微肥對(duì)藥用植物生長品質(zhì)的影響及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)

彭桐 王引權(quán) 李欽

摘 要：目前由于長期大量施用化肥，忽視微肥的施用，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)微量元素缺乏的問題，打破了土壤的營養(yǎng)平衡，影響中藥材生長。微肥能夠提高肥料利用率、調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分平衡、提高中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量。本文綜述了Zn、Mn、B微肥在植物生長中的作用、對(duì)中藥材生長和品質(zhì)的影響以及微肥的土壤生態(tài)效應(yīng)和中藥材生態(tài)種植中的施用技術(shù)，以期為我國中藥材生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：微量元素肥;藥用植物;土壤;生態(tài)種植

中圖分類號(hào)：S-3 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200930003

微量元素肥料，通常簡稱為微肥，是指含有微量營養(yǎng)元素的肥料。相對(duì)于常量元素而言，植物對(duì)微量元素的需要量很少，但其卻是植物生長發(fā)育必不可少的營養(yǎng)元素，對(duì)藥用植物作用很大;也是植物體內(nèi)酶或輔酶的組成成分，能有效促進(jìn)葉綠素和蛋白質(zhì)等的合成，可增強(qiáng)植物光合作用;同時(shí)，微量元素還是藥用植物藥效成分的構(gòu)成因子，能夠影響植物化學(xué)成分的形成和積累，影響藥效成分的含量及藥效[1，2]。目前，我國許多地方的土壤都存在微量元素缺乏的問題，土壤中微量元素缺乏會(huì)限制大量元素營養(yǎng)功效的發(fā)揮，造成資源浪費(fèi)，影響環(huán)境健康[3]。有學(xué)者證實(shí)，將Zn、Mn、B等微肥用于種植當(dāng)歸、蒙古黃芪、附子等藥用植物，能有效提高其產(chǎn)量和品質(zhì)。但過量施用微量元素亦會(huì)對(duì)植物生長產(chǎn)生負(fù)影響，甚至產(chǎn)生污染。

本文對(duì)Zn、Mn、B微肥在植物生長中的作用、對(duì)藥用植物生長和品質(zhì)的影響以及微肥的土壤生態(tài)效應(yīng)和中藥生態(tài)種植中的施用技術(shù)進(jìn)行綜述，并對(duì)微肥在中藥生態(tài)種植中的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

1 微量元素對(duì)藥用植物生長發(fā)育的影響

1.1 Zn對(duì)藥用植物生長發(fā)育的影響

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，Zn是許多酶的組分和活化劑，如乙醇脫氫酶、碳酸酐酶（CA）、RNA聚合酶和銅鋅超氧化物歧化酶[4]。Zn參與呼吸作用及多種物質(zhì)代謝過程，缺Zn時(shí)植株會(huì)出現(xiàn)莖部節(jié)間短、蓮叢狀、葉小且變形、葉缺綠等癥狀。Zn能參與生長素的代謝，促進(jìn)植物吲哚和絲氨酸合成色氨酸;還可促進(jìn)生殖器官生長，提高植物的抗逆能力。

1.2 Mn對(duì)藥用植物生長發(fā)育的影響

Mn在植物代謝過程中的作用是多方面的，如直接參與光合作用，促進(jìn)氮素代謝，調(diào)節(jié)植物體內(nèi)氧化還原狀況等，這些作用通常是通過Mn對(duì)酶活性的影響來實(shí)現(xiàn)的[5]。Mn是核糖核酸聚合酶、二肽酶、精氨酸酶等酶的活化劑，可促進(jìn)氨基酸合成為肽，有利于蛋白質(zhì)合成。植物體內(nèi)普遍存在Mn的超氧化物歧化酶，具有保護(hù)光合系統(tǒng)免遭活性氧毒害以及穩(wěn)定葉綠素的功能。缺Mn時(shí)植物會(huì)出現(xiàn)葉脈間缺綠的現(xiàn)象。Mn還能促進(jìn)植物種子萌發(fā)和幼苗生長。

1.3 B對(duì)藥用植物生長發(fā)育的影響

B在植物體內(nèi)主要以B033-形式存在，其細(xì)胞膜的滲透性較差，不易移動(dòng)。B不是酶的組成，不以酶的方式參與營養(yǎng)生理作用，不參與植物體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)。B的主要功能為參與碳水化合物的運(yùn)輸，參與半纖維素及細(xì)胞壁物質(zhì)的合成，促進(jìn)生殖器官的建成和發(fā)育，調(diào)節(jié)酚的代謝和木質(zhì)化作用，提高豆科作物根瘤的固氮能力[7，8]。B的重要營養(yǎng)功能之一是參與糖的運(yùn)輸，但其運(yùn)輸機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。硼酸與順式二元醇可形成穩(wěn)定的脂類，可作為細(xì)胞壁半纖維素的組分。缺B時(shí)大部分的呼吸基質(zhì)流向磷酸戊糖途徑，形成大量酚類化合物，導(dǎo)致植株嫩芽和頂芽壞死，頂端優(yōu)勢喪失，分枝多[9]。植物各器官中，花中B的含量最高，缺B時(shí)會(huì)造成花藥和花絲萎縮，絨氈層組織破壞，花粉發(fā)育不良。

2 微肥對(duì)藥用植物生長發(fā)育的影響

微肥的合理施用能促進(jìn)藥用植物營養(yǎng)成分、有效成分的合成和積累，過量的微量元素則會(huì)抑制植物的生長。竇明明[10]等人研究發(fā)現(xiàn)，在合理施用N、P、K的基礎(chǔ)上分別施用Zn肥和B肥可以有效促進(jìn)川澤瀉各項(xiàng)生長指標(biāo)，提高產(chǎn)量效果顯著。路喆[11]研究發(fā)現(xiàn)，在N、P、K充足的土壤上，單施濃度為200mg·L-1的Zn肥、100mg·L-1的B肥和100mg·L-1的Mn肥較CK相比，蘭州百合鱗莖產(chǎn)量分別增加7.4%、17%和13%。謝建軍[12]對(duì)甘草葉面噴施Zn肥，研究其對(duì)甘草生長動(dòng)態(tài)及產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)0.4%濃度Zn肥處理甘草株高、根粗、主根長和產(chǎn)量對(duì)比清水處理均有顯著增加，分別增加了29.91%、11.36%、22.40%、32.74%。徐揚(yáng)[13]等人采用沙培試驗(yàn)測定不同B濃度下杭菊的生長情況，與不施肥相比，B肥濃度為1.4mg·L-1時(shí)能顯著提高蕾期杭菊植株莖稈干物質(zhì)量和花期植株葉片干物質(zhì)量，可以顯著提高杭菊花的產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度可達(dá)39.02%，但較高濃度的B肥則顯著降低其產(chǎn)量。Alamer Khalid[14]等人采用溫室試驗(yàn)，研究葉面配施Zn肥（0mg·L-1、50mg·L-1、75mg·L-1、100mg·L-1）對(duì)萬壽菊生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，結(jié)果顯示100mg·L-1時(shí)其植株有最佳生長和最高花序產(chǎn)量。Nanda[15]等人將決明子種子分別在不同濃度（0mg·L-1、1mg·L-1、10mg·L-1、50mg·L-1、100mg·L-1和200mg·L-1）的含Zn的Knop培養(yǎng)基上發(fā)芽，研究不同濃度Zn對(duì)決明子幼苗生長的影響;種子發(fā)芽率在1mg·L-1以上開始下降，在200mg·L-1時(shí)出現(xiàn)最大抑制，分別為對(duì)照的40%和25.0%。平均莖長和平均根長也有所下降。Habiba Balafrej[16]等人也提出高濃度的Zn會(huì)抑制植物的生長。

3 微肥對(duì)中藥材品質(zhì)的影響

有學(xué)者研究，合理施用微肥不僅可提高作物產(chǎn)量，Mn、B、Zn微肥還能促進(jìn)藥用植物營養(yǎng)成分、有效成分的合成和積累。蔣向輝[17]等人通過土壤分別根施Mn、B、Zn微肥研究發(fā)現(xiàn)，3種微肥對(duì)金銀花中綠原酸含量積累均有顯著促進(jìn)作用。蔣婷[18]研究發(fā)現(xiàn)，Zn對(duì)金釵石斛中的多酚、黃酮和多糖含量均表現(xiàn)出低促高抑作用，400μmol·L-1處理時(shí)能顯著促進(jìn)其含量。宋寧[19]采用盆栽種植桔梗，根外噴施不同濃度的Mn、Zn研究其對(duì)桔梗主要藥效成分桔梗皂苷D的影響，結(jié)果表明Mn濃度為8.86mg·盆-1，Zn濃度為8.86mg·盆-1時(shí)桔梗皂苷D含量比對(duì)照分別提高了12.6%、5.7%。Shen XF[20]研究了丹參根際土有效態(tài)微量元素與有效成分含量的影響，結(jié)果表明適量的有效N、有效B、有效Mn對(duì)丹參有效成分含量有顯著提高作用。陳雨等人[21]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)瓦布貝母葉面噴施適量的Zn、B肥，以不施微肥為對(duì)照，使瓦布貝母增重率>113.75%，總生物堿含量>0.43%。萬宇婷[22]在大量元素正常供應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過分別增施Zn、Mn、B3種水溶肥種植燈盞花藥材，結(jié)果表明，增施Zn肥有利于提高野黃芩苷含量和總咖啡酸酯含量;Mn肥施用對(duì)燈盞花野黃芩苷收獲量、總黃酮收獲量和總咖啡酸酯收獲量的影響較小;B肥降低了野黃芩苷收獲量。

4 微肥對(duì)土壤生態(tài)的影響

王炎[23]等人對(duì)苦蕎葉面噴施低中高3個(gè)濃度的B肥，以噴施等量清水為對(duì)照，研究B肥對(duì)苦蕎根際土壤速效養(yǎng)分、pH和有機(jī)質(zhì)含量的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨B肥濃度升高，pH先降低后升高，對(duì)照和高濃度處理間差異不顯著（P>0.05），二者顯著高于其它處理，適宜濃度的B肥能顯著提高土壤中速效氮、速效磷和有機(jī)質(zhì)的含量，速效鉀含量顯著降低。茹淑華[24]等人研究發(fā)現(xiàn)，化肥與Zn肥長期配合施用與單施化肥比對(duì)，土壤0～20cm硝態(tài)氮和速效磷的含量影響不顯著，土壤速效鉀與有效Zn含量有顯著增加。汪亞會(huì)[25]研究生物炭配施Mn肥施入土壤后，土壤中的有效態(tài)重金屬Cu、Ni、Zn、Cd含量均比對(duì)照組低，分別降低了22.91%、24.53%、10.12%、15.15%，可應(yīng)用于土壤重金屬復(fù)合污染的鈍化。

5 中藥材生態(tài)種植中微肥的施用技術(shù)

微量元素營養(yǎng)調(diào)控正逐漸成為現(xiàn)代高效生態(tài)化農(nóng)業(yè)必不可少的技術(shù)措施之一，植物對(duì)微量元素的需要量很少，要維持植物系統(tǒng)中的微量元素平衡，提高微肥肥效，避免因施用不當(dāng)造成對(duì)植物的不良影響，就要注重微量元素的研究和應(yīng)用，科學(xué)施用微量元素肥料。本文結(jié)合以往學(xué)者的研究，總結(jié)了以下幾點(diǎn)有機(jī)肥在中藥材生態(tài)種植中的施用技術(shù)[26-28]。不同植物對(duì)不同的微量元素有不同的敏感程度和敏感期，需要量也有差異，因此應(yīng)結(jié)合藥用植物的特點(diǎn)，選用適宜的微肥和使用方式;不同類型和質(zhì)地的土壤其養(yǎng)分不同，因此應(yīng)針對(duì)土壤中各種微量元素的供應(yīng)狀況合理施用微肥;微肥用量過大時(shí)，易對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用，而且有可能產(chǎn)生環(huán)境污染或?qū)θ诵蠼】翟斐捎绊?。因此，施用微肥時(shí)要嚴(yán)格控制好施用量，務(wù)必做到施用均勻，以防局部土壤肥料濃度過高導(dǎo)致植物中毒;施用微肥時(shí)應(yīng)注意天氣情況，施用方式為葉面肥時(shí)應(yīng)避免陽光直射以防影響微肥效果，也應(yīng)避免下雨天氣施肥;從節(jié)約利用資源角度出發(fā)，結(jié)合新的技術(shù)提高微量元素肥的利用率，如采取納米技術(shù)、螯合、結(jié)合等方法。

6 討論與展望

綜上所述，施用適宜濃度的Mn、B、Zn微肥對(duì)中藥材的生長和有效成分的積累有一定促進(jìn)作用，但目前我國對(duì)微肥的研究和施用上還存在一些問題。如，目前微肥對(duì)中藥的研究，只證明了某些營養(yǎng)元素對(duì)中藥產(chǎn)量和藥用有效成分存在影響，關(guān)于其作用機(jī)制和微量元素間的交互作用研究甚少;微肥對(duì)中藥材的施用量、施用方式（葉面噴施或灌根）、施用時(shí)間缺乏因地制宜的針對(duì)性研究;施用微肥后土壤的重金屬含量及中藥材對(duì)微量元素的吸收是否超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)含量尚未引起人們的重視。因此，在以后的研究中，應(yīng)完善這些不足，深入且全面地研究微肥對(duì)藥用植物的影響。

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（責(zé)任編輯 ?賈燦）