解玉丽,历燃冉
(1.南阳师范学院生命科学与技术学院,河南 南阳 473061;2.南阳市质量技术监督检验测试中心,河南 南阳 473061)
丹参(Salvia mihiorrhiza Bge)为唇形科鼠尾草属植物,以干燥的根及根茎入药。丹参性寒,微苦,归心肝经,对治疗心脑血管疾病有很好的疗效,还具有抗菌消炎、改善肾功能和抗肿瘤的功效[1]。随着市场需求量的加大,全国各地栽培面积不断增大。施肥是影响丹参产量和品质的重要因素,合理施肥既能促进丹参的生长,提高产量,又能提高有效成分含量,改善丹参的药材品质,所以对丹参的施肥进行研究非常有必要。文章通过对丹参的施肥研究现状进行综述,对以后的施肥方向提出几点建议。
有机肥包含丰富的有机物和各种有利于作物生长的营养物质。大量研究表明,施用一定量的有机肥能够培肥地力,促进土壤中有益真菌的生长,提高作物的抗逆性,从而提高作物的产量和品质。陈美兰、申业等研究发现,中药渣有机肥能够促进丹参的生长,其中麦芽渣有机肥显著提高丹参植株的株高、叶片数、地上部分分支数、地上部分鲜重、根长以及地下部分鲜重。谈景福、陈为序等在丹参栽种时施用了不同商品的有机肥与普通化肥进行对比试验,发现生物有机肥能显著提高丹参酮类的含量。杨朝勇等研究了不同施肥处理对丹参产量的影响,结果表明施用农家肥牛粪能有效地提高丹参的出苗率,并能提高丹参的产量。郭亚勤等研究了常用的有机肥和化肥对丹参产量和有效成分含量的影响,结果表明,有机肥对提高丹参的产量和有效成分含量的影响优于无机肥料,其中猪粪较菜籽饼和鸡粪更有利于丹参酮和丹酚酸B 的累积。何国军、许翔鸿等通过水培试验证明,施用一定浓度的腐殖酸,可以促进丹参根部干物质的积累。黄勇、张红瑞等在丹参栽种时,以腐熟的芝麻饼肥为基肥,发现增施芝麻饼肥可以提高裕丹参的产量和品质。
无机肥料即化学肥料,包括氮磷钾肥以及一些微量元素肥料等。无机肥一般营养成分含量高,肥效快,便于被作物直接吸收利用,增产显著,施用和贮运方便。由于各种土壤的理化性质和生物性质的不同,构成了其特有的土壤生物作用,影响了丹参对这些元素的吸收利用,从而造成了不同栽培条件下丹参药材质量的差异。所以科学施肥,研究丹参生长过程中对各种矿质元素的吸收利用规律,为丹参的种植提供理论和技术支持,成为提高丹参质量的重要措施。
氮、磷、钾是植物生长的三要素,是丹参栽培中常用的大量元素肥料,合理施用能够提高丹参产量,促进有效成分含量的积累。过多施用不仅影响丹参的产量和品质,也会造成肥料的浪费,对环境造成污染。王渭玲等通过二因素二次D-饱和最优设计,研究了施肥对紫花丹参产量和有效成分含量的影响。结果表明,氮、磷都促进了丹参产量的提高,但并不是施用量越多越好,过量施用,会造成丹参的减产。在6月—7月的丹参生长阶段,氮肥磷肥合理配施能够提高丹参酮ⅡA的含量。翟彩霞等研究了氮、磷、钾对丹参的根系生长和有养分含量的影响,发现适当的肥料施用量和合适的肥料配比能够提高根系的养分含量,提高丹参的产量。氮磷钾肥对根干物质积累的作用为磷>钾>氮,在N、P2O5、K2O的1 hm2施用量分别为 225 kg,180 kg,225 kg 时,根的氮、磷、钾含量达到最高值;当施入 N、P2O5和K2O 分别为225 kg/hm2,120 kg/hm2,150 kg/hm2时,丹参根干物质重、根长度及根条数达到最高值,根的直径最适宜,此后随着磷钾肥施入量增加,根干物质重及根长度、根条数下降,根直径增加。孟培等在田间条件下研究了丹参植株氮、磷、钾积累与干物质和丹酚酸B 积累的特点及其相互关系,发现在丹参生长发育期间,氮、磷、钾积累总量随干物质积累总量的增加呈直线增加,其中氮的干物质生产效率最低,磷的生产效率最大,钾介于两者之间;在丹参生长发育期间,氮、磷、钾积累总量随丹酚酸B 积累总量的增加呈直线增加,氮的丹酚酸B 生产效率最低,钾次之,磷最小。韩建萍等通过大田试验和盆栽试验相结合的方式,研究了施肥对丹参植株生长及有效成分含量的影响和丹参氮磷吸收及丹参酮累积规律,发现移栽时做基肥的氮肥不能过多,否则会影响出苗及后期的产量。氮对丹参酮ⅡA 的累积表现出负面效应,随着施氮量的增加,丹参酮ⅡA的含量逐渐降低,磷肥对丹参酮ⅡA的累积表现为正效应,施用磷肥可以缓解施氮造成的丹参酮ⅡA含量的下降。夏贵惠等研究了氮磷对丹参生长和有效成分积累的影响,结果表明:低浓度氮肥促进丹参干物质向地下转移;在丹参生长后期(8月中旬以后),氮肥和磷肥按2.281 g/L,0.710 g/L 的质量浓度进行追肥可促进根干物质积累;氮肥和磷肥按2∶3 配施比较适合丹参酚酸类成分的积累,按1∶2 配施比较适合丹参酮类成分的积累。可根据丹参的不同用途来分别施肥。
李建军等通过对丹参根部结构的发育和有效成分积累的研究,发现增加钾肥、磷肥的比例可以有效促进周皮、皮层和韧皮部的生长发育,增施钾肥更有利于木质部的生长发育,提高丹酚酸B 的含量。当 N、P、K 的质量比为 1∶1∶1 时有利于丹参酮ⅡA 的积累,后期增施磷肥或者钾肥都有利于减轻丹参酮ⅡA含量的降低。李景宇等在大田条件下研究了追施氮肥对丹参产量和有效成分积累的影响,发现追施氮肥会促进根部的生长,影响丹酚酸B 含量增加,但后期生长速度变慢后,丹酚酸B 含量快速增加。可以根据不同用途决定收获时间。在移栽135 d 追施尿素(含N46%)192 kg/hm2丹参产量的提高和有效成分的积累效果最明显。陈晓玉等通过氮、磷、钾配施对丹参产量和品质的影响的研究,对生长性状进行分析发现氮肥能有效促进丹参根部干物质积累,钾肥对丹参株幅、根粗有促进作用;对活性成分含量影响分析得出磷肥对酚酸类成分积累均有促进作用。
微量元素是植物生长必需的,可作为植物体内某些反应的催化剂或参与植物有效成分的结构组成,从而影响植物化学成分的形成和积累,最终影响药用植物的生长和有效成分的积累。丹参除了含有水溶性的酚酸类成分和脂溶性的丹参酮类成分外,还含有多种人体所必需的微量元素,丹参的药效除了受有效成分含量的影响,与微量元素的含量也有密切关系。
随着氮磷钾肥等大量元素肥料施用量的增加,丹参产量随着不断提高,土壤中的微量元素肥料往往不能满足丹参正常生长发育的需要,这时,施用一定量的微量元素肥料就显得非常有必要。目前针对微量元素肥料对丹参的影响的研究主要集中在提高产量和有效成分含量方面。刘沁荣[2]等研究了裕丹参不同生长时期微量元素的动态变化,发现不同生长时期,裕丹参微量元素变化有一定规律性,土壤中微量元素影响药材微量元素发生变化,药材中微量元素与指标成分关系密切,与药材质量具有一定的关系。韩建萍等利用田间试验和盆栽试验相结合的方法,研究了硫酸锌、硫酸锰、硫酸铁、硫酸铜、硼砂5种微量元素肥料的施用对丹参产量和有效成分含量的影响,发现铁、锰、锌、铜等微肥有利于丹参酮ⅡA的累积,而硼肥不利于丹参酮ⅡA的累积;施用硼锰锌肥对有利于丹参产量的提高。汪斌等研究了铜、锌对丹参的丹参酮类物质影响机制以及对产量和品质的影响,发现一定量的铜、锌能显著提高丹参根重和丹参根中3种丹参酮的含量,对隐丹参酮、丹参酮ⅡA 的含量影响更明显。吴慧贞等通过盆栽试验研究了铜、锌不同的施用方式对丹参的生长和丹参酮类物质积累的影响,结果表明,Cu+Zn配施的3种施肥方式处理(基施、追施、叶面喷施)对丹参生物量的增加均优于两单施组的处理;基于单施Cu 组的3 种施肥方式(基施、追施、叶面喷施)比较,叶面喷施Cu 的效果好于土壤基施及土壤追施,而基于单施Zn 组的3种施肥方式比较却是基施好于追施和叶面喷施。
孙玉新等通过铁、锰等微量元素对丹参生长和有效成分含量的影响的研究,结果表明适量的铁、锰能够促进丹参地上、地下部干物质和有效成分的积累,过量的铁、锰不利于丹参干物质的积累;缺乏铁、锰、铜、锌等元素不利于各部分干物质和有效成分含量的积累,其中以缺铁对丹参茎叶的影响最为显著。皓舒蕊等选择铜、锌、铁、锰4种对丹参产量和有效成分含量有影响的微量元素,进行配方施肥,根据产量和质量指标筛选出最优的微量元素肥料配方:CuSO4-5H2O 5.9 mg/L、ZnSO4-7H2O 11.0mg/L、FeSO4-7H2O 29.8 mg/L、MnSO4-H2O 30.7 mg/L,并通过不同浓度对比试验发现过高或过低的微量元素浓度不利于丹参药材产量的提高,但是最优配方不同施用浓度对丹参质量几乎没有影响,这与前人的关于单种或2种微量元素肥料共施促进丹参有效成分含量的提高结果不同。
于晨曦等以30 mg/L 的硝酸镧水溶液叶面喷施于试验田种植的丹参植株,对处理后的丹参在产量和有效成分含量等方面进行了综合评价,发现镧微肥处理能很好地促进丹参增产,增加多糖和可溶性蛋白的含量以及有效成分含量。孙清新等研究发现,低浓度的La3+可以增强丹参种子活力,提高发芽率,促进幼苗的生长,提高幼苗的抗逆性;适量的La3+处理不但可以提高丹参的产量和有效成分含量,还能提高丹参中多糖、氨基酸、可溶性蛋白和核酸含量,提高植株抗逆性,进而提高丹参的药物疗效。这与于晨曦等的研究结果一致。
微生物肥料是一种新型的生物肥料,含有多种的微量元素和微生物。植物内微生物具有促进植物生长发育、提高植物抗逆性、提高植物有效成分含量等作用,并能提高肥料的利用率,减少化肥的施用量,减轻因化肥的滥施对环境造成的污染。微生物肥料不能完全替代化学肥料,它需要与化学肥料或有机肥料联合施用,才能达到最大的疗效。目前微生物肥料在丹参栽培上的应用还不普遍,大部分还处在试验研究阶段。李君等用盆栽的方法,研究了在不同的氮、磷水平下接种AM真菌对丹参生长的影响,结果表明适量的氮、磷水平下接种AM 真菌能够促进丹参的生长,提高丹参体内可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高丹参酮的含量,改善药材的品质;同一施肥水平下,接种AM 真菌有效地促进了丹参生长,施肥量与AM 真菌对丹参生长具有显著交互效应。李建恒[3]等对不同施硒水平下接种AM真菌对丹参生长和药用成分含量的影响进行了研究,乔亚君等研究了接种AM 真菌对丹参幼苗的影响,结果均表明AM真菌能够促进丹参生长,提高植株抗逆性,增强植株对营养元素的吸收;适量浓度的硒与AM真菌协同作用,更能有效地促进丹参生长和药用成分的积累。齐俊香等利用盆栽试验考察了不同水分和施磷水平下接种AM 真菌对丹参幼苗生长及品质的影响,结果表明不同的水分和磷肥条件下,接种丛枝菌根真菌能够促进丹参幼苗的生长,增强植株对矿质养分的吸收,有利于有效成分的积累。赵永平等通过盆栽试验,研究了接种不同AM 真菌对丹参幼苗生理特性的影响,发现混合接种AM 真菌比单独接种一种真菌更有利于促进丹参幼苗酶活性的提高,可溶性蛋白和可溶性糖含量也比单独接种明显提高。贾红梅等研究发现,接种丛枝菌根真菌能促进丹参根部干物质的积累,一定程度上提高丹参根际土壤肥力,改善土壤的微生物环境。
随着丹参药用范围的不断扩大,市场需求量的逐年增加,栽培面积也随之增加。就目前的研究可知,关于有机肥在栽培丹参方面的研究,缺乏有机肥施用后对改善土壤结构、改良微生物菌群和提高丹参抗逆性方面的研究。有关丹参无机肥施肥的研究,主要集中在肥料施用对丹参生长发育、产量和有效成分含量的影响,根据丹参最优长势、合适的产量和有效成分含量,进而确定最佳施肥量和最优肥料配比,关于无机肥的施用对生理活动的影响和有效成分的变化规律以及合成途径的影响还缺乏深入的研究。微生物肥料的施用方面,主要是研究了AM 真菌的接种对丹参生长和有效成分积累的影响,缺乏其他菌株的研究。
今后丹参的施肥研究中,应该从以下几个方面加强研究:加强施用有机肥替换同等肥力的速效肥方面的研究,以及施用有机肥后对改善土壤结构、改良微生物菌群和克服连作障碍方面的研究;深入系统地研究肥料的施用对丹参生理活动变化、矿质元素吸收动态以及有效成分形成机理方面的研究,为肥料的施用对丹参的影响提供理论基础;注重对丹参生物菌肥的研究,增加不同菌群的微生物肥料施用对丹参生长的影响方面的研究,以期研制出专门的丹参微生物肥料;丹参是一种大宗常用药材,全国各地都有大量栽培,要加强对丹参专用肥的研究,并根据各地不同的生态区研制出适合当地专用的配方肥料。