氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍生長及活性成分含量的影響

唐曉清， 楊 月， 呂婷婷， 張 毅， 李 艷， 王康才

(南京農(nóng)業(yè)大學中藥材研究所， 江蘇 南京 210095)

氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍生長及活性成分含量的影響

唐曉清， 楊 月， 呂婷婷， 張 毅， 李 艷， 王康才

(南京農(nóng)業(yè)大學中藥材研究所， 江蘇 南京 210095)

以來自山西的菘藍(IsatisindigoticaFort.)為實驗對象，采用盆栽法研究銨態(tài)氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)和酰胺態(tài)氮〔CO(NH2)2〕的不同配比對夏播菘藍生長，葉和根中的可溶性蛋白質(zhì)及總氮含量，根中多糖含量，葉中葉綠素相對含量，以及葉中靛玉紅和靛藍、根中(R，S)-告依春的含量和積累量的影響。結(jié)果表明：各施氮處理組的單株葉干質(zhì)量均高于對照(不施用氮素)組，但單株根干質(zhì)量或高于或低于對照組，其中，T4〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=25∶75∶0〕處理組的單株葉和根干質(zhì)量均最大，且總體上顯著高于對照組及其他施氮處理組(P<0.05)；而施氮處理組的根冠比均顯著低于對照組。各施氮處理組葉中的可溶性蛋白質(zhì)含量與對照均無顯著差異，但各施氮處理組根中的可溶性蛋白質(zhì)含量、葉和根中的總氮含量以及葉中的葉綠素相對含量總體上顯著高于對照組，而根中的多糖含量或高于或低于對照組，其中，T6〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶75∶25〕處理組根中的多糖含量和葉中的葉綠素相對含量均最高，T3〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶50∶0〕處理組葉和根中的可溶性蛋白質(zhì)含量均較高。各施氮處理組葉中靛玉紅含量總體上顯著高于對照組，多數(shù)施氮處理組葉中靛藍含量則顯著低于對照組，但各施氮處理組的單株葉中靛藍和靛玉紅積累量總體上高于對照組；其中，T2〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=75∶25∶0〕處理組葉中靛玉紅含量及其單株積累量均最高，T6處理組葉中靛藍含量最高，而單株葉中靛藍積累量則以T3處理組最高。各施氮處理組根中(R，S)-告依春含量總體上顯著低于對照組，其中，以T1〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=100∶0∶0〕處理組根中(R，S)-告依春含量最高，T4處理組單株根中(R，S)-告依春積累量最高。綜合分析結(jié)果表明：按不同配比施用不同形態(tài)氮素，夏播菘藍的生長及活性成分含量有明顯差異，因此，若以收獲葉為目的，結(jié)合葉中靛玉紅含量，建議施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮物質(zhì)的量比為75∶25的復合氮肥；若以收獲根為目的，結(jié)合根中(R，S)-告依春含量，建議施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮物質(zhì)的量比為25∶75的復合氮肥。

夏播菘藍； 氮素形態(tài)； 氮素比例； 生長性狀； 靛玉紅含量； (R，S)-告依春含量

硝態(tài)氮(NO3--N)和銨態(tài)氮(NH4+-N)是植物體吸收的主要無機氮素形態(tài)，而酰胺態(tài)氮〔CO(NH2)2〕則是植物吸收的有機態(tài)氮。研究結(jié)果表明：適宜的氮素形態(tài)及配比能有效提高甘草(GlycyrrhizauralensisFisch.)[1]、半夏〔Pinelliaternata(Thunb.) Breit.〕[2]和川芎(LigusticumchuanxiongHort.)[3]等藥用植物的生長發(fā)育、品質(zhì)和產(chǎn)量，因此，適宜的施肥方案對藥用植物的生產(chǎn)具有重要意義。

十字花科(Cruciferae)植物菘藍(IsatisindigoticaFort.)的干燥根入藥為板藍根，葉入藥為大青葉[4]21-22。板藍根中所含的(R，S)-告依春和大青葉中所含的靛玉紅及其衍生物有顯著的藥理活性[5-7]。在菘藍的栽培生產(chǎn)中，不同氮素形態(tài)和濃度對大青葉生物量與生物堿類成分的影響效應差異較大，如酰胺態(tài)氮對菘藍生物量的影響最大，但生物量并不隨著總氮量提高而增加，而與氮素形態(tài)有關(guān)[8]；氮素水平相同但形態(tài)不同，對菘藍活性成分積累及4種礦質(zhì)元素吸收的影響效應也存在差異[9]。在菘藍生產(chǎn)中，為有效提高土地利用率，部分產(chǎn)區(qū)會在麥收后采用夏播的方式栽培菘藍，但相對春播菘藍，夏播菘藍的生長時間縮短，其生長過程中對氮素的需求以及體內(nèi)藥用活性成分的積累與春播菘藍是否有差異，需要通過大量的研究數(shù)據(jù)加以確認。

作者在前期針對不同栽培群體的夏播菘藍開展了干物質(zhì)和活性成分積累特征的研究[10]，認為不同區(qū)域夏播菘藍的活性成分積累存在差異。為進一步明確不同氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍生長和活性成分含量的影響效應，作者以產(chǎn)自山西的夏播菘藍為研究對象，采用盆栽方式，設(shè)置銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和酰胺態(tài)氮的不同配比，對夏播菘藍葉和根的干質(zhì)量及可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量，葉中的葉綠素含量及靛藍和靛玉紅含量，以及根中的多糖和(R，S)-告依春含量進行比較分析，以期為夏播菘藍栽培生產(chǎn)中氮素的合理利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試菘藍種子來自于山西栽培群體[11]，于2013年8月24日播種。實驗地設(shè)在南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院實驗基地的塑料大棚內(nèi)，采用盆栽(栽培盆外口徑44 cm、底直徑30 cm、高35 cm)方式，栽培基質(zhì)為蛭石和珍珠巖(體積比2∶1)混合基質(zhì)。待幼苗長至4或5枚真葉時適時間苗，選擇長勢一致的幼苗，每盆8株，共78盆。所用試劑均為分析純(AR)。

1.2 方法

1.2.1 實驗設(shè)計及處理方法 采用單因素完全隨機處理，參照文獻[9，12]設(shè)置13個處理組，即CK，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶0∶0；T1，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=100∶0∶0；T2，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=75∶25∶0；T3，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶50∶0；T4，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=25∶75∶0；T5，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶100∶0；T6，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶75∶25；T7，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶50∶50；T8，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶25∶75；T9，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶0∶100；T10，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=25∶0∶75；T11，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶0∶50；T12，n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=75∶0∶25。除CK(對照)組外，各處理組均按照上述不同氮素形態(tài)的配比在基本營養(yǎng)液中添加不同形態(tài)氮素，配制成處理液，并控制處理液中總氮量一致(氮濃度14 mmol·L-1)； CK組則采用去氮基本營養(yǎng)液?；緺I養(yǎng)液與去氮基本營養(yǎng)液參照肖云華等[8]的方法進行配制；每處理組6盆，視為6個重復，隨機區(qū)組排列。

播種出苗后首先澆灌基本營養(yǎng)液，之后每隔10 d澆灌1次，每次500 mL，共澆灌4次。在播種出苗后40 d開始進行處理，第1天澆灌處理液，每10 d澆灌1次，每次500 mL；第6天澆灌去氮基本營養(yǎng)液，每10 d澆灌1次，每次500 mL；即處理液和去氮基本營養(yǎng)液各澆灌5次，相隔5 d交替進行。CK組則全部采用去氮基本營養(yǎng)液進行澆灌，共澆灌10次。于2014年1月7日進行采樣分析。

1.2.2 各指標測定方法

1.2.2.1 干質(zhì)量測定 每個處理組隨機采集10株，清洗干凈；將地上部分(葉)和地下部分(根)分開，先于105 ℃殺青15 min，之后于60 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別準確稱量葉和根的干質(zhì)量，并計算根冠比。將干燥的葉和根分別粉碎，葉樣品過60目篩并混合均勻，根樣品過100目篩并混合均勻，用于后續(xù)多項指標的測定。

1.2.2.2 葉中葉綠素含量測定 于采樣前一天的8：00至11：00，在每處理組中隨機選取由里至外全展開且無破損的第3輪葉片，用SPAD-502便攜式葉綠素測定儀測量葉中上部的葉綠素相對含量(SPAD)，每處理重復測定8次。

1.2.2.3 葉中靛藍和靛玉紅含量測定 采用高效液相色譜法[4]21-22測定葉中靛藍和靛玉紅的含量，略作修改。超高效液相色譜(UPLC)條件：Acclaim RSLC120 C18分析柱(3.0 mm×100 mm，2.2 μm)，以甲醇-水(體積比72∶28)混合溶液為流動相，流速0.400 mL·min-1，柱溫30 ℃；紫外線檢測波長289 nm，進樣量5 μL。

分別用甲醇配制質(zhì)量濃度20 μg·mL-1的靛藍和靛玉紅標準品母液，測定前采用逐級稀釋法用甲醇將標準品母液配制成一系列質(zhì)量濃度的單標標準品溶液，微孔濾膜過濾，備用；分別吸取靛藍和靛玉紅標準品溶液5 μL，按上述色譜條件進樣測定。以峰面積為縱坐標(y)、對應的進樣量為橫坐標(x)擬合回歸方程，靛藍的回歸方程為y=0.117 9x-0.037 3(n=3，r=0.999 7)，靛玉紅的回歸方程為y=0.184 4x-0.035 1(n=3，r=0.999 9)。

參照文獻[4]21-22的方法制備葉樣品提取液，每個樣品重復3次。按照上述色譜條件進樣測定，并依據(jù)各自的回歸方程分別計算葉樣品中靛藍和靛玉紅的含量。

1.2.2.4 根中(R，S)-告依春含量測定 參照文獻[4]205-206的方法測定根中(R，S)-告依春的含量，略作修改。超高效液相色譜(UPLC)條件：Acclaim RSLC120 C18分析柱(3.0 mm×100 mm， 2.2 μm)，以甲醇-質(zhì)量分數(shù)0.02%磷酸溶液(體積比7∶93)為流動相，流速0.400 mL·min-1，柱溫30 ℃；紫外線檢測波長245 nm，進樣量5 μL。

用甲醇配制質(zhì)量濃度40 μg·mL-1(R，S)-告依春標準品母液，微孔濾膜濾過，備用；測定前采用逐級稀釋法用甲醇將(R，S)-告依春標準品母液配制成質(zhì)量濃度1.0、2.5、5、10、20和40 μg·mL-1的(R，S)-告依春標準品溶液，按上述色譜條件進樣測定，進樣量5 μL。以峰面積為縱坐標(y)、對應的進樣量為橫坐標(x)擬合回歸方程，(R，S)-告依春的回歸方程為y=0.453 4x-0.897 6 (n=3，r=0.999 0)。

參照文獻[4]205-206的方法制備根樣品提取液，每個樣品重復3次。按照上述色譜條件進樣測定，并依據(jù)回歸方程計算根樣品中(R，S)-告依春的含量。

1.2.2.5 多糖和可溶性蛋白質(zhì)的含量測定 采用苯酚-濃硫酸法[13]205-206測定根中多糖含量，采用考馬斯亮藍G-250法[13]190-192測定葉和根中可溶性蛋白質(zhì)含量，每個樣品重復3次。1.2.2.6 葉和根中總氮含量測定 定量稱取葉和根樣品，用濃硫酸-過氧化氫消解；參照王學奎[13]196-198的方法，用Kjeltec 2003凱氏定氮儀(丹麥FOSS公司)分別測定葉和根中的總氮含量，每個樣品重復3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

依據(jù)樣品中靛藍、靛玉紅和(R，S)-告依春含量，按照公式“單株積累量=單株不同部位干質(zhì)量×有效成分含量”分別計算靛藍、靛玉紅和(R，S)-告依春的單株積累量。

采用EXCEL 2010和SAS 9.2統(tǒng)計分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析，采用最小顯著性差異法(LSD)進行多重比較。

2 結(jié)果和分析

2.1 氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍葉和根干質(zhì)量及根冠比的影響

不同氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍葉和根的干質(zhì)量及根冠比的影響見表1。

由表1可見：施氮處理組夏播菘藍的單株葉干質(zhì)量均高于對照(CK，不施用氮素)組，其中，T4〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=25∶75∶0〕處理組的單株葉干質(zhì)量最大，且顯著高于其他處理組(P<0.05)；T2〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=75∶25∶0〕和T5〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶100∶0〕處理組的單株葉干質(zhì)量次之，說明銨態(tài)氮和硝態(tài)氮配合施用或單施硝態(tài)氮有利于夏播菘藍葉干質(zhì)量的積累。

由表1還可見：不同氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍單株根干質(zhì)量的影響與其對單株葉干質(zhì)量的影響存在差異。T1〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=100∶0∶0〕、T6〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶75∶25〕、T7〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮) =0∶50∶50〕、 T8〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶25∶75〕、T9〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶0∶100〕和T11〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶0∶50〕6個處理組的單株根干質(zhì)量低于對照組；T4處理組的單株根干質(zhì)量最大，且總體上顯著高于其他處理組；T2和T3〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶50∶0〕處理組的單株根干質(zhì)量次之。上述研究結(jié)果顯示：T4和T2處理組(即銨態(tài)氮和硝態(tài)氮配合施用)能有效促進夏播菘藍的生長，有利于其單株根和葉干質(zhì)量的積累。3種形態(tài)氮素單獨施用處理中以硝態(tài)氮對夏播菘藍單株根和葉干質(zhì)量的促進作用最大。

對斷路器合閘彈簧壓縮量調(diào)節(jié)后，再次進行機械特性測試時，發(fā)現(xiàn)斷路器合閘時間及合閘不同期時間皆滿足廠家技術(shù)標準要求，測試數(shù)據(jù)如表2所示。斷路器機械特性曲線也無異常，如圖2所示。但是，斷路器三相合閘速度卻始終低于廠家技術(shù)標準要求的2.9～3.6 m/s。

表1 銨態(tài)氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)和酰胺態(tài)氮〔CO(NH2)2〕的不同配比對夏播菘藍葉和根的干質(zhì)量及根冠比的影響(n=10)1)

Table 1 Effects of ammonium nitrogen (NH4+-N)， nitrate nitrogen (NO3--N) and amide nitrogen 〔CO(NH2)2〕 with different ratios on dry weights of leaf and root， and root/shoot ratio of summer-plantedIsatisindigoticaFort. (n=10)1)

處理Treatment不同氮素形態(tài)的物質(zhì)的量比Molarratioofdifferentnitrogenforms單株葉干質(zhì)量/gLeafdryweightperplant單株根干質(zhì)量/gRootdryweightperplant根冠比Root/shootratioCKn(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶0∶0 0.50±0.07e1.25±0.22bcde2.49±0.09aT1n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=100∶0∶00.53±0.14e0.57±0.17f1.07±0.08deT2n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=75∶25∶01.62±0.15b1.71±0.24ab1.06±0.10eT3n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=50∶50∶01.43±0.18bcd1.71±0.23ab1.20±0.09bcT4n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=25∶75∶02.46±0.42a2.50±0.28a1.02±0.07efT5n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶100∶01.60±0.16b1.59±0.11bc1.00±0.10efT6n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶75∶251.05±0.21d1.20±0.10cde1.15±0.13cdT7n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶50∶501.15±0.20cd1.07±0.21de0.94±0.10fT8n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶25∶751.01±0.15d1.21±0.22cde1.20±0.08bcT9n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶0∶1001.13±0.21cd1.08±0.04de0.96±0.10fT10n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=25∶0∶751.21±0.22bcd1.52±0.09bcd1.26±0.10bT11n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=50∶0∶501.36±0.54bcd0.91±0.22ef0.67±0.09gT12n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=75∶0∶251.51±0.20cd1.49±0.21bcd0.99±0.08ef

1)同列中不同的小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference among different treatments (P<0.05).

由表1還可見：施氮處理組夏播菘藍的根冠比均顯著低于對照組。對照組缺乏氮素營養(yǎng)，導致其單株葉干質(zhì)量顯著低于施氮處理組，說明可通過施氮提高夏播菘藍葉的生長，從而促進植株的生長；T1、T5和T9處理組的根冠比分別較對照組降低了57.03%、59.84%和61.45%，說明3種形態(tài)氮素對夏播菘藍根冠比影響由大到小依次為酰胺態(tài)氮、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮。

2.2 氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍葉和根中可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量的影響

不同氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍根和葉中可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量的影響見表2。

由表2可見：不同氮素形態(tài)和配比對夏播菘藍葉和根中可溶性蛋白質(zhì)含量的影響不同。T9〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶0∶100〕、T3〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶50∶0〕和T7〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶50∶50〕處理組葉中可溶性蛋白質(zhì)含量均高于對照(CK，不施用氮素)組，但差異不顯著(P>0.05)。除T12〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=75∶0∶25〕處理組外，其他處理組根中可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于對照組(P<0.05)，其中，T3處理組根中可溶性蛋白質(zhì)含量最高，說明施氮有利于夏播菘藍根中可溶性蛋白質(zhì)合成，且銨態(tài)氮和硝態(tài)氮配合施用〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)=50∶50〕最有利于提高夏播菘藍葉和根中可溶性蛋白質(zhì)含量。

由表2還可見：施氮處理后夏播菘藍葉和根中總氮含量均顯著高于對照組。其中，T1〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=100∶0∶0〕處理組夏播菘藍葉中總氮含量最高，說明銨態(tài)氮對夏播菘藍葉中總氮含量影響較大；夏播菘藍根中總氮含量則以T11〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶0∶50〕處理組最高，為對照組的2.19倍。由此可見，施氮處理后夏播菘藍的葉和根能夠比較有效地積累氮素。

表2 銨態(tài)氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)和酰胺態(tài)氮〔CO(NH2)2〕的不同配比對夏播菘藍葉和根中可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量的影響(n=3)1)

Table 2 Effects of ammonium nitrogen (NH4+-N)， nitrate nitrogen (NO3--N) and amide nitrogen 〔CO(NH2)2〕 with different ratios on contents of soluble protein and total nitrogen in leaf and root of summer-plantedIsatisindigoticaFort. (n=3)1)

處理Treatment不同氮素形態(tài)的物質(zhì)的量比Molarratioofdifferentnitrogenforms不同部位的可溶性蛋白質(zhì)含量/mg·g-1Solubleproteincontentindifferentparts不同部位的總氮含量/mg·g-1Totalnitrogencontentindifferentparts葉Leaf根Root葉Leaf根RootCKn(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶0∶0 59.28±4.44abc62.22±5.01f 160.97±3.67g79.44±2.42hT1n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=100∶0∶051.43±4.22c69.62±3.87de269.82±3.67a162.72±2.40bT2n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=75∶25∶054.99±2.77bc67.19±3.35de216.15±4.85e122.49±3.72gT3n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=50∶50∶063.08±4.49a79.40±4.19a234.68±2.67c154.30±3.49cT4n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=25∶75∶059.12±3.22abc71.26±3.48bcde215.67±3.62e143.36±3.78eT5n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶100∶055.28±3.88bc76.98±4.12ab211.78±2.76e146.62±3.50deT6n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶75∶2556.40±6.09abc73.24±5.72bcde217.48±3.39e136.53±2.98fT7n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶50∶5059.74±3.60ab74.88±1.61abcd235.70±3.30c151.38±3.73cdT8n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶25∶7558.67±4.10ab70.64±2.69cde226.43±2.27d143.72±4.18eT9n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶0∶10063.19±4.93a75.89±5.44abc236.45±3.00c156.03±3.60cT10n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=25∶0∶7555.38±3.74bc68.60±5.74e203.54±1.26f122.21±2.08gT11n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=50∶0∶5057.48±3.64abc69.40±3.88bcd252.21±2.17b174.20±4.46aT12n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=75∶0∶2559.11±4.21ab60.30±2.30f212.09±5.46e131.39±2.30f

1)同列中不同的小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference among different treatments (P<0.05).

2.3 氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍根中多糖含量和葉中葉綠素相對含量的影響

不同氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍根中多糖含量和葉中葉綠素相對含量的影響見圖1。

2.3.2 對葉中葉綠素相對含量的影響 由圖1-B可見：各施氮處理組的葉中葉綠素相對含量均顯著高于對照組，說明施氮有利于夏播菘藍葉中葉綠素的積累；T6和T5處理組的葉中葉綠素相對含量顯著高于對照組及其他施氮處理組，且二者間差異不顯著(P>0.05)，其中，T6處理組的葉中葉綠素相對含量最高(77.217)。在3種形態(tài)氮素單施處理組中，T5處理組的葉綠素相對含量最高，T9處理組次之，T1處理組最低。

CK： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶0∶0； T1： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=100∶0∶0； T2： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=75∶25∶0； T3： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=50∶50∶0； T4： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=25∶75∶0； T5： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶100∶0； T6： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶75∶25； T7： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶50∶50； T8： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶25∶75； T9： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶0∶100； T10： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=25∶0∶75； T11： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=50∶0∶50； T12： n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=75∶0∶25. 不同的小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercases indicate the significant difference among different treatments (P<0.05).圖1 銨態(tài)氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)和酰胺態(tài)氮〔CO(NH2)2〕的不同配比對夏播菘藍根中多糖含量(A)和葉中葉綠素相對含量(B)的影響(n=3)Fig. 1 Effects of ammonium nitrogen (NH4+-N)， nitrate nitrogen (NO3--N) and amide nitrogen 〔CO(NH2)2〕 with different ratios on polysaccharide content in root (A) and relative chlorophyll content in leaf (B) of summer-planted Isatis indigotica Fort. (n=3)

2.4 氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍活性成分含量及其單株積累量的影響

不同氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍不同活性成分含量及其單株積累量的影響見表3。2.4.1 對葉中靛藍和靛玉紅含量及其單株積累量的影響 由表3可見：除T3〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶50∶0〕和T6〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶75∶25〕處理組外，其他施氮處理組的葉中靛藍含量均低于對照(CK，不施用氮素)組，其中，T6處理組葉中靛藍含量最高，為對照組的1.10倍，顯著高于對照組及其他施氮處理組(P<0.05)；在3種形態(tài)氮素單施處理組中，T1〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=100∶0∶0〕、T5〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶100∶0〕和T9〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=0∶0∶100〕處理組葉中靛藍含量分別較對照組降低了28.91%、10.94%和15.63%。

表3 銨態(tài)氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)和酰胺態(tài)氮〔CO(NH2)2〕的不同配比對夏播菘藍活性成分含量及其單株積累量的影響(n=3)1)

Table 3 Effects of ammonium nitrogen (NH4+-N)， nitrate nitrogen (NO3--N) and amide nitrogen 〔CO(NH2)2〕 with different ratios on content of active components and their accumulation per plant in summer-plantedIsatisindigoticaFort. (n=3)1)

處理Treatment不同氮素形態(tài)的物質(zhì)的量比MolarratioofdifferentnitrogenformsCDLCDYHCGYCADLADYHAGYCCKn(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶0∶0 0.128±0.003b0.027±0.002g1.124±0.021b0.0640.0141.405T1n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=100∶0∶00.091±0.002g0.046±0.001d1.265±0.005a0.0480.0240.717T2n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=75∶25∶00.105±0.004e0.079±0.004a1.007±0.013fg0.1700.1281.721T3n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=50∶50∶00.131±0.003b0.026±0.002g1.057±0.005d0.1870.0371.805T4n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=25∶75∶00.072±0.002h0.042±0.003e1.053±0.009de0.1770.1032.632T5n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶100∶00.114±0.003d0.036±0.002f1.009±0.011f0.1820.0571.607T6n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶75∶250.141±0.003a0.050±0.002cd0.863±0.004j0.1480.0531.034T7n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶50∶500.127±0.003bc0.058±0.003b1.078±0.022c0.1460.0671.155T8n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶25∶750.091±0.002g0.052±0.001c1.039±0.007e0.0920.0521.254T9n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=0∶0∶1000.108±0.003e0.057±0.004b0.992±0.003g0.1220.0651.072T10n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=25∶0∶750.114±0.003d0.057±0.001b1.110±0.012b0.1380.0691.683T11n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=50∶0∶500.096±0.002f0.060±0.003b0.966±0.005h0.1300.0810.881T12n(NH4+-N)∶n(NO3--N)∶n〔CO(NH2)2〕=75∶0∶250.123±0.004c0.032±0.002f0.946±0.005i0.1860.0481.410

1)CDL： 葉中靛藍含量 Indigo content in leaf (mg·g-1)； CDYH： 葉中靛玉紅含量 Indirubin content in leaf (mg·g-1)； CGYC： 根中(R，S)-告依春含量 (R，S)-epigoitrin content in root (mg·g-1)； ADL： 單株葉中靛藍積累量 Indigo accumulation in leaf per plant (mg)； ADYH： 單株葉中靛玉紅積累量 Indirubin accumulation in leaf per plant (mg)； AGYC： 單株根中(R，S)-告依春積累量 (R，S)-epigoitrin accumulation in root per plant (mg). 同列中不同的小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference among different treatments (P<0.05).

由表3還可見：不同氮素形態(tài)及配比對夏播菘藍葉中靛玉紅含量的影響效應不同于對靛藍含量的影響效應。T3處理組葉中靛玉紅含量與對照組無顯著差異(P>0.05)，其他施氮處理組的靛玉紅含量均顯著高于對照組，其中，T2〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=75∶25∶0〕處理組的靛玉紅含量最高，為對照組的2.93倍。在3種形態(tài)氮素單施處理組中，按照葉中靛玉紅含量由高到低依次為T9處理組、T1處理組、T5處理組，說明單獨施用酰胺態(tài)氮有利于葉中靛玉紅含量的提高，但銨態(tài)氮和硝態(tài)氮配合施用〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)=75∶25〕更有利于靛玉紅的積累。

由表3還可見：除T1處理組外，其他施氮處理組的單株葉中靛藍積累量均高于對照組，其中，T3處理組的單株葉中靛藍積累量最高，為對照組的2.92倍。各施氮處理組的單株葉中靛玉紅積累量均高于對照組，其中，T2處理組的單株葉中靛玉紅積累量最高，為對照組的9.14倍。若以文獻[4]21-22的靛玉紅含量為指標，同時考慮夏播菘藍單株葉干質(zhì)量，則以T2處理組為最佳施氮處理組。

2.4.2 對根中(R，S)-告依春含量及其單株積累量的影響 由表3可見：T1處理組根中(R，S)-告依春含量顯著高于對照組，其他施氮處理組根中(R，S)-告依春含量總體上顯著低于對照組，說明單獨施用銨態(tài)氮有利于夏播菘藍根中(R，S)-告依春含量的提高。

由表3還可見：T4〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=25∶75∶0〕處理組的單株根中(R，S)-告依春積累量最高，為對照組的1.87倍。若以文獻[4]205-206的(R，S)-告依春含量為指標，并考慮菘藍單株根干質(zhì)量，以T4處理組為最佳施氮處理組。

3 討 論

3.1 氮素營養(yǎng)對夏播菘藍生長的影響

為有效提高土地利用率，夏播方式是一種有效的生產(chǎn)方式，同時，在適宜營養(yǎng)條件下可以獲得優(yōu)質(zhì)的板藍根與大青葉藥材，因此，對夏播菘藍氮素營養(yǎng)的相關(guān)研究尤為必要。于曼曼等[14]的研究結(jié)果表明：以銨硝比25∶75(物質(zhì)的量比)施用氮肥，夏枯草(PrunellavulgarisLinn.)全株干質(zhì)量最大，且在總氮水平為15 mmol·L-1條件下，適量增加硝態(tài)氮比例，有利于夏枯草苗期生長，提高其干物質(zhì)積累；李燦雯等[15]認為，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮復合施用有利于半夏的生長。本研究結(jié)果顯示：不同形態(tài)氮素配施總體上有利于夏播菘藍單株葉和根干質(zhì)量的增加，進而提高大青葉與板藍根的藥材產(chǎn)量。在3種形態(tài)氮素單施處理組中，單獨施用硝態(tài)氮處理組的夏播菘藍單株葉和根干質(zhì)量最高，與唐曉清等[16]的研究結(jié)果一致；而生長前期施用酰胺態(tài)氮對春播菘藍葉的生物量影響最大[8]，說明播種期不同的菘藍在各生長階段對不同形態(tài)氮素的需求存在差異，因此，還需要結(jié)合氮素對夏播菘藍生長及其功能葉片的光合效率等生理指標開展動態(tài)影響研究，以明確氮素對夏播菘藍生長調(diào)節(jié)的生理機制。本研究中，T4〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=25∶75∶0〕處理組的夏播菘藍單株葉和根干質(zhì)量均最高。而晏楓霞等[12]則認為，菘藍生物量隨銨硝比(物質(zhì)的量比)的降低呈先升高后降低的趨勢，全銨營養(yǎng)條件下最小，銨硝比為50∶50時最大，說明播種期不同會導致菘藍在不同生長時期對氮素營養(yǎng)的選擇性吸收利用出現(xiàn)差異。而對于夏播菘藍的需氮量以及氮素的有效利用效率還需要進一步研究。

在3種形態(tài)氮素單施處理組中，單獨施用酰胺態(tài)氮處理組的夏播菘藍葉中可溶性蛋白質(zhì)含量最高，而單獨施用硝態(tài)氮其根中可溶性蛋白質(zhì)含量最高；在不同氮素形態(tài)及配比處理組中，T3〔n(銨態(tài)氮)∶n(硝態(tài)氮)∶n(酰胺態(tài)氮)=50∶50∶0〕處理組的夏播菘藍葉和根中可溶性蛋白質(zhì)含量均較高。裴文梅等[1]的研究結(jié)果顯示：硝銨比為50∶50(物質(zhì)的量比)時，甘草整株合成的可溶性蛋白質(zhì)含量最高，本研究結(jié)果與其相似?？梢?，不同植物對氮素形態(tài)的利用效率存在差異，其植株體內(nèi)的代謝受氮素配比影響。當銨態(tài)氮含量較高時，菘藍體內(nèi)氮和磷含量較高[9]。本研究中，在3種形態(tài)氮素單施處理組中，單獨施用銨態(tài)氮處理組的夏播菘藍葉和根中總氮含量最高，推測原因為夏播菘藍對不同氮素形態(tài)的吸收存在差異，影響了其對氮素的吸收和利用。

3.2 氮素營養(yǎng)對夏播菘藍活性成分的影響

氮素營養(yǎng)不僅是影響作物產(chǎn)量的重要因素，同時也是影響植物次生代謝過程的重要環(huán)境因子之一[17]，因而施氮是調(diào)控作物生長和調(diào)節(jié)次生代謝的重要手段。銨態(tài)氮和硝態(tài)氮配合施用(物質(zhì)的量比25∶75)時對桔?！睵latycodongrandiflorus(Jacq.) A. DC.〕中桔梗皂苷D的積累有利[18]；孫世芹等[19]的研究結(jié)果表明：喜樹堿含量與氮素形態(tài)有明顯相關(guān)性，銨硝比為25∶75(物質(zhì)的量比)時最有利于喜樹(CamptothecaacuminataDecne.)幼葉中喜樹堿的合成與積累。本研究中，在3種形態(tài)氮素單施處理組中，單獨施用酰胺態(tài)氮處理組的夏播菘藍葉中靛玉紅含量最高；但肖云華等[8]認為，施用銨態(tài)氮對春播菘藍苗期葉中靛玉紅的影響最大?？梢?，在不同播種方式下，氮素營養(yǎng)對菘藍不同生長階段次生代謝的影響不同。此外，單獨施用銨態(tài)氮夏播菘藍根中(R，S)-告依春含量最高，但其單株積累量最低，且其單株根干質(zhì)量也最低，推測可能原因是過多的游離氨不利于夏播菘藍根的生長。

不同形態(tài)的氮素配合施用后能總體上提高夏播菘藍單株葉和根干質(zhì)量，可基本滿足實際生產(chǎn)中對增產(chǎn)的要求，但是其葉和根內(nèi)的活性成分含量變化卻與干質(zhì)量增加不一致，推測可能與夏播菘藍對氮素的需求水平相關(guān)。作為次生代謝產(chǎn)物，靛藍、靛玉紅與(R，S)-告依春等含氮類化合物在菘藍體內(nèi)的合成積累受到氮素形態(tài)與水平的雙重影響。在氮豐富的條件下，植物體內(nèi)的氮主要用于植株生長，以碳為基礎(chǔ)的次生代謝產(chǎn)物減少；在氮貧瘠的條件下，植物生長速率減慢，將較多的碳用于酚類和萜烯類等次生代謝物質(zhì)的合成[20]。本研究中，在對照(不施用氮素)組中，夏播菘藍葉中靛藍含量及根中(R，S)-告依春含量總體上高于各施氮處理組，說明夏播菘藍在生長過程中對氮素的需求主要用于其植株的形態(tài)建成，而缺乏氮素則有利于其體內(nèi)次生代謝成分的積累。由于夏播菘藍生長時間相對縮短，植株前期生長需要足量施氮以利于其形態(tài)建成，為達成一定經(jīng)濟產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)；后期，為保證其體內(nèi)活性成分的積累，則需要適當減少氮肥施用。為達到夏播菘藍生長與活性成分積累均最佳的目的，如何科學施氮有待進一步研究。

同等施氮水平下，不同形態(tài)氮素的配合施用能促進夏播菘藍植株的生長和多種活性成分的積累。在生產(chǎn)上，通過夏播方式并結(jié)合氮素的合理使用，不僅能有效提高土地利用率，而且能有效提高氮素利用率，促進氮素在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化，并在一定程度上促進體內(nèi)多種活性成分的積累，最終保證藥材的品質(zhì)。在夏播菘藍的栽培中，若以收獲大青葉為目的，綜合考慮其葉中靛玉紅含量，施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮物質(zhì)的量比為75∶25的復合氮肥最佳；若以收獲板藍根為目的，綜合考慮其根中(R，S)-告依春含量，施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮物質(zhì)的量比為25∶75的復合氮肥最佳。

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(責任編輯： 張明霞)

Effects of nitrogen form and ratio on growth and active component content in summer-plantedIsatisindigotica

TANG Xiaoqing， YANG Yue， LYU Tingting， ZHANG Yi， LI Yan， WANG Kangcai

(Institute of Chinese Medicinal Materials， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China)，

J.PlantResour. &Environ.， 2017， 26(1)： 21-29

TakingIsatisindigoticaFort. from Shanxi as experimental object， effects of ammonium nitrogen (NH4+-N)， nitrate nitrogen (NO3--N) and amide nitrogen 〔CO(NH2)2〕 with different ratios on seedling growth， contents of soluble protein and total nitrogen in leaf and root， polysaccharide content in root， relative chlorophyll content in leaf， contents and accumulations of indigo and indirubin in leaf and (R，S)-epigoitrin in root of summer-plantedI.indigoticawere investigated by pot culture method. The results show that leaf dry weight per plant in all nitrogen treatment groups is higher than that in the control (without applying nitrogen) group， but root dry weight per plant is higher or lower than that in the control group. In which， in T4 〔n(ammonium nitrogen)∶n(nitrate nitrogen)∶n(amide nitrogen)〕=25∶75∶0〕 treatment group， dry weights of leaf and root per plant are the highest， and are generally significantly higher than those in the control group and other nitrogen treatment groups (P<0.05). While root/shoot ratio in all nitrogen treatment groups is significantly lower than that in the control group. There is no significant difference of soluble protein content in leaf between all nitrogen treatment groups and the control group， but soluble protein content in root， total nitrogen content in leaf and root and relative chlorophyll content in leaf in all nitrogen treatment groups are generally significantly higher than those in the control group， while polysaccharide content in root is higher or lower than that in the control group. In which， in T6 〔n(ammonium nitrogen)∶n(nitrate nitrogen)∶n(amide nitrogen)〕=0∶75∶25〕 treatment group， polysaccharide content in root and relative chlorophyll content in leaf are the highest， and in T3 〔n(ammonium nitrogen)∶n(nitrate nitrogen)∶n(amide nitrogen)〕=50∶50∶0〕 treatment group， soluble protein content in leaf and root is relatively high. Indirubin content in leaf in all nitrogen treatment groups is generally significantly higher than that in the control group， indigo content in leaf in most nitrogen treatment groups is significantly lower than that in the control group， while accumulations of indirubin and indigo in leaf per plant in all nitrogen treatment groups are generally higher than those in the control group. In which， content and accumulation per plant of indirubin in leaf in T2 〔n(ammonium nitrogen)∶n(nitrate nitrogen)∶n(amide nitrogen)〕=75∶25∶0〕 treatment group are the highest， indigo content in leaf in T6 treatment group is the highest， while indigo accumulation in leaf per plant in T3 treatment group is the highest. (R，S)-epigoitrin content in root in all nitrogen treatment groups is generally significantly lower than that in the control group， in which， that in T1〔n(ammonium nitrogen)∶n(nitrate nitrogen)∶n(amide nitrogen)〕=100∶0∶0〕 treatment group is the highest， and (R，S)-epigoitrin accumulation in root per plant in T4 treatment group is the highest. The comprehensive analysis result shows that there are obvious differences in growth and active component content in summer-plantedI.indigoticaby appling nitrogen with different ratios and forms. Therefore， it is suggested that combined indirubin content in leaf， ammonium nitrogen and nitrate nitrogen with molar ratio of 75∶25 can be used as compound nitrogen fertilizer for the purpose of harvesting leaf， and combined (R，S)-epigoitrin content in root， ammonium nitrogen and nitrate nitrogen with molar ratio of 25∶75 can be used as compound nitrogen fertilizer for purpose of harvesting root.

summer-plantedIsatisindigoticaFort.； nitrogen form； nitrogen ratio； growth trait； indirubin content； (R，S)-epigoitrin content

2016-06-13

國家自然科學基金資助項目(31171486)； 國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(201310307026)

唐曉清(1970—)，女，四川威遠人，博士，副教授，主要從事藥用植物栽培與中藥質(zhì)量控制方面的研究。

Q945.3； Q945.79； S567.2

A

1674-7895(2017)01-0021-09

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.01.03