全 文 ：第 25卷　第 1期 　　　　　　　　　　　　　　云南农业大学学报　　　　　　　 Vol.25　No.1
2010年　1月 　　　　　　　　　　JournalofYunnanAgriculturalUniversity　　　　　 Jan.2010
　收稿日期:2008-10-06　　　修回日期:2009-05-13
　基金项目:云南白药集团博士后工作站博士后研究经费资助;国家自然科学基金项目 (30873374)。
　作者简介:何忠俊 (1962-), 男 , 陕西城固人 , 博士后 , 教授 , 主要从事植物营养与肥料方面的教学和科研工
作。E-mail:hezhongjun@hotmail.com
氮素形态及其组合对滇重楼产量及有效成分的影响
何忠俊 1, 2 , 杨　威2 , 韦建荣 3 , 樊启龙3 , 杨绍美 2
(1.云南白药集团博士后工作站 , 云南 昆明 650118;2.云南农业大学 资源与环境学院 ,
云南 昆明 650201;3.云南白药集团股份有限公司 , 云南 昆明 650118)
摘要:采用混料试验设计 、 盆栽试验与室内分析相结合的方法 , 研究不同氮形态 (NO
3
- -N, NH
4
+ -N, 尿
素 -N)单施及其配合施用对滇重楼产量及有效成分的影响。结果表明 , 在等氮量条件下 , 不同形态氮单施
对滇重楼生物量增重百分数 、 根茎增重百分数 、 新根茎皂甙含量 、 新根茎皂甙产量的影响基本一致 , 其顺序
为 NH
4
+-N>CO(NH
2
)
2
-N >NO
3
--N。但单施对生长和光合速率的促进作用显著小于不同形态氮配施。
所有单施和配合施用处理中 , 新根茎皂甙含量以 NH4 + -N单施最高 , 生物量增重百分数 、 根茎增重百分数 、
新根茎皂甙产量 , 均以 CO(NH2)2 -N为主 , NO3 --N为辅效果较好。综合考虑不同形态氮及其组合对滇重
楼生长 、 根茎增重 、 总皂甙产量的影响 , 建议滇重楼施氮以 CO(NH2)2 -N∶NO3 --N= 6∶4较为适宜。
关键词:滇重楼;氮素形态;产量;皂甙
中图分类号:S636.9.01　　文献标识码:A　　文章编号:1004-390X(2010)01-0107-06
EfectsofDiferentNitrogenFormsandTheirCombined
ApplicationontheYieldandEfectiveComponentsof
ParisPolyphylavar.Yunnanensis
HEZhong-jun1, 2 , YANGWei2 , WEIJian-rong3 , FANQi-long3 , YANGShao-mei2
(1.Post-doctoralFellowshipStationofYunnanBaiyaoGroupCo.Ltd, Kunming650118, China;
2.CollegeofResourceandEnvironmental, YunnanAgriculturalUniversity, Kunming650201, China;
3.YunnanBaiyaoGroupCo.Ltd, Kunming650118, China)
Abstract:Adoptedmixedmaterialdesign, potexperimentandlabanalysis, theinfluenceofdiferent
formsofN(NO3 - -N, NH4 + -N, urea-N)andtheircombinedapplicationontheyieldandsap-
onincontentofParispolyphylavar.yunnanensiswasstudied.Theresultsshowedthattherewassimilar
efectofsingleapplicationofdiferentnitrogenformsonbiomassincreasedpercentage, rhizomein-
creasedpercentage, saponincontentinnewrhizome, saponinoutputofnewrhizome, theorderof
whichwasNH4 + -N>CO(NH2)2 -N>NO-3 -NatthesameamountofNrate, buttheefectof
singleapplicationofdiferentnitrogenformsongowthandphotosynthesisratewasfarbelowthecom-
binedapplicaionofdiferentnitrogenforms.Inaltreatments, saponincontentinnewrhizomewasthe
highestwhenonlyNH4 + -Nwasapplied, butbiomassincreasedpercentage, rhizomeincreasedper-
centage, saponinoutputofnewrhizomewerethehighestwhendominantwithurea-N, andcomple-
mentarywithNO3 -N.Comprehensivelyconsideringgrowth, rhizomeincreased, andsaponinoutput,
thesuggestionofnitrogenapplicationforParispolyphylavar.yunnanensiswasthatsuitableratioofure-
DOI :10.16211/j.issn.1004-390x(n).2010.01.010
a-N∶NO3 - -Nwasabout0.6∶0.4.
Keywords:Parispolyphylavar.yunnanensis;nitrogenforms;yield;saponin.
　　滇重楼隶属于延龄科重楼属 (ParisL.)植
物 , 主要分布于我国西南部的云南 、 四川和贵州
一带 , 主产于云南 , 生长于海拔 1 400 ～ 3 100 m
的常绿阔叶林 、 云南松林 、竹林 、 灌木林背阴处
及阴湿山谷中 , 缅甸也有分布[ 1, 2] 。滇重楼根状
茎具有有清热解毒 、 消肿散瘀 、凉肝定惊等功效 ,
主治蛇虫咬伤 、 跌打损伤等症 。此外 , 还有抗癌 、
止血 、 祛痰 、 抑菌 、 抗早孕等作用 , 是 “热毒
清 ”、 “宫血宁” 和 “季德胜蛇药片” 等著名中成
药的主要原料[ 3 ～ 5] 。滇重楼繁殖率低 , 其药用部
位根状茎的自然生长速度十分缓慢 , 从种子发芽
到生长成药用商品 , 约需 10年以上的时间。近年
来 , 大量的采挖使野生滇重楼资源日益减少 、 资
源已近枯竭 , 已严重威胁到以其为原料的医药工
业的可持续发展 [ 6 ～ 8] 。因此 , 滇重楼人工驯化栽
培和产业化生产势在必行 。
施肥是提高药用植物产量和品质的重要措
施 [ 9] 。由于滇重楼人工栽培驯化时间短 , 尚无施
肥方面深入的研究报道 , 仅有一些经验性的总
结 [ 10, 11] 。不同氮形态对中药材的生长发育 、 产量
和有效成分均产生不同的影响。不同药用植物对
不同形态氮的利用不同。陈震等 [ 12]利用无土栽培
法研究了毛花洋地黄和西洋参对氮的吸收利用 ,
发现以硝态氮或硝态氮加少量铵态氮为氮源培植
毛花洋地黄均能使植株生长旺盛 、叶片增多 、 产
量提高 。但是 , 当单用铵态氮时 , 毛花洋地黄的
根受其毒害而发黑 , 最后死亡。而西洋参恰恰相
反 , 用硝态氮为氮源时 , 外观与缺氮处理十分相
似;以铵态氮为氮源的西洋参植株叶片浓绿 , 生
长茁壮 , 比硝态氮处理的根重增加 35.1%。人参
砂培试验表明 , 不同形态氮对人参地上部分和根
生长的影响是不同的 , NO3 -态氮提供了最大的根
重 , 尿素提供了最大的地上部份重量。不同形态
氮对中药材有效成分种类和含量的影响不同 。张
丽萍 [ 13]利用不同的氮源研究黄连根茎小檗碱含量
的变化时发现 , 以铵态氮加硝态氮混合为氮源时 ,
黄连根茎小檗碱的含量最高 , 以铵态氮为氮源次
之 , 但均高于尿素 , 而以硝态氮为氮源时黄连根
茎小檗碱的含量最低 。李霞等[ 14]通过改变水培溶
液中硝态氮或硝态氮的比例 , 探讨了氮素形态对
黄檗幼苗主要药用成分小檗碱 、 药根碱及掌叶防
己碱的影响 , 发现 NH4 + -N∶NO3 - -N为 0∶100
时 , 其小檗碱产量 (含量与生物量乘积)最高;
而 NH4 + -N∶NO3 - -N为 25∶75时 , 药根碱和掌
叶防已碱的产量最高。不同形态氮还通过改变土壤
pH对中药材生长产生影响。当供给 NH4 + -N, 西
洋参栽培介质的 pH很快下降 , 而供给 NO3 - -N,
介质 pH缓慢上升。在 pH5 ～ 5.5的条件下 , 有利于
西洋参的生长和产量提高;在 pH7 ～ 7.5的条件下 ,
西洋参的生长较差 , 产量也低[ 15] 。
本研究在盆栽条件下 , 探讨了不同形态氮对
滇重楼生长 、 产量和皂甙含量的影响 , 以期为滇
重楼人工栽培中合理施肥提供技术支撑 。
1　材料与方法
1.1　材料
　　盆栽试验于 2006年 11月至 2007年 11月在
云南白药集团优质种源繁育公司温室大棚进行 。
供试土壤为该公司中药材种植基地林下腐殖土
(0 ～ 20cm)与当地砂壤土 (筛去大石块后)按
照 1∶1比例混合 , 其基本理化性状见表 1。每桶
(18cm×23cm塑料桶)装风干土 3.97kg, 定植
1株滇重楼 , 供试滇重楼由云南白药集团优质种
源繁育公司提供 。
表 1　供试土壤的基本理化性状
Tab.1　Basicphysicalandchemicalpropertiesofthesoilinexperiment
pH
有机质 /
(g· kg-1)
organic
matter
全氮 /
(g· kg-1)
total
nitrogen
全磷 /
(g· kg-1)
total
phosphorus
全钾 /
(g· kg-1)
total
potassium
碱解氮 /
(mg· kg-1)
available
nitrogen
速效磷 /
(mg· kg-1)
available
phosphorus
速效钾 /
(mg· kg-1)
available
potassium
4.65 43.97 3.8 0.36 21.06 101.2 5.88 156.10
108 云南农业大学学报　　　　　　　　　　　　　　第 25卷
1.2　方法
1.2.1　试验设计
　　采用 schefe混料试验设计 , 试验因素为
NO3 - -N, NH4 + -N, 尿素 -N, 共 15个处理 ,
每个处理重复 3次 , 共 45盆 。试验因素编码及水
平设置和试验方案详见表 2。
表 2　试验因素编码及水平设置
Tab.2　Thecodesandlevelsofdifferentfactors
处理
treatments NO3 --N NH4 +-N CO(NH2)2 -N
1 1.00 0.00 0.00
2 0.00 1.00 0.00
3 0.00 0.00 1.00
4 0.75 0.25 0.00
5 0.75 0.00 0.25
6 0.25 0.75 0.00
7 0.25 0.00 0.75
8 0.00 0.75 0.25
9 0.00 0.25 0.75
10 0.50 0.50 0.00
11 0.50 0.00 0.50
12 0.00 0.50 0.50
13 0.50 0.25 0.25
14 0.25 0.50 0.25
15 0.25 0.25 0.50
1.2.2　田间管理
滇重楼于 2006年 11月 26日装盆时移栽。整个
生育期观察记载各处理生长状况 、物候期 、管理情
况。装盆时每 kg土壤中施 P2O5 48.72, K2O 400.00
mg, 以溶液的形式一次性施入。每盆施氮 794mg,
以溶 液 NaNO3 48.21 g/L, NH4HCO3 44.83 g/L,
CO(NH2)2 17.02g/L, 于 2007年 5月 23, 6月 23,
7月 23分 3次施入。N∶P2O5∶K2O=1∶0.25∶2 (内部
资料 , 结果待发表), 试验于 2007年 10月 3日收获。
1.2.3　样品的采集及分析
在滇重楼倒苗前采收全部植株 , 植株样品分
为地上部分 (茎 、 叶)和新块茎 、 老块茎 、 须
根 , 并测定地上 、 新根茎 、 老根茎 、 须根生物量
(干重和鲜重)。新块茎为从靠顶芽的第一茎痕处
切取的带顶芽切段 , 老块茎为中间和末端的切段。
采来的植株样品用自来水 、 蒸馏水冲洗干净 , 在
105℃下杀青 30 min后 , 65 ～ 70℃下烘干 , 并测
定各部位干重 。样品用研钵研磨为粉状 、 备用。
土壤理化性状测定在云南农业大学资源与环境学
院土壤学实验室内进行 , 有效成分的分析在云南
白药集团质量控制实验室内完成。
药用成分的分析按照中华药典中方法进行 。
称取磨碎的滇重楼块茎粉 1.00g, 加乙醇定容为
10mL, 超声波振荡提取 30min过滤后取上清液
测定;采用美国 Aglient1100液相色谱 , 在流动
相水 /乙腈 65 /35, 柱温 30℃, 检测波长 203 nm
的条件下测定 [ 16] 。
1.2.4　统计分析
由于供试滇重楼为收集的野生资源 , 个体重
量差异大。为比较肥料试验的增产效果 , 采用生
物量 (块茎)增加百分数 , 以消除个体大小差异
带来的绝对增加量不一致的问题。
生物量 (块茎)增加百分数 = [采收时生物量
(块茎)重量 -原块茎重量 ] /原块茎重量 ×100%
方差分析 、 混料试验设计 、 统计和作图均采
用 DPS数据处理软件进行[ 17] 。
2　结果与分析
2.1　不同形态氮及其组合对滇重楼总生物量增重
百分数的影响
表 3表明 , 总生物量增重百分数以处理 7最
高 , 处理 1最低。处理 7与处理 1、 处理 14、处
理 15之间差异达到显著水平 , 与其余各处理间差
异不显著。从各形态氮单施 (100%)处理看 ,
对生物量增重百分数的效果为:NH4 + -N>
CO(NH2)2 -N>NO3 - -N,但处理间差异不显著 。
对各形态氮与总生物量增重百分数进行 schefe混
料回归分析 , 剔除不显著项后 , 回归方程如下:
y=41.31x1 +50.78x2 +52.85 x3 -4.43 x1 x2
+30.92x1 x3 -37.52x2 x3 (1)
由图 1可知 , 随 CO(NH2)2 -N施用水平增
加 , 总生物量增重百分数呈缓慢上升的趋势;随
NO3 - -N施用水平增加 , 总生物量增重百分数呈
缓慢上升然后急剧下降的趋势;随 NH4 + -N施
用水平增加 , 总生物量增重百分数呈急剧下降然
后急剧上升的趋势。根据方程 (1)可知 , x1x2 ,
x2x3系数为负 , 说明 x2对滇重楼生物量增重百分
数有负效应 。方程的最佳优化组合 (即总生物量
增重百分数最高时不同形态氮组合)如下:
y NO3 - -N NH4 + -N CO(NH2)2 -N
55.86 0.340 9 0.000 0 0.659 1
在 NO-3 -N∶CO(NH2)2 -N=0.340 9∶0.659 1
条件下 , 生物量增重可达 55.86%。
109第 1期　　　　　　何忠俊 , 等:氮素形态及其组合对滇重楼产量及有效成分的影响
表 3　不同氮形态及其组合对滇重楼总生物量增重 、 根茎增重和皂甙含量的影响
Tab.3　Efectofdiferentnitrogenformsandtheircombinationsonbiomass/rhizome
increasedpercentageandtotalsaponinsofPairspolyphyllavar.yunnanensis
处理
treatments
总生物量增重 /%
totalbiomass
increased
根茎增重 /%
rhizomeincreased
新根茎皂甙含量 /%
saponincontent
innewrhizome
新根茎皂甙产量
/ (×10-4)
saponinoutput
ofnewrhizome
1 33.36 b 9.37 d 0.627 deEF 5.87
2 53.46 ab 10.94 bcd 1.732 aA 18.95
3 42.28 ab 10.68 bcd 1.335bcABC 14.26
4 61.46 ab 18.36abc 1.189 cBCD 21.83
5 50.31 ab 15.56abc 1.231cBC 19.15
6 41.89 ab 16.73abc 1.313 bcBC 21.97
7 75.50 a 23.79a 0.833 dDE 19.82
8 49.74 ab 18.69abc 0.587 deEF 10.97
9 54.20 ab 18.28abc 0.761dEF 13.91
10 40.34 ab 12.12 bcd 0.703 deEF 8.52
11 45.46 ab 18.56abc 0.744dEF 13.81
12 40.87 ab 15.03abc 0.399eF 6.00
13 52.39 ab 19.83abc 1.176 cCD 23.32
14 36.38 b 13.08 bcd 0.630 deEF 8.24
15 36.72 b 14.50 bcd 1.583 abAB 22.95
　　注　(1)新根茎皂甙产量 =根茎增重 ×新根茎皂甙含量。
(2)不同的小写字母代表显著差异 (P<0.05), 不同的大写字母代表极显著差异 (P<0.01)。
Note(1)saponinoutputofnewrhizomerhizomeincreased×saponincontentinnewrhizome.
(2)diferentlowercasesmeansignificantdifference(P<0.05), diferentcapitalsmeanextremelysignificantdiference(P<0.01).
2.2　不同形态氮及其组合对滇重楼根茎增重百分
数的影响
由表 3可知 , 根茎增重百分数以处理 7最高 ,
处理 1最低。处理 7与处理 1、 处理 2、处理 3、
处理 10、 处理 14、 处理 15之间差异达到显著水
平 , 与其余各处理间差异不显著。从各形态氮单
施 (100%)处理看 , 对根茎增重百分数的效果
为:NH4 + -N>CO(NH2)2 -N>NO3 - -N,但
处理间差异不显著。对各形态氮与根茎增重百分
数进行 schefe混料回归分析 , 剔除不显著项后 ,
回归方程如下:
y=10.72x1 +12.49x2 +13.71x3 +13.58x1
x2 +28.91 x1 x3 +11.87x2 x3 (2)
由图 2可知 , 随 NO3 - -N, CO(NH2)2 -N
施用水平增加 , 根茎增重百分数呈抛物线型;随
NH4 + -N施用水平增加 , 根茎增重百分数呈急剧
下降的趋势 。方程的最佳优化组合 (即根茎增重
百分数最高时不同形态氮组合)如下:
y NO3 - -N NH4 + -N CO(NH2)2 -N
19.52 0.448 7 0.000 0 0.551 3
在 NO3 - -N∶CO(NH2)2 -N=0.448 7∶
0.551 3条件下 ,根茎增重可达 19.52%。
110 云南农业大学学报　　　　　　　　　　　　　　第 25卷
2.3　不同形态氮及其组合对滇重楼新根茎总皂甙
的影响
表 3表明 , 新根茎总皂甙含量以处理 2最高 ,
处理 12最低 。各处理间差异达极显著水平。从各
形态氮单施 (100%)处理看 , 对新根茎总皂甙
的影响为:NH4 + -N>CO(NH2)2 -N>NO3 - -
N,处理间差异达极显著水平 。对各形态氮与新根
茎总皂甙含量进行 schefe混料回归分析 , 剔除不
显著项后 , 回归方程如下:
y=0.793x1 +1.484 x2 +1.219 x3 -0.127x1 x2
+0.420x1x3 -3.102x2 x3 (3)
由图 3可知 , 随 NO3 - -N施用水平增加 , 新
根茎总皂甙含量直线下降;随 NH4 + -N施用水平
增加 , 新根茎总皂甙含量无变化。随 CO(NH2)2 -
N施用水平增加 , 新根茎总皂甙含量呈急剧下降然
后急剧上升的趋势。方程的最佳优化组合 (即新根
茎总皂甙含量最高时各形态氮的组合)如下:
y NO3 - -N NH4 + -N CO(NH2)2 -N
1.484 0.000 0 1.000 0 0.000 0
在 NH4 + -N100%的条件下 , 新根茎皂甙含
量可达 1.484%。值得注意的是 , 由于存在稀释
效应 , 皂甙含量与块茎生长量变化趋势可能相反。
2.4　不同形态氮及其组合对滇重楼新根茎总皂甙
产量的影响
表 3表明 , 新根茎总皂甙产量以处理 13最
高 , 处理 1最低。从各形态氮单施 (100%)处
理看 , 对新根茎总皂甙产量的影响为:NH4 + -N
>CO(NH2)2 -N>NO3 - -N,但单施处理新根茎
总皂甙产量小于绝大多数不同形态氮配施的处理。
对各形态氮与新根茎总皂甙产量进行 schefe混料
回归分析 , 剔除不显著项后 , 回归方程如下:
y=9.13 x1 +17.09x2 +15.39x3 +18.29 x1 x2
+32.15x1 x3 -27.46x2 x3 (4)
由图 4可知 , 随 NO3 - -N, CO(NH2)2 -N施
用水平增加 , 新根茎总皂甙产量呈抛物线型;随
NH4 + -N施用水平增加 , 新根茎总皂甙产量呈指
数型下降的趋势。方程的最佳优化组合 (即新根茎
总皂甙产量最高时各形态氮的组合)如下:
y NO3 - -N NH4 + -N CO(NH2)2 -N
20.60 0.403 5 0.000 0 0.596 5
在 NO3 -N∶CO(NH2 )2 -N=0.403 5∶
0.596 5条件下 , 新根茎总皂甙产量可达 20.6 ×
10
-4。
2.5　不同形态氮及其组合对滇重楼光合速率的影响
不同形态氮及其组合对滇重楼叶片光合速率的
影响见图 5。叶片光合速率以处理 14最高 [达 44.43
μmolCO2 /(m2· s)] , 处理 2最低 [ 8.04 μmolCO2
(m2·s)]。总处理之间 p值 =0.000 1 , 差异达到极
显著水平。处理 5 ～ 14之间差异不显著 , 但与处理 1
～ 4之间差异显著。从各形态氮单施 (100%)处理
111第 1期　　　　　　何忠俊 , 等:氮素形态及其组合对滇重楼产量及有效成分的影响
对光合速率的影响来看 , CO(NH2)2 -N>NO3 - -N
>NH4 + -N。与单一形态氮相比 , 不同形态氮配施
可极显著提高叶片光合速率。
3　讨论
不同形态氮及其组合对滇重楼生物量增重 、
根茎增重百分数 、新根茎皂甙含量 、 新根茎皂甙
产量的效应各不相同 (见表 3 , 图 1 ～ 4)。生物
量增重百分数和根茎增重百分数最高时 , 对各形
态氮需求规律基本一致 , 单施的效应两者也基本
一致。以 CO(NH2)2 -N为主 , NO3 - -N为辅效
果较好 , NH4 + -N对生物量增重百分数和根茎增
重百分数有负效应。由表 3和图 5可知 , 单施对
生物量增加和根茎增加百分数的效果以 NH4 + -N
最好 , 但单施对提高生长和光合速率的作用显著
小于不同形态氮配合施用的效果 , 且各单施处理
间差异也不显著 。由表 3和图 3可知 , 所有处理
中 , 新根茎皂甙含量以单施 NH4 + -N最高 , 不
同形态氮配合施用效果总体低于 NH4 + -N单施
处理 , CO(NH2)2 -N和 NO3 - -N对新根茎皂甙
含量有降低的趋势。由于中药材栽培中 , 希望有
效成分产量最高 。因此 , 对新根茎增重百分数与
皂甙含量乘积进行了 schefe混料试验分析 , 得出
皂甙产量最高时 , 不同氮形态的最佳组合为:
CO(NH2)2 -N∶NO3 - -N=6∶4。由于试验仅进
行了一年 , 加之老根茎有明显的滞后效应 , 因此 ,
老根茎增重和皂甙含量在此未作深入的分析。
综上所述 , 不同形态氮及其组合对滇重楼生
长和品质形成有显著的影响 , 不同指标最高时 ,
所需的各形态氮配比不同 。综合考虑不同形态氮
及其组合对滇重楼生长 、根茎产量 、 总皂甙产量
的影响 , 建议滇重楼施氮以 CO(NH2 )2 -
N∶NO3 - -N=6∶4较为适宜 。
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112 云南农业大学学报　　　　　　　　　　　　　　第 25卷