不同肥料配比對黃芩生物量和有效成分積累的影響

鄒廷偉 邊麗華 于德強 周潔 王曉 張永清

摘 要：在大田條件下，設置4種氮、磷、鉀肥料配比，采用根施法對黃芩幼苗進行施肥處理，研究不同肥料配比對黃芩生物量和有效成分積累的影響，以期為黃芩合理施肥及其專用肥的研制提供參考。結果表明：配方2對黃芩生物量的提高效果最明顯，其地上分枝數量、苗高、最大根粗、地下部鮮重及干重分別高出對照48.4%、26.7%、33.1%、75.0%、200.0%（P<0.05）。配方1和配方2對黃芩有效成分含量的增加效果較明顯，其中配方1黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素含量與對照相比分別增加了22.4%、17.1%、16.6%、39.7%（P<0.05），配方2與對照相比分別增加了10.4%、11.1%、78.2%、67.5%（P<0.05）。綜合分析可得，4種配方對黃芩生物量及有效成分的積累均有一定的促進作用，其效果以配方2最佳。

關鍵詞：黃芩；肥料；配比；有效成分；生物量

中圖分類號：S567.21+9文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）05-0058-04

Abstract To provide references for rational fertilization and the development of special fertilizer of Scutellaria baicalensis Georgi， four formulas of NPK fertilizers were designed， and the effects of different formula fertilizers on the biomass and active substance accumulation of S. baicalensis were studied under field condition with root fertilization at the seedling stage. The results showed that the formula 2 had the best effects on improving the biomass of S. baicalensis. The branch number， seedling height， maximum root diameter， fresh weight and dry weight of underground part increased by 48.4%， 26.7%， 33.1%， 75.0% and 200.0% respectively than that of control. The formula 1 and 2 had better effects on the increase of active substance contents of S. baicalensis. Compared with control， the contents of baicalin， wogonoside， baicalein and wogonin under formula 1 improved by 22.4%， 17.1%， 16.6%， 39.7% respectively， and those under formula 2 improved by 10.4%， 11.1%，78.2%， 67.5% respectively. Above all， the 4 formulas all could promote the biomass and active substance accumulation of S. Baicalensis， and the formula 2 performed the best.

Key words Scutellaria baicalensis Georgi；Fertilizer； Formula； Active substance； Biomass

中藥黃芩源于唇形科植物黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）的干燥根，具有清熱燥濕、瀉火解毒等功效[1]，屬常用大宗藥材。黃芩苷、黃芩素、漢黃芩苷和漢黃芩素等黃酮類成分是黃芩中主要的活性物質，也是衡量藥材質量的重要指標。隨著黃芩用量的逐年增加和野生資源的銳減，栽培黃芩成為其主要來源[2]。因此，在生產過程中采取有效措施提高黃芩的產量和品質具有重要意義。

氮磷鉀是中藥材植株生長過程中所必需的營養元素，對藥材的生長發育和有效成分積累具有十分重要的影響。合理施肥可以提高藥材產量，改善藥材品質，然而施肥過多或比例失衡會導致藥材產量和品質下降[3～5]。有研究表明，氮能顯著促進黃芩根系生長和黃芩苷的積累，但施用過量，黃芩產量反而降低[6]。曹鮮艷等[7]研究發現氮肥與磷肥有利于黃芩苷合成，鉀肥對黃芩苷影響不顯著。目前相關研究多集中在單一營養元素對藥材產量和品質的影響，配方施肥對藥材影響的研究報道尚少。本研究在前期文獻調研及對市售肥料調查的基礎上，通過調配氮、磷、鉀比例，設計4種不同配方肥料，研究其對黃芩生物量和有效成分積累的影響，以期為黃芩的合理施肥及黃芩專用肥的研制提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試驗地概況

黃芩幼苗取自山東省萊蕪紫光生態園種植基地，經山東中醫藥大學張永清教授鑒定為唇形科植物黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）。

試驗地點位于萊蕪紫光生態園，基地土壤中營養成分含量為：有機質0.75%，全氮0.06%，有效磷34.9 mg/kg，速效鉀283 mg/kg，鈣14.89 g/kg，鎂11.03 g/kg，鐵49.86 g/kg，錳512 mg/kg，銅53 mg/kg，鋅135 mg/kg。

1.2 試驗設計

在調查市售常用肥料中氮磷鉀比例后，采用尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀、草木灰混合配制成4種肥料配方，其中各肥料所占質量比如表1所示。

試驗設4個施肥處理和1個空白對照，空白對照不施肥，隨機區組排列，重復3次，小區面積為4 m×10 m=40 m²，株距25 cm，行距30 cm。將黃芩幼苗于2014年3月移栽于萊蕪紫光生態園實驗基地，移栽后對黃芩幼苗進行灌根施肥處理。各處理取120 g肥料溶于90 L水中隨澆水施肥，5個月后按上述方法追施1次，其它按常規栽培管理，2014年11月進行采收。

1.3 黃芩生物量測定

黃芩采收后，各處理隨機選取10株進行生物量測定，并統計地上分枝數。其中，苗高和根長均采用直尺測量，最大根粗采用游標卡尺測量，植株鮮重、地下部鮮重及地下部干重（自然陰干，待重量不再變化時測定）均采用電子天平稱重。

1.4 黃芩有效成分含量測定

1.4.1 液相色譜條件 流動相：0.2%甲酸-甲酸銨（A）-乙腈（B）。梯度洗脫： 0～5 min，A相85%，B相15%；5～10 min，A相85%～80%，B相15%～20% ；10～15 min，A相80%～77%，B相20%～23%；15～17 min，A相77%～75%，B相23%～25%；17～30 min，A相75%～70%，B相25%～30%；30～35 min，A相70%～60%，B相30%～40%；35～40 min，A相60%～55%，B相40%～45%；40～55 min，A相55%～0，B相45%～100%。檢測波長：275 nm；流速1 mL/min；進樣量：5 μL。

1.4.2 供試品溶液制備 樣品自然陰干至恒重后，粉碎過80目篩，各處理分別精密稱取黃芩粉末0.3 g置具塞錐形試劑瓶中，加入70%乙醇30 mL，超聲提取40 min（功率為100 W），冷卻后稱重，70%乙醇補重，過0.45 μm微孔濾膜過濾后作為供試品溶液。每個處理重復3次。

1.4.3 對照品溶液制備 精密稱取黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素對照品適量， 加甲醇分別配制成濃度為1.300、0.052、0.260、0.052 mg/mL的對照品儲備液。精密吸取各儲備液2.0、5.5、1.0、0.5 mL，用甲醇定容至10 mL容量瓶中，得到濃度分別為0.2600、0.0286、0.0260、0.0026 mg/mL的混合標準溶液，過0.45 μm微孔濾膜后備用。

1.4.4 精密度、重現性及穩定性試驗 精密度試驗：精密吸取對照品溶液5 μL，連續進樣6次，測得黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素色譜峰的相對保留時間與峰面積的RSD均小于3%，表明精密度良好。重現性試驗：取同一供試樣品5份，按上述方法制備供試品溶液和進樣，結果顯示色譜峰的相對保留時間與峰面積比值RSD小于3%，表明重現性良好。穩定性試驗：取同一供試品溶液，分別于0、2、6、12、24 h后進樣，進樣量5 μL，結果顯示，黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素色譜峰的相對保留時間與峰面積的RSD值均小于3%，表明穩定性良好。

1.5 數據分析

利用Microsoft Excel軟件作圖，采用SPSS 17.0統計軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同肥料配比對黃芩生物量積累的影響

由表2可知，不同肥料配比處理下黃芩的地上分枝數、苗高、最大根粗、地下鮮重和干重差異較明顯。與對照相比，配方2黃芩的地上分枝數、苗高、最大根粗、地下鮮重、地下干重與對照相比分別增加了48.4%、26.7%、33.1%、75.0%、200.0%，差異均達顯著水平（P<0.05）；配方1、配方3、配方4處理的黃芩根長、苗高、地下部鮮重和干重均有所提高；配方1與對照相比苗高增加了17.8%（P<0.05），配方3地下鮮重和地下干重分別高出對照50%、200%（P<0.05）；配方4地下鮮重高出對照75%（P<0.05）。總的來看，配方2對黃芩生物量影響最為明顯。

2.2 不同肥料配比對黃芩有效成分積累的影響

不同肥料配比對黃芩有效成分積累的影響見表3。4種配方處理下黃芩有效成分含量均有不同程度的增加。與對照相比，配方1處理的黃芩中黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素的含量分別增加了22.4%、17.1%、16.6%、39.7%（P<0.05），配方2分別增加了10.4%、11.1%、78.2%、67.5%（P<0.05）；配方3和配方4對黃芩苷、漢黃芩苷含量的增加不明顯，但能顯著提高黃芩素、漢黃芩素的含量，分別比對照增加了80.0%、76.9%（P<0.05）和96.4%、97.6%（P<0.05）。綜合比較可得，配方1和配方2對黃芩有效成分積累的促進效果更佳。

3 結論與討論

氮磷鉀是構成植物組織器官的重要元素，通過施肥補充足量的氮磷鉀能夠促進植物的生長發育[8]。本研究結果表明，不同肥料配比處理的黃芩生物量指標均有提高，差異較明顯，其中配方2對黃芩生物量的提高效果最明顯。施肥除了影響植物生長外，還能促進植物新陳代謝及提高藥材質量[9，10]。本研究中配方1和配方2對黃芩中黃芩苷和漢黃芩苷的合成具有顯著的促進作用，配方3和配方4對黃芩中黃芩素和漢黃芩素的合成具有顯著的促進作用。張燕和蘇淑欣等[6，11]研究發現，黃芩對磷的需求量很大，施用磷肥能夠提高黃芩苷含量，本研究結果表明，磷含量最高的配方1處理下的黃芩苷含量最高，與前人的研究結果一致。綜合可得，配方2對黃芩生物量和有效成分含量的改善效果最佳。

合理施肥是中藥材種植的關鍵技術，也是保證藥材臨床療效的重要手段之一。從以往經驗來看，長期大量施用單一肥料容易造成土壤酸化、板結以及營養元素不平衡等負面影響，而復混肥能均衡地供給植物所需要的多種養分，其施肥效果比單一肥料好[12，13]。何元農等[14]發現施用多元肥后艾納香產量和有效成分含量均比一元肥有顯著提高，且年際間的后續和持續效應更為穩定。申浩等[15]研究表明氮磷鉀配合施用比單一施肥更能顯著增加川半夏藥材產量和生物堿含量。近年來，綠色中藥材受到廣泛關注，而科學施肥是實現中藥材綠色種植的重要環節，因此設計符合中藥材特性的“個性化”肥料具有非常重要的意義，既能起到很好的施肥效果，還能減少資源浪費和環境污染，符合綠色中藥材的種植要求。

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