商洛黃芩氮磷鉀不同配比施肥效應(yīng)研究

張曉虎

摘要 [目的]研究商洛黃芩氮磷鉀不同配比的施肥效應(yīng)。[方法]以商洛黃芩為研究材料，在探討不同施肥處理的產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，采用3因素2次飽和-D最優(yōu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行田間試驗(yàn)，獲取黃芩的產(chǎn)量數(shù)據(jù)；并采用超聲提取比色法測(cè)定黃酮的含量，采用超聲循環(huán)提取紫外分光光度法測(cè)定黃芩苷的含量；根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)量和肥料投入，計(jì)算增收率。[結(jié)果]依據(jù)黃芩產(chǎn)量并保證品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益得出氮磷鉀配施優(yōu)于單施和兩兩配施，處理8（折合N 53.13、P2O5 224.89、K2O 224.89 kg/hm2）和處理10（折合N 149.93、P2O5 224.89、K2O 79.7 kg/hm2）為較優(yōu)的2個(gè)施肥配比。[結(jié)論]該方法為商洛黃芩優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供了合理的施肥依據(jù)。

關(guān)鍵詞 黃芩（RADIX SCUTELLARIAE）；氮磷鉀配比；產(chǎn)量；有效成分；經(jīng)濟(jì)效益；商洛

中圖分類號(hào) S567 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）11-03232-03

Abstract [Objective] To study application of different ratio NPK on Radix Scutellariae in Shangluo City. [Methods] Taking Radix Scutellariae in Shangluo City as study material， on the basis of studying yield， quality and economic benefit of different fertilization application； using 3factor quadratic saturation Doptimal design scheme to conduct field experiment and obtain yield data of Radix Scutellariae； using FolinCiocaheu method to measure content of Flavonoids；calculating the yield growth rate according to experimental yield and fertilizer input. [Result] NPK application is better than application of single element or two elements. Process 8 （converted to N 53.13， P2O5 224.89 and K2O 224.89 kg/hm2） and Process 10 （converted to N 149.93， P2O5 224.89 and K2O 79.7 kg/hm2） are two better application ratios. [Conclusion] This method provides a reasonable fertilizer application basis for high quality and high yield cultivation of Radix Scutellariae in Shangluo City.

Key words RADIX SCUTELLARIAE；NPK ratio； Yield； Effective composition； Economic benefit； Shangluo City

藥用植物黃芩（RADIX SCUTELLARIAE）為唇形科黃芩屬（Scutellaria）多年生草本植物黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）的根，別名山茶根、黃芩茶，始載于東漢《神農(nóng)本草經(jīng)》，是我國常用的一種大宗傳統(tǒng)中草藥[1]。黃芩味苦、性寒，有清熱、燥濕、解毒、止血和安胎等功能。近年來研究表明，黃芩的指標(biāo)成分黃芩苷具有多方面的藥理活性，其作用表現(xiàn)在清除氧自由基、減輕組織的缺血再灌注損傷、調(diào)節(jié)免疫和促進(jìn)細(xì)胞凋亡等方面，隨著生物技術(shù)的發(fā)展以及中藥化學(xué)成分分離水平的提高，黃芩苷在抗氧化、抗腫瘤、抗菌、抗炎、抗病毒、抗腫瘤以及治療心血管疾病等方面具有開發(fā)應(yīng)用潛力，表明黃芩是一種開發(fā)利用價(jià)值較大的中藥材[2]。由于市場(chǎng)需求的日益增加，野生資源劇減，黃芩的人工栽培面積在不斷擴(kuò)大。然而與其他多數(shù)藥用植物一樣，在人工栽培黃芩的生產(chǎn)實(shí)踐中缺乏系統(tǒng)的規(guī)范化的技術(shù)指導(dǎo)，致使產(chǎn)量不穩(wěn)、質(zhì)量不高，甚或有的藥源基地所產(chǎn)黃芩的品質(zhì)達(dá)不到《中華人民共和國藥典》的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。黃芩是陜西省商洛市重點(diǎn)發(fā)展的“五大商藥”之一，由于缺乏合理施肥的科學(xué)依據(jù)，特別是氮磷鉀“三要素”的合理用量與配比，藥農(nóng)盲目施肥比較普遍，致使黃芩的產(chǎn)量和品質(zhì)難以保障，經(jīng)濟(jì)收益不穩(wěn)定，在一定程度上影響了商洛中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3]。筆者通過探討商洛黃芩氮磷鉀不同配比對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，在綜合考慮黃芩產(chǎn)量、質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，確定氮磷鉀優(yōu)化施肥配比，以期為商洛黃芩優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供合理的施肥依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象 試驗(yàn)藥材品種是商洛主栽黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi），供試種子于試驗(yàn)前1年采自商洛市商州區(qū)沙河子鎮(zhèn)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)區(qū)概況與供試土壤性狀。于2011～2012年在陜西省商洛市商州區(qū)劉灣街道辦事處任塬村布置田間試驗(yàn)。試驗(yàn)區(qū)海拔698 m，地勢(shì)平坦，屬南暖溫帶半濕潤半干旱氣候區(qū)。年均降水量715 mm，年均日照時(shí)數(shù)2 153.7 h，年均氣溫12.9 ℃，無霜期248 d。土壤類型為褐土，土層厚度0.95～1.35 m，適宜黃芩生長(zhǎng)。供試土壤理化特性測(cè)定結(jié)果見表1[4]。

1.2.2 田間試驗(yàn)內(nèi)容。田間試驗(yàn)方案為氮、磷、鉀3因素2次飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)[5]，設(shè)置10個(gè)處理、3次重復(fù)，共計(jì)30組，田間隨機(jī)排列，試驗(yàn)小區(qū)面積4 m×6 m=24 m2。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案見表2。

2011年4月中旬播種，試驗(yàn)小區(qū)行距為25 cm、播種深度為1～2 cm、各小區(qū)按照16行進(jìn)行條播，每行播種量為5 g，每小區(qū)為80 g，小區(qū)之間進(jìn)行保護(hù)行撒播；5月上旬出苗；苗高10 cm左右時(shí)間苗保持苗間距為6 cm。除試驗(yàn)施肥配比以外，其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)同大田管理。田間試驗(yàn)所用氮肥為尿素（含N 46%）、磷肥為過磷酸鈣（含P2O5 16%）、鉀肥為硫酸鉀（含K2O 51%）。播種前整地時(shí)過磷酸鈣、硫酸鉀作基肥一次施入；尿素的1/3作基肥施入、其余2/3作為追肥分2年施入。

1.2.3 產(chǎn)量測(cè)定。黃芩產(chǎn)量以其根去皮的干重作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[6]。2012年11月上旬在試驗(yàn)2年生黃芩枯萎期收獲，每小區(qū)采挖4 m2，將根部分離、洗凈、去皮，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，電子天平測(cè)定根干重，再推算至每公頃產(chǎn)量。

1.2.4 根部有效成分測(cè)定。藥用植物作為藥品原料，其栽培收獲物不僅要考慮產(chǎn)量，而且要考慮有效成分含量?，F(xiàn)代研究表明，中藥材的化學(xué)成分相當(dāng)復(fù)雜，其共同影響著藥用植物的質(zhì)量和藥用價(jià)值。同時(shí)研究氮磷鉀不同配比施肥對(duì)其眾多化學(xué)成分含量的影響既不現(xiàn)實(shí)也沒必要，依常規(guī)評(píng)價(jià)中草藥質(zhì)量一般選取其指標(biāo)成分含量即可。

作為黃芩的主要化學(xué)成分黃酮，通過分離鑒定已經(jīng)得到黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素、千紙層素等一百多種化合物。我國《藥典》指出：黃酮類化合物為黃芩的主要有效成分，其中黃芩苷為指標(biāo)成分且其含量不得低于9%[6]。通常黃芩以其根部入藥，因此，試驗(yàn)測(cè)定黃芩根的黃酮和黃芩苷含量，選擇黃芩苷含量作為其質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要依據(jù)。

為了比較1年生與2年生黃芩根部有效成分積累變化情況，分別對(duì)試驗(yàn)第1年和第2年枯萎期采集的樣品進(jìn)行測(cè)定。采用對(duì)角線取樣，每次每小區(qū)采10株，共30株。黃芩根烘干后用小型植物粉碎機(jī)粉碎、過篩，采用超聲提取比色法測(cè)定黃酮的含量[7]，采用超聲循環(huán)提取紫外分光光度法測(cè)定黃芩苷的含量[8]。

1.2.5 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算。栽培實(shí)踐中通常以2年生黃芩根為收獲銷售對(duì)象。根據(jù)2年生黃芩田間試驗(yàn)產(chǎn)量，參照黃芩市場(chǎng)行情、肥料投入情況，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)黃芩產(chǎn)量的影響 藥用植物黃芩的收獲對(duì)象為其根部，施肥的產(chǎn)量效應(yīng)可用不同施肥配比根的產(chǎn)量差異表明。由表3可知，各施肥配比的產(chǎn)量均大于對(duì)照（處理1），說明施肥可以增產(chǎn)。比較處理2、3、4可知，單氮、單磷、單鉀對(duì)黃芩的增產(chǎn)效應(yīng)為磷肥>氮肥>鉀肥；依次分別比較2種元素配施及氮磷鉀3元素均施的處理可知，氮、磷、鉀對(duì)產(chǎn)量的增效為磷肥>氮肥>鉀肥。8、9、10號(hào)為產(chǎn)量最高的3個(gè)處理，表明最利于黃芩產(chǎn)量提高的是氮磷鉀3元素配施；其中以8號(hào)小區(qū)處理最大，增產(chǎn)率達(dá)到36.920%；其次為10號(hào)處理，增產(chǎn)率達(dá)到35.784%。

2.2 不同施肥處理對(duì)黃芩根有效成分的影響 黃芩根中最重要的次生代謝物是黃酮。由表4可知，不同施肥配比間1年生黃芩根中黃酮含量差異顯著（P<0.05），其中處理4（N0P0K3）的黃酮含量最低，僅為處理1（N0P0K0）的82.70%，說明單施鉀不利于黃酮的合成；其余的8個(gè)處理黃酮含量均顯著高于處理1（P<0.05）。處理3（N0P3K0）含量最高，為處理1（對(duì)照）的158.94%，表明單施磷最有利于黃芩根中黃酮的合成；其次是處理8（N1P3K3），為對(duì)照處理的149.87%。2年生黃芩處理3（N0P3K0）、處理5（N0P2K2）、處理7（N2P2K0）和處理8（N1P3K3）黃酮含量和處理1差異不顯著（P>0.05），其余處理均顯著低于對(duì)照組的黃酮含量（P<0.05），以處理2（N3P0K0）最低，僅為對(duì)照組的72.21%。經(jīng)對(duì)2年黃芩根中黃酮含量的差異比較，可見不同施肥配比變化規(guī)律有所不同，其中第2年增幅較大的處理為N0P0K0、N0P0K3和N2P2K0，分別是前1年的157.11%、149.96%和130.80%；而處理N0P3K0和N1P3K3分別是前1年黃酮含量的93.01%和90.64%。

黃芩苷是《藥典》規(guī)定的黃芩的指標(biāo)成分，要求根中含量不得少于9.0%。試驗(yàn)各處理組的1年生黃芩苷含量均高于9%。對(duì)3個(gè)施單種肥料的處理比較可見，第1年栽種中氮、磷利于根中黃芩苷的合成，且磷肥>氮肥，單施鉀肥對(duì)黃芩苷影響不顯著（P>0.05）；在兩兩配施中，磷鉀配施和氮磷配施有利于黃芩苷合成，氮鉀配施與單施鉀肥相似，與對(duì)照組（N0P0K0）差異不顯著（P>0.05）；3元素均施黃芩苷含量顯著高于對(duì)照處理（P<0.05）。在所有處理中以N0P3K0處理的黃芩苷含量最高，為對(duì)照組的144.77%，表明單施磷最有利于黃芩苷的生成。由表4可知，N2P2K0是2年生試驗(yàn)中唯一一個(gè)黃芩苷含量顯著高于對(duì)照組的處理，為對(duì)照的123.97%；N3P0K0、N0P0K3、N2P0K2處理的黃芩苷含量則顯著低于對(duì)照（P<0.05），分別為對(duì)照的83.40%、85.10%和88.61%；其余的處理和對(duì)照差異不明顯。對(duì)2年數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，第2年黃芩苷的含量較前1年均有所增加，其中以對(duì)照組增幅最大，為前1年的177.57%；其次是N2P2K0處理，為前1年的166.14%。值得注意的是第1年不同施肥配比的黃芩苷含量顯著高于對(duì)照或沒有明顯差異，但在第2年除N2P2K0處理外，其余的處理顯著低于對(duì)照或與對(duì)照沒有差異。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)以商洛主栽黃芩品種為試驗(yàn)對(duì)象，根據(jù)供試地土壤肥力狀況，通過對(duì)10個(gè)不同施肥獲取的2年生黃芩根產(chǎn)量數(shù)據(jù)、1年生和2年生黃芩根部黃酮及黃芩苷含量的測(cè)定并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，得到以下結(jié)論：

（1）施肥能顯著提高黃芩藥材產(chǎn)量。試驗(yàn)中各施肥處理的產(chǎn)量均大于不施肥的對(duì)照處理（N0P0K0）的產(chǎn)量，增產(chǎn)率在5.559%～36.920%，說明施肥可以增產(chǎn)；氮、磷、鉀對(duì)黃芩產(chǎn)量的增效為磷肥>氮肥>鉀肥；氮磷鉀3元素配施最有利于提高黃芩的產(chǎn)量，其中以8號(hào)小區(qū)處理最大，增產(chǎn)率達(dá)到36.920%；其次為10號(hào)處理，增產(chǎn)率達(dá)到35.784%。研究表明施肥是滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的營養(yǎng)元素的物質(zhì)基礎(chǔ)，是藥用植物栽培實(shí)踐中提高產(chǎn)量的重要措施，而施肥增效的關(guān)鍵是根據(jù)藥用植物的需肥規(guī)律、當(dāng)?shù)赝寥婪柿顩r，確定氮磷鉀“三要素”的配比及其用量。

（2）一般認(rèn)為合理施肥能夠促進(jìn)藥用植物有效成分的積累[9-13]，然而在生產(chǎn)實(shí)踐中高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)往往難以兼得。黃酮為黃芩根中最為重要的有效成分，其中黃芩苷為指標(biāo)成分。從試驗(yàn)取得的不同施肥處理對(duì)1年生及2年生黃芩根的黃酮和黃芩苷含量的影響數(shù)據(jù)看，不同施肥處理變化規(guī)律不盡相同；但所有處理黃芩苷含量均高于9%，符合《中華人民共和國藥典》規(guī)定的黃芩的指標(biāo)成分——根中黃芩苷含量不得少于9.0%的要求。研究表明，施肥對(duì)黃芩有效成分的影響遠(yuǎn)比其增產(chǎn)效應(yīng)復(fù)雜，這與藥用植物黃芩生長(zhǎng)發(fā)育中營養(yǎng)元素對(duì)重要的次生代謝產(chǎn)物積累的影響、植物生長(zhǎng)環(huán)境、土壤理化狀況等有關(guān)，進(jìn)一步機(jī)理研究有待深化。

（3）根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)量與肥料投入測(cè)算經(jīng)濟(jì)效益，處理8、10的增收率高，分別達(dá)到33.506%和33.156%。選擇這2個(gè)處理可以兼顧藥農(nóng)種植黃芩增產(chǎn)增收的要求。

綜上所述，在研究條件下，依據(jù)黃芩產(chǎn)量并保證品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益得出氮磷鉀配施優(yōu)于單施和兩兩配施，處理8（折合N 53.13、P2O5 224.89、K2O 224.89 kg/hm2）和處理10（折合N 149.93、P2O5 224.89、K2O 79.7 kg/hm2）為較優(yōu)的2個(gè)施肥配比。

建議在測(cè)土評(píng)價(jià)商洛黃芩藥源基地土壤肥力水平的基礎(chǔ)上，調(diào)整氮磷鉀肥料配比；進(jìn)行微量元素對(duì)黃芩生長(zhǎng)的影響研究，在氮磷鉀3元素施肥配方的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化配方施肥方案，研發(fā)適合商洛黃芩種植的專用肥料。

參考文獻(xiàn)

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