氮肥、磷肥、钾肥对祁白芷生理指标和药效成分的影响

贾蕾，甄瑞，刘怀，李存东

(1．农业部管理干部学院，北京102208；2．河北农业大学农学院，河北保定071001)

祁白芷为伞形科多年生草本植物[1]，为河北省道地药材，是著名的八大祁药之一。白芷[Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.) Benth.et Hook.f.]是我国常用中药之一，可用于药品、食品、美容、化工等领域[2，3]，具有较好的开发价值。为了进一步探索祁白芷高产栽培等关键技术和集约化生产方案，本试验进行了施用氮肥、磷肥、钾肥对祁白芷生理特性和药效成分含量的作用效果研究，以期为制定科学的生产管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验地点、材料

试验于河北农业大学药用植物园进行，供试土壤为壤土(基础地力见表1)，前作黄芪，小区面积30m2。祁白芷种子来自河北省安国市中药材种植基地，经河北农业大学白宝璋教授鉴定为祁白芷的种子。

表1试验地基础养分含量

Table1Thecontentsofsoilnutrientsofexperimentfield

速效氮AvailableN(mg/kg)全氮TotalN(%)速效磷AvailableP(mg/kg)速效钾AvailableK(mg/kg)有机质Organicmatter(%)682800943528014197

1.2试验设计

2005年4月21日播种，同年10月28日收获药材，营养生长期190d。供试肥料为尿素(N 46%)、过磷酸钙(P2O520%)、硫酸钾(K2O 60%)，设4个处理(表2)，3次重复，随机区组排列。肥料全部基施，之前已经做不同用量的试验，确定了本次试验的用量，在播种前一次性施入，常规管理。

1.3取样及测定方法

从播种后90d开始至190d进行收获期间，每隔25d随机挖取正常生长并具有代表性的植株6株，带回室内清洗干净后，每株纵向平均分为2份，1份用于测定全株数据，另1份从根茎处分为地上叶片部和地下根部2部分，用于测定叶片和根部数据。分别称取0.5g新鲜样品，用考马斯亮兰比色法测定可溶性蛋白含量[4]；其余样品置烘箱中烘干至恒重后称重，并用硫酸蒽酮比色法测定可溶性糖、淀粉[5]；紫外分光光度计测定香豆素含量[6]，计算各指标积累量。

表2不同处理的肥料种类及施用量

Table2Kindsandamountsofthefertilizerindifferenttreatment

施肥处理Fertilizertreatment肥料种类Fertilizer施用量Amountoffertilizer(kg/hm2)CK——N尿素 Urea300P过磷酸钙 Calciumsuperphosphate150K氯化钾 Potassiumchloride1125

2 结果与分析

2.1氮肥、磷肥、钾肥对祁白芷中可溶性蛋白的影响(表3)

表3不同处理下祁白芷中可溶性蛋白含量和积累量的动态变化

Table3DynamicchangesinthecontentandaccumulationamountofsolubleproteinwithdifferenttreatmentofAngelicadahurica

播种后天数(d)Daysaftersowing处 理Treatment可溶性蛋白含量(mg/g)Contentofsolubleprotein可溶性蛋白积累量(mg/plant)Accumulationamountofsolubleprotein全株Wholeplant叶片Leaf根Root全株Wholeplant叶片Leaf根Root90CK10098a12150a3757a1595b1439b156aN11327a13428a3562a2909a2734a175aP9573a11334a3868a1710b1545b164aK10354a12351a3492a2517ab2331ab186a115CK11361a14145a4489a7350ab6521a829bN7280a9028a2256c4682b4314a368cP12301a15726a3905b9238ab8429a809bK11571a14196a4400a10068a9076a992a140CK16118a22432a4243a20754a18744a2010abN12089b16702b2699a11734b10839b895bP16113a21634a4064a21275a19652a1622abK13372ab17936ab4296a23783a21230a2553a

续表3

播种后天数(d)Daysaftersowing处 理Treatment可溶性蛋白含量(mg/g)Contentofsolubleprotein可溶性蛋白积累量(mg/plant)Accumulationamountofsolubleprotein全株Wholeplant叶片Leaf根Root全株Wholeplant叶片Leaf根Root165CK12426a16627a3907a39794a35595a4199aN8707a10962a2588a25462a23137a2326aP12049a16284a3809a40480a36189a4291aK11982a16564a3603a42582a38064a4518a190CK11405b16557b5575a74061b56473b17589aN16340a24761a6006a120490a101239a19251aP10430b15225b6118a85546ab60144b25402aK10397b14127b5424a93346ab71853ab21492a

注：表中数值为参数的平均值，LSD0.05法检验；具有相同字母表示差异不显著(P>0.05)，具有不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

Note:Value in each column is the average,compared by LSD test; Values with same letter are not significantly different between them(P>0.05),while those with on same letter are significantly different between them(P<0.05).The same as below.

2.1.1氮肥对祁白芷可溶性蛋白的影响施用氮肥明显有利于提高祁白芷可溶性蛋白的含量和积累量。全株中可溶性蛋白含量和积累量在播种后90d时均高于不施肥处理(CK)，115d～165d期间低于CK，此后可溶性蛋白含量和积累量增加迅速。收获时，全株可溶性蛋白含量比CK高43%，差异显著(P<0.05)；可溶性蛋白积累量比CK高63%，差异显著(P<0.05)。

施用氮肥会增加祁白芷叶片和根部的可溶性蛋白含量和积累量。在播种后115d～165d期间，氮肥处理叶片和根中可溶性蛋白含量和积累量均低于CK。其中，叶片中可溶性蛋白含量和积累量在播种后140d时分别比CK低25%、42%，差异显著(P<0.05)；根中可溶性蛋白含量和积累量在播种后115d时分别比CK低50%、56%，差异显著(P<0.05)。收获时，氮肥处理叶片中可溶性蛋白含量和积累量比CK高50%、79%，差异显著(P<0.05)；氮肥处理根中可溶性蛋白含量和积累量略高于CK 8%、9%，差异不显著(P>0.05)。可见，施用氮肥对促进叶片中可溶性蛋白含量和积累量增加的作用效果大于根。

2.1.2磷肥对祁白芷可溶性蛋白的影响施用磷肥会降低祁白芷全株中可溶性蛋白含量，增加可溶性蛋白积累量，但肥料效应不明显。收获时，磷肥处理的全株可溶性蛋白含量略低于CK 8%，可溶性蛋白积累量高于CK 16%，差异均不显著(P>0.05)。

施用磷肥会增加祁白芷叶片和根中可溶性蛋白积累量，但差异不显著(P>0.05)。从可溶性蛋白动态变化趋势看，祁白芷叶片和根中可溶性蛋白的主要积累期是在播种后165d～190d期间。磷肥处理对叶片和根中可溶性蛋白含量影响不明显，差异不显著(P>0.05)。

2.1.3钾肥对祁白芷可溶性蛋白的影响钾肥处理的祁白芷全株中可溶性蛋白含量在播种后115d时高于CK，此后均低于CK，差异不显著(P>0.05)。钾肥处理全株中可溶性蛋白积累量在植株生长期始终高于CK，但差异不显著(P>0.05)。

钾肥处理叶片和根中可溶性蛋白含量和积累量变化趋势与全株相同。施肥处理与CK相比，施肥处理叶片和根中可溶性蛋白含量略低于CK，施肥处理叶片和根中可溶性蛋白积累量略高于CK，差异均不显著(P>0.05)。

2.2氮肥、磷肥、钾肥对祁白芷中可溶性糖的影响(表4)

表4不同处理下祁白芷中可溶性糖含量和积累量的动态变化

Table4DynamicchangesinthecontentandaccumulationamountofsolublesugarwithdifferenttreatmentofAngelicadahurica

播种后天数(d)Daysaftersowing处 理Treatment可溶性糖含量(mg/g)Contentofsolublesugar可溶性糖积累量(mg/plant)Accumulationamountofsolublesugar全株Wholeplant叶片Leaf根Root全株Wholeplant叶片Leaf根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

2.2.1氮肥对祁白芷可溶性糖的影响氮肥处理的祁白芷全株中可溶性糖含量在播种后140d前均略高于CK，此后略低于CK，差异不显著(P>0.05)。氮肥处理的全株中可溶性糖积累量在播种后115d前和收获时略高于CK，差异不显著(P>0.05)。

施用氮肥对祁白芷叶片和根中可溶性糖含量和积累量影响不明显。氮肥处理的叶片中可溶性糖含量和积累量在收获均略高于CK，差异不显著(P>0.05)。氮肥处理的根中可溶性糖含量和积累量在播种后115d前均高于CK，此后逐渐低于CK；在收获时，氮肥处理根中可溶性糖含量低于CK 7%，而可溶性糖积累量高于CK 4%。

2.2.2磷肥对祁白芷可溶性糖的影响在播种后140d前，施用磷肥对祁白芷全株可溶性糖含量和积累量无明显影响。在播种后165d时，磷肥对祁白芷全株可溶性糖含量明显低于CK，差异显著(P<0.05)；可溶性糖积累量略低于CK，差异不显著(P>0.05)。此后，全株中可溶性糖含量逐渐增加，积累量快速增加。收获时，磷肥对祁白芷全株可溶性糖含量略高于CK，差异不显著(P>0.05)；可溶性糖积累量比CK高52%，差异显著(P<0.05)。

施用磷肥有利于增加祁白芷叶片和根中可溶性糖含量和积累量增加。与CK相比，磷肥处理叶片和根中可溶性糖含量在播种后165d～190d期间逐渐增加，积累量迅速增加，至收获时达到最高。其中，叶片和根中可溶性糖含量均略高于CK，差异均不显著(P>0.05)；叶片中可溶性糖积累量在播种后165d～190d期间分别增长了2倍和15倍，在收获时可溶性糖积累量分别比CK高63%和50%，差异显著(P<0.05)。

2.2.3钾肥对祁白芷可溶性糖的影响施用钾肥对全株中可溶性糖含量影响不明显，差异不显著(P>0.05)；钾肥有利于全株中可溶性糖积累，收获时可溶性糖积累量高于CK 35%，差异显著(P<0.05)。

施用钾肥对叶片和根中可溶性糖含量影响不明显，与CK间的差异不显著(P>0.05)。施用钾肥有利于叶片和根中可溶性糖积累，主要积累时期为播种后的165d～190d。至收获时，叶片中可溶性糖积累量为CK的2倍，差异显著(P<0.05)；根中可溶性糖积累量比CK高20%，差异显著(P<0.05)。

2.3氮肥、磷肥、钾肥对祁白芷中淀粉的影响(表5)

表5不同处理下祁白芷中淀粉含量和积累量的动态变化

Table5DynamicchangesinthecontentandaccumulationamountofstarchwithdifferenttreatmentofAngelicadahurica

播种后天数(d)Daysaftersowing处 理Treatment淀粉含量(mg/g)Contentofstarch淀粉积累量(mg/plant)Accumulationamountofstarch全株Wholeplant叶片Leaf根Root全株Wholeplant叶片Leaf根Root90CK13903a4168a33921a4621b0891b3731bN11540ab2619b32972ab4124b0666b3458bP11913ab3780ab32342ab20733a3398a17334aK8875b2947b24602b21991a3585a18405a115CK13568a3575ab31694a18614ab3195a15419abN10139a2698b26980a13424b2500a10924bP13479a3777a26673a20733ab3398a17334abK12550a3011ab31535a21991a3585a18405a140CK18398a3920a39123a56361ab6795ab49566abN14326a3965a29972a33610b5738b27872bP14161a4250a31097a42624b8044ab34580bK16360a3771a32859a72707a9692a63015a165CK18754a2593a40104a117016a9006a108010aN15254ab2146ab34016ab96279a7847a88432aP13513b1641b32960b90603a6710a83893aK17074ab2124ab35447ab129711a9050a120662a190CK20101a1979b32097a407231b16132c391099bN19300a2510a31551ab458534b24826b433708bP18472a2124ab28335b533767a23025b510742aK17740a2556a28254b535600a31636a503964a

2.3.1氮肥施用氮肥对祁白芷全株中淀粉含量和积累量的影响不明显，差异不显著(P>0.05)。施用氮肥有利于增加祁白芷叶片和根中的淀粉含量和积累量，淀粉积累的主要时期是播种后的165d～190d。收获时，氮肥处理的叶片中淀粉含量和积累量分别高于CK 26%、54%，差异均显著(P<0.05)；根中淀粉含量略低于CK，积累量高于CK，差异不显著(P>0.05)。

2.3.2磷肥施用磷肥会降低祁白芷全株中淀粉含量，收获时处理全株中淀粉含量略低于CK，差异不显著(P>0.05)。施用磷肥有利于祁白芷全株中淀粉积累，收获时比CK高31%，差异显著(P<0.05)。全株中淀粉积累的主要时期是播种后165d～190d。

施用磷肥对叶片和根中淀粉含量影响不明显，与CK间差异不显著(P>0.05)。施用磷肥有利于叶片和根中淀粉积累，收获时处理分别比CK高43%和31%，差异均显著(P<0.05)。淀粉积累的主要时期是播种后165d～190d。

2.3.3钾肥施用钾肥会降低祁白芷全株中淀粉含量，但差异不显著(P>0.05)。施用钾肥有利于全株中淀粉积累，收获时处理比CK高32%，差异显著(P<0.05)；淀粉积累的主要时期是播种后165d～190d。

施用钾肥有利于增加叶片中淀粉含量和积累量，收获时处理叶片中淀粉含量和积累量分别高于CK 32%和96%，差异均显著(P<0.05)。施用钾肥不利于根中淀粉含量增加，收获时处理根中淀粉含量低于CK，差异显著(P<0.05)。施用钾肥有利于根中淀粉积累，收获时处理比CK高29%，差异显著(P<0.05)。叶片和根中淀粉积累的主要时期是播种后165d～190d。

2.4氮肥、磷肥、钾肥对祁白芷中香豆素的影响(表6)

表6不同处理下祁白芷中香豆素含量和积累量的动态变化

Table6DynamicchangesinthecontentandaccumulationamountofcoumarinewithdifferenttreatmentofAngelicadahurica

播种后天数(d)Daysaftersowing处 理Treatmet香豆素含量(mg/g)Contentofcoumarine香豆素积累量(mg/plant)Accumulationamountofcoumarine全株Wholeplant叶片Leaf根Root全株Wholeplant叶片Leaf根Root90CK0977a1080a0762a0316b0232b0084bN1023a1137a0749a0375b0296b0079bP1023a1125a0768a1311a0826a0485aK1040a1156a0759a1473a0996a0477a115CK0814a0855a0748a1118a0761a0357bN0836a0854a0796a1094a0776a0318bP0845a0915a0745a1311a0826a0485aK0835a0836a0827a1473a0996a0477a140CK0944a1062a0771bc2822ab1872ab0950bN0988a1049a0893a2350b1518b0832bP0956a1034a0824ab2881ab1965ab0915bK0896a1050a0684c4034a2718a1317a

续表6

播种后天数(d)Daysaftersowing处 理Treatmet香豆素含量(mg/g)Contentofcoumarine香豆素积累量(mg/plant)Accumulationamountofcoumarine全株Wholeplant叶片Leaf根Root全株Wholeplant叶片Leaf根Root165CK0770a0798a0734a4623a2741a1883aN0855a0859a0820a5349a3179a2170aP0832a0866a0778a5634a3632a2002aK0736a0733a0742a5541a3035a2506a190CK0484a0521c0460ab9799d4222c5577bN0488a0497c0480a11403c4959c6443abP0490a0621b0409b14040b6758b7282aK0545a0756a0398b16322a9274a7058a

2.4.1氮肥施用氮肥对祁白芷全株中香豆素含量影响不明显，差异不显著(P>0.05)。施用氮肥有利于增加全株中香豆素积累量，收获时处理的全株中香豆素积累量比CK高16%，差异显著(P<0.05)；全株中香豆素积累的主要时期是播种后165d～190d。

施用氮肥对祁白芷叶片和根中香豆素含量影响不明显，差异不显著(P>0.05)。施用氮肥会增加叶片和根中香豆素积累量，收获时处理高于CK，但差异不显著(P>0.05)；积累的主要时期是播种后165d～190d。

2.4.2磷肥施用磷肥会略增加祁白芷全株中香豆素含量，差异不显著(P>0.05)。施用磷肥有利于全株中香豆素积累，收获时处理高于CK 43%，差异显著(P<0.05)。

施用磷肥有利于增加祁白芷叶片中香豆素含量，并有利于叶片和根中香豆素积累。收获时处理叶片中香豆素含量比CK高19%，差异显著(P<0.05)；叶片和根中香豆素积累量分别比CK高60%和31%，差异均显著(P<0.05)。叶片和根中香豆素积累的主要时期是播种后165d～190d。施用磷肥对根中香豆素含量影响不明显，差异不显著(P>0.05)。

2.4.3钾肥施用钾肥会增加祁白芷全株中香豆素含量，但差异不显著(P>0.05)。与氮肥、磷肥相比，钾肥促进祁白芷全株中香豆素积累的效果最明显。收获时处理比CK高67%，差异显著(P<0.05)。

钾肥有利于增加祁白芷叶片中香豆素含量，并有利于叶片和根中香豆素积累。收获时处理的叶片中香豆素含量比CK高45%，差异显著(P<0.05)；叶片和根中香豆素积累量分别比CK高120%和27%，差异均显著(P<0.05)。叶片和根中香豆素积累的主要时期是播种后165d～190d。施用钾肥对根中香豆素含量影响不明显，与CK间差异不显著(P>0.05)。

3 结论与讨论

氮素作为植物需要的基本元素，参与蛋白质、可溶性糖等植物主要营养成分的形成，是影响植株可溶性蛋白[7]、可溶性糖[8]含量的主要因素。试验结果表明，氮肥有利于提高祁白芷叶片和根中可溶性蛋白、可溶性糖含量及其在叶片和根中的积累量，作用效果明显；有利于提高祁白芷叶片和根中淀粉积累量；对祁白芷叶片和根中香豆素含量、积累量的作用效果不明显。氮肥明显降低祁白芷根中可溶性蛋白的分配比率，在收获前作用效果明显，可能与氮肥更有利于促进植株地上部生长有关。

磷素积极参与碳水化合物的代谢，可将叶绿体中光合作用形成的磷酸丙糖交换至细胞中转换成蔗糖后及时送往生长中心。试验结果表明，施用磷肥有利于提高祁白芷叶片中可溶性糖含量以及叶片和根中可溶性糖积累量；有利于提高祁白芷叶片和根中香豆素含量和积累量，增加祁白芷商品的药用效果；对可溶性蛋白含量和积累量的作用不明显。由于磷肥不利于根茎类作物淀粉含量的增加[9]，会降低祁白芷根及全株中淀粉含量和积累量，因此不宜大量单施磷肥。

钾是多种酶的活化剂，参与植物光合作用和氮代谢，促进植物体内可溶性糖和淀粉的合成；同时，促进光合产物向根部运输[10]，提高根、茎类作物的产量和品质[11]。试验结果表明，施用钾肥有利于提高祁白芷叶片中可溶性糖含量及叶片和根中可溶性糖和淀粉的积累量。由于祁白芷根部粉性大小也是祁白芷商品品质的重要指标，因此应多施钾肥，增加根部淀粉含量。同时，施用钾肥可以明显提高祁白芷叶片及根中香豆素含量和积累量，肥料效应比施用氮肥、磷肥好。总体来看，祁白芷属于喜钾作物，应注重钾肥的施用。

总体来看，氮肥、磷肥、钾肥对祁白芷形态指标[12]、生理指标、药效成分含量、矿质元素[13]和产量的影响作用以播种后165d～190d最明显，因此在收获前25d左右应适当追肥，以保证有充足的矿质养分促进祁白芷植株中的物质积累。

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