蚯蚓粪与尿素配施对中药白花前胡养分吸收及产量的影响

赵 欢，杨仁德*，李 剑，魏善元，崔宏浩，肖厚军

(1. 贵州省土壤肥料研究所，贵州 贵阳 550006；2. 农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站，贵州 贵阳 550006；3. 贵州省农作物品种资源研究所，贵州 贵阳 550006)

蚯蚓粪与尿素配施对中药白花前胡养分吸收及产量的影响

赵 欢1,2，杨仁德1,2*，李 剑1,2，魏善元3，崔宏浩1,2，肖厚军1,2

(1. 贵州省土壤肥料研究所，贵州 贵阳 550006；2. 农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站，贵州 贵阳 550006；3. 贵州省农作物品种资源研究所，贵州 贵阳 550006)

为贵州中药材白花前胡高产高效施肥管理提供科学依据，通过田间小区试验，研究蚯蚓粪与尿素配施对中药白花前胡产量、养分吸收及氮肥利用率的影响。结果表明：各处理白花前胡产量较N0PK(CK)提高38.21 %～94.07 %，且差异达极显著水平，其中，N2PKM1和N1PKM1最高，分别提高94.07 %和93.51 %，其次是N1PK，提高71.34 %。各处理白花前胡氮素的吸收量较CK提高24.04 %～82.73 %，与CK的差异(N1PKM2除外)均达显著水平；钾吸收量较CK提高22.05 %～93.53 %，与CK的差异(N2PK除外)均达显著水平；钙素的吸收量较CK提高32.00 %～175.16 %，与CK的差异(N3PK除外)均未达显著水平；镁吸收量较CK提高1.45 %～120.36 %，与CK的差异(N1PKM2除外)均达显著水平；N3PK的硫素吸收量较CK提高69.81 %，且差异达显著水平，而其余处理差异均未达显著水平。N1PKM1显著提高白花前胡氮肥的农学效率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率，分别为N2PK(CK1)的3.36、1.85和3.33倍，N1PKM2显著提高氮肥的生理利用率，为CK1的1.82倍。

蚯蚓粪；白花前胡；中药材；产量；配方施肥；养分吸收；氮肥利用率

白花前胡(PeucedanumpraeruptorumDunn) 又名前胡、鸡脚前胡、山独活、岩风及官前胡等，属伞形科前胡属草本植物，以根入药，为常用中药，具有散风清热，降气化痰之功效；用于治感冒、呼吸道感染及咳喘痰多等症[1-2]，为中药前胡的唯一来源[3]。2010 版《中国药典》规定，前胡药材来源于白花前胡的根。白花前胡主要分布于浙江、湖南、湖北、四川、重庆和贵州等地，多为野生。白花前胡不仅大量用于配方，又是多种中成药的重要原料，市场需求量较大。贵州作为白花前胡的主产地之一，全省各地均有分布。贵州产白花前胡根条粗壮、分支少、质较柔软，味甘而苦，气香浓烈，在市场上十分畅销，在全国各大药市有一定影响力。随着市场需求的增大，其野生资源日渐枯竭，已难以满足市场的需求[4]。而白花前胡人工种植历史短，栽培技术尚不成熟，尤其在施肥方面的研究更是鲜有报道。根据中药材生产质量管理规范(GAP)关于药用植物栽培管理的规定：中药材肥料施用种类主要以有机肥为主，同时，根据药用植物生长发育养分需求的特点，有限度地使用化学肥料[5]。蚯蚓粪作为有机肥具比表面积大、吸附能力强及保肥供肥性能好[6-7]等特点，同时具有良好孔性、通气性及保水性，富含多种有益微生物和植物生长调节物质[8]，具有促进植物生长、提高产量和品质的作用[8-11]。为此，笔者于2013-2014年通过研究蚯蚓粪和尿素配施对白花前胡养分吸收及产量的影响，探索贵州白花前胡高效施肥技术，旨在为贵州中药材白花前胡高产高效施肥管理提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

(1)白花前胡种子(果实)，由施秉县中药材种子销售市场购买。

(2)肥料包括尿素(N，46 %)、过磷酸钙(P2O5，12 %)、氯化钾(K2O，60 %)及蚯蚓粪商品有机肥(有机质55 %，含水量30 %，全氮2 %，全磷1.0 %，全钾0.7 %)。尿素、过磷酸钙和氯化钾为普通单质肥料，购于当地肥料经销，蚯蚓粪为贵州吉龙生态科技有限责任公司提供。

1.2 试验地概况

试验于2013年3月至2014年1月在贵州省剑河县岑松镇下岩村(北纬26°30′11″，东经106°39′26″)试验地进行，该地区属亚热带湿润季风气候。试验区土壤为黄泥土，其0～20 cm土层的基本农化性状：pH 5.67，有机质17.49 g/kg，碱解氮95.15 mg/kg，有效磷58.37 mg/kg，速效钾83.68 mg/kg，交换性钙715.2 mg/kg，交换性镁120.78 mg/kg，有效硫36.53 mg/kg，属于中下等肥力土壤。

1.3 试验设计

试验设7个处理(表1)，小区面积=20 m2(2.5 m×8 m)，3次重复，随机排列。磷、钾肥和蚯蚓粪(商品有机肥)全部作基肥施入，氮肥按总氮量的60 %作基肥施用，其余氮肥分2次追肥，各为氮总量的20 %，分别于白花前胡开花前期和营养生长期追施。采取撒播方式将白花前胡种子(果实)撒于土面，然后用竹枝或扫帚轻轻拂动，以利于种子与土壤充分结合，用种量为22.5 kg/hm2。

表1 白花前胡不同施肥处理的肥料组成与施用量

注：-表示肥料用量为0。

Note: -means zero fertilizer rate.

1.4 测定项目与方法

(1)植株样品处理与产量测定。在白花前胡收获期，对每个处理随机采10 株长势均匀植株样品，洗净表面泥土，用去离子水冲洗，风干，分茎、叶和根称重，放入105 ℃鼓风干燥箱中杀青30 min 左右，75 ℃下烘干、粉碎过0.25 mm尼龙筛备用。产量按照收获时各小区单打单收的实产计算。

(2)植株样品指标测定。白花前胡植株样品分为根、茎和叶片，测定氮、磷、钾、钙、镁和硫的含量。植株样品经H2SO4-H2O2消煮，用蒸馏法测定全氮含量，钒钼黄比色法测定全磷含量，原子吸收分光光度法测定全钾含量，用HNO3-HClO4消煮后比浊法测定硫含量，原子吸收分光光度法测定钙和镁含量。

(3)基础土壤样品基本理化性状测定。土样经风干、研磨及过筛后，进行土壤养分含量测定。pH采用电位法，水土比1∶1；有机质采用重铬酸钾外加热法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用NaHCO3，速效钾采用火焰光度法，交换性钙、镁用醋酸铅交换-原子吸收分光光度法，有效硫用HNO3-HClO4消煮后比浊法测定[10]。

(4)氮肥利用率的计算。

氮肥偏生产力=Y/F

氮肥农学效率=(Y-Y0)/F

氮肥表观利用率=(U-U0)/F

氮肥生理利用率=(Y-Y0)/(U-U0)

式中，Y为施氮后白花前胡的产量，F代表施氮量，Y0为不施氮条件下白花前胡的产量，U为施氮后白花前胡收获时氮素吸收量，U0为未施氮时白花前胡收获期的氮素吸收量。

1.5 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2007 和DPSS 7.25 统计软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同肥料处理白花前胡的产量

由表2可知，不同施肥处理明显影响白花前胡的产量水平。各处理〔除N0PK(CK)外〕白花前胡的产量为38.21 %～94.07 %，较(CK)差异极显著。其中，以N2PKM1和N1PKM1最高，分别提高94.07 %和93.51 %，其次是N1PK，提高71.34 %，N2PK最低，提高38.21 %。从仅施化学氮肥不同用量看，白花前胡的产量依次为N1PK>N3PK>N2PK，表明，以低量化学氮肥用量能提高白花前胡产量，过高化学氮肥投入不利于提高其产量。从不同比例有机-无机氮肥投入处理看，以低量有机肥配施中、低量化学氮肥(N1PKM1和N2PKM1)处理显著高于高量有机肥配施低量化学氮肥(N1PKM2)处理。与N2PK(CK1)相比，N1PKM1和N2PKM1白花前胡的产量分别提高39.96 %和40.38 %，由于N1PKM1和N2PKM1间差异未达显著水平，表明，在中等施氮水平下，蚯蚓粪替代50 %化学氮肥施用能显著提高白花前胡产量，为2648 kg/hm2。

2.2 不同肥料处理白花前胡对大量和中量元素养分的吸收

2.2.1 大量元素 由表3可知，各处理白花前胡氮的吸收量较N0PK(CK)提高24.04 %～82.73 %，除N1PKM2外，其余处理与CK的差异均达显著水平。其中，以N3PK氮吸收量最高，达82.73 %；其次是N1PKM1，为80.28 %。与N2PK(CK1)相比，N1PKM1和N2PKM1氮吸收量分别提高31.54 %和23.49 %，且差异达显著水平。与CK相比，CK1和N1PKM1白花前胡磷吸收量分别提高0.95 %～8.02 %；其余处理降低19.95 %～28.89 %，但差异未达显著水平。N1PKM2较CK1白花前胡磷吸收量降低31.82 %，且差异达显著水平。各处理白花前胡较CK钾吸收量提高22.05 %～93.53 %，除CK1外，其余处理均达显著水平，其中以N3PK处理最高，达93.53 %；N1PK处理其次，为91.62 %。与CK1相比，低氮(N1PK)、高氮(N3PK)和蚯蚓粪替代化学氮肥50 %用量的中氮(N1PKM1)处理白花前胡钾素吸收量分别提高57.14 %、58.82 %和40.34 %，且差异达显著水平。表明，施肥能促进白花前胡对氮、磷和钾的吸收。

表2 不同肥料处理白花前胡的产量

注：*，产量为平均值±标准差；同列不同小、大写字母分别表示差异显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)。下同。 Note: *, mean ±SD. Different capital and lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.01 andP<0.05 level respectively. The same as below.

表3 不同肥料处理白花前胡对氮、磷和钾的吸收量

Table 3 Absorbed amount ofP.praeruptorumto N, Pand K under different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments

处理Treatments氮Nitrogen磷Phosphorus钾Potassium吸收量(g/株)较CK相对含量(%)吸收量(g/株)较CK相对含量(%)吸收量(g/株)较CK相对含量(%)N0PK(CK)0．109d100．000．020ab100．000．097c100．00N2PK(CK1)0．149bc137．090．022a108．020．119bc122．05N1PK0．181ab166．700．016ab77．320．187a191．62N3PK0．198a182．730．015ab73．380．189a193．53N1PKM10．196a180．280．021ab100．950．167a171．06N2PKM10．184a169．410．016ab80．050．137b140．14N1PKM20．135cd124．040．015b71．110．132b135．69

2.2.2 中量元素 由表4可知，不同施氮处理对白花前胡吸收中量元素钙、镁和硫的影响差异较大。各处理白花前胡钙素的吸收量较N0PK(CK)提高32.00 %～175.16 %，但除N3PK外，其余处理差异均未达显著水平。N3PK白花前胡钙素吸收量较N2PK(CK1)提高98.31 %，且差异达显著水平。与CK相比，各处理镁吸收量提高1.45 %～120.36 %，除N1PKM2外，各处理差异均达显著水平。其中，N3PK最高，达175.16 %；N1PKM1其次，提高45.34 %。与CK1相比，高氮(N3PK)处理白花前胡镁吸收量提高40.91 %，而N1PKM2降低36.36 %，且差异达显著水平。与CK相比，N3PK白花前胡硫素吸收量提高69.81 %，且差异达显著水平，其余处理差异均未达显著水平。N1PK和N3PK白花前胡硫吸收量较CK1分别提高42.86 %和92.86 %，且差异达显著水平。表明，施肥能促进白花前胡对钙、镁和硫的吸收。

2.3 不同肥料处理白花前胡对氮素肥料的利用率

由表5可知，与N2PK(CK1)相比，N1PK、N1PKM1和N1PKM2氮肥农学效率和氮肥偏生产力分别提高1.83～3.36和1.46～1.85倍，均以N1PKM1最高，且差异达显著水平，其余处理未达显著水平。N1PKM2氮肥生理利用率较N2PK(CK1)提高1.81倍，且差异达显著水平，而其余处理均未达显著水平。N1PKM1氮肥表观利用率较CK1处理提高3.33倍，且差异达显著水平，而其余处理均未达到显著水平。表明，N1PKM1能显著提高白花前胡氮肥的农学效率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率，而高量蚯蚓粪N1PKM2能显著提高氮肥的生理利用率。

3 结论与讨论

中药白花前胡是一种特殊作物，其主要以地下部作为药材，若在营养生长期地上部生物量过快过多生长则不利于其地下部生物量的积累。本研究结果表明，各施肥处理能较CK显著提高白花前胡产量，其中，以N2PKM1和N1PKM1白花前胡的产量最高。从不同比例有机-无机氮肥投入处理看，以N2PKM1和N1PKM1处理显著高于N1PKM2、N2PK和N3PK处理。过高或过低的施氮水平都不利于提高白花前胡的产量，过高的化学氮投入，可能促进白花前胡在营养生长期大量养分向地上部转移，促进植株提前抽薹开花，导致根部木质化而影响产量的提高[12]。而有机肥的投入可以改善土壤理化性状，提高土壤容重及疏松程度[13]，保持土壤水分，有利于根茎类作物根系的生长，同时可以为生长周期较长的白花前胡后期提供充足的养分。

表4 不同处理白花前胡对钙、镁和硫的吸收量

Table 4 Absorbed amount ofP.praeruptorumto Ca, Mg and S under different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments

处理Treatment钙Calcium镁Magnesium硫Sulfur吸收量(g/株)较CK相对含量(%)吸收量(g/株)较CK相对含量(%)吸收量(g/株)较CK相对含量(%)N0PK(CK)0．043b100．000．014c100．000．032bc100．00N2PK(CK1)0．059b138．100．022b157．080．028c86．45N1PK0．064b149．560．024b170．670．040b126．40N3PK0．117a275．160．031a220．360．054a169．81N1PKM10．062b145．340．025b174．720．031bc98．19N2PKM10．059b139．540．022b158．430．027c85．27N1PKM20．056b132．000．014c101．450．029c89．47

表5 不同肥料处理白花前胡对氮肥的利用率

与CK处理相比，各施肥处理均不同程度地影响白花前胡对大、中量元素的吸收。与CK1比，在等氮量情况下，蚯蚓粪替代50 %化学氮肥能促进白花前胡对大量元素氮和钾的吸收；高量化学氮肥能促进白花前胡对大量元素氮和钾以及中量元素钙、镁和硫的吸收；低量化学氮肥能促进白花前胡对大量元素钾和硫的吸收；中量化学氮肥配施低量蚯蚓粪能促进白花前胡对大量元素氮的吸收；低量化学氮肥配施高量有机肥能降低白花前胡对大量元素磷和中量元素镁的吸收。在等量高氮肥投入下，化学氮肥和蚯蚓粪不同替代比例对白花前胡大中量元素的吸收有不同程度的影响。与高量化学氮肥处理相比，化学氮肥与蚯蚓粪按2∶1施用时能显著降低白花前胡对大量元素钾和中量元素钙、镁和硫的吸收，提高对中量元素镁的吸收；当化学氮肥与蚯蚓粪按1∶2施用时能显著降低白花前胡对大量元素氮、钾以及中量元素钙、镁和硫的吸收量。

与CK1处理比，低量化学氮肥投入能显著提高白花前胡氮肥的农学效率和偏生产力；在等氮量情况下，蚯蚓粪替代50 %化学氮肥能显著提高白花前胡氮肥的农学效率、偏生产力和表观利用率；高施氮量下化学氮肥与蚯蚓粪按1∶2施用时能显著提高氮肥的农学效率、偏生产力和生理利用率。在等量高氮肥投入下，化学氮肥和蚯蚓粪不同替代比例对白花前胡大中量元素的吸收有不同程度的影响。与高量化学氮肥处理相比，化学氮肥与蚯蚓粪按2∶1施用时能显著提高氮肥偏生产力；当化学氮肥与蚯蚓粪按1∶2施用时能显著提高氮肥农学效率、偏生产力和生理利用率。

综上所述，不同施肥处理均较CK处理显著提高白花前胡产量。从综合效益看，以中等施氮水平下，蚯蚓粪替代50 %化学氮肥处理白花前胡的产量较高，达2648 kg/hm2。同时，可以促进白花前胡对大量元素氮和钾的吸收，提高氮肥的农学效率、偏生产力和表观利用率。

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(责任编辑 王 海)

Effects of Earthworm Cast and Urea Combined Application on Yield, Nutrient Uptake and Nitrogen Use Efficiency ofPeucedamumpraeruptorum

ZHAO Huan1,2，YANG Ren-de1,2*，LI Jian1,2，WEI Shan-yuan3, CUI Hong-hao1,2，XIAO Hou-jun1,2

(1. Guizhou Institute of Soil and Fertilizer, Guizhou Guiyang 550006,China; 2.Guizhou Observation Experimental Station of Cultivated Land Preservation and Agro-environment Science, Ministry of Agriculture, Guizhou Guiyang 550006,China; 3.Guizhou Institute of Crop Germplasm Resources, Guizhou Guiyang 550006, China)

The effects of earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application on yield, nutrient uptake and nitrogen use efficiency ofP.praeruptorumwere studied by a field plot experiment to provide the scientific basis for high yield and high efficiency fertilization management ofP.praeruptorumand development of organic-inorganic compound fertilizer in Guizhou. The yield ofP.praeruptorumunder different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments is higher than CK (N0PK) very significantly and the yield ofP.praeruptorumunder N2PKM1, N1PKM1andN1PK increases by 94.07 %, 93.51 % and 71,34 % compared with CK respectively. The N uptake ofP.praeruptorumunder different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments increases by 24.04 %-82.73 % and the difference between different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments (except N1PKM2) and CK reaches the significant level. The K uptake ofP.praeruptorumunder different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments increases by 22.05 %-93.53 % and the difference between different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments (except N2PK) and CK reaches the significant level. The Ca uptake ofP.praeruptorumunder different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments increases by 32.00 %-175.16 % and the difference between different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments (except N3PK) and CK does not reach the significant level. The Mg uptake ofP.praeruptorumunder different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments increases by 1.45 %-120.36 % and the difference between different earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments (except N1PKM2) and CK reaches the significant level. The S uptake ofP.praeruptorumunder N3PK treatment increases by 69.81 % and very significantly higher than CK but the difference between other earthworm cast, urea, P2O5and K2O combined application treatments and CK is not significant. The agronomical efficiency, N partial productivity and N apparent efficiency ofP.praeruptorumunder N1PKM1treatment are 3.36, 1.85 and 3.33 times that of N2PK (CK1) respectively. The N physiological use efficiency ofP.praeruptorumunder N1PKM2treatment is 1.82 times that of N2PK (CK1).

Earthworm cast;Peucedamumpraeruptorum; Traditional Chinese medicinal material; Yield; Formulated fertilization; Nutrient uptake; Nitrogen use efficiency

1001-4829(2016)09-2167-05

10.16213/j.cnki.scjas.2016.09.027

2016-01-13

贵州省农业科学院院专项“白花前胡优质高效施肥关键技术研究与示范”[黔农科院院专项(2012)008]；中央补助地方项目“贵州省农业资源高效利用技术创新平台建设”[中央补助地方能力(2012)4003]；贵州省科技厅项目“贵州山区耕地保育与农业环境科学观测试验站建设”[黔科平台(2013)4002]

赵 欢(1983-)，男，助理研究员，硕士，从事植物营养资源利用研究，E-mail:zhaohuancnm@163.com，*为通讯作者。

S158.3

A