不同氮素形態(tài)及配比對(duì)天門冬生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響

梁 娟，葉 漪，楊 偉

(1.懷化學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，湖南 懷化 418000；2.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 懷化 418000)

天門冬[Asparaguscochinchinensis(Lour.)Merr]為百合科天門冬屬植物，以干燥塊根入藥或入膳，其主要有效成分為氨基酸、多糖、皂苷等，具養(yǎng)陰潤(rùn)燥、清肺生津的功效，常用于治療肺燥干咳、腰膝酸痛、咽干口渴、腸燥便秘等癥[1]，極具開發(fā)價(jià)值。天門冬藥材主要來(lái)源于野生資源，近年來(lái)隨著市場(chǎng)需求量的增加，野生資源日益枯竭，人工栽培成為保護(hù)和合理開發(fā)利用天門冬種質(zhì)資源最有效的途徑[2]。

氮素作為植物需求量最大的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育、作物產(chǎn)量與品質(zhì)有著極其重要的作用[3]。植物所利用的氮主要為土壤中的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，植物對(duì)這兩種氮素形態(tài)的吸收、運(yùn)輸、同化等存在較大差異，進(jìn)而影響到植物的生長(zhǎng)發(fā)育、生物量累積和次生代謝作用等[4]。因此，合理使用氮肥是實(shí)現(xiàn)栽培作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要保證，研究氮素形態(tài)及其配比對(duì)作物的影響對(duì)于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培中氮肥的合理施用有指導(dǎo)意義。有關(guān)氮素形態(tài)及其配比對(duì)萵苣[5]、馬鈴薯[6]、茄子[7]、玉米[8]等農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)的研究較多，但對(duì)藥用植物生長(zhǎng)與品質(zhì)的研究比較少。

本研究以藥食兩用植物天門冬為試驗(yàn)材料，在掌握其最佳供氮水平(12～16 mmol/L)的基礎(chǔ)上[9]，通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究不同氮素形態(tài)及其配比對(duì)天門冬生長(zhǎng)與品質(zhì)的影響，以期為天門冬高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培中氮肥的合理施用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗(yàn)于2015年5～7月在懷化學(xué)院溫室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)材料為種植于懷化學(xué)院植物園內(nèi)的天門冬(由懷化學(xué)院曾漢元教授鑒定)。2015年5月初將均已生長(zhǎng)兩年、長(zhǎng)勢(shì)均一的天門冬植株剪去地上部分，栽入上口徑21 cm、下口徑14 cm、高19 cm的花盆中，基質(zhì)為洗凈的細(xì)砂土，每盆3 kg。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 農(nóng)學(xué)性狀的測(cè)定

測(cè)定莖長(zhǎng)和塊根鮮重兩個(gè)主要的農(nóng)學(xué)性狀，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)前后天門冬莖長(zhǎng)和塊根鮮重，計(jì)算莖長(zhǎng)增長(zhǎng)量與塊根鮮重增長(zhǎng)量。

1.2.2 葉綠素含量的測(cè)定

葉片葉綠素含量的測(cè)定采用李合生[10]的方法進(jìn)行，即95%乙醇浸提，分光光度法測(cè)定。

1.2.3 塊根有效成分含量的測(cè)定

分別采用茚三酮比色法、蒽酮比色法、香草醛-冰醋酸-高氯酸紫外顯色法測(cè)定天門冬塊根體內(nèi)主要有效成分游離氨基酸、可溶性糖及總皂苷的含量[9]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所測(cè)定結(jié)果取平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差，利用SPSS 16.0及Excel 2003統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析與繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)學(xué)性狀比較

圖1 不同銨硝比對(duì)天門冬塊根鮮重增長(zhǎng)量的影響注：圖柱上不同字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平，下同。

圖2 不同銨硝比對(duì)天門冬莖長(zhǎng)增長(zhǎng)量的影響

2.2 葉綠素含量比較

表1 不同銨硝比對(duì)天門冬葉綠素含量的影響 (mg/g)

注：同列不同字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平。

2.3 有效成分含量比較

在總氮量為14 mmol/L的條件下，不同氮素形態(tài)下天門冬游離氨基酸含量如圖3所示。在銨硝比為75∶25時(shí)天門冬塊根游離氨基酸含量最小。增加硝態(tài)氮的比例，天門冬塊根游離氨基酸含量不斷增加，在銨硝比為25∶75時(shí)天門冬游離氨基酸含量達(dá)到最大值。繼續(xù)增加硝態(tài)氮比例，游離氨基酸含量下降。

圖3 不同銨硝比對(duì)天門冬塊根游離氨基酸含量的影響

在總氮量為14 mmol/L的條件下，不同氮素形態(tài)下天門冬塊根可溶性糖含量如圖4所示?？扇苄蕴呛侩S著硝態(tài)氮比例的增加而增加，在銨硝比為25∶75時(shí)達(dá)到最大值，繼續(xù)增加硝態(tài)氮比例，可溶性糖比例下降。

圖4 不同銨硝比對(duì)天門冬塊根可溶性糖含量的影響

在總氮量為14 mmol/L的條件下，不同氮素形態(tài)下天門冬皂苷含量如圖5所示。可以看出，在全銨時(shí)，皂苷含量最高；隨著硝態(tài)氮的增加皂苷含量總體趨勢(shì)是降低的，在全硝態(tài)氮時(shí)最小。

圖5 不同銨硝比對(duì)天門冬塊根總皂苷含量的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 不同氮素形態(tài)及配比對(duì)天門冬生長(zhǎng)的影響

3.2 不同氮素形態(tài)及配比對(duì)天門冬品質(zhì)的影響

綜上所述，人工栽培天門冬時(shí)，合理控制氮素形態(tài)及其配比是促進(jìn)其生長(zhǎng)、提高其品質(zhì)的有效途徑。天門冬若以食用為主時(shí)宜提高硝態(tài)氮比例(銨硝比為25∶75)，以藥用為主時(shí)則可適當(dāng)提高銨態(tài)氮比例。

[1] 國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典[M].北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,2015.55.

[2] 歐立軍,張人文,談智文,等.我國(guó)不同地區(qū)天門冬核DNA ITS序列分析[J].中草藥,2011,42(7):1402-1406.

[3] Rothsteind D E,Zak D R,Pregitzer K S,et al.Kinetics of nitrogen uptake byPopulustremuloidesin relation to atmospheric CO2and soil nitrogen availability[J].Journal of Plant Nutrition,2011,34(4):504-521.

[4] Chen L,Liu Q Q,Gai J Y,et al.Effects of nitrogen forms on the growth and polyamine contents in developing seeds of vegetable soybean[J].Tree Physiology,2000,20:265-270.

[5] Casey B T,Kopsell D A.Nitrogen form and ratio impact Swiss chard(Betavulgarissubsp.cicla)shoot tissue carotenoid and chlorophyll concentrations[J].Scientia Horticulturae,2016,204:99-105.

[6] Yuan G,Li G J,Bo H,et al .Potato stolon and tuber growth influenced by nitrogen form[J].Plant Production Science,2014,17(2):138-143.

[7] Zhang Q,Wu S,Chen C,et al.Regulation of nitrogen forms on growth of eggplant under partial root-zone irrigation[J].Agricultural Water Management,2014,142(C):56-65.

[8] José F L F,Júlio C A N,Rafaela S A N,et al.Effect of rates and forms of nitrogen splitting on corn in the Brazilian Cerrado of Piauí State[J].African Journal of Agricultural Research, 2014,9(34):2648-2656.

[9] 梁娟，胡海麗，楊偉.不同供氮水平對(duì)天門冬生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響[J].中國(guó)土壤與肥料,2016,(1):53-56.

[10] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000.260-261.

[11] 曹翠玲，李生秀.氮素形態(tài)對(duì)作物生理特性及生長(zhǎng)的影響[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,23(5):581-586.

[12] Heberer J A,Below F E.Mixed nit rogen nut ratio n and productivity of wheat grown in hydroponics[J].Ann Bot,1989,3:643-649.

[13] Wang X.Root growth,nitrogen uptake,and tillering of wheatinduced by mixed-nitrogen source[J],Crop Sci,1992,32:997-1002.

[14] 張福鎖,樊小林,李曉林.土壤與植物營(yíng)養(yǎng)研究新動(dòng)態(tài)(第二卷)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1995.42-75.

[15] Liu W,Sophie F,Gan Y B.Signaling mechanisms integrating root and shoot responses to changes in the nitrogen supply[J].Photosynthesis Research,2005,83:239-250.

[16] 于曼曼,劉麗.氮素不同形態(tài)配比對(duì)夏枯草苗期生長(zhǎng)及光合特性的影響[J].中國(guó)中藥雜志,2011,36(5):530-534.

[17] 李霞,閻秀峰.氮素形態(tài)對(duì)黃檗幼苗生長(zhǎng)及氮代謝相關(guān)酶類的影響[J].植物學(xué)通報(bào),2006,23(3):255-261.

[18] 張朋,王康才.氮素形態(tài)對(duì)杭白菊生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響[J].中國(guó)中藥雜志,2014,39(17):3263-3268.

[19] 裴文梅,張參俊.不同氮形態(tài)及配比對(duì)甘草生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(28):184-187.

[20] 李燦雯,王康才,吳健,等.氮素形態(tài)對(duì)半夏生長(zhǎng)及生物堿和總有機(jī)酸累積的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2012,18(1):256-260.

[21] 汪建飛,董彩霞,沈其榮.氮素不同形態(tài)配比對(duì)菠菜體內(nèi)游離氨基酸含量和相關(guān)酶活性的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2007,13(4):664-670.

[22] 黃璐琦,郭蘭萍.環(huán)境脅迫下次生代謝產(chǎn)物的積累及道地藥材的形成[J].中國(guó)中藥雜志,2007,32(4):277-280.