氮磷鉀肥配施對(duì)柴胡產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

馮家興，溫春秀，歐陽(yáng)艷飛，盧瑞克，姜濤，田偉，謝曉亮，劉靈娣※

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所/河北省藥用植物技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 石家莊050000；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所，河北 石家莊050000）

柴胡為傘形科植物柴胡（Bupleurum chinense DC.）或狹葉柴胡（Bupleurum scorzonerifolium Willd.）的干燥根。按性狀不同，分別習(xí)稱(chēng)“北柴胡”和“南柴胡”[1]。柴胡作為大宗藥材之一，市場(chǎng)對(duì)柴胡的需求量不斷增加，人工種植柴胡成為主要藥材供應(yīng)源[2-4]。人工種植中藥材不僅僅需要高產(chǎn)量，提高藥材藥用成分含量也是重中之重。有許多地方在人工栽培柴胡時(shí)，栽培技術(shù)不規(guī)范，盲目追求產(chǎn)量而忽視質(zhì)量，濫用化肥，忽略了柴胡的藥用成分等關(guān)鍵問(wèn)題，導(dǎo)致質(zhì)量下降，使柴胡用藥受到影響[5-7]。施肥不僅可以提高作物產(chǎn)量，還能改善產(chǎn)品品質(zhì)，但不同作物對(duì)肥料種類(lèi)的需求量不同，所以要根據(jù)作物種類(lèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素吸收利用的特性合理施肥[8-10]。近年來(lái)，有關(guān)氮、磷、鉀肥對(duì)許多作物如玉米、小麥、水稻、葡萄和甜蕎等的產(chǎn)量和質(zhì)量的影響多有研究報(bào)道[11-17]，但氮、磷、鉀肥對(duì)柴胡產(chǎn)量和質(zhì)量的影響研究報(bào)道較少。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究不同氮、磷、鉀肥用量對(duì)柴胡生育期、營(yíng)養(yǎng)吸收量、干物質(zhì)和有效成分積累、生物產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，確定柴胡最佳氮、磷、鉀施肥量及合理配比，以期為科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤與種子

試驗(yàn)在河北省農(nóng)林科學(xué)院大河試驗(yàn)站進(jìn)行，供試土壤類(lèi)型屬于黏壤質(zhì)石灰性褐土，供試土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)為：硝態(tài)氮12.93 mg/kg、速效磷15.97 mg/kg、速效鉀61.20 mg/kg。供試種子為‘中柴2號(hào)’。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)（隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)），分別設(shè)置了不同水平氮、磷、鉀3組試驗(yàn)，共14個(gè)處理，4次重復(fù)。試驗(yàn)因素水平及施肥量見(jiàn)表1，供試肥料為尿素（含N：46.0%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O5：12.0%）和硫酸鉀（含K2O：51.0%）。小區(qū)面積為6 m 7 m，株、行距為10 cm 30 cm。施肥方法：磷肥、鉀肥、氮肥（總量的50%）一次性作為底肥施入，其余50%的氮肥分兩次追施。

表1 柴胡施肥因素及施肥量Table 1 Fertilization factors and application amount of Bupleurum

1.3 測(cè)試項(xiàng)目及方法

取樣方法：柴胡于2019年4月上旬播種，于2019年11月15日進(jìn)行采收1年生柴胡根；于2020年11月15日采集2年生柴胡根樣品。

1年生柴胡和2年生柴胡，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取樣1m2；105℃殺青1 h后50℃烘干至恒重，測(cè)定柴胡根干重，然后以采樣面積折算公頃根系產(chǎn)量；樣品烘干粉碎后，采用H2SO4-H2O2消煮后，分別以凱氏定氮法測(cè)全氮，釩鉬黃比色法測(cè)全磷，火焰光度計(jì)法測(cè)全鉀。柴胡根干品粉碎后過(guò)3號(hào)篩，用2020版《中國(guó)藥典》中高效液相色譜法（附錄ⅥD）測(cè)定柴胡皂苷a和柴胡皂苷d含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用DPS v 2.0軟件和EXCEL 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥配比下1年生柴胡養(yǎng)分含量的比較

在磷、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)?shù)视昧繛?~375 kg/hm2時(shí)，柴胡根氮、磷、鉀含量隨著氮肥用量的增加而增加。在氮、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)P2O5用量為270 kg/hm2時(shí)，柴胡根系對(duì)氮、磷、鉀元素的吸收量達(dá)到最高值。在氮、磷施用量相同的條件下，K90處理柴胡時(shí)根系氮、磷、鉀含量高于其他處理，見(jiàn)表2。

表2 不同施肥處理1年生柴胡根全量養(yǎng)分含量Table 2 Total root nutrient content of annual Bupleurum under different fertilization treatments

2.2 不同施肥處理下柴胡產(chǎn)量的比較

從表3看出，1年生柴胡在磷、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)?shù)视昧繛?~375 kg/hm2時(shí)，柴胡產(chǎn)量隨著氮肥用量的增加而增加；在氮、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)P2O5用量為0~270 kg/hm2時(shí)，柴胡產(chǎn)量隨著磷用量的增加而增加；在氮、磷施用量相同的條件下，0~270 kg/hm2時(shí)K90處理柴胡產(chǎn)量最高。

表3 不同施肥處理下柴胡產(chǎn)量Table 3 Bupleurum yield under different fertilization treatments

2年生柴胡在磷、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)?shù)视昧繛?50 kg/hm2時(shí)，柴胡產(chǎn)量最高，隨著施氮量的增加，產(chǎn)量反而降低；在氮、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)P2O5用量為90 kg/hm2時(shí)，柴胡產(chǎn)量達(dá)到最高值，隨著磷肥用量的增加，產(chǎn)量反而下降；在氮、磷施用量相同的條件下，K90時(shí)柴胡產(chǎn)量最高。

2.3 不同施肥處理下柴胡有效成分含量比較

由表4看出，在氮肥不同處理下，施氮量為N300時(shí)，柴胡皂甙總含量最大為0.89%，當(dāng)施氮量增加時(shí)柴胡皂甙總含量隨之下降；在磷肥不同處理下，施磷量為P180時(shí)，柴胡皂甙總含量最大為0.80%；在鉀肥不同處理下，施鉀量為K270時(shí)，柴胡皂苷總含量最大為0.89%。

表4 不同施肥處理下1年生柴胡根有效成分含量Table 4 Content of active components of one-year Bupleurum root under different fertilization treatments

由表5可以看出，氮肥處理，在N0~N225范圍內(nèi)隨著施氮量的增加柴胡根中柴胡皂苷總含量呈上升趨勢(shì)，在N225時(shí)柴胡根中柴胡皂苷總含量達(dá)到最高，超過(guò)N225后柴胡根中柴胡皂苷含量降低；磷肥處理，在P0~P180范圍內(nèi)隨著施磷量的增加柴胡皂苷總含量增加，超過(guò)P180后柴胡皂苷總含量呈下降趨勢(shì)；鉀肥處理，隨著施鉀量的增加柴胡皂苷總含量增多，在K270時(shí)達(dá)到最高，在K180和K270時(shí)，柴胡根中柴胡皂苷總含量沒(méi)有顯著差異。

表5 不同施肥處理下2年生柴胡根有效成分含量Table 5 Content of active components in biennial Bupleurum root under different fertilization treatments

2.4 1、2年生柴胡有效成分累積含量的比較

從表6看出，1年生柴胡在磷、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)?shù)视昧繛?~375 kg/hm2時(shí)，柴胡有效成分積累量最大，為16.653 kg/hm2；在氮、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)P2O5用量為0~270 kg/hm2時(shí)，柴胡有效成分積累量最大，為16.120 kg/hm2；在氮、磷施用量相同的條件下，當(dāng)K180施用量為0~270 kg/hm2時(shí)柴胡有效成分積累量最大，為15.630 kg/hm2。

表6 不同施肥處理下柴胡有效成分積累量Table 6 Accumulation amount of active components of Bupleurum under different fertilization treatments

2年生柴胡在磷、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)?shù)视昧繛?75 kg/hm2時(shí)，柴胡有效成分積累量最大，為19.612 kg/hm2；在氮、鉀施用量相同的條件下，當(dāng)P2O5用量為180 kg/hm2時(shí)，柴胡有效成分積累量最大，為22.304kg/hm2；在氮、磷施用量相同的條件下，K180處理的柴胡有效成分積累量最大，為20.243 kg/hm2。

2.5 相關(guān)性分析

從不同施肥元素與柴胡根的元素含量的相關(guān)分析（表7）得到，氮肥與柴胡根部元素N、P、K及皂苷（a+d）的含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；磷肥與柴胡根部元素N、P、K和皂苷（a+d）的含量及產(chǎn)量均為正相關(guān)關(guān)系；鉀肥與柴胡根部元素N、P、K的含量及產(chǎn)量為負(fù)相關(guān)關(guān)系，與皂苷（a+d）的含量為正相關(guān)關(guān)系。

表7 施肥與柴胡根的元素含量相關(guān)分析Table 7 Correlation analysis between fertilization and element content of the Bupleurum root

3 討論

作物的栽培措施包括播種、施肥和灌溉等，其中施肥是給作物提供營(yíng)養(yǎng)成分的主要措施。通過(guò)調(diào)節(jié)不同施肥種類(lèi)和比例，為作物提供充足的養(yǎng)分，促進(jìn)養(yǎng)分的吸收利用有重要意義。氮、磷、鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需三要素，其配比不同直接影響藥用作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

施肥是提高柴胡產(chǎn)量的有效手段，特別是施用氮肥可有效提高柴胡的產(chǎn)量[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著氮肥和磷肥施用量的增加，1年生柴胡的產(chǎn)量分別提高了6.00%~52.71%和1.59%~36.42%；而2年生柴胡的產(chǎn)量在氮肥和磷肥施用量為N150和P90時(shí)達(dá)到最大值，分別提高了22.17%~68.66%和33.32%~63.62%；鉀肥施用量增加到90 kg/hm2時(shí)柴胡產(chǎn)量達(dá)最大值，在達(dá)到270 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量低于K0處理。由此推測(cè)，提高氮肥和磷肥的施用量可有效提高柴胡產(chǎn)量，提高鉀肥用量柴胡產(chǎn)量先增大后降低，其中氮肥對(duì)柴胡增產(chǎn)效果更為明顯，與前人研究結(jié)果一致[18]。

不同肥料種類(lèi)和用量對(duì)柴胡有效成分積累效果不同。不同施肥配比雖然對(duì)1年生柴胡有效成分積累無(wú)顯著促進(jìn)作用，但是對(duì)2年生柴胡有效成分積累有一定促進(jìn)作用。當(dāng)N225處理時(shí)柴胡皂苷（a+d）的含量最高，為1.29%；當(dāng)P180處理時(shí)柴胡皂苷（a+d）的含量最高，為1.37%；當(dāng)K270處理時(shí)柴胡皂苷（a+d）的含量最高，為1.33%。從單位面積柴胡有效成分的積累量分析得到，當(dāng)N375處理時(shí)單位面積柴胡有效成分的積累量最高，為19.61kg/hm2；當(dāng)P90處理時(shí)單位面積柴胡有效成分的積累量最高，為22.30 kg/hm2；當(dāng)K180處理時(shí)單位面積柴胡有效成分的積累量最高，為20.24 kg/hm2。由此推測(cè)，不同元素對(duì)柴胡皂苷含量的影響均符合報(bào)酬遞減規(guī)律，這與朱再標(biāo)等[19]的研究結(jié)果相同。本研究結(jié)果表明，單位面積柴胡獲得較高的有效成分的積累量為氮肥施用量最多，其次為鉀肥，磷肥施用量最少但積累量最大。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)得到1年生柴胡施肥為N375：P270：K180時(shí)柴胡的產(chǎn)量和質(zhì)量較好，2年生柴胡施肥為N375：P90：K180時(shí)柴胡的產(chǎn)量和質(zhì)量較好。