。

1.3.2 測(cè)定方法

1.3.2.1 葉綠素含量的測(cè)定

在成熟葉片中部，用打孔器取 10片1 cm 的小圓片，用80%丙酮提取，參照李合生的方法[5]，測(cè)定提取液在波長(zhǎng)440、644、662 nm下的光密度，按公式計(jì)算出葉綠素 a、葉綠素 b和類胡蘿卜素的含量及葉綠素a/葉綠素b。

1.3.2.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定

利用便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x（PAM-2500，由德國(guó)WALZ公司生產(chǎn)），于7月18日10：00—12：00，對(duì)植株中上部、外圍葉片進(jìn)行測(cè)定。自然光照條件下，測(cè)定穩(wěn)態(tài)熒光（F）和光下最大熒光產(chǎn)量（Fm′）。然后，將葉片暗適應(yīng)20 min。開(kāi)啟檢測(cè)光[光照度為 0.1 μmol/（m2·s）]，得到葉綠素?zé)晒鈪?shù)初始熒光（Fo），再由飽和脈沖光[光照度6 000 μmol/（m2·s），光照時(shí)間 0.8 s]測(cè)得最大熒光（Fm）;其他參數(shù)通過(guò)計(jì)算得到：

實(shí)際光化學(xué)效率Y（Ⅱ）=（Fm′-F）/Fm′;暗適應(yīng)下最大光化學(xué)效率Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm;

PSⅡ的潛在活性Fv/Fo = （Fm-Fo）/Fo;光化學(xué)淬滅系數(shù)qP=（Fm′-F）/（Fm′-Fo）;非光化學(xué)淬滅系數(shù)NPQ=（Fm-Fm′）/Fm′。

1.3.2.3 單葉面積測(cè)定

在主蔓上，取生長(zhǎng)點(diǎn)下第3節(jié)的復(fù)葉，用 Li-3000葉面積儀測(cè)定面積，取平均數(shù)，即單片復(fù)葉的葉面積（下面簡(jiǎn)稱單葉面積）。每處理取3株。

1.3.2.4 株高和產(chǎn)量的測(cè)定

用量尺測(cè)量植株距離地面的自然高度。用計(jì)數(shù)器計(jì)算植株根部的根瘤菌數(shù)量。剪去不能作藥用的陽(yáng)枝，用天平稱取其鮮質(zhì)量;再置于50 ℃的干燥箱中烘干。稱取干質(zhì)量，得到根產(chǎn)量，計(jì)算出折干率。

1.3.2.5 成分測(cè)定

取均樣，切片，粉碎。參照《中華人民共和國(guó)藥典》2015年一部。附錄：浸出物含量用醇溶性浸出物測(cè)定法（通則 2201）項(xiàng)下的熱浸法測(cè)定，用乙醇作溶劑?？鄥A和氧化苦參堿含量參照高效液相色譜法（通則0512）測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用 Duncans新復(fù)極差法檢驗(yàn)分析顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃腐酸鉀鉬合劑對(duì)山豆根生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

葉片是植物光合作用的主要器官，是植株呼吸、營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸動(dòng)力之源，葉面積的大小直接影響光合產(chǎn)物的多少。由表1可知，施用黃腐酸鉀鉬合劑能顯著影響山豆根株高、根瘤數(shù)量和單葉面積，總體隨著施肥水平的增加而增加，以T4或T3處理最高。T4和T3處理之間根瘤數(shù)量和單葉面積差異不顯著，但均顯著高于對(duì)照和其他處理;而T4處理的株高顯著高于T3處理的株菌。藥材的折干率和產(chǎn)量也顯著高于對(duì)照，均隨著黃腐酸鉀鉬合劑使用水平的增加呈拋物線形變化，以T3處理最高，T4次之，各處理間差異顯著。T3處理與對(duì)照相比，折干率和產(chǎn)量分別提高19.7%和47.4%。折干率高低反映出山豆根內(nèi)含干物質(zhì)質(zhì)量的多少，與產(chǎn)量和品質(zhì)都有直接關(guān)聯(lián)。說(shuō)明適量的黃腐酸鉀鉬合劑有利于山豆根干物質(zhì)的積累，提高藥材產(chǎn)量。

2.2 黃腐酸鉀鉬合劑對(duì)山豆根葉片光合色素含量的影響

光合色素是植物光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。光合色素含量的高低在很大程度上反映了植物的生長(zhǎng)狀況和葉片的光合能力[6]。由試驗(yàn)結(jié)果（表2）可知，黃腐酸鉀鉬合劑可提高山豆根葉片葉綠素a和類胡蘿卜素含量，隨著施肥水平的增加總體呈增加的趨勢(shì)，以T4處理最高，其次為T(mén)3處理，均顯著高于對(duì)照和其他處理。葉綠素a含量的增加有利于全光照時(shí)對(duì)紅光區(qū)光源的吸收和利用，而類胡蘿卜素含量的增加起到保護(hù)葉片，免受強(qiáng)光傷害的作用。葉綠素b含量和葉綠素總量也顯著高于對(duì)照，隨著施肥水平的增加呈先增后減的趨勢(shì)，以T3處理最高，處理間差異達(dá)到顯著水平。葉綠素b含量的增多提高了葉片在光照不足時(shí)段（陰天或傍晚）對(duì)光的利用;葉綠素總量增多說(shuō)明植株生長(zhǎng)狀況比較旺盛，具備高效利用光進(jìn)行光合作用的潛在能力增強(qiáng)。

2.3 黃腐酸鉀鉬合劑對(duì)山豆根葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

在葉綠素?zé)晒鈪?shù)中，F(xiàn)m為最大熒光產(chǎn)量，是光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）反應(yīng)中心處于完全關(guān)閉時(shí)的熒光產(chǎn)量，表示通過(guò) PSⅡ的電子傳遞數(shù)量[7]，其數(shù)值越大，表明傳遞給 PSⅡ 的電子越多，最終光合產(chǎn)物也增多; Fv/Fm 指 PSⅡ最大光化學(xué)效率，該值越低說(shuō)明其光能轉(zhuǎn)換效率越低;Fv/Fo 指 PSⅡ的潛在活性，其值越大表明 PSⅡ反應(yīng)活性越高，光合作用較強(qiáng)。由表3可以看出，施用黃腐酸鉀鉬合劑能顯著提高山豆根葉綠素最大熒光產(chǎn)量、PSⅡ最大光化學(xué)效率、PSⅡ的潛在活性，說(shuō)明黃腐酸鉀鉬合劑比對(duì)照（復(fù)合肥）能更有效地加快光系統(tǒng)電子傳遞，提高光能轉(zhuǎn)換效率以及光系統(tǒng)反應(yīng)活性，增強(qiáng)光合作用的能力。

Y（Ⅱ） 指 PSⅡ的實(shí)際光化學(xué)效率，反映PSⅡ反應(yīng)中心的開(kāi)放程度，表示植物光合作用中電子傳遞的量子產(chǎn)量，可作為植物葉片光合電子傳遞速率快慢的相對(duì)指標(biāo)，因此，較高的Y （Ⅱ） 值，有利于光能轉(zhuǎn)換效率的提高[8-9]。光化學(xué)淬滅系數(shù) （qP） 表示 PS Ⅱ反應(yīng)中心天線色素吸收的光能用于光化學(xué)電子轉(zhuǎn)遞的份額，也反映了 PS Ⅱ反應(yīng)中心的開(kāi)放程度，其值越大，PS Ⅱ的電子傳遞能力越強(qiáng)[10-11];非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ）越高，表明植物通過(guò)耗散過(guò)剩光能為熱能的比例提高，植物光能利用率下降[7]。由表3得知，施用黃腐酸鉀鉬合劑處理的實(shí)際光化學(xué)效率 Y （Ⅱ）、qP顯著高于對(duì)照，而NPQ則明顯降低。以T3處理的qP最優(yōu)，T4處理次之，處理間差異顯著（T1和T2處理除外）。說(shuō)明黃腐酸鉀鉬合劑處理的實(shí)際光化學(xué)效率和電子傳遞能力得到了明顯的增強(qiáng)和提高，能較好地利用光能，減少轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿谋壤?。也就是說(shuō)T3處理的植株光合能力較強(qiáng)，光能利用率最高，將會(huì)促進(jìn)后端的光合產(chǎn)物增多。

2.4 黃腐酸鉀鉬合劑對(duì)山豆根品質(zhì)的影響

由表4可知，施用黃腐酸鉀鉬合劑能提高山豆根中浸出物、苦參堿、氧化苦參堿的含量，3種成分含量的變化隨著施肥量的增加各不相同。浸出物含量隨著施肥量的增加而增加， 以T4處理最高，比對(duì)照提高了51.29%。苦參堿含量隨著施肥量的增加而增加，雖然也是在T4處理處達(dá)到峰值，但與相鄰的T3處理對(duì)比，差異不顯著。反映出T4處理的增幅有所降低，在T3處理的施肥水平下，也能有效地促進(jìn)苦參堿的形成，并達(dá)到相類似的效果。藥材中氧化苦參堿的含量則隨著施肥量的增加先增加后減少，以T3處理最高，按大小排序?yàn)門(mén)3處理>T4處理>T2處理>T1處理>CK，各處理間差異達(dá)到顯著水平。說(shuō)明黃腐酸鉀鉬合劑在較高的施肥水平下，有助于山豆根藥材浸出物的增多;而適量施肥更有利于苦參堿和氧化苦參堿的積累。

3 結(jié)論與討論

黃腐酸鉀鉬合劑中含有豐富的黃腐酸，還含有較多的鉀、鉬、鎂和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)元素。有研究表明，黃腐酸能提高植物對(duì)微量元素的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)能力[12]，激發(fā)生長(zhǎng)素吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA3）水平增加[13]，加快細(xì)胞的分裂和伸長(zhǎng)。鉀是60多種酶的活化劑，能活化植物體內(nèi)酶[14]，它在維持細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)正常生理活動(dòng)、調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉、促進(jìn)光合作用、光合產(chǎn)物的運(yùn)輸及蛋白質(zhì)合成等生理生化功能方面發(fā)揮著重要作用[15]。鉬對(duì)固氮酶的形成、硝酸還原酶、 黃嘌呤脫氫酶、 醛氧化酶、 亞硫酸鹽氧化酶活性的調(diào)節(jié)起到促進(jìn)作用[16];對(duì)調(diào)控碳、氮、硫及激素代謝過(guò)程，促進(jìn)光合作用及其碳同化產(chǎn)物的分配均起重要的作用[17-19]。施鉬能促進(jìn)根廇的形成[20]。本試驗(yàn)中，施用黃腐酸鉀鉬合劑能促進(jìn)山豆根葉綠素含量、葉面積、根瘤菌數(shù)量顯著增多，提高產(chǎn)量，與前人的研究結(jié)果[21-22]基本一致。這可能是黃腐酸、鉀、鉬等元素的功效及其互作的結(jié)果，具體的作用機(jī)制有待于進(jìn)一步的研究。

葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)技術(shù)作為快速、無(wú)損傷探究植物光合作用內(nèi)部變化的“探針”[23]，能充分反映植株在該環(huán)境下光合作用的真實(shí)行為[24-25]，被廣泛應(yīng)用于植物光合作用的測(cè)量中[26]。不同的氮和鈣水平對(duì)葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)有不同影響[27]。在本試驗(yàn)中，施用黃腐酸鉀鉬合劑后，山豆根葉片的Fv/Fm、Y （Ⅱ） 和qP都有不同程度的提高，均隨著施肥量增加呈先增后減的趨勢(shì)，以T3處理最高，而NPQ隨施肥量的增加明顯降低。說(shuō)明黃腐酸鉀鉬合劑提高了PSⅡ反應(yīng)中心的能量捕捉效率，增強(qiáng)了光合結(jié)構(gòu)電子傳遞能力，降低了光合作用中輻射能量的耗散，從而提高了山豆根的光合能力。結(jié)果與張朝軒等的研究結(jié)果[28-29]相吻合。光合能力的提高，必然會(huì)增加光合產(chǎn)物的積累。

一般來(lái)說(shuō)，肥料是通過(guò)植物的根系從土壤中吸收才得以利用，復(fù)雜的土壤環(huán)境中肥料元素有流失、被固定、抗拮的現(xiàn)象導(dǎo)致失效，肥料的利用率成為人們的關(guān)注點(diǎn)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，鉀、鎂互作可使作物根長(zhǎng)、根表面積、根直徑及根體積顯著增高[30]，促進(jìn)葉綠素的形成。鉬與氮、磷、鉀等元素之間存在顯著的協(xié)同作用[31]，相互間提高各元素的吸收利用率。鉬、硼配合能顯著提高紫花苜蓿的產(chǎn)量與可溶性糖、葉綠素的含量[32]。鉬與有機(jī)肥配合能促進(jìn)花生的生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)其產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[33]。氨基酸與金屬離子螯合，能活化金屬離子。鎂、鋅、鉬配施能有效提高銀杏苗葉生物量和藥用品質(zhì)[34]。肥料元素的相互促進(jìn)作用不但提高了肥料元素的利用率，還有效激發(fā)了植物機(jī)體的活性，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育和代謝。黃腐酸鉀鉬合劑中不但包含黃腐酸，還包含氮、磷、鉀、鉬、鎂、鋅、硼等多種肥料元素，由此可推測(cè)黃腐酸鉀鉬合劑之所以能促進(jìn)山豆根生長(zhǎng)和品質(zhì)的提高，是多種有益元素功能和協(xié)同互作的結(jié)果，但其作用機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和全面小康社會(huì)的到來(lái)，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品是社會(huì)的需要和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的追求。肥料是農(nóng)作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)，單一施用化肥會(huì)引起土壤板結(jié)、肥力下降，產(chǎn)品質(zhì)量也下降。高效、環(huán)保的新型肥料是農(nóng)業(yè)科學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)。黃腐酸鉀鉬合劑是速溶、營(yíng)養(yǎng)全面的高效復(fù)合肥，能促進(jìn)藥材的生長(zhǎng)和活性成分的提高。它的推廣應(yīng)用將加快藥材生產(chǎn)高效、綠色的步伐。

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