商洛黄芩氮磷钾不同配比施肥效应研究

张晓虎

摘要 [目的]研究商洛黄芩氮磷钾不同配比的施肥效应。[方法]以商洛黄芩为研究材料，在探讨不同施肥处理的产量、品质及经济效益的基础上，采用3因素2次饱和-D最优设计方案进行田间试验，获取黄芩的产量数据；并采用超声提取比色法测定黄酮的含量，采用超声循环提取紫外分光光度法测定黄芩苷的含量；根据试验产量和肥料投入，计算增收率。[结果]依据黄芩产量并保证品质及经济效益得出氮磷钾配施优于单施和两两配施，处理8（折合N 53.13、P2O5 224.89、K2O 224.89 kg/hm2）和处理10（折合N 149.93、P2O5 224.89、K2O 79.7 kg/hm2）为较优的2个施肥配比。[结论]该方法为商洛黄芩优质高产栽培提供了合理的施肥依据。

关键词 黄芩（RADIX SCUTELLARIAE）；氮磷钾配比；产量；有效成分；经济效益；商洛

中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）11-03232-03

Abstract [Objective] To study application of different ratio NPK on Radix Scutellariae in Shangluo City. [Methods] Taking Radix Scutellariae in Shangluo City as study material， on the basis of studying yield， quality and economic benefit of different fertilization application； using 3factor quadratic saturation Doptimal design scheme to conduct field experiment and obtain yield data of Radix Scutellariae； using FolinCiocaheu method to measure content of Flavonoids；calculating the yield growth rate according to experimental yield and fertilizer input. [Result] NPK application is better than application of single element or two elements. Process 8 （converted to N 53.13， P2O5 224.89 and K2O 224.89 kg/hm2） and Process 10 （converted to N 149.93， P2O5 224.89 and K2O 79.7 kg/hm2） are two better application ratios. [Conclusion] This method provides a reasonable fertilizer application basis for high quality and high yield cultivation of Radix Scutellariae in Shangluo City.

Key words RADIX SCUTELLARIAE；NPK ratio； Yield； Effective composition； Economic benefit； Shangluo City

药用植物黄芩（RADIX SCUTELLARIAE）为唇形科黄芩属（Scutellaria）多年生草本植物黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）的根，别名山茶根、黄芩茶，始载于东汉《神农本草经》，是我国常用的一种大宗传统中草药[1]。黄芩味苦、性寒，有清热、燥湿、解毒、止血和安胎等功能。近年来研究表明，黄芩的指标成分黄芩苷具有多方面的药理活性，其作用表现在清除氧自由基、减轻组织的缺血再灌注损伤、调节免疫和促进细胞凋亡等方面，随着生物技术的发展以及中药化学成分分离水平的提高，黄芩苷在抗氧化、抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗病毒、抗肿瘤以及治疗心血管疾病等方面具有开发应用潜力，表明黄芩是一种开发利用价值较大的中药材[2]。由于市场需求的日益增加，野生资源剧减，黄芩的人工栽培面积在不断扩大。然而与其他多数药用植物一样，在人工栽培黄芩的生产实践中缺乏系统的规范化的技术指导，致使产量不稳、质量不高，甚或有的药源基地所产黄芩的品质达不到《中华人民共和国药典》的规定标准。黄芩是陕西省商洛市重点发展的“五大商药”之一，由于缺乏合理施肥的科学依据，特别是氮磷钾“三要素”的合理用量与配比，药农盲目施肥比较普遍，致使黄芩的产量和品质难以保障，经济收益不稳定，在一定程度上影响了商洛中药产业的发展[3]。笔者通过探讨商洛黄芩氮磷钾不同配比对产量、品质的影响，在综合考虑黄芩产量、质量及经济效益的基础上，确定氮磷钾优化施肥配比，以期为商洛黄芩优质高产栽培提供合理的施肥依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象 试验药材品种是商洛主栽黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi），供试种子于试验前1年采自商洛市商州区沙河子镇。

1.2 方法

1.2.1 试验区概况与供试土壤性状。于2011～2012年在陕西省商洛市商州区刘湾街道办事处任塬村布置田间试验。试验区海拔698 m，地势平坦，属南暖温带半湿润半干旱气候区。年均降水量715 mm，年均日照时数2 153.7 h，年均气温12.9 ℃，无霜期248 d。土壤类型为褐土，土层厚度0.95～1.35 m，适宜黄芩生长。供试土壤理化特性测定结果见表1[4]。

1.2.2 田间试验内容。田间试验方案为氮、磷、钾3因素2次饱和D-最优设计[5]，设置10个处理、3次重复，共计30组，田间随机排列，试验小区面积4 m×6 m=24 m2。试验设计方案见表2。

2011年4月中旬播种，试验小区行距为25 cm、播种深度为1～2 cm、各小区按照16行进行条播，每行播种量为5 g，每小区为80 g，小区之间进行保护行撒播；5月上旬出苗；苗高10 cm左右时间苗保持苗间距为6 cm。除试验施肥配比以外，其他生产环节同大田管理。田间试验所用氮肥为尿素（含N 46%）、磷肥为过磷酸钙（含P2O5 16%）、钾肥为硫酸钾（含K2O 51%）。播种前整地时过磷酸钙、硫酸钾作基肥一次施入；尿素的1/3作基肥施入、其余2/3作为追肥分2年施入。

1.2.3 产量测定。黄芩产量以其根去皮的干重作为评价标准[6]。2012年11月上旬在试验2年生黄芩枯萎期收获，每小区采挖4 m2，将根部分离、洗净、去皮，105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，电子天平测定根干重，再推算至每公顷产量。

1.2.4 根部有效成分测定。药用植物作为药品原料，其栽培收获物不仅要考虑产量，而且要考虑有效成分含量。现代研究表明，中药材的化学成分相当复杂，其共同影响着药用植物的质量和药用价值。同时研究氮磷钾不同配比施肥对其众多化学成分含量的影响既不现实也没必要，依常规评价中草药质量一般选取其指标成分含量即可。

作为黄芩的主要化学成分黄酮，通过分离鉴定已经得到黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、千纸层素等一百多种化合物。我国《药典》指出：黄酮类化合物为黄芩的主要有效成分，其中黄芩苷为指标成分且其含量不得低于9%[6]。通常黄芩以其根部入药，因此，试验测定黄芩根的黄酮和黄芩苷含量，选择黄芩苷含量作为其质量评价的主要依据。

为了比较1年生与2年生黄芩根部有效成分积累变化情况，分别对试验第1年和第2年枯萎期采集的样品进行测定。采用对角线取样，每次每小区采10株，共30株。黄芩根烘干后用小型植物粉碎机粉碎、过筛，采用超声提取比色法测定黄酮的含量[7]，采用超声循环提取紫外分光光度法测定黄芩苷的含量[8]。

1.2.5 经济效益测算。栽培实践中通常以2年生黄芩根为收获销售对象。根据2年生黄芩田间试验产量，参照黄芩市场行情、肥料投入情况，进行经济效益测算。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对黄芩产量的影响 药用植物黄芩的收获对象为其根部，施肥的产量效应可用不同施肥配比根的产量差异表明。由表3可知，各施肥配比的产量均大于对照（处理1），说明施肥可以增产。比较处理2、3、4可知，单氮、单磷、单钾对黄芩的增产效应为磷肥>氮肥>钾肥；依次分别比较2种元素配施及氮磷钾3元素均施的处理可知，氮、磷、钾对产量的增效为磷肥>氮肥>钾肥。8、9、10号为产量最高的3个处理，表明最利于黄芩产量提高的是氮磷钾3元素配施；其中以8号小区处理最大，增产率达到36.920%；其次为10号处理，增产率达到35.784%。

2.2 不同施肥处理对黄芩根有效成分的影响 黄芩根中最重要的次生代谢物是黄酮。由表4可知，不同施肥配比间1年生黄芩根中黄酮含量差异显著（P<0.05），其中处理4（N0P0K3）的黄酮含量最低，仅为处理1（N0P0K0）的82.70%，说明单施钾不利于黄酮的合成；其余的8个处理黄酮含量均显著高于处理1（P<0.05）。处理3（N0P3K0）含量最高，为处理1（对照）的158.94%，表明单施磷最有利于黄芩根中黄酮的合成；其次是处理8（N1P3K3），为对照处理的149.87%。2年生黄芩处理3（N0P3K0）、处理5（N0P2K2）、处理7（N2P2K0）和处理8（N1P3K3）黄酮含量和处理1差异不显著（P>0.05），其余处理均显著低于对照组的黄酮含量（P<0.05），以处理2（N3P0K0）最低，仅为对照组的72.21%。经对2年黄芩根中黄酮含量的差异比较，可见不同施肥配比变化规律有所不同，其中第2年增幅较大的处理为N0P0K0、N0P0K3和N2P2K0，分别是前1年的157.11%、149.96%和130.80%；而处理N0P3K0和N1P3K3分别是前1年黄酮含量的93.01%和90.64%。

黄芩苷是《药典》规定的黄芩的指标成分，要求根中含量不得少于9.0%。试验各处理组的1年生黄芩苷含量均高于9%。对3个施单种肥料的处理比较可见，第1年栽种中氮、磷利于根中黄芩苷的合成，且磷肥>氮肥，单施钾肥对黄芩苷影响不显著（P>0.05）；在两两配施中，磷钾配施和氮磷配施有利于黄芩苷合成，氮钾配施与单施钾肥相似，与对照组（N0P0K0）差异不显著（P>0.05）；3元素均施黄芩苷含量显著高于对照处理（P<0.05）。在所有处理中以N0P3K0处理的黄芩苷含量最高，为对照组的144.77%，表明单施磷最有利于黄芩苷的生成。由表4可知，N2P2K0是2年生试验中唯一一个黄芩苷含量显著高于对照组的处理，为对照的123.97%；N3P0K0、N0P0K3、N2P0K2处理的黄芩苷含量则显著低于对照（P<0.05），分别为对照的83.40%、85.10%和88.61%；其余的处理和对照差异不明显。对2年数据比较发现，第2年黄芩苷的含量较前1年均有所增加，其中以对照组增幅最大，为前1年的177.57%；其次是N2P2K0处理，为前1年的166.14%。值得注意的是第1年不同施肥配比的黄芩苷含量显著高于对照或没有明显差异，但在第2年除N2P2K0处理外，其余的处理显著低于对照或与对照没有差异。

3 结论与讨论

试验以商洛主栽黄芩品种为试验对象，根据供试地土壤肥力状况，通过对10个不同施肥获取的2年生黄芩根产量数据、1年生和2年生黄芩根部黄酮及黄芩苷含量的测定并进行经济效益分析，得到以下结论：

（1）施肥能显著提高黄芩药材产量。试验中各施肥处理的产量均大于不施肥的对照处理（N0P0K0）的产量，增产率在5.559%～36.920%，说明施肥可以增产；氮、磷、钾对黄芩产量的增效为磷肥>氮肥>钾肥；氮磷钾3元素配施最有利于提高黄芩的产量，其中以8号小区处理最大，增产率达到36.920%；其次为10号处理，增产率达到35.784%。研究表明施肥是满足植物生长发育必需的营养元素的物质基础，是药用植物栽培实践中提高产量的重要措施，而施肥增效的关键是根据药用植物的需肥规律、当地土壤肥力状况，确定氮磷钾“三要素”的配比及其用量。

（2）一般认为合理施肥能够促进药用植物有效成分的积累[9-13]，然而在生产实践中高产与优质往往难以兼得。黄酮为黄芩根中最为重要的有效成分，其中黄芩苷为指标成分。从试验取得的不同施肥处理对1年生及2年生黄芩根的黄酮和黄芩苷含量的影响数据看，不同施肥处理变化规律不尽相同；但所有处理黄芩苷含量均高于9%，符合《中华人民共和国药典》规定的黄芩的指标成分——根中黄芩苷含量不得少于9.0%的要求。研究表明，施肥对黄芩有效成分的影响远比其增产效应复杂，这与药用植物黄芩生长发育中营养元素对重要的次生代谢产物积累的影响、植物生长环境、土壤理化状况等有关，进一步机理研究有待深化。

（3）根据试验产量与肥料投入测算经济效益，处理8、10的增收率高，分别达到33.506%和33.156%。选择这2个处理可以兼顾药农种植黄芩增产增收的要求。

综上所述，在研究条件下，依据黄芩产量并保证品质及经济效益得出氮磷钾配施优于单施和两两配施，处理8（折合N 53.13、P2O5 224.89、K2O 224.89 kg/hm2）和处理10（折合N 149.93、P2O5 224.89、K2O 79.7 kg/hm2）为较优的2个施肥配比。

建议在测土评价商洛黄芩药源基地土壤肥力水平的基础上，调整氮磷钾肥料配比；进行微量元素对黄芩生长的影响研究，在氮磷钾3元素施肥配方的基础上进一步优化配方施肥方案，研发适合商洛黄芩种植的专用肥料。

参考文献

[1]

国家药典委员.中华人民共和国药典（2010年版一部）[S].北京：中国医药科技出版社， 2010：282-283.

[2] 黄荣韶，玉永雄，胡艳，等.鸡骨草总黄酮含量测定及其含量动态变化研究[J].中国中药杂志， 2006，31（17）： 1428-1431.

[3] 王胜男，徐源梅，李红玉.超声循环提取黄芩中黄芩苷的工艺研究[J].中华中医药学刊， 2008，26（6）： 1332-1334.