玄參不同生長(zhǎng)期氮、磷、鉀的積累與分配特點(diǎn)研究Δ

張 雪，陳大霞，李隆云，孫年喜（重慶市中藥研究院中藥種植研究所/重慶市中藥良種選育與評(píng)價(jià)工程技術(shù)研究中心/中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥資源中心重慶分中心，重慶 400065）

玄參不同生長(zhǎng)期氮、磷、鉀的積累與分配特點(diǎn)研究Δ

張 雪＊，陳大霞，李隆云#，孫年喜（重慶市中藥研究院中藥種植研究所/重慶市中藥良種選育與評(píng)價(jià)工程技術(shù)研究中心/中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥資源中心重慶分中心，重慶 400065）

目的：研究玄參不同生長(zhǎng)期氮、磷、鉀的積累與分配特點(diǎn)，以期為玄參科學(xué)施肥技術(shù)的建立提供理論依據(jù)。方法：通過田間試驗(yàn)，在玄參苗期、莖葉生長(zhǎng)期、塊根膨大期、塊根充實(shí)期4個(gè)不同生長(zhǎng)期進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣，測(cè)定各樣品中氮、磷、鉀含量，計(jì)算積累量，研究莖、葉、根、蘆頭、子芽各器官中的氮、磷、鉀分配和積累規(guī)律。結(jié)果：苗期氮、磷、鉀的積累量較少，氮、磷、鉀的積累量占整個(gè)生長(zhǎng)期的13.8%、13.2%、14.0%；莖葉生長(zhǎng)期和塊根膨大期植株生長(zhǎng)旺盛，氮、磷、鉀的積累量占整個(gè)生長(zhǎng)期的86.2%、85.2%、86.0%；塊根充實(shí)期莖葉逐漸枯萎凋零，氮、磷、鉀積累量呈明顯下降趨勢(shì)。氮、磷、鉀的分配比例排序在苗期、莖葉生長(zhǎng)期及塊根膨大期始終為葉＞莖＞根＞蘆頭＞子芽，生長(zhǎng)中心集中在莖葉中。塊根膨大期后期，根代替植株地上部分成為玄參的生長(zhǎng)中心，氮、磷、鉀的積累也由莖葉轉(zhuǎn)為根部。整個(gè)生長(zhǎng)期對(duì)氮和鉀需求量最高，磷次之。干物質(zhì)積累量與氮、磷、鉀積累量呈顯著正相關(guān)（R2分別為0.844、0.959、0.827）。結(jié)論：莖葉生長(zhǎng)期和塊根膨大期是玄參對(duì)氮、磷、鉀吸收的主要時(shí)期，要注意及時(shí)追肥以滿足植株對(duì)養(yǎng)分的需求。中等肥力條件下，每生產(chǎn)100 kg玄參需吸收氮7 kg、磷0.73 kg、鉀6.5 kg。

玄參；氮；磷；鉀；積累；分配；生長(zhǎng)期

玄參為玄參科植物玄參（Scrophularia ningpoensis Hemsl.）的干燥根，為我國(guó)常用中藥材，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，被列為中品，2015年版《中國(guó)藥典》（一部）也有收載。玄參味甘、苦、咸，微寒，具有清熱涼血、滋陰降火、解毒散結(jié)等功效，用于熱入營(yíng)血、溫毒發(fā)斑、熱病傷陰、舌絳煩渴、津傷便秘、骨蒸勞嗽、目赤、咽痛、白喉、瘰疬、癰腫瘡毒等癥的治療[1]。目前，玄參的栽培研究集中在繁殖、施肥、采收、加工和栽培類型等方面[2-11]，但對(duì)玄參生長(zhǎng)發(fā)育與氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)吸收規(guī)律的了解尚不夠深入。因此，筆者對(duì)玄參不同生長(zhǎng)期氮、磷、鉀的積累與分配及轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律進(jìn)行研究，以期為其科學(xué)施肥技術(shù)的建立提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選在重慶市武隆縣仙女山鎮(zhèn)荊竹村楊家壩玄參中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GAP）種植基地。試驗(yàn)地位于東經(jīng)107°41′、北緯29°25′，海拔1 300 m，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候；氣候溫和，年平均氣溫17.9℃，最低月平均氣溫6.6℃，最高月平均氣溫27.5℃。供試土壤為沙壤土，土層深厚、疏松肥沃，排水良好。在2007－2009年期間未栽培過玄參，前茬作物為玉米。試驗(yàn)地土壤pH 5.29，其基本理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)量為30.21 g/kg，全氮量為2.21 g/kg，全磷量為0.15 g/kg，全鉀量為13.77 g/kg，速效氮量為117.3 mg/kg，速效磷量為5.37 mg/kg，速效鉀量為2.19 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用玄參子芽為楊家壩玄參GAP種植基地所選的優(yōu)良子芽，由重慶市中藥研究院李隆云研究員鑒定為玄參科玄參屬植物玄參（Scrophularia ningpoensis Hemsl.）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 種植方法 栽培前將地整平耕細(xì)，整成長(zhǎng)6 m、高10 cm、寬1.2 m的小廂，四周開寬20 cm的排水溝。栽培時(shí)間為2009年12月下旬。選擇飽滿、個(gè)大、芽鱗不開裂、頂芽不分叉、無機(jī)械損傷、無病斑和蟲斑、無檢疫性病蟲害的子芽做種，按株行距40 cm×40 cm開穴，穴深8～10 cm，每穴放子芽1個(gè)，芽向上，覆土3 cm左右，澆水。

田間農(nóng)藝措施及田間管理同大田。每667 m2施過磷酸鈣100 kg作為底肥，每667 m2施農(nóng)用硫酸鉀40 kg、尿素30 kg、復(fù)合肥50 kg、有機(jī)肥2 000 kg，分3次做追肥施入：2010年4月中旬齊苗時(shí)第1次追肥；2010年5月中、下旬苗高30 cm時(shí)第2次追肥；2010年6月中、下旬第3次追肥。

1.3.2 采樣方法 在玄參不同生長(zhǎng)期進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣。2010年5月15日幼苗高20 cm左右采樣一次，之后每隔半月采樣一次，共采樣15次，2010年12月15日收獲。生長(zhǎng)期與采樣日期見表1。每次隨機(jī)選擇生長(zhǎng)正常、大小基本一致的玄參植株10株，按莖、葉、根、蘆頭、子芽5個(gè)生長(zhǎng)部位分開，將根、蘆頭洗凈，稱取各部位的鮮質(zhì)量，然后將各樣品在105℃下殺青30 min，置于55℃烘箱中烘至恒質(zhì)量，稱取干質(zhì)量，打粉、過40目篩，即為干物質(zhì)量，備用。

表1 生長(zhǎng)期與采樣日期Tab 1 Sampling stage and growth stage

1.3.3 含量測(cè)定 精密稱取0.05 g樣品，經(jīng)硫酸-過氧化氫消化后，全氮采用半微量蒸餾法，用凱氏定氮儀測(cè)定；全磷用鉬銻抗比色法測(cè)定；全鉀用火焰光度計(jì)法測(cè)定[12]。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析 采用軟件SPSS 11.5和Microsoft Excel 2007對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

營(yíng)養(yǎng)元素的積累量以各器官的干物質(zhì)量與其氮、磷、鉀含量的乘積來計(jì)算。

營(yíng)養(yǎng)元素的積累率＝該階段積累量最大值/整個(gè)生長(zhǎng)期的積累量最大值×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 玄參的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律

玄參為多年生草本，喜溫暖濕潤(rùn)、雨量充沛、日照時(shí)間短的氣候條件，能耐寒，忌高溫、干旱。當(dāng)氣溫12℃時(shí)開始出苗，20～27℃時(shí)莖葉生長(zhǎng)發(fā)育較快，在地上部生長(zhǎng)發(fā)育高峰之后，根部生長(zhǎng)才逐步加快。氣溫在30℃以下，植株生長(zhǎng)隨溫度升高而加快；氣溫升至30℃以上，生長(zhǎng)受到抑制。21～26℃為根部生長(zhǎng)發(fā)育最適時(shí)期，根部明顯增粗、增重。玄參整個(gè)生長(zhǎng)期為3～11月份，為220～240 d。其中，3～5月份為苗期；5～7月份為莖葉生長(zhǎng)期；7～9月份為塊根膨大期，此時(shí)地下塊根生長(zhǎng)迅速，干物質(zhì)大量積累；10月份后為塊根充實(shí)期，此時(shí)植株生長(zhǎng)漸慢；11月份后地上部枯萎。生產(chǎn)中主要利用子芽作為繁殖材料，植株于8月份開始長(zhǎng)子芽，平均每株產(chǎn)20個(gè)左右[8]。

2.2 玄參植株及各器官中營(yíng)養(yǎng)元素的積累與分配

2.2.1 玄參不同生長(zhǎng)期對(duì)氮、磷、鉀元素的積累規(guī)律 玄參不同生長(zhǎng)期氮、磷、鉀元素的積累量動(dòng)態(tài)變化見表2。各營(yíng)養(yǎng)元素積累量在不同階段存在差異。其中，苗期（5月中旬至6月中旬）氮、磷、鉀的積累量較少，吸收速率較緩，此階段植株對(duì)氮、磷、鉀的積累量?jī)H占整個(gè)生長(zhǎng)期的13.8%、13.2%、14.0%，積累比例1∶0.10∶0.94（積累比例為該階段積累量最大值之比）；莖葉生長(zhǎng)期和塊根膨大期（6月中旬至9月下旬）玄參植株生長(zhǎng)旺盛，此階段為玄參養(yǎng)分積累量最多、最快的時(shí)期，氮、磷、鉀的積累量占整個(gè)生長(zhǎng)期的86.2%、85.2%、86.0%，積累比例為1∶0.10∶0.93，此期間如營(yíng)養(yǎng)缺乏，可直接影響塊根的生長(zhǎng)及其品質(zhì)；進(jìn)入10月份以后，植株生長(zhǎng)漸慢，地上部分生長(zhǎng)勢(shì)急劇衰退，莖葉逐漸枯萎凋零，致使氮、磷、鉀積累量呈明顯下降趨勢(shì)。但10月中旬到11月中旬期間，塊根和子芽膨大生長(zhǎng)，致使氮、磷、鉀積累量呈小幅度的上升。

玄參整個(gè)生長(zhǎng)期對(duì)氮、磷、鉀元素積累總量大小順序?yàn)榈这洠玖?，分別為5.242 4、4.874 8、0.543 2 g/株（將生長(zhǎng)期內(nèi)氮、磷、鉀元素積累最大值計(jì)為氮、磷、鉀元素積累總量）。每667 m2大約種植4 000株玄參（株行距按40 cm×40 cm計(jì)算），土壤中等肥力條件下，生產(chǎn)玄參約300 kg，植株需從土壤中吸收氮21 kg、磷2.2 kg、鉀19.5 kg，即每生產(chǎn)100 kg玄參需吸收氮7 kg、磷0.73 kg、鉀6.5 kg。

2.2.2 玄參各器官中氮、磷、鉀分配規(guī)律 不同生長(zhǎng)期玄參各器官中氮元素的分配比例見表3。從玄參的整個(gè)生長(zhǎng)期來看，氮的分配比例在苗期、莖葉生長(zhǎng)期及塊根膨大期始終是葉＞莖＞根＞蘆頭＞子芽，生長(zhǎng)中心集中在莖葉中。苗期和莖葉生長(zhǎng)期氮主要集中在葉中，分配比例為62.73%～75.57%；莖的分配率次之，占13.80%～25.59%；根中氮的分配比例為5.91%～13.49%；蘆頭中最少，占2.10%～6.08%。進(jìn)入塊根膨大期后，葉中氮的分配率逐漸降低，莖和根中氮的分配率逐漸升高。塊根膨大期后期，植株地上部分生長(zhǎng)漸慢，根成為玄參的生長(zhǎng)中心，葉中氮的分配率繼續(xù)降低，莖中氮的分配比例也小幅下降，而根中氮的分配率逐漸升高；至11月份地上部分枯萎，根的氮積累量超過莖、葉，達(dá)到最大，其次為莖和葉，蘆頭和子芽中最少。從玄參的整個(gè)生長(zhǎng)期來看，玄參地上部分氮素的積累量明顯高于地下部分，即氮素主要供給地上部分生長(zhǎng)，這主要是由于植株進(jìn)行光合作用必須要有充足的氮來滿足代謝的需要。

表2 玄參不同生長(zhǎng)期氮、磷、鉀元素的積累量動(dòng)態(tài)變化（g/株）Tab 2 Accumulation trend of N，P and K in S.ningpoensis at different growth stages（g/strain）

表3 不同生長(zhǎng)期玄參各器官中氮元素的分配比例（%%）Tab 3 The distribution ratio of N in the different organs of S.ningpoensis at different growth stages（%%）

不同生長(zhǎng)期玄參各器官中磷元素的分配比例見表4。從玄參的整個(gè)生長(zhǎng)期來看，磷的分配比例在苗期、莖葉生長(zhǎng)期及塊根膨大期始終以葉中最大，這與氮元素的分配比例變化是一致的。莖中的磷積累也是在地上部分枯萎前呈上升趨勢(shì)，后期呈下降趨勢(shì)。在玄參的整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，塊根中的磷元素分配比例一直都是呈上升趨勢(shì)。子芽中的磷元素分配比例自8月份開始也是一直呈上升趨勢(shì)。磷元素在蘆頭中的分配比例比氮、鉀元素都高，在整個(gè)生長(zhǎng)期的比例相對(duì)穩(wěn)定。至收獲期，玄參各部位磷元素的分配比例排序依次為子芽＞根＞蘆頭＞莖＞葉。

表4 不同生長(zhǎng)期玄參各器官中磷元素的分配比例（%%）Tab 4 The distribution ratio of P in the different organs of S.ningpoensis at different growth stages（%%）

不同生長(zhǎng)期玄參各器官中鉀元素的分配比例見表5。從玄參的整個(gè)生長(zhǎng)期來看，鉀元素在玄參各器官的分配比例變化規(guī)律與氮元素的變化趨勢(shì)很相似。在苗期、莖葉生長(zhǎng)期及塊根膨大期始終是葉的積累最多，占38%～70%；其次是莖，占14%～40%，此階段的生長(zhǎng)中心集中在莖、葉中；根中鉀元素的分配比例增長(zhǎng)緩慢，一直在10%以下。此后由于植株地上部分生長(zhǎng)漸慢，植株葉片開始枯萎凋落，生長(zhǎng)中心逐漸由莖、葉轉(zhuǎn)移到根，鉀元素的積累也相應(yīng)地由莖、葉轉(zhuǎn)移到根，根的分配比例逐漸增長(zhǎng)，至11月份，根的鉀元素積累超過莖和葉，達(dá)到30%以上。蘆頭和子芽部位的鉀元素積累一直都比較低。

2.2.3 玄參干物質(zhì)積累量與氮、磷、鉀積累量的關(guān)系 玄參的整個(gè)生長(zhǎng)期，干物質(zhì)積累量與氮、磷、鉀積累量呈顯著正相關(guān)，其R2分別為0.844、0.959、0.827，詳見圖1。

由圖1擬合直線斜率可見，以氮和鉀積累斜率最大，磷積累斜率最小。

3 討論

由于玄參主要以塊根為藥用部位，以子芽為繁殖器官進(jìn)行繁殖，因此在植株進(jìn)入生育后期（即塊根膨大期后期及塊根充實(shí)期）地上部分開始衰老凋落時(shí)，根部仍保持一定的吸收能力，成為繼莖葉后的新的生長(zhǎng)中心，此時(shí)氮、磷、鉀在根中的積累量均上升，而在莖葉中的積累量均下降。玄參對(duì)不同養(yǎng)分的吸收、分配與植株生長(zhǎng)中心的轉(zhuǎn)移一致，生育前期氮積累量多且主要分布在葉片中，一方面可促進(jìn)同化器官形成，另一方面有利于干物質(zhì)的積累；生育后期玄參根部氮、磷、鉀的積累量增加，這有利于植株塊根和子芽的形成。氮、磷、鉀的含量在玄參生長(zhǎng)發(fā)育過程中有向生長(zhǎng)中心轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，且整個(gè)生長(zhǎng)期對(duì)氮和鉀需求量最高，磷次之，故生產(chǎn)中應(yīng)保證氮和鉀的供應(yīng)。

表5 不同生長(zhǎng)期玄參各器官中鉀元素的分配比例（%%）Tab 5 The distribution ratio of K in the different organs of S.ningpoensis at different growth stages（%%）

圖1 玄參干物質(zhì)積累量與氮、磷、鉀積累量的關(guān)系Fig 1 The relationship of dry matter accumulation with the accumulation of N，Pand K in S.ningpoensis

由于玄參對(duì)氮、磷、鉀的積累與分配有其獨(dú)特規(guī)律，因此在生產(chǎn)中玄參的施肥要適應(yīng)這一規(guī)律，多施氮肥和鉀肥，適當(dāng)補(bǔ)充磷肥。苗期植株對(duì)養(yǎng)分吸收量小，可適當(dāng)少施肥。莖葉生長(zhǎng)期和塊根膨大期是玄參對(duì)氮、磷、鉀吸收的主要時(shí)期，要注意及時(shí)追肥。另外，由于植株對(duì)磷肥吸收有滯后性，在生產(chǎn)中磷肥要作為種肥提早施用。

綜上所述，在中等肥力條件下，每667 m2玄參需從土壤中吸收氮21 kg、磷2.2 kg、鉀19.5 kg，氮與鉀的需求量與紀(jì)薇等[4]的研究結(jié)果類似，而磷的需求量偏低。

[1] 國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典：一部[S].2015年版.北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2015：117.

[2] 陳大霞，李隆云，彭銳，等.玄參3種栽培類型遺傳關(guān)系和遺傳多樣性的SRAP研究[J].中國(guó)中藥雜志，2009，34（2）：138.

[3] 馮曉麗，梁宗鎖，李國(guó)峰.水分對(duì)玄參地上部生長(zhǎng)及葉片保護(hù)酶活性的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，36（8）：229.

[4] 紀(jì)薇，梁宗鎖，姜在民，等.玄參高產(chǎn)栽培優(yōu)化配方施肥技術(shù)研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，36（2）：170.

[5] 鄒宗成，楊小艦，向開棟，等.打頂對(duì)玄參產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J].中國(guó)現(xiàn)代中藥，2009，11（12）：14.

[6] 嚴(yán)宜昌，張麗萍，黃鶴，等.恩施玄參GAP生產(chǎn)基地的產(chǎn)地適應(yīng)性分析[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2009，5（9）：57.

[7] 張雪，陳大霞，譚均，等.玄參子芽分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].中國(guó)中藥雜志，2015，40（6）：1 079.

[8] 張雪，陳大霞，李隆云，等.西南中山地區(qū)玄參生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律的研究[J].中國(guó)中藥雜志，2014，39（20）：3 915.

[9] 陳大霞，張雪，王鈺，等.應(yīng)用SCoT標(biāo)記分析玄參種質(zhì)資源的遺傳多樣性[J].中國(guó)中藥雜志，2012，37（15）：38.

[10] 陳斌龍，潘蘭蘭.玄參規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程[J].中國(guó)現(xiàn)代中藥，2008，10（10）：18.

[11] 陳斌龍.玄參浙玄1號(hào)高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].中國(guó)農(nóng)技推廣，2008，24（11）：19.

[12] 章家恩.生態(tài)學(xué)常用實(shí)驗(yàn)研究方法與技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：232-235.

Study on the Accumulation and Distribution Characteristics of Nitrogen，Phosphorus and Potassium of Scrophularia ningpoensis at Different Growth Stages

ZHANG Xue，CHEN Daxia，LI Longyun，SUN Nianxi（Institute of Material Medical Planting，Chongqing Academy of Chinese Materia Medica/Chongqing Engineering Research Center for Fine Variety Breeding Techniques of Chinese Materia Medica/Chongqing Branch，Chinese Materia Medica Resource Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Chongqing 400065，China）

OBJECTIVE：To study the accumulation and distribution characteristics of nitrogen（N），phosphorus（P）and potassium（K）in Scrophularia ningpoensis at different growth stages，in order to provide theory evidence for the establishment of scientific fertilization technique for S.ningpoensis.METHODS：In field testing，through the dynamic sampling of S.ningpoensis at seedling stage，stem and leaves growth stage，root enlargement stage and root enrichment stage，the contents of N，P and K were measured，and the accumulation and distribution regularity of N，P and K in stem，leaves，root，rhizome and bud were also studied. RESULTS：The accumulation of mineral elements in seedling stage of S.ningpoensis was less，the absorptive capacity of N，P and K accounted for 13.8%，13.2%，14.0%of the whole growth periods；the plants grew vigorously at stem and leaves growth stage，root enlargement stage，and the absorptive capacity of N，P and K accounted for 86.2%，85.2%，86.0%of the whole growth periods；the plants drooped and languished at root enrichment stage，and the absorptive capacity of N，P and K appeared a downward trend.The allocation proportion of N，P and K at seedling stage，stem and leaves growth stage and root enlargement stage were always leaf＞stem＞root＞rhizome＞bud，especially focusing on stem and leaves.In the later period of root enlargement，roots replaced the aerial part of plants to be the center of growth，and the accumulation of N，P and K shifted from the stem and leaves to the roots.During growth period，the demand of N and K were the highest，followed by P.The dry weight of S.ningpoensis was positively correlated with the total accumulation of N，P and K（R2were 0.844，0.959，0.827）.CONCLUSIONS：The stem and leaves growth stage and root enlargement stage are the most crucial period of the absorption of N，P and K.It should be paid more attention to the supply of mineral nutrition to meet the requirement of plant.Under medium nutrition condition，the average N，P and K absorption amount per 100 kg try medicine are 7，0.73 and 6.5 kg respectively.

Scrophularia ningpoensis；Nitrogen；Phosphorus；Potassium；Accumulation；Distribution；Growth stage

R931.2

A

1001-0408（2016）31-4353-04

2016-01-28

2016-08-24）

（編輯：余慶華）

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（No.2011BAI13B02-2）；重慶市衛(wèi)生和計(jì)生委中醫(yī)藥科技項(xiàng)目（No.zy201402132）；重慶市科技研發(fā)基地項(xiàng)目（No.cstc2014ptyjd10001）；重慶市集成示范計(jì)劃項(xiàng)目（No. cstc2015jcsf10013）；重慶市科技惠民計(jì)劃項(xiàng)目（No.2013GS500102-D2014-1）；科技富民強(qiáng)縣專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目（No.國(guó)科發(fā)農(nóng)〔2014〕160號(hào)）

＊副研究員。研究方向：中藥材栽培技術(shù)和品種選育。電話：023-88321933。E-mail：yzyc09@163.com

#通信作者：研究員。研究方向：中藥材栽培技術(shù)和品種選育。電話：023-89029118。E-mail：lilongyun8@163.com

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2016.31.10