川党参根际土壤肥力对多效唑的响应

罗 敏，罗 川，徐 广，朱晓富，郭 瑀，章文伟，邓才富

(重庆市药物种植研究所，重庆 南川 408435)

川党参(CodonopsistangshenOliv.)为传统常用大宗中药材，兼可药食两用，其年产量较高，且具有较大的市场消费量，故而其质量问题始终备受关注。目前，植物生长延缓剂已成为部分根和根茎类药材增产的较常用手段，其中包括川党参，但鲜见其对药材生长土壤的影响研究。因此，研究多效唑对川党参根际土壤肥力的影响，对川党参的生态种植及质量控制具有重要意义。植物生长延缓剂在药用植物种植中的应用研究始见于20世纪80年代末，主要集中于根及根茎类药材[1]，其中多效唑(PP333)作为一种高效、低毒的植物生长延缓剂和广谱杀菌剂而适用谱广[2]，如用于提高种子产量和质量[3]，休眠的破除[4]，影响农艺性状[5]及开花[6]，矮化株高和增产[7-9]等；尤其以麦冬种植中的施用最为典型[10-14]。相关报道主要聚焦于其对药材形态、产量与指标成分等方面的影响，以及在土壤中的残留研究[15]。在前期渝产川党参质量检测调查研究中发现，部分地区在川党参种植过程中长期喷施多效唑，而多效唑对川党参质量及其生长土壤具有怎样的影响未见相关报道。因此，本试验通过喷施不同浓度多效唑、配施磷钾肥组合，以及多年限喷施，研究多效唑对川党参根际土壤肥力的影响，以期为评价多效唑对土壤生态环境质量的影响及川党参的生态、优质栽培提供一定的科学依据和理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试药剂为四川国光农化股份有限公司生产的15%多效唑可湿性粉剂。

1.2 试验设计

试验于2019年3～9月在重庆市奉节县兴隆镇党参药材基地进行。①设置3个多效唑浓度梯度，D1(100 mg/L)、D2(200 mg/L)、D3(400 mg/L)；②不同浓度多效唑与磷钾肥配施3个组合，即D1H2、D2H2、D3H2，其中磷肥和钾肥按质量比2∶1进行混合(磷肥600 kg/ hm2，钾肥300 kg/hm2)。以上共6个处理，重复3次，每小区面积10 m2，田间随机排列；以当年即将采收且未打过多效唑的川党参种植地为实验对象，喷施清水为对照。③种植年限试验以1、2、3、4年生川党参种植地为试验对象，其中1年为当年播种实生苗，未打多效唑(T1)；2为2年实生苗，只需喷施1次(T2)；3为3年实生苗，移栽1年，即移栽地块喷施过2次(T3)；4为4年实生苗，移栽2年，即移栽地块喷施过4次(T4)。以上多效唑喷施时间均为党参营养生长期，喷两次的小区间隔20 d，每次喷施2 L。各处理田间管理同大田常规管理。于党参采收期采集党参根际土壤供试。

1.3 测定与分析

土壤速效养分采用常规分析方法。实验数据经Excel 2010整理后，应用SPSS 26.0进行统计分析，用Origin 9.1作图。

2 结果与分析

2.1 不同浓度下根际土壤肥力的变化

喷施不同浓度多效唑后，川党参根际土壤速效养分的变化情况如图1所示，不同养分的变化存在差异。在本试验范围内，喷施多效唑处理的土壤根际速效氮含量均低于对照，各处理间大小为CK>D3>D2>D1；随喷施浓度增加，土壤速效氮含量增加，且D1显著低于其它处理，与对照相比减少17.68%(图2)。喷施处理的速效磷含量各处理间大小为D2>CK>D3>D1，随浓度增加呈先上升后下降的趋势，且各浓度处理间差异达显著水平(P<0.05)。D2比对照提高了11.79%，D1和D3分别比对照低6.42%、0.29%(图2)。喷施多效唑处理的速效钾含量均低于对照，D1、D2、D3分别比对照低61.27%、23.14%和57.99%；各处理间大小为CK>D2>D3>D1，随浓度增加呈先上升后下降的趋势，且D2显著高于D1和D3(P<0.05)。进一步相关分析结果表明(表1)，多效唑浓度与土壤速效氮含量具有显著正相关关系(r=0.779*)，与速效磷为负相关关系，与速效钾为正相关关系，但均未达显著水平。

图1 不同浓度多效唑下根际土壤速效养分的变化Fig.1 Changes of available nutrients in rhizosphere soil under different concentrations of paclobutrazol

图2 不同浓度多效唑下根际土壤养分的变化率Fig.2 Variation rate of rhizosphere soil nutrients under different concentrations of paclobutrazol

表1 根际土壤养分与多效唑浓度、生长年限相关性分析

2.2 不同浓度多效唑配施磷钾肥下根际土壤肥力的变化

不同浓度多效唑与磷钾肥配施后根际土壤速效养分的变化如图3所示。土壤速效氮含量在各处理间的大小为D1H2>CK>D2H2>D3H2，配施磷钾肥后，D2H2和D3H2的含量仍然低于对照，而D1H2

图3 不同浓度多效唑配施磷钾肥下根际土壤速效养分的变化Fig.3 Changes of available nutrients in rhizosphere soil under different concentrations of paclobutrazol combined with P, K fertilizers

含量高于对照20.31%(图4左)，且显著高于D3H2(P<0.05)。与单施多效唑相比较，D1和D2处理在配施磷钾肥后，土壤中速效氮含量分别增加46.15%和1.83%，而D3降低了4.44%(图4右)；不同浓度间大小则变为D1>D2>D3，与配施前正好相反，即配施磷钾肥后，土壤速效氮含量随多效唑喷施浓度的增加而降低。

配施磷钾肥后川党参根际土壤速效磷含量在各处理间的变化为D2H2>D3H2>D1H2>CK(图3)，各浓度配施磷钾肥处理均显著高于对照，随浓度增大依次比对照高16.27%、26.04%和20.45%。与单施多效唑相比较，配施磷钾肥后不同浓度多效唑处理下川党参根际土壤速效磷含量均升高，D1、D2、D3分别提高24.24%、12.75%、20.81%(图4右)；不同浓度间的大小仍然为D2>D3>D1，即配施磷钾肥后，土壤速效磷含量随多效唑喷施浓度的增加呈先上升后下降的趋势，且各浓度间差异不显著。

配施磷钾肥后土壤速效钾含量的变化为D2H2>CK>D3H2>D1H2(图3)，D2H2高于对照18.08%，而D1H2和D3H2仍低于对照，分别降低38.91%、29.09%。与单施多效唑相比较，配施磷钾肥后川党参根际速效钾含量均出现明显提高，D1、D2、D3分别升高了57.69%、53.63%、68.85%(图4右)；各浓度间的大小仍为D2>D3>D1，即配施磷钾肥后，土壤速效钾含量随多效唑喷施浓度的增加呈先上升后下降的趋势，且D2显著高于其余浓度。

图4 不同浓度多效唑配施磷钾肥下根际土壤速效养分的变化率Fig.4 Variation rate of available nutrients in rhizosphere soil under different concentrations of paclobutrazol combined with P,K fertilizers

2.3 不同生长年限根际土壤肥力的变化

多效唑影响下不同生长年限川党参根际土壤速效养分的变化如图5所示。土壤速效氮含量在不同生长年限间的大小变化为T4>T2>T3>T1，T4显著高于其余年份，T2与T3之间差异不显著；整体而言，在喷施多效唑的情况下，土壤速效氮含量随川党参生长年限的增长而增加。土壤速效磷含量的大小变化为T2>T4>T3>T1，T2显著高于其余年份，T4也显著高于T1和T3，而T1与T3之间差异不显著。土壤速效钾含量的大小变化为T4>T2>T3>T1，T4显著高于其余年份，T2显著高于T1和T3，而T1与T3之间差异不显著。整体而言，在多效唑的影响下，川党参根际土壤速效养分均有随年限增加而累积的趋势。进一步相关分析结果表明(表1)，喷施多效唑的情况下，生长年限与根际土壤速效氮含量呈极显著正相关(r=0.870* *)，速效磷和速效钾为正相关关系，但均未达显著水平。

图5 多效唑喷施条件下不同生长年川党参根际土壤速效养分的变化Fig.5 Changes of available nutrients in rhizosphere soil of C. tangshen in different growth years under paclobutrazol spraying conditions

3 讨论与结论

本研究重点关注喷施多效唑后土壤中速效养分的变化情况，喷施多效唑后川党参根际土壤肥力的变化或许是多效唑对植株生长及其根际土壤微生态环境综合影响下的结果表现。相关研究表明，多效唑影响植物对N、P、K的吸收，如显著降低甘薯叶片N、P、K的积累而增加块根的积累，对茎和叶柄的影响则因品种而异，在高氮水条件下能显著提高氮、磷、钾肥的收获指数[16]；对大叶黄杨氮代谢具有显著影响，加速根系中细根的氮代谢过程，显著促进叶片硝态氮的含量[17]。由此，从而造成土壤中有效养分含量的变化。同时与多效唑在土壤中的累积具有一定关系。通常情况下多效唑降解比较慢，在土壤中的半衰期为0.5～1.0 a，而且若多次施用，土壤具有富集作用；多效唑的施用还会对土壤微生物多样性及其活力产生一定影响[18-19]，如50～250 mg/L范围内，土壤微生物多样性指数呈下降趋势[20]；而另有研究表明，25～100 mg/kg浓度范围内多效唑处理可增加土壤细菌、放线菌和真菌的数量[21]。同时多效唑对部分酶活性产生影响，如提高土壤脲酶和过氧化氢酶活性等[21]，进而影响土壤肥力状况甚至整个土壤生态系统。

大量的多效唑进入环境，可导致植物氧化损伤，动物应激系统紊乱甚至畸形，对环境和人体健康具有潜在威胁[22-23]，植物生长调节剂在中药材生产中的安全性问题也始终备受关注。随着中共中央国务院《关于促进中医药传承创新发展的意见》的发布，要求严格植物生长调节剂等的使用管理，以及部分地方政府《禁止施用多效唑等植物生长调节剂工作实施方案》的开展，植物生长调节剂作为矛盾的集合体而再次成为焦点。因此，对于滥用多效唑对川党参产量、质量和土壤生态环境的影响将进行深入研究，为进一步解决生长调节剂滥用问题提供科学依据。