鉀素對白花丹參和紫花丹參產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響

張　鋒，韓金龍，倪大鵬，單成鋼

(山東省農(nóng)業(yè)科學院 原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所，濟南　250100)

鉀素對白花丹參和紫花丹參產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響

張鋒，韓金龍，倪大鵬，單成鋼

(山東省農(nóng)業(yè)科學院 原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所，濟南250100)

為研究鉀肥對2種丹參的施用效果，設(shè)置5個不同施鉀處理，對白花丹參和紫花丹參進行人工栽培試驗，測定其產(chǎn)量、有效成分、養(yǎng)分吸收及利用情況。結(jié)果表明：鉀肥與2種丹參產(chǎn)量之間關(guān)系密切，適當施用鉀肥可促其生長，有利于養(yǎng)分往庫的運轉(zhuǎn)。然而，隨施鉀量和產(chǎn)量的增加，鉀素的利用率明顯下降，根中有效成分也降低，但干物質(zhì)產(chǎn)量和有效成分產(chǎn)量均比對照處理提高。白花丹參鉀肥生理利用率較高，而紫花丹參鉀肥的農(nóng)學利用率高于白花丹參。同樣栽培條件下，種植紫花丹參可獲得較高產(chǎn)量，白花丹參可獲得較高丹參酮ⅡA和丹酚酸B產(chǎn)出?？梢?，鉀肥對2種丹參影響規(guī)律相同，白花丹參最適施鉀量為253.6 kg/hm2，紫花丹參為280.3 kg/hm2。

白花丹參；紫花丹參；鉀肥；產(chǎn)量；品質(zhì)

丹參為唇形科鼠尾草屬多年生草本植物的干燥根[1]，是中國重要的傳統(tǒng)大宗中藥材，常年需求量在5萬t以上。根據(jù)開花顏色丹參有紫花和白花2類[2-3]，常用丹參為紫色或紫紅色花冠的紫花丹參(SalviamiltiorrhizaBunge)，白花丹參(SalviamiltiorrhizaBge．f．a(chǎn)lba)為其變型種，花冠為白色或淡黃色，除具有丹參的生物活性和用途外，對治療高血壓、高血脂、血栓性脈管炎具有獨特療效，野生資源十分稀少，屬珍稀瀕危藥用植物[4-7]。

鉀素為植物生長發(fā)育不可缺少的大量營養(yǎng)元素，是60多種酶的輔助因子，在植物體內(nèi)的功能主要是激活酶，促進植物體內(nèi)碳水化合物的運輸和轉(zhuǎn)化[8-10]，在有效成分的合成以及碳、氮代謝過程中起著重要調(diào)節(jié)作用[11]。藥用植物有機成分中的大多數(shù)有效成分為次生代謝產(chǎn)物，鉀素不僅與產(chǎn)量密切相關(guān)，還影響著丹參根中的有效成分，對提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)具有重要意義。

丹參栽培理論研究起步晚，現(xiàn)有報道鮮有鉀肥影響丹參的研究，尤其是白花丹參生產(chǎn)的相關(guān)報道。本試驗以白花丹參和紫花丹參2個栽培種為對象，采用不同施鉀量進行人工栽培試驗，研究其對產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分吸收利用的影響，確定丹參適宜的鉀肥施用量，并探討不同鉀肥施用量對2種丹參生長的影響，為紫花丹參可持續(xù)發(fā)展，以及白花丹參這一珍稀資源的保護、開發(fā)及利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2012年8月至2013年12月在濟南章丘市龍山鎮(zhèn)進行，材料紫花丹參來自山東蒙陰，白花丹參來自萊蕪，采用種子繁殖，2012年8月育苗，2013年4月移栽至大田，種植密度為11萬株/hm2，基施尿素400 kg/hm2，過磷酸鈣350 kg/hm2。

1.2試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個施鉀(K2O)量，分別為0(CK) 、100 kg/hm2(K1)、200 kg/hm2(K2)、300 kg/hm2(K3)、400 kg/hm2(K4)，小區(qū)面積(2×6) m2，隨機排列，重復3次。

1.3測定內(nèi)容與方法

在2013-11-05收獲丹參根，每個處理收獲面積為(2×2) m2。收獲后洗凈泥土，曬干稱量測產(chǎn)。對收獲曬干后的丹參每處理選取有代表性的10株，測量根長、根直徑。

采用HPLC法測定丹參酮ⅡA和丹酚酸B，利用日立L-2000色譜儀，色譜柱為DiamonsilC18(4.6 mm×250 mm，5 μm)，柱溫25 ℃。丹參酮ⅡA的測定以甲醇-水(體積比75∶25)為流動相，檢測波長為270 nm；丹酚酸B以甲醇-乙腈-甲酸-水(體積比30∶10 ∶1∶59)為流動相，檢測波長為286 nm，流速為0.8 mL/min。采用外標法，丹參酮ⅡA和丹酚酸B對照品來自山東省標準品工程技術(shù)研究中心。試驗方法參照《中國藥典》2005版(一部)丹參中丹參酮ⅡA和丹酚酸B測定方法[1]進行。

1.4數(shù)據(jù)處理

鉀肥偏生產(chǎn)力(PEPK)=施鉀處理產(chǎn)量/施鉀量

鉀肥農(nóng)學利用率(AEK)=(施鉀處理產(chǎn)量-對照產(chǎn)量)/施鉀量

鉀肥生理利用率(PEK)=(施鉀處理產(chǎn)量-對照產(chǎn)量)/(施鉀區(qū)鉀積累量-空白鉀積累量)

鉀肥表觀利用率(REK)=(施鉀處理鉀積累量-空白鉀積累量)/施鉀量×100%

采用Microsoft Excel 2007和SPSS統(tǒng)計軟件[12]進行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1鉀肥用量對白花丹參和紫花丹參產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

表1顯示，鉀肥對丹參生長有較大的促進作用。施鉀處理丹參根直徑、根長、單株根干質(zhì)量及產(chǎn)量與CK處理相比都有較大幅度的提高，達到顯著水平。2種丹參之間比較可以看出白花丹參根直徑較紫花丹參小，而根長較紫花丹參大，白花丹參單株根干質(zhì)量和產(chǎn)量與紫花丹參比偏低。這些指標在一定范圍內(nèi)均隨施鉀量增加呈逐漸增加趨勢，隨著施鉀量增加又降低，白花丹參在300 kg/hm2施鉀處理下根直徑和根長最大，在200 kg/hm2施鉀處理下單株根干質(zhì)量和產(chǎn)量最大，而紫花丹參各指標在300 kg/hm2施鉀處理下時均達最高值。

進一步分析表明，白花丹參產(chǎn)量(y1)和紫花丹參產(chǎn)量(y2)與施鉀量(x)之間呈極顯著的一元二次拋物線關(guān)系，回歸方程為y1=-0.026x2+ 13.189x+ 4 107.3，R2= 0.984 7；y2=-0.021 2x2+11.886x+4 188.7，R2=0.986 9，說明丹參產(chǎn)量與施鉀量之間存在密切相關(guān)性，由此可得，白花丹參施鉀量為253.6 kg/hm2時理論產(chǎn)量為最高，可達5 779.9 kg/hm2，紫花丹參施鉀量為280.3 kg/hm2時理論產(chǎn)量可高達5 854.7 kg/hm2。

2.2施鉀量對白花丹參和紫花丹參植株氮、磷、鉀質(zhì)量分數(shù)的影響

各處理丹參植株氮、磷、鉀3種元素質(zhì)量分數(shù)間比較可得(表2)，氮>鉀>磷。不同部位之間氮素、磷素的地上部低于地下部，而鉀素地上部較高，可見，氮素、磷素根系吸收相對較多，向上運輸少。植株氮質(zhì)量分數(shù)紫花丹參地上部高，白花丹參地下部高，地上部磷、鉀白花丹參高于紫花丹參，地下部則相反，表明紫花丹參運輸磷、鉀素能力較強，白花丹參運輸?shù)啬芰^強，鉀肥的增施有利于氮素和磷素由莖葉向塊根的積累運輸。

表1　不同鉀肥處理白花丹參和紫花丹參產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀

注：同列不同字母表示差異顯著(P<0.05 )，下同。

Note:Different letters in the same column mean significant difference(P<0.05),the same hereinafter.

表2　不同鉀肥處理白花丹參和紫花丹參植株氮、磷、鉀的質(zhì)量分數(shù)

2.3施鉀量對白花丹參和紫花丹參有效成分的影響

白花丹參丹參酮ⅡA和丹酚酸B明顯高于紫花丹參(圖1)。不同處理間丹參酮ⅡA隨施鉀水平的提高而降低，丹酚酸B隨施鉀量增加先降低后增加，以K3最低。

通過丹參酮ⅡA和丹酚酸B和塊根產(chǎn)量而計算出的丹參酮ⅡA和丹酚酸B的產(chǎn)量如圖1所示，白花丹參丹參酮ⅡA和丹酚酸B的產(chǎn)量均高于紫花丹參。2種丹參的丹酚酸B產(chǎn)量變化均呈單峰曲線，以K3為最高，CK處理最低。

2.4鉀肥處理對白花丹參和紫花丹參鉀肥利用率的影響

由表3可知，隨著施鉀量的增加，白花丹參和紫花丹參對鉀肥的偏生產(chǎn)力、農(nóng)學利用率和表觀利用率明顯降低，鉀肥的生理利用率以中量(白花丹參K2，紫花丹參K3)處理為最高。從2種丹參對鉀肥利用情況看，白花丹參對鉀素的生理利用率較高，而紫花丹參對鉀肥的表觀利用率高。表明白花丹參吸收單位肥料中的鉀肥能獲得較高的產(chǎn)量增加量，而紫花丹參吸收單位肥料中的鉀肥能獲得較高的鉀素積累量的增加量。

圖1　不同鉀肥處理下2種丹參有效成分(丹參酮ⅡA和丹酚酸B)及產(chǎn)量

3討 論

藥用植物同農(nóng)作物一樣都需要大量的礦質(zhì)元素，不同的是要考慮對有效成分的影響，其施用原則是有效成分必須穩(wěn)定。本試驗增施鉀肥降低丹參的有效成分，其原因可能是鉀素有利于同化物向根部運輸，使得根部碳水化合物比例增加，而合成有效成分的次生代謝并未同步增強，導致丹參根中有效成分降低。但總體來看，2種丹參中丹參酮ⅡA和丹酚酸B的產(chǎn)量，均在300 kg/hm2處理下達到最高。增施鉀肥對植株養(yǎng)分表現(xiàn)為，促進植株對氮和磷的吸收和積累，顯著降低植株地上部氮、磷，促進地上部養(yǎng)分向庫的運轉(zhuǎn)和分配，從而提高根系產(chǎn)量。過量施用鉀肥只能增加作物體內(nèi)的鉀，地上部和地下部鉀素均顯著提高，沒有表現(xiàn)出對產(chǎn)量的顯著貢獻，其偏生產(chǎn)力、農(nóng)學利用率和表觀利用率均明顯下降。因此，應(yīng)適當控制鉀肥施用量，既可獲得高產(chǎn)又能降低施肥成本，還可適當改善丹參的藥用品質(zhì)，提高鉀肥利用效率。

表3　不同鉀肥處理白花丹參和紫花丹參的鉀素利用效率

《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(Good Agricultural Practice簡稱GAP)中規(guī)定“應(yīng)根據(jù)不同種類藥用植物的營養(yǎng)特點及土壤供肥能力，確定肥料施用種類、時間和數(shù)量”。 作為丹參新藥源及重要的育種材料，白花丹參這一山東道地藥材具有很高的研究、種植和開發(fā)價值[12-14]。與紫花丹參相比，白花丹參根長較大，根直徑較小，產(chǎn)量稍低，但白花丹參丹參酮ⅡA和丹酚酸B明顯高于紫花丹參，具有較高的品質(zhì)[15-17]。本研究表明，施鉀量與2種丹參產(chǎn)量間存在極顯著一元二次拋物線關(guān)系，為獲得最大產(chǎn)量，白花丹參最佳施鉀量應(yīng)為253.6 kg/hm2，紫花丹參最佳施鉀量為280.3 kg/hm2，而且施鉀量為300 kg/hm2時，丹參根直徑、根長隨施鉀量的增加而增加，采用最佳施鉀量還可收獲較長和較大直徑的丹參藥材。

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Effects of Potassium Fertilizer on Yield,Quality and Nutrient Uptake ofSalviamiltiorrhizaBge．f．a(chǎn)lba andSalviamiltiorrhizaBunge

ZHANG Feng,HAN Jinlong,NI Dapeng and SHAN Chenggang

(Institute for Application of Atomic Energy,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Jinan250100,China)

To study the effects of potassium fertilization will provide a scientific basis for cultivation ofSalviamiltiorrhizaBunge.Five levels of potassium fertilizer were treated with the materials ofSalviamiltiorrhizaBge．f．a(chǎn)lba (White flower) andSalviamiltiorrhizaBunge (Purple flower).Nutrient uptake,yield and quality were determined.The results showed that yield ofSalviamiltiorrhizaBunge had a close relationship with potassium fertilization.Suitable potassium fertilizer could promote plant growth and increase the transport rate of nutrients to root.However,with the application of the potassium fertilizer,the utilization rate of potassium and the active component in root were declined.But the output of dry matter and active component were increased.SalviamiltiorrhizaBge．f．a(chǎn)lba had higher physiological utilization rate of potassium,but theSalviamiltiorrhizaBunge had higher agronomic utilization rate of potassium.Under the same conditions,higher yields were obtained when plantingSalviamiltiorrhizaBunge.Nevertheless,plantingSalviamiltiorrhizaBge．f．a(chǎn)lba gained more outputs of active ingredients.The most proper application amount of potassium fertilizer is 253.6 kg/hm2for theSalviamiltiorrhizaBge．f．a(chǎn)lba ,and 280.3 kg/hm2forSalviamiltiorrhizaBunge.

SalviamiltiorrhizaBge．f．a(chǎn)lba;SalviamiltiorrhizaBunge; Potassium fertilizer; Yield; Quality

2015-03-18

2015-06-26

Science and Technology Development of Shandong (No.2013GSF11904);The Shandong Major Issue of Agricultural Well Breeds Engineering Foundation (No.2010LZ001-3).

ZHANG Feng,female,associate researcher.Research area:medicinal plant breeding and cultivation physiology research.E-mail:zhangfeng0723@126.com

SHAN Chenggang,male,researcher.Research area: medicinal plant breeding and cultivation research and technology promotion.E-mail:shanchenggang@126.com

(責任編輯：成敏Responsible editor:CHENG Min)

2015-03-18修回日期：2015-06-26

山東省科技發(fā)展計劃(2013GSF11904)；山東省農(nóng)業(yè)良種工程重大課題(2010LZ001-3)。

張鋒，女，副研究員，從事藥用植物育種與栽培生理研究。E-mail：zhangfeng0723@126.com

單成鋼，男，研究員，主要從事藥用植物育種與栽培研究及科技推廣工作。E-mail：shanchenggang@126.com

S567.23

A

1004-1389(2016)07-1050-06

網(wǎng)絡(luò)出版日期：2016-06-30

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160630.1634.028.html