氮磷鉀配比對丹參生長狀況及其土壤養分含量的影響*

滕萌萌，馮建明，白明玉，李天祥

（天津中醫藥大學，天津 301617）

丹參為唇形科植物丹參Salvia miltiorrhiza Bge．的干燥根和根莖，具有活血祛瘀、通經止痛作用[1]。丹參迄今為止已經有2000多年的臨床應用歷史[2]。其主要成分有酚酸類和二萜類，在治療心腦血管疾病方面發揮了重要作用[3]。如今，中國丹參主產區主要有四川、陜西、山東等地，栽培面積達到400萬公頃，年產量16 000噸[4]。有研究[5]報道顯示：丹參為天津地區地產品種之一。

丹參田間種植管理措施中存在肥料濫用和盲目施用的問題[6]。王渭玲等[7-8]研究發現，陜西洛陽地區丹參單施氮肥會造成丹參酮和丹參素的降低，但氮磷肥合理配施可提高丹參產量和品質。翟彩霞等[9]和陳曉玉等[10]研究氮磷鉀配施對河北、山東地區丹參產量和質量的影響，得出適用于實驗地的氮磷鉀肥料用量。夏貴惠[11]通過盆栽實驗發現低濃度氮有利于丹參地下干物質積累，氮肥抑制活性成分積累，磷肥促進活性成分積累。前人研究結論主要集中在氮磷鉀配施對丹參產量和質量的影響，而結合土壤養分含量綜合分析的研究鮮有報道。因此研究采用“3414”實驗設計，分析不同施肥處理對丹參生長、植株養分吸收、有效成分及土壤理化性質的影響，為丹參規范化施肥提供科學依據。

1 實驗地與材料

1.1 實驗地概況 實驗于天津市靜海區天津中醫藥大學種質資源圃進行。當地年降水量約為520～600 mm，種植期間光照培育1 450～1 700 h，年均氣溫 11～20 ℃，無霜期 200～250 d。土壤 pH 值為 8．55，銨態氮 20．80 mg/kg、有效磷 6．37 mg/kg、速效鉀118．83 mg/kg。

1.2 材料 材料經天津中醫藥大學李天祥教授鑒定為唇形科鼠尾草屬植物丹參Salvia miltiorrhiza Bge．。本實驗所用種苗為天津中醫藥大學種質資源圃引種1年生丹參。選取長勢一致、健壯的丹參種苗，采取斷根處理，只留下約6 cm的根莖進行移栽。按照壤土∶沙土=9∶1拌勻后分別裝入樹脂花盆（上口徑18.5 cm，高19.0 cm，下口徑10.5 cm）中。實驗用肥選取尿素[CO（NH2）2]、過磷酸鈣[Ca（H2PO4）2·H2O]、硫酸鉀（K2SO4），分析純，天津市康科德科技有限公司。

2 方法

2.1 實驗設計 采用“3414”實驗設計進行露天盆栽實驗，即 3個因素（N、P、K）和 4個施肥水平（0水平為不施肥，2水平為常規的施肥量，1水平=2水平×0.5，3 水平=2 水平×1.5），共 14 個處理，每個處理6盆，共84盆。參考丹參需肥特性[11]，不同處理施肥量見表1。丹參種苗移栽后澆透水，種苗出苗1周后首次施肥，根據生長期每次每盆按照相應的配比濃度進行施肥，共1 L。2020年5月份移栽種苗，于2020年11月進行采樣。

表1 氮磷鉀不同施肥配比及濃度Tab.1 Different fertilization ratios and concentrations of nitrogen，phosphorus and potassium

2.2 植株形態指標的測定 每個處理取6株，測量其根長、根粗。根長為根部最末端至蘆頭處的長度，根粗為主根最粗部分直徑。將所取丹參鮮樣品地上部分和地下部分分開，帶回實驗室于105℃殺青15 min，65 ℃烘箱中干燥，稱干質量[12]。

2.3 土壤理化性質測定 采集不同配方施肥處理下的丹參根際土壤，去除表面動植物殘體，干燥、粉碎、過篩后，用于測定土壤理化性質。水解氮、速效磷、速效鉀測定原理分別為靛酚藍比色法、碳酸氫鈉浸提法、酸溶法，土壤pH采用酸度計測定。

2.4 養分含量測定 分別精確稱取0.500 0 g丹參地上和地下各部分干樣，加入濃硫酸和有機肥加速劑消解，定容后用NT-GF肥料養分測定儀測定植株樣品中的全氮、全磷、全鉀含量。

2.5 化學成分含量測定 丹參采收后，粉碎，過3號藥篩用于化學成分測定。采用紫外分光光度法（UV-VIS）測定總丹參酮和總丹酚酸含量；高效液相色譜法（HPLC-UV）測定藥典指標性成分丹參酮類（隱丹參酮、丹參酮Ⅰ、丹參酮ⅡA）和丹酚酸B的含量[13]。

2.6 統計學方法 采用SPSS 26.0軟件進行統計分析，數據以均數±標準差（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用Ducann法，P<0.05表示差異有統計學意義。

3 結果與分析

3.1 氮磷鉀配施對丹參生長狀況的影響

3.1.1 氮磷鉀配施對丹參植株形態的影響 由表2可知，與空白組比較，丹參根長和根粗均有明顯增加，各施肥處理組之間丹參根部直徑和根長存在差異，有統計學意義（P＜0.05）。其中N2P2K3處理對丹參根直徑影響最大，直徑達11.62 mm，與對照組相比增加78.76%；N2P3K2對丹參根長度影響最大，根長為39.08 cm，與對照組相比增加了62.15%。

表2 氮磷鉀配方施肥對丹參生長的影響Tab.2 Effects of N，P and K fertilizer on the growth of salvia miltiorrhiza

在 P2K2水平下，4個 N單因素的處理即N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2和 N3P2K2施肥水平下丹參根部直徑分別為 8.30、10.62、9.87、10.96 mm，其變化趨勢為 N0＜N2＜N1＜N3，可見施入氮肥能夠有效增大丹參根直徑；在N2K2水平下，4個P單因素N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2和 N2P3K2水平下丹參根部直徑為8.96、11.32、9.87、9.98 mm，其變化趨勢為 P0＜P2＜P3＜P1，表明施用磷肥可以有助于丹參直徑增大，但施入量過多反而會抑制丹參直徑；在N2P2水平下，4個K單因素 N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2和 N2P2K3下丹參根部直徑分別為 9.32、10.17、9.87、11.62 mm，其變化趨勢為 K0＜K2＜K1＜K3，表明施用鉀肥可以促進丹參直徑的增大。

4個N單因素處理下丹參根長分別為36.92、28.92、31.58、32.65 cm，其變化趨勢為 N1＜N2＜N3＜N0，表明一定范圍內施用氮肥能夠促進丹參根長，但是過量不利于丹參伸長；4個P單因素處理下丹參根長分別為 29.83、31.67、31.58、39.08 cm，其變化趨勢為 P0＜P2＜P1＜P3，表明丹參根長與磷肥施入量呈正相關關系；4個K單因素下丹參長度分別為32.08、23.00、31.58、28.3 cm，其變化趨勢為 K1＜K3＜K2＜K0，表明鉀肥不利于丹參根部的伸長。

3.1.2 氮磷鉀配施對丹參地上和地下干物質的影響 與N0P0K0相比，各施肥處理組丹參地上和地下部分干物質累計均有明顯提高，各施肥配比間存在統計學差異（P＜0.05）。植物根冠比值（R/T）是指植物地下部分與地上部分的干質量比，其大小反映了植物地下部分與地上部分之間的相關性[11]。丹參作為根莖類藥材，R/T值越大越有利于丹參產量的增加。氮磷鉀配方施肥R/T值，其中N3P2K2處理值最大；但結合丹參干物質累積情況而言，綜合考慮N2P1K2施肥配比更有利于丹參產量的增加。見表2。

3.2 氮磷鉀配施對土壤理化性質的影響

3.2.1 氮磷鉀配施對土壤pH的影響 不同處理下土壤pH均有統計學差異（P＜0.05）。與空白組相比，除N1P2K1其余施肥配比pH均高于空白組，表明氮磷鉀配方施肥能夠提高土壤pH。缺乏N、P、K時，各處理下土壤pH從高到底分別為N2P0K2＞N0P2K2＞N2P2K0＞N0P0K0，說明磷肥對于pH的影響最為明顯，施入磷肥可提高土壤pH，增加土壤的堿性。見圖1A。

圖1 氮磷鉀配施對土壤理化性質的影響Fig.1 Effects of different fertilization treatments on soil physiochemical properties

3.2.2 氮磷鉀配施對土壤養分的影響 氮磷鉀配方施肥下土壤中銨態氮、速效磷、速效鉀含量差異具有統計學意義（P＜0.05），其中，在 P2K2水平下，4 個N 單因素的處理即 N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2和 N3P2K2水平下土壤中NH4+-N含量分別為21.33、22.17、32.70、32.43 mg/kg，見圖1B，其變化趨勢為 N0＜N1＜N3＜N2，可見土壤中NH4+-N含量隨著施氮肥量增大整體上呈上升趨勢，表明施入氮肥能夠有效提高土壤中NH4+-N含量。在N2K2水平下，4個P單因素N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2和 N2P3K2水平下土壤中速效磷含量分別為 7.20、7.97、8.37、8.43 mg/kg，見圖1C，其變化趨勢為 P0＜P1＜P2＜P3，表明速效磷含量與磷肥施入量呈正相關關系。在N2P2水平下，4個K單因素 N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2和 N2P2K3下土壤中速效鉀含量分別為 123.90、127.60、139.10、125.33 mg/kg，見圖1D，其變化趨勢為 K0＜K3＜K1＜K2，表明施用鉀肥可以提高土壤中鉀肥含量。

3.3 氮磷鉀配施對丹參養分吸收及分配影響

3.3.1 氮磷鉀配施對丹參植株中全氮含量的影響 不同施肥處理下丹參地上和地下部分養分含量差異具有統計學意義（P＜0.05），見表3。其中不施肥處理和 4個 N單因素變化的處理即 N0P0K0、N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2處理的地上部分全氮含量分別為 1.50%、2.37%、2.40%、3.37%、2.80%，氮肥施入量不同的處理其地上部分全氮含量的變化趨勢大致為 N0＜N1＜N3＜N2。其中不施肥處理和 4個 N 單因素變化的處理即N0P0K0、N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2處理的地下部分全氮含量分別為1.37%、2.27%、1.83%、2.20%、2.00%，氮肥施入量不同的處理其地下部分全氮含量的變化趨勢大致為N0＜N1＜N3＜N2。表明施入氮肥能夠有效提高丹參地上部分和地下部分全氮含量，但施入量過多反而會降低其全氮含量。

表3 氮磷鉀配施對丹參養分積累的影響Tab.3 Effects of combined application of N，P and K on the accumulation of nutrients of salvia miltiorrhiza mg/g

3.3.2 氮磷鉀配施對丹參植株中全磷含量的影響 其中不施肥處理和4個P單因素變化的處理即N0P0K0、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2處理的地上部分全磷含量分別為1.57%、2.40%、2.57%、2.87%、5.60%，磷肥施入量不同的處理其地上部分全磷含量的變化趨勢大致為 P0＜P1＜P2＜P3。其中不施肥處理和 4個 P單因素變化的處理即 N0P0K0、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2處理的地下部分全磷含量分別為 2.47%、2.37%、2.93%、2.67%、2.67%，磷肥施入量不同的處理其地下部分全磷含量的變化趨勢大致為 P0＜P2≈P3＜P1。表明磷肥的施入可顯著提高丹參地上部分全磷含量，而磷肥過量施入會降低丹參地下部分全磷含量。見表3。

3.3.3 氮磷鉀配施對丹參植株中全鉀含量的影響 其中不施肥處理和4個K單因素變化的處理即 N0P0K0、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2、N2P2K3處理的地上部分全鉀含量分別為 0．13%、1．17%、1．27%、1．40%、1．03%，鉀肥施入量不同的處理其地上部分全鉀含量的變化趨勢大致為 K0＜K3＜K1＜K2。其中不施肥處理 4個 K單因素變化的處理即 N0P0K0、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2、N2P2K3處理的地下部分全鉀含量分別為 0．50%、1．57%、1．10%、0．87%、1．27%，鉀肥施入量不同的處理其地下部分全鉀含量的變化趨勢大致為 K0＜K2＜K1＜K3。表明施入鉀肥可顯著提高丹參植株全鉀含量。見表3。

3.4 氮磷鉀配施對丹參指標性成分含量影響

3.4.1 配方施肥對丹參酮類含量影響 除N3P2K2組外，其余各組丹參酮類含量與空白組相比均有提升，其中 N0P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N1P1K2和 N2P1K1效果差異具有統計學意義（P＜0．05），其中 N2P2K0丹參酮類含量最高，為6．26 mg/g。N0P0K0處理與其中4個N 單因素的處理下即 N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2和 N3P2K2水平下丹參酮類含量為分別為 3．07、5．93、4．75、4．20和2．97 mg/g，4個不同施氮水平下丹參酮類含量變化趨勢為 N3＜N2＜N1＜N0，丹參酮類含量隨著施氮水平提高降低，說明施用過量氮肥反而會降低丹參酮類含量；N0P0K0處理和4個P單因素水平的處理N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2和 N2P3K2下丹參酮類含量分別為3．07、3．87、3．33、4．20、5．33 mg/g，磷肥不同施入水平處理下丹參酮類含量的變化趨勢為 P0＜P1＜P3＜P2，在P0～P2范圍內，磷肥施入量與丹參酮類含量成正比，但是施入過多磷肥則會降低丹參酮類含量；N0P0K0處理和4個K單因素水平的處理N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2和 N2P2K3下丹參酮類含量分別為 3．07、6．26、4.39、4.20、3.88 mg/g，鉀肥不同施入水平下丹參酮類含量變化趨勢為 K3＜K1＜K2＜K0，說明施入過量鉀肥會降低丹參酮類含量。見表4。

表4 氮磷鉀配施對丹參化學成分含量影響Tab.4 Effects of combined application of N，P and K on chemical composition content of salvia miltiorrhiza mg/g

3.4.2 配方施肥對丹酚酸B含量影響 與N0P0K0處理相比，N2P0K2、N2P1K2和N2P2K2施肥配比下丹酚酸B含量提高，差異具有統計學意義（P＜0.05），其余各組均無統計學差異，其中N2P1K2處理含量最高，為51.45 mg/g。N0P0K0處理與其中4個N單因素的處理下即 N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2和 N3P2K2丹酚酸 B 含量為分別為 34.41、40.60、42.86、50.35 和 30.87 mg/g，4個不同施氮水平下丹酚酸B含量變化趨勢為N3＜N0＜N1＜N2，說明丹酚酸 B 含量在 N0-N2范圍內隨著施氮量增加而提高，但是過量施用氮肥反而會降低丹酚酸B含量。N0P0K0處理和4個P單因素水平的處理 N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2和 N2P3K2下丹酚酸 B 含量分別為 34.41、43.25、51.45、50.35、41.89 mg/g，磷肥不同施入水平處理下丹酚酸B含量的變化趨勢為 P3＜P0＜P2＜P1，說明施入一定量的磷肥能夠提高丹酚酸B含量，但是施入過量磷肥反而會降低丹酚酸B的含量。N0P0K0處理和4個K單因素水平的處理N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2和 N2P2K3下丹酚酸 B 含量分別為 34.41、38.67、38.52、50.35、40.28 mg/g，鉀肥不同施入水平下丹酚酸B含量變化趨勢為K1＜K0＜K3＜K2，鉀肥施入量與丹酚酸B含量之間無明顯規律。見表4。

4 討論

氮磷鉀合理配比及用量不僅能夠提高丹參的產量，而且可以改善其質量，與前人研究結果基本一致[11，14]。研究中發現中量氮、磷、鉀配施更利于丹參產量的提高和品質改善。缺素處理（N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0）和不施肥處理（N0P0K0）與其他施肥處理的丹參地下干質量有顯著性差異，表明氮磷鉀配方施肥對丹參干物質積累量有顯著性影響。土壤養分是植物生長發育的基礎，已有研究發現，施入氮磷鉀肥能夠有效提高對土壤中速效養分含量[15]。周楊等[16]研究結果表明測土配方施肥能有效提高土壤中銨態氮、有效磷、速效鉀含量。本實驗發現適宜的氮磷鉀配施能夠提高土壤中速效養分含量。同時發現，合理施入氮磷鉀肥能夠提高丹參地上和地下部分的分布含量，施用氮磷肥能夠提高丹參地下部分全鉀含量。研究發現，經不同氮磷鉀配方施肥處理的丹參有效成分含量均有顯著性升高，氮、磷肥可促進丹參酮類含量的積累，這一結果與施田田等[14]的結果一致。同是發現，氮、磷、鉀肥對丹酚酸類成分均具有促進作用，說明氮、磷肥對丹參酮類和丹酚酸類積累有重要作用。