氮磷鉀元素對(duì)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的影響△

宋慶燕，楊相，王秋玲，夏貴惠，閆濱濱，崔旭盛，張媛*，王文全，，*

(1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京 100102；2.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193；3.中藥材規(guī)范化生產(chǎn)教育部工程研究中心，北京 100102; 4.河北石家莊以嶺藥業(yè)，河北 石家莊 050000)

·中藥農(nóng)業(yè)·

氮磷鉀元素對(duì)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的影響△

宋慶燕1，楊相1，王秋玲2，夏貴惠1，閆濱濱2，崔旭盛4，張媛1*，王文全1，2，3*

(1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京100102；2.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京100193；3.中藥材規(guī)范化生產(chǎn)教育部工程研究中心，北京100102;4.河北石家莊以嶺藥業(yè)，河北 石家莊050000)

目的：探究氮磷鉀用量及其配比對(duì)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的影響，以期為黃芪規(guī)范化施肥提供依據(jù)。方法：以1年生黃芪種苗為試驗(yàn)材料，采用“3414”不完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，定期澆灌營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，研究不同生長(zhǎng)時(shí)期氮磷鉀施用量及配比對(duì)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的影響。結(jié)果：N1P2K2處理對(duì)黃芪株高、地徑和根粗均有較好的促進(jìn)作用；氮磷鉀合理配施可促進(jìn)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)的積累，氮磷鉀元素對(duì)黃芪根部干物質(zhì)積累的影響依次為磷>氮>鉀；黃芪生長(zhǎng)前期，N2P1K1作基肥施入可促進(jìn)黃芪生長(zhǎng)，8月中旬氮磷鉀按N1P2K1追肥，可促進(jìn)黃芪根干重的增加；回歸分析可知，氮、磷、鉀肥的最佳施用濃度為0.254、0.165、0.261g·L-1。結(jié)論：氮磷鉀合理配施能促進(jìn)黃芪生長(zhǎng)和根部干物質(zhì)積累，前期氮、磷、鉀肥按0.254、0.083、0.131g·L-1濃度施用可促進(jìn)黃芪生長(zhǎng)，8月中旬氮、磷、鉀肥按0.127、0.165、0.131g·L-1濃度追肥可促進(jìn)黃芪根部干物質(zhì)的積累。

黃芪；氮磷鉀；生長(zhǎng)；干物質(zhì)積累

黃芪為常用大宗藥材，來源于豆科黃芪屬多年生草本植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.var.mongholicus(Bge.) Hsiao或膜莢黃芪A.membranaceus(Fisch.) Bge.的干燥根[1]。現(xiàn)代研究表明黃芪具有增強(qiáng)免疫力，降壓、降血糖、抗衰老、抗腫瘤和抗病毒等藥理作用[2]，臨床應(yīng)用廣泛，素有“十藥八芪”之稱[3]。隨著野生黃芪資源不斷減少，栽培黃芪成為商品黃芪的主要來源，且基源主要為蒙古黃芪[4]。合理施肥既能夠促進(jìn)藥用植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高藥材產(chǎn)量，又能改善藥材品質(zhì)[5]。據(jù)筆者調(diào)查，目前黃芪種植過程中盲目施肥的現(xiàn)象較嚴(yán)重，重施氮肥，忽略磷肥和鉀肥的施用，氮磷鉀施肥用量不合理且施用比例嚴(yán)重失調(diào)，限制黃芪的產(chǎn)量和質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

趙永志等[6]研究表明在北京郊區(qū)可有效提高黃芪藥材產(chǎn)量的氮、磷、鉀施用最佳比例為1∶(0.8～1.2)∶(1.2～1.8)。秦夢(mèng)等[7]研究表明尿素900 kg·hm-2、過磷酸鈣 360 kg·hm-2、硫酸鉀240 kg·hm-2處理對(duì)黃芪產(chǎn)量和多糖含量均有提高作用。荊志宇[8]采用“3414”試驗(yàn)方案，研究表明氮肥30～60 kg·hm-2，磷肥90 kg·hm-2，鉀肥30 kg·hm-2配方施肥條件下黃芪產(chǎn)量及黃芪甲苷含量的綜合經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)。上述研究均是在大田實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，忽略土壤中緩效氮磷鉀轉(zhuǎn)化為速效氮磷鉀的量，可能對(duì)黃芪生長(zhǎng)和產(chǎn)量造成的影響[9]。本研究采用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過盆栽無營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)試驗(yàn)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)氮磷鉀元素對(duì)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的影響，研究不同生長(zhǎng)時(shí)期氮磷鉀施用量和施用配比對(duì)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的影響，為黃芪規(guī)范化施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試材料為一年生蒙古黃芪種苗購自內(nèi)蒙古正藍(lán)旗黑城子黃芪種植基地，由北京中醫(yī)藥大學(xué)王文全教授鑒定為蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao的種苗。本試驗(yàn)于2015年在中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所北園進(jìn)行，采用盆高45cm，盆口直徑40cm，盆底直徑27.5cm的黑色塑料盆種植。基質(zhì)采用混合基質(zhì)，蛭石、石英砂、珍珠巖的體積比為4∶2∶1。氮磷鉀肥采用分析純的尿素[CO(NH2)2]、過磷酸鈣[Ca(H2PO4)2.H2O]、硫酸鉀[K2SO4]。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在hoagland營(yíng)養(yǎng)液的基礎(chǔ)上，氮磷鉀采用“3414”不完全實(shí)施方案，固定中微量元素，氮、磷、鉀3個(gè)因素，4個(gè)水平(0水平指不施肥，2水平為Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中氮磷鉀的濃度，1水平為2水平的0.5倍，3水平為2水平的1.5倍)，共14個(gè)處理的施肥方案。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3盆，共126盆。每盆移栽種苗20株。種苗出苗一周后首次澆灌營(yíng)養(yǎng)液，每盆澆灌1/2濃度各配比營(yíng)養(yǎng)液1L，適應(yīng)后每盆每次澆1L全濃度各配比營(yíng)養(yǎng)液。生長(zhǎng)期適時(shí)澆水。14個(gè)施肥處理N、P、K元素水平及施用濃度見表1。

1.3取樣與測(cè)定

2015年5月種苗移栽后，于7月1日(7-1)、8月16日(8-16)、10月1日(10-1)、11月17日(11-17)分4次取樣。每盆取5株，每個(gè)處理取45株，測(cè)量其株高、地徑和根粗。將所取黃芪樣品地上部分和根分開，地上部分105℃殺青10min，再同根于45℃烘箱中干燥，稱干重。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用SAS8.2、SigmaPlot12.5和Excel2016對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1氮磷鉀配施對(duì)黃芪生長(zhǎng)的影響

在黃芪不同生長(zhǎng)階段各施肥處理間，株高、根粗和地徑之間的差異均具有非常顯著性意義(P<0.01)。隨黃芪的生長(zhǎng)，各施肥處理的株高于8月16日前后逐漸增加到最大值，黃芪根粗和地徑在10月1日前后達(dá)到最大值，分別以8月16日前后的株高，10月1日前后的根粗和地徑為例分析氮磷鉀配施對(duì)黃芪生長(zhǎng)的影響。

由表2可知，N2P0K2處理的黃芪株高與對(duì)照組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其他氮磷鉀配施組株高均顯著高N0P0K0處理。N1P2K1處理對(duì)株高的促進(jìn)作用最為明顯，株高達(dá)68.05 cm，比對(duì)照組增加79.08%，N3P2K2、N2P2K1、N2P2K0和N1P2K1處理對(duì)株高促進(jìn)作用的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。氮磷鉀配施處理的根粗較N0P0K0均有不同程度增加，N0P2K2和 N1P2K1的根粗明顯優(yōu)于其他處理組，分別達(dá)到10.06 mm和10.01 mm。N1P2K1處理的地徑最大為2.72 mm，N0P2K2、N3P2K2、N1P1K2的地徑均較大。2.2氮磷鉀配施對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響干物質(zhì)積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，其在各器官的合理分配是提高產(chǎn)量的關(guān)鍵[9]。黃芪根部干物質(zhì)的積累與產(chǎn)量直接相關(guān)，是衡量黃芪種植效益的重要指標(biāo)。隨黃芪生長(zhǎng)，地上和根部干物質(zhì)積累呈現(xiàn)先增后降趨勢(shì)，10月1日后地上和根部干物質(zhì)量均降低。在10月1日前，不同濃度氮磷鉀配施對(duì)黃芪單株地上和根干物質(zhì)積累的差異均具有非常顯著性意義(P<0.01)。

表2 氮磷鉀配施對(duì)黃芪生長(zhǎng)的影響

注：不同小寫字母表示差異具有顯著性意義，P<0.05

由表3可知，氮磷鉀配施處理的黃芪地上干物質(zhì)較N0P0K0均有不同程度的增加。7月1日前后，N2P1K1和N2P1K2處理利于地上干物質(zhì)的積累，在8月16日前后N1P2K1、N2P2K3處理的單株地上干重較大，N3P2K2和N2P2K1處理的地上干重在10月1日前后較大。在7月1日前后，N2P1K1、N2P2K1和N2P2K2對(duì)單株根干重有較好的促進(jìn)效果。8月16日和10月1日前后N1P2K1和N1P2K2處理利于根干物質(zhì)積累。

“3414”實(shí)施方案中N0P0K0、N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0處理分別為無肥、無N、無P、無K處理，可揭示氮磷鉀缺素對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響。不同缺素處理對(duì)黃芪地上和根部干物質(zhì)積累的差異均具有非常顯著性意義(P<0.01)。各缺素處理對(duì)黃芪地上和根部干物質(zhì)積累作用為無K>無N>無肥>無P處理。無肥和無P處理對(duì)黃芪干物質(zhì)積累無顯著差異，兩者均嚴(yán)重抑制了黃芪的生長(zhǎng)。以上結(jié)果表明，磷元素對(duì)黃芪的干物質(zhì)積累起著至關(guān)重要的作用，其缺失不僅嚴(yán)重抑制黃芪的正常生長(zhǎng)，還影響了氮鉀元素對(duì)黃芪生長(zhǎng)的促進(jìn)作用。氮磷鉀缺素對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響見表4。

表3 氮磷鉀配施對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響

注：不同小寫字母表示差異具有顯著性意義，P<0.05

表4 氮磷鉀缺素對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響

注：不同大寫字母表示差異具有非常顯著性意義，P<0.01。

2.3不同濃度氮磷鉀對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響

2.3.1不同濃度氮對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響 在P2K2基礎(chǔ)上，分析不同濃度的氮肥對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響。在黃芪不同生長(zhǎng)階段，不同濃度氮肥對(duì)黃芪地上和根部干物質(zhì)積累均有極顯著差異(P<0.01)。由圖1可知，8月16日前，N1對(duì)黃芪地上干物質(zhì)積累促進(jìn)作用最為明顯，8月16日取樣時(shí)，N1處理的地上干重達(dá)4.27g，比N0增加45.6%，在8月16日后N3處理的地上干重效果最好。黃芪的根干重在10月1日前，N1對(duì)根干物質(zhì)積累促進(jìn)作用最為明顯，10月1日后，根干重隨氮濃度升高而增加。以不同濃度的氮肥為自變量X1，10月1日的根干重為因變量Y1進(jìn)行一元回歸分析，回歸方程為Y1=-12.898X12+6.5434X1+3.8516，r=0.7804；求解得氮肥的最佳施用濃度為0.254g·L-1。

圖1 不同濃度氮對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響

圖2 不同濃度磷對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響

2.3.3不同濃度鉀對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響 在N2P2基礎(chǔ)上，K1在7月1日前后利于黃芪地上干重和根干重積累，后期無明顯的規(guī)律，但K1綜合效果最優(yōu)，即最佳施用濃度為0.261g·L-1。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，氮磷鉀合理配施可顯著促進(jìn)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累，N1P2K1處理對(duì)黃芪株高、根粗、地徑均有較好的促進(jìn)效果。黃芪生長(zhǎng)前期(7月1日前)，N2P1K1作基肥施入，可有效促進(jìn)黃芪的生長(zhǎng)，在8月中旬氮磷鉀按照N1P2K1追肥，可促進(jìn)黃芪根干重的積累。據(jù)回歸分析得出氮、磷、鉀肥的最佳施用濃度分別為0.254、0.165、0.261g·L-1。因此，黃芪生長(zhǎng)前期氮磷鉀肥施用濃度為0.254、0.083、0.131g·L-1，8月中旬為0.127、0.165、0.131g·L-1。

在盆栽無營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的條件下，不同缺素處理對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的研究表明，氮磷鉀元素對(duì)黃芪干物質(zhì)積累的影響程度依次為磷>氮>鉀。磷元素對(duì)黃芪的干物質(zhì)積累起著至關(guān)重要的作用，其缺失不僅嚴(yán)重抑制黃芪的正常生長(zhǎng)，還影響了氮鉀元素對(duì)黃芪生長(zhǎng)的促進(jìn)作用，何鵬等認(rèn)為隨磷水平的降低，橡膠樹對(duì)氮鉀吸收率顯著降低與本研究類似[10]。黃芪為豆科植物，其根部的根瘤菌有固氮作用[11]，可以從大氣中吸收一定量的氮元素供自身生長(zhǎng)的需求，因此試驗(yàn)中氮肥起到的作用相對(duì)較小。不同濃度的鉀肥對(duì)黃芪生長(zhǎng)和根部生物量積累的影響差異不顯著，也無明顯規(guī)律。潘穎等[12]研究表明蛭石和珍珠巖中含有大量速效鉀，本試驗(yàn)盆栽基質(zhì)所用蛭石和珍珠巖經(jīng)檢測(cè)，所含速效鉀分別達(dá)到671.49mg·kg-1和135.88mg·kg-1，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成了較大的影響，也是本研究不足之處。鉀元素是多種酶的催化劑，并具有提高光合作用強(qiáng)度，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)和糖類的合成，提高植物抗性等多種生理作用[13]，進(jìn)一步研究鉀元素對(duì)黃芪生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的影響，得到更精確黃芪對(duì)鉀肥的需求特性至關(guān)重要。

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EffectsofNitrogen，PhosphorusandPotassiumontheGrowthandDryMatterAccumulationofAstragalusmembranaceus

SONG Qingyan1，YANG Xiang1，WANG Qiuling2，XIA Guihui1，YAN Binbin2，CUI Xusheng4，ZHANG Yuan1*，WANG Wenquan1，2，3*

(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；4.Hebei Shijiazhuang Yiling pharmaceutical，Shijiazhuang 050000，China)

Objective：To explore the effect of N，P and K application amountand proportion on the growth and dry matter accumulation ofAstragalusmembranaceusand provide a basis for standardized fertilization ofAstragalus.Methods：Taking annualAstragalusmembranaceusas experimental material，N，P，and K were designed with “3414”completely randomized block design and regularly watered with nutrient solution and to study the effects of nitrogen，phosphorus and potassium application amount and proportion on the growth and dry matter accumulation of Astragalus at different growth stages.Results：Processing N1P2K2had a better effect on Astragalus plant height，diameter and root rough；The rational application of N，P，and K can promote the growth of Astragalus and dry matter accumulation and the effect of N，P，and K on the dry matter accumulation of root ofAstragalusswas P>N>K；At the early growth of astragalus，N，P，and K in accordance with 2∶1∶1 as base fertilizer can promote the growth of Astragalus and in the middle of August，the N，P and K fertilizers could increase the dry weight of Astragalus root by 1∶2∶1 ratio；According to regression analysis，the best application concentration of N，P and K fertilizers was 0.254，0.165，0.261 g·L-1.Conclusion：The rational combination of N，P，and K can promote the growth and root dry matter accumulation of Astragalus，the application of N，P，K at 0.254，0.083，0.131 g·L-1can promote the growth of astragalus in the early stage and the accumulation of dry matter in root of Astragalus was promoted by N，P，K top dressing at 0.127，1.065，0.131 g · L-1.

Astragalusmembranaceus；nitrogen，phosphorus and potassium；growth；dry matter accumulation

國(guó)家中藥標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目子課題：恒山黃芪的種植規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化研究(ZYBZH-Y-JIN-34)[工信部消費(fèi)(2016)]

] 張媛，副教授，研究方向：中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究；Tel：(010)84738625，E-mail：zhy0723@126.com；王文全，教授，研究方向：中藥材規(guī)范化生產(chǎn)及其調(diào)控機(jī)制;Tel：(010)84738623，E-mail：wwq57@126.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2017.8.021

2017-04-24)

*[