生物炭配施氮磷鉀與微肥對圓齒野鴉椿色原酮碳苷的影響

李金燃　李俊偉　張培蘭　鄒雙全

摘??? 要：為探討施肥對圓齒野鴉椿果皮高抗炎物質(zhì)色原酮碳苷（5，7－二羥基-2-甲基-色原酮-8-c-β-d-葡萄糖苷和5，7-二羥基-2-甲基-色原酮-6-c-β-d-葡萄糖苷）含量的影響，采用L18（35）正交試驗(yàn)設(shè)計，選取4年生圓齒野鴉椿幼樹，設(shè)置生物炭、氮、磷、鉀元素肥與微肥施肥配比，并設(shè)空白對照組，共19個處理。經(jīng)方差、相關(guān)性、線性回歸和隸屬函數(shù)等分析，結(jié)果表明：在本研究條件下，元素肥單施效果不明顯，鉀肥與微肥使isobiflorin（B1）和biflorin（B2）含量較大；配施時，B1、B2含量在T16處理時最大，分別為24.39、24.93 mg·g-1，與隸屬函數(shù)分析結(jié)果一致；B1和B2含量相關(guān)性為0.999，顯著度<0.001，一元線性回歸方程為B2=-0.082+1.026×B1。綜上，T16處理是色原酮高含量藥用林培育的施肥方案，圓齒野鴉椿存在體內(nèi)互相轉(zhuǎn)換的可能。本研究為其科學(xué)培育與利用提供理論與技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：圓齒野鴉椿；生物炭；微肥；色原酮碳苷

中圖分類號：S727.34；S725.5???????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2023.08.013

Effects of Biochar Combined with N， P， K and Micronutrient Fertilizer Application on the Content of Isobiflorin and Biflorinof Euscaphis konishii Hayata

LI Jinran1，2，3， LI Junwei1，2， ZHANG Peilan1，2， ZOU Shuangquan1，2

（1.College of Forestry，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350002，China; 2.Fujian Colleges and Universities Engineering Research Institute of Conservation and Utilization of Natural Bioresources，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350002，China; 3.Nanping City Yanping District Dongkeng Forest Station，Nanping， Fujian 353000，China）

Abstract： To investigate the effects of fertilization on the contents of high anti-inflammatory substance Chromogenic ketone glycosides （isobiflorin and biflorin） in the peel of Euscaphis konishii Hayata. In this experiment， L18（35） orthogonal experimental design was adopted. The four-year-old Euscaphis konishii Hayata trees were selected. The fertilization ratio of biochar， nitrogen（N）， phosphorus （P） and kalium（K） fertilizer and micronutrient fertilizer was set， and a blank control group was set， including a total of 19 treatments.According to the analysis results of variance， correlation， linear regression， and subordinate function， the single application of elemental fertilizer did not produce an obvious effect under the experimental conditions. K fertilizer and micronutrient fertilizer could increase the content of isobiflorin（B1） and biflorin（B2）. In combination application， the contents of B1 and B2 were the highest in the T16 treatment， reaching 24.39 mg·g-1 and 24.93 mg·g-1， respectively， which were consistent with the results of subordinate function analysis. The correlation of B1 and B2 content was 0.999; The significance was<0.001; The linear regression equation of unary was B2=-0.082+1.026×B1. T16 treatment was a fertilization scheme for the cultivation of chromone high-content medicinal forest. Inconclusion， it is a possibility of in vivo conversion of Euscaphis konishii Hayata. The research study provides theoretical and technical support for its scientific cultivation and utilization.

Key words： Euscaphis konishii Hayata; biochar;? micronutrients fertilizer;isobiflorin and biflorin

圓齒野鴉椿（Euscaphis konishii Hayata）是省沽油科野鴉椿屬植物，其樹形婆娑優(yōu)美，果實(shí)紅艷絢麗，是我國特有的珍稀藥用觀賞樹種[1]。其果皮中富含色原酮碳苷類成分isobiflorin（以下簡稱B1）和biflorin（以下簡稱B2），且含量遠(yuǎn)高于含有這2種成分的其他植物[2]。研究表明，圓齒野鴉椿有很強(qiáng)的抗炎特性[3-6]，15 mg·kg-1B2產(chǎn)生的藥效與100 mg·kg-1的布洛芬[3]相當(dāng)。因此，如何提高圓齒野鴉椿色原酮碳苷含量，為野鴉椿中藥飲片或生物制藥提供更好的原料，成為一個亟需解決的問題。

科學(xué)施肥有利于圓齒野鴉椿生長和體內(nèi)生物成分的積累。黃銘星等[7]發(fā)現(xiàn)，施用人工菌劑后，圓齒野鴉椿生長和生理指標(biāo)各方面有極大提高。近年來，生物炭在調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育、提高苗木生理指標(biāo)上展現(xiàn)出一定優(yōu)勢[8]。張瑞花等[9]發(fā)現(xiàn)，施用不同水平生物炭的櫻桃和番茄，其生理、生長指標(biāo)均顯著高于空白對照。已有研究多數(shù)是關(guān)于1～2年生的圓齒野鴉椿幼苗氮、磷、鉀配比施肥后的生長情況[10]，4年生幼樹的生物炭、氮磷鉀、微量元素配方施肥對生理指標(biāo)的影響報道較少，尤其罕有高抗炎物質(zhì)B1、B2方面的報道。本研究通過生物炭、氮磷鉀、微量元素配方施肥處理，探討其對果皮色原酮碳苷含量的影響，希望通過施肥處理綜合評價，研發(fā)高效配施方案，為圓齒野鴉椿藥用高品質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

位于三明市沙縣區(qū)夏茂鎮(zhèn)紅豆苗業(yè)專業(yè)合作社的苗圃（117°41′11″E， 26°34′39″N），海拔180～221 m，年平均氣溫15.6～19.6℃，年平均降1 510～1 840 mm。施肥前樣地土壤基本理化性質(zhì)：pH值5.09，堿解氮38.62 mg·kg-1，有效磷76.53 mg·kg-1，速效鉀14.28 mg·kg-1，全磷0.75 mg·kg-1，全鉀0.09 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

生物炭為木炭（直徑100目<1 mm以下，pH值8～9），含全氮為0.94%，全磷為0.58%，全鉀為3.05%。尿素含氮為46.6%，磷肥為含P2O5 14%的過磷酸鈣，鉀肥采用K2O含量為60%的氯化鉀[11]，微量元素肥為巴斯夫多元微肥望秋（含鐵≥3.00%，硼≥1.00%、鋅≥5.00%、鉬≥0.10%、銅≥1.00%、錳≥1.00%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)對象為4年生的圓齒野鴉椿實(shí)生苗，樣地共0.33 hm2，其中圓齒野鴉椿長勢良好，大小基本一致，株間距為2 m×2 m。根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]及本實(shí)驗(yàn)室單株圓齒野鴉椿氮磷鉀施肥量，設(shè)置生物炭、氮素、磷素、鉀素、微肥用量各3水平，采用L18（35）正交試驗(yàn)設(shè)計，并設(shè)1個完全空白處理CK，共計19個處理。每個處理6次重復(fù)，共114棵樹，根據(jù)各處理對每木進(jìn)行標(biāo)簽，具體施肥用量見表1。

在樹冠兩側(cè)滴水線挖深30～40 cm的環(huán)狀溝，于2019年3月將各用量生物炭一次性施入，與土混合均勻后覆土填平，此后不再施加生物炭。3月進(jìn)行第1次施化肥，7月進(jìn)行第2次施肥。在樹木生長期間適量灌水，以滿足樹木生長生活所需。

1.4 色原酮碳苷含量測定

圓齒野鴉椿果實(shí)成熟時，在最佳采收期進(jìn)行取樣，分別選取每個處理的3株采收全樹果實(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室，分出果皮和種子，將果皮放入烘箱中105 ℃殺青30 min，最后用80 ℃烘干至恒質(zhì)量，色原酮碳苷含量采用超聲波提取法測定[13]。

1.5 數(shù)據(jù)分析與處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用WPS Office Excel進(jìn)行統(tǒng)計歸納，用SPSS 28.0.1.1（14）進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，用鄧肯多重比較法和皮爾遜相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 元素單施對色原酮碳苷含量的影響

B1含量于鉀肥和微肥單施時較大，鉀肥使B1含量先增加再減少；B1含量隨微肥的增加而增加，在33.0 g·株-1與稀釋3 000倍時B1含量分別達(dá)到11.81、11.76 mg·g-1，是CK的1.45倍、1.44倍。隨著施肥量的逐漸升高，磷肥使B1含量逐步增加，生物炭和氮肥使B1含量先升高再減少后升高（圖1-A）。

單施鉀肥33.0 g·株-1和微肥稀釋3 000倍，B2含量分別為12.04、12.01 mg·g-1，與B1含量變化趨勢相同，說明鉀肥和微肥可以更有效地促進(jìn)B2的積累。隨著生物炭和氮肥施肥量逐漸增加，B2含量呈先升高后降低再升高的趨勢，三者之間具有協(xié)同作用；磷肥施肥量逐漸增加，B2含量呈現(xiàn)升高趨勢，二者之間具有協(xié)同作用（圖1-B）。

2.2 配方施肥對色原酮碳苷含量的影響

配施比例對圓齒野鴉椿果皮的B1和B2含量影響較大，所有施肥處理均高于CK，其中T16處理B1、B2含量最高，分別達(dá)到24.39、24.93 mg·g-1，是CK的2.99倍、3.04倍。T16處理為圓齒野鴉椿最佳施肥處理，其氮肥用量減少，生物炭、磷肥、微肥的含量增加。各元素配施用量與單施用量一樣，生物炭的施入提升了氮磷鉀微肥的肥效，減少了各元素肥的施用量。配施各處理B1、B2含量見圖2。

2.3 回歸分析

B1和B2含量之間呈極顯著的正相關(guān)，相關(guān)性達(dá)99.9%；R2為0.998，德賓沃森指數(shù)為1.653，說明該一元線性回歸模型對這次試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合集成度較高，B1和B2含量之間的線性關(guān)系可以用該模型表示。由表2可知，回歸系數(shù)數(shù)值為1.026，顯著性<0.001，表示B1和B2含量有極其顯著關(guān)系。由此可得，B1、B2之間的一元線性方程為B2=-0.082+1.026×B1，說明在圓齒野鴉椿植物體內(nèi)B1、B2之間可能存在互為轉(zhuǎn)化的可能。

2.4 隸屬函數(shù)法

用隸屬函數(shù)法對2種色原酮碳苷含量分別進(jìn)行加權(quán)平均計算，再取2組隸屬值的平均值。隸屬平均值越大，說明這種配施處理對圓齒野鴉椿果皮中色原酮碳苷含量的影響越大。

隸屬函數(shù)公式如下：

U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）

式中，U（Xi）為第i項(xiàng)色原酮碳苷含量隸屬函數(shù)值；Xi為第i項(xiàng)色原酮碳苷的測定值；Xmin、Xmax分別為所有參試樣本第i項(xiàng)色原酮碳苷含量的最小值和最大值。

如果具備負(fù)相關(guān)關(guān)系，則需進(jìn)行反隸屬函數(shù)計算，公式如下：

U（Xi）= 1-（Xi- Xmin）/（Xmax-Xmin）

式中，U（Xi）為第i項(xiàng)色原酮碳苷含量隸屬函數(shù)值。

由表3可知，圓齒野鴉椿色原酮碳苷含量隸屬各處理平均隸屬函數(shù)值均大于未進(jìn)行施肥處理的CK，最高的處理是T16，其隸屬平均值為0.584。這說明T16處理對色原酮碳苷含量的影響最大，施肥模式是C3N1P3K2W3。

3 討論與結(jié)論

科學(xué)施肥能夠給林木提供營養(yǎng)，促進(jìn)林木生長和化學(xué)成分的積累[14-15]，且栽培管理方式對藥用植物的內(nèi)含物及其藥用效果具有一定的影響[16-17]。在本研究中，元素肥單施時，鉀肥與磷肥使B1、B2含量的積累最大；配施時，18個處理圓齒野鴉椿果皮的B1、B2含量均高于對照組。生物炭配施后，氮肥、鉀肥的施肥量降低，B1、B2含量在T8、T11、T16處理下均達(dá)到顯著性差異，其含量在T16處理時達(dá)到最大值24.39、24.93 mg·g-1，說明生物炭配施氮、磷、鉀肥，以及微量元素肥有利于其果皮色原酮碳苷的積累。

色原酮碳苷具有很好的抗炎鎮(zhèn)痛、清熱解毒等藥用價值[18-19]，圓齒野鴉椿果皮內(nèi)色原酮碳苷含量高達(dá)現(xiàn)有植物6.3倍，開發(fā)潛力大[20]。生物炭配施處理能有效提高果皮色原酮碳苷的含量，18個配施處理和空白對照隸屬函數(shù)平均值顯示，其隸屬平均值在T16時最大，為0.584。本研究為生產(chǎn)提供了一種提高藥用成分的肥料優(yōu)選配施方案，即生物炭120.0 g·株-1，氮肥43.5 g·株-1，磷肥89.3 g·株-1，鉀肥33.0 g·株-1，微量元素肥稀釋3 000倍。生產(chǎn)可以據(jù)此擴(kuò)大試驗(yàn)，并開發(fā)出試產(chǎn)期圓齒野鴉椿果樹專用肥料。

本研究中，18個處理及對照的B2含量較B1高，B1和B2含量的相關(guān)性數(shù)值為0.999，顯著度<0.001，呈極顯著正相關(guān)；B1和B2可能存在相互轉(zhuǎn)化的生物學(xué)內(nèi)在關(guān)系，B1可能是圓齒野鴉椿抗性或生理需要的一種貯備，在必要時可以轉(zhuǎn)化為B2提供抗性生理響應(yīng)，該發(fā)現(xiàn)為深化B1、B2的生物學(xué)含義研究提供一個新的思路。

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收稿日期：2023-03-22

基金資助：福建省高校產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目（2020N5004）；福建省本科高校教改研究項(xiàng)目（FBJG20210077）

作者簡介：李金燃（1995—），女，福建順昌人，助理工程師，碩士，主要從事藥用植物栽培與利用研究。

通訊作者簡介：鄒雙全（ 1963—） ，男，福建莆田人，研究員，博士，主要從事藥用植物栽培與利用研究。