鈣鎂元素缺乏對太子參產(chǎn)量和品質(zhì)的影響△

莫興春，李金玲，2，趙致，2*，王華磊，2，劉紅昌，2，曹國璠，羅春麗，2

(1.貴州大學(xué)，貴州 貴陽 550025； 2.貴州省藥用植物繁育與種植重點(diǎn)(工程)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550025)

鈣鎂元素缺乏對太子參產(chǎn)量和品質(zhì)的影響△

莫興春1，李金玲1，2，趙致1，2*，王華磊1，2，劉紅昌1，2，曹國璠1，羅春麗1，2

(1.貴州大學(xué)，貴州 貴陽 550025； 2.貴州省藥用植物繁育與種植重點(diǎn)(工程)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550025)

目的探索鈣鎂元素與太子參產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系。方法以太子參種根為試驗(yàn)材料，采用砂培的方法，研究鈣鎂元素缺乏對太子參產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果缺鈣、缺鎂處理的太子參單個塊根質(zhì)量分別比正常處理低43.59%和28.21%，且單株產(chǎn)量均極顯著低于正常處理；鈣、鎂元素缺乏太子參塊根比重差異不大；不同處理間太子參藥材水分含量差異不大；缺鈣、缺鎂處理浸出物含量極顯著低于正常處理；缺鈣處理灰分含量為4.63%，極顯著高于正常和缺鎂處理，缺鎂處理灰分含量為3.29%，與正常處理差異不大。結(jié)論鈣鎂元素缺乏嚴(yán)重影響太子參產(chǎn)量和品質(zhì)。

太子參；產(chǎn)量；灰分；浸出物

太子參Pseudostellariaheterophylla(Miq.)Pax ex Pax et Hoffm.又名孩兒參，系石竹科孩兒參屬多年生植物，以干燥的塊根入藥，生藥稱太子參。太子參中含皂苷、淀粉及多糖等成分，具益氣健脾、生津潤肺功效。目前，太子參栽培方面的研究主要集中在病蟲害防治、栽培技術(shù)、組織培養(yǎng)與快速繁殖、連作障礙、種子休眠、產(chǎn)地、施肥、脫毒等方面，2003年林偉群等[1]進(jìn)行了太子參高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究，2013年李忠等[2]對施秉縣太子參的主要病蟲害進(jìn)行了研究，2010年夏品華等[3]進(jìn)行了太子參組織培養(yǎng)與快速繁殖的研究，2012年肖承鴻等[4]進(jìn)行了太子參種子休眠與萌發(fā)的研究；微量元素方面僅限于含量方面的研究，2003年張麗艷等[5]對不同產(chǎn)地的太子參微量元素含量的差異進(jìn)行了研究，而微量營養(yǎng)元素失調(diào)方面的研究尚未見報道。為探究鈣鎂元素失調(diào)對太子參產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為保證太子參高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)提供依據(jù)，填補(bǔ)太子參礦質(zhì)元素失調(diào)方面研究的空白，筆者于2012年11月至2013年9月，以太子參種根為材料，采用砂培澆營養(yǎng)液的方式，對太子參鈣鎂元素營養(yǎng)缺乏進(jìn)行研究，為太子參營養(yǎng)元素失調(diào)診斷及施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)設(shè)備

1.1.1 供試材料 太子參種根：色澤黃白、體大飽滿、無病蟲危害、整齊無傷，長(5±0.5)cm、粗(3±0.3)mm、重(3±0.5)g，來源于貴州施秉縣牛大場鎮(zhèn)太子參GAP種植基地。

試劑：營養(yǎng)液采用改良Hoagland-Arnon配方，所需試劑均為化學(xué)純，用1mol·L-1H2SO4調(diào)節(jié)營養(yǎng)液pH=6.5。

基質(zhì)：采用石英砂與蛭石按照3∶1比例混合，石英砂規(guī)格2～4 mm，先用1%鹽酸浸泡一周，然后清水清洗至中性后備用。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備 101-4型電熱鼓風(fēng)干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司)；SX-12-0型箱式電阻爐(天津市泰斯特儀器有限公司)；JF-1204型天平(余姚市金諾天平有儀器限公司)；DK-98-Ⅱ電熱恒溫水浴鍋(天津市泰斯特儀器有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在貴州大學(xué)教學(xué)試驗(yàn)場進(jìn)行，采用單因素砂培盆栽方式進(jìn)行觀察研究。試驗(yàn)設(shè)置3個處理：缺鈣處理、缺鎂處理、正常處理(CK)，每個處理10桶(每桶3株)，重復(fù)3次，隨機(jī)排列。大量元素采用改良Hoagland試驗(yàn)方案見表1。

表1 太子參砂培盆栽試驗(yàn)營養(yǎng)液配方表 /g·L-1

微量元素采用阿農(nóng)微量元素混合液的配方，正常處理、缺鈣元素處理和缺鎂元素處理相同。

1.2.2 試驗(yàn)過程 試驗(yàn)于2011年11月至2012年9月進(jìn)行。在11月25日左右將太子參種根栽種于容積為5 L的黑色塑料桶中，每天澆水1次。待出苗后，先用1/2濃度的營養(yǎng)液培養(yǎng)2周，再用正常濃度的營養(yǎng)液培養(yǎng)，2 d澆營養(yǎng)液1次，每桶澆營養(yǎng)液至營養(yǎng)從桶底流出。每周用純凈水澆灌1次，以沖洗基質(zhì)吸附的鹽分。定時觀察植株生長狀況、測定基質(zhì)溫度及氣溫。

1.2.3 測定指標(biāo) 水分、灰分和浸出物含量測定采用2010年版《中國藥典》方法測定[6]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003處理，DPS 7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鈣鎂元素缺乏對太子參產(chǎn)量的影響

2.1.1 鈣鎂元素缺乏對太子參單株產(chǎn)量的影響(圖1)

圖1 不同處理太子參單株平均產(chǎn)量

由圖1可見，正常處理的太子參單株平均產(chǎn)量最高，為12.73 g，缺鈣、缺鎂處理的太子參單株平均產(chǎn)量分別為7.44 g和10.45 g，各處理之間產(chǎn)量差異達(dá)到極顯著水平。說明鈣鎂元素缺乏嚴(yán)重影響太子參的產(chǎn)量，而鈣元素缺乏對太子參產(chǎn)量的影響極顯著大于鎂元素缺乏對太子參產(chǎn)量的影響。

2.1.2 鈣鎂元素缺乏對太子參單個塊根質(zhì)量的影響(圖2)

圖2 不同處理太子參單個塊根平均質(zhì)量

由圖2可見，正常處理的太子參單個塊根平均質(zhì)量為0.39 g，極顯著大于缺鈣和缺鎂處理，其中缺鈣處理的太子參單個塊根質(zhì)量最低，僅為0.22 g，且缺鈣、缺鎂處理間的差異達(dá)顯著水平。說明鈣鎂元素的缺乏，極大影響了單個太子參塊根質(zhì)量的增加，鈣元素缺乏更為顯著。

2.2.3 鈣鎂元素缺乏對太子參比重的影響(圖3)

圖3 不同處理太子參的塊根比重

塊根比重是塊根質(zhì)量與體積的比值，主要反映塊根質(zhì)量與體積之間的關(guān)系。由圖3可見，不同處理的太子參，塊根比重都在1左右，其中正常處理的塊根比重最大，為1.10，但不同處理之間差異不大，均未達(dá)到顯著水平。結(jié)合單個塊根質(zhì)量，可以看出鈣鎂元素的缺乏，不僅影響了太子參塊根質(zhì)量的增加，對塊根體積的變化也產(chǎn)生了一定程度的影響。

2.2 鈣鎂元素缺乏對太子參品質(zhì)的影響

2.2.1 鈣鎂元素缺乏對太子參水分的影響(圖4)

由圖4可見，以正常處理太子參烘干至恒重為標(biāo)準(zhǔn)，各處理太子參水分含量都達(dá)到2010年版《中國藥典》規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。不同處理的太子參之間，缺鈣處理的水分含量最高，其含量為12.88%，比正常處理高0.76%，比缺鎂處理高1.35%，缺鎂處理的太子參水分含量比正常處理低0.59%，不同處理之間太子參水分含量差異不顯著。說明太子參在缺乏鈣鎂元素的條件下，太子參水分含量受到的影響不大。

2.2.1 鈣鎂元素缺乏對太子參灰分的影響(圖4)

圖4 不同處理太子參的水分、灰分含量

灰分指植物組織經(jīng)灼燒后殘留的無機(jī)物，為各種礦質(zhì)元素的氧化物。由圖4可見，缺鈣處理的灰分含量最高，含量為4.63%，極顯著高于正常、缺鎂處理的灰分含量，但正常處理與缺鎂處理之間差異不大，未達(dá)到顯著水平。研究表明，生境對灰分含量具有顯著影響[7]，說明缺乏鈣、鎂元素時，太子參灰分含量受到嚴(yán)重影響，而鈣元素缺乏的影響表現(xiàn)得更為顯著。

2.2.3 鈣鎂元素缺乏對太子參浸出物的影響(圖5)

圖5 不同處理的太子參浸出物含量

由圖5可見，正常處理的太子參浸出物含量極顯著高于缺鈣、缺鎂處理的太子參浸出物含量，其中，正常處理的太子參浸出物含量為30.74%，而缺鈣處理的太子參浸出物含量為28.19%，比正常處理低2.55%，缺鎂處理的太子參浸出物含量為28.68%，比正常處理的太子參浸出物含量低2.06%，但缺鈣、缺鎂處理之間差異不顯著。說明鈣、鎂元素缺乏嚴(yán)重影響太子參塊根水溶性物質(zhì)的積累。

3 結(jié)論與討論

鈣、鎂元素均屬于中微量元素，對提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)有非常重要的作用[8]，長期以來，藥用植物在種植上與普通作物無異，只重視氮、磷、鉀肥的施入，而忽略了中微量元素的施入，造成作物產(chǎn)量的增加和品質(zhì)的提升都受到了限制。前人研究表明，在施氮、磷、鉀肥的基礎(chǔ)上，增施中微量元素，不僅能提高作物產(chǎn)量，還能改善作物品質(zhì)[8-9]。

劉桂東等[10]的研究表明，鈣具有穩(wěn)固細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的作用，缺鈣常使植物生理代謝活動發(fā)生絮亂，進(jìn)而引發(fā)生理病害的發(fā)生，王之堅(jiān)等[11]也指出，缺鈣導(dǎo)致了作物生長發(fā)育遲緩，抵抗自然災(zāi)害能力下降，植物細(xì)胞受到損傷，直接影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，增施鈣肥能促進(jìn)作物健壯生長，抗逆性增強(qiáng)，增產(chǎn)幅度加大。鎂是作物生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)元素之一，鎂在植物光合作用和許多生理代謝過程中起著非常重要的作用[12]，缺鎂導(dǎo)致葉綠素形成受到影響，致使葉片顏色變淡，光合作用受阻，物質(zhì)轉(zhuǎn)化也受到嚴(yán)重影響。研究表明，增施鎂肥有利于葉綠素的形成，促進(jìn)光合作用，提升凈光合速率，并可延緩葉片衰老和提高其抗衰老能力；同時有利于植物的生長發(fā)育，為果實(shí)的生長發(fā)育提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)[13]，馮紅柳等[14]進(jìn)一步指出土壤交換性鎂含量低于土壤交換性鎂的臨界值(50 mg·kg-1)時，作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和產(chǎn)值明顯下降。本試驗(yàn)結(jié)果表明，太子參在鈣鎂元素缺乏的條件，無論是單株產(chǎn)量還是單個塊根質(zhì)量都極顯著低于正常條件下的太子參的單株產(chǎn)量和單個塊根質(zhì)量，這與前人研究結(jié)果一致，說明鈣鎂營養(yǎng)元素缺乏嚴(yán)重影響太子參的產(chǎn)量，增施鈣鎂營養(yǎng)元素可以提高太子參的產(chǎn)量。

作物的品質(zhì)直接影響其商品價值，而藥材品質(zhì)的好與壞對藥效產(chǎn)生不可忽視的影響。2010年版《中國藥典》規(guī)定，太子參水分不得過14.0%，總灰分不得過4.0%，浸出物含量不得低于25.0%[6]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同處理之間，太子參水分含量差異不大，由此很難看出鈣鎂元素缺乏對太子參品質(zhì)的影響；前人研究表明，浸出物含量的高低說明藥材的優(yōu)劣[15]，在本試驗(yàn)中，缺鈣、缺鎂處理的太子參浸出物含量極顯著低于正常處理的太子參浸出物含量，原因可能是鈣鎂元素與太子參水溶性物質(zhì)的形成有關(guān)；但缺鈣處理的灰份含量最高，缺鎂處理的灰分含量最低，相關(guān)研究表明，灰分含量的高低與植物吸收礦質(zhì)營養(yǎng)元素的量有關(guān)[7，16]，同時，前人研究結(jié)果指出，鈣、鎂營養(yǎng)之間存在拮抗作用，且鎂能促進(jìn)植物對其他營養(yǎng)元素的吸收[12，17]，說明了當(dāng)鎂元素存在時，植物對其他營養(yǎng)元素的吸收量有所增加，反之，當(dāng)鎂元素缺乏時，植物對其他營養(yǎng)元素的吸收量有所減少，正好解釋了本次試驗(yàn)中灰分含量的變化。相關(guān)研究還表明，灰分含量越高，有機(jī)物含量越低[16]。

本實(shí)驗(yàn)期間，觀察到缺鈣處理的太子參葉片顏色偏淡，上下表面凹凸不平，畸形；缺鎂處理的太子參葉片脈間失綠嚴(yán)重，顏色偏淡，培養(yǎng)一段時間后無新葉抽出；采收時，均呈現(xiàn)須根較多，膨大塊根少而小，顯著小于正常處理的太子參的膨大塊根。說明了太子參在鈣、鎂營養(yǎng)失調(diào)的條件下，生長發(fā)育受到影響，但本試驗(yàn)并未對生長狀況、葉綠素含量、根冠比等指標(biāo)進(jìn)行測定，故而鈣鎂元素缺乏對太子參生長發(fā)育的影響還需要進(jìn)一步探究。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及觀察到的現(xiàn)象，鈣鎂元素缺乏對太子參的生長發(fā)育造成了嚴(yán)重的影響，進(jìn)而降低了太子參的產(chǎn)量和品質(zhì)。在種植太子參時，為保證太子參的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，不但要重視氮、磷、鉀肥的施入，還要重視鈣、鎂肥的施入，具體施入量，需結(jié)合土壤鈣鎂含量具體情況進(jìn)行進(jìn)一步探究。

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EffectsontheYieldandQualityofPseudostellariaheterophyllabyTreatmentsofCalciumand

MagnesiumDeficiencyMOXingchun1，LIJinling1，2，ZHAOZhi1，2*，WANGHualei1，2，LIUHongchang1，2，CAOGuofan1，LUOChunli1，2

(1.AgriculturalCollege，GuizhouUniversity，Guiyang550025，China； 2.Key(Engineering)LaboratoryofBreedingandPlantingofTraditionalChineseMedicine，Guiyang，550025，China)

Objective：The relationship between calcium，magnesium nutrition and the yield-quality ofPseudostellariaheterophyllawere studied.MethodsThe yield and quality of the plant were studied by sand culture with the root as the experimental materials.ResultsThe results showed that the single root weight of calcium and magnesium deficiency treatment was lower than the normal 43.59% and 28.21% respectively，as well as the plant yield was lower than the normal.The difference of root proportion was not significant among various treatments，and the moisture content of medicinal herbs was the same.The extractum content of Ca and Mg deficiency was very remarkably less than normal.The ash content of Ca deficiency was significantly higher than Mg deficiency and the normal，which was 4.63%.The ash content of Mg deficiency was 3.29% and the normal was little different.ConclusionThe yield and quality ofP.heterophyllawere affected by the treatments of Calcium and Magnesium deficiency.

Pseudostellariaheterophylla(Miq.)Pax ex Pax et Hoffm.；Yield；Ash；Extractum

國家自然科學(xué)基金(31260305)；貴州省科技廳中藥現(xiàn)代化項(xiàng)目[施中藥科合專項(xiàng)(2010)03號]；貴州省科技廳中藥現(xiàn)代化項(xiàng)目[施中藥科合專項(xiàng)(2012)05號]；貴州省科技廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃項(xiàng)目，黔科合計(jì)Z字[2010]4015；貴州省發(fā)展和改革委員會高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目(黔發(fā)改高技[2009]2805)；貴州省科技廳創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目(黔科合人才團(tuán)隊(duì)[2010]4006)

*

趙致，教授，研究方向：藥用植物生產(chǎn)理論與實(shí)踐；Tel：(0851)3854344，E-mail：zzhao@gzu.edu.cn

10.13313/j.issn.1673-4890.2014.07.007

2014-01-06)