全 文 ：江苏农业学报(JiangsuJ.ofAgr.Sci.), 2010, 26(4):735～ 739
晏枫霞 , 王康才 ,唐晓清 , 等.氮素形态对菘蓝活性成分和矿质元素含量的影响 [ J] .江苏农业学报 , 2010, 26(4):735-739.
氮素形态对菘蓝活性成分和矿质元素含量的影响
晏枫霞 , 　王康才 , 　唐晓清 , 　罗春红
(南京农业大学中药材研究所 ,江苏 南京 210095)
收稿日期:2009-10-11
基金项目:江苏省科技厅高科技术项目(BG2005316)
作者简介:晏枫霞(1984-),女 ,湖北潜江人 ,硕士研究生 ,主要从事药
用植物栽培生理研究。
通讯作者:王康才 , (E-mail)njwkc2002@ 126.com
　　摘要:　探讨氮素形态对菘蓝活性成分累积及 4种矿质元素吸收的影响 ,为菘蓝合理施用氮肥提供依据。采
用砂培方法栽培菘蓝 , 测定同一氮素水平不同氮素形态(NH+4 -N:NO-3-N分别为 100∶0、75∶25、 50∶50、25∶75、
0∶100)下菘蓝生物量 、叶中靛蓝和靛玉红含量 、根中多糖含量及氮 、磷 、钾和镁 4种矿质元素的含量。结果表明:
菘蓝生物量随铵硝比的降低先增加后下降;提高 NH+
4
-N的比例 , 有利于菘蓝叶片靛玉红和根中多糖的积累 , 全硝
营养(NH+4 -N/NO-3-N为 0∶100)时靛蓝含量最高(11.40 mg/g), 为最低的 3倍;NH+4 -N比例较高时 , 促进氮和磷
的积累 , NO-3-N比例较高时,促进钾 、镁的积累。
关键词:　氮素形态;活性成分;矿质元素;菘蓝
中图分类号:　S567.23+9　　　文献标识码:　A　　　文章编号:　1000-4440(2010)04-0735-05
EfectsofNH4+ -N/NO3- -NRatioontheActiveComponentandMineralEle-
mentsContentsofIsatisindigoticaFort.
YANFeng-xia, 　WANGKang-cai, 　TANGXiao-qing, 　LUOChun-hong
(InstituteofChineseMedicinalMaterials, NanjingAgriculturalUniversity, Nanjing210095, China)
　　Abstract:　ToprovidesomereferencefornitrogenapplicationtoIsatisindigoticaFort., theefectofNH+4 -N/NO-3-Nratio
onthegrowthandthecontentofactivecomponentandmineralelementsofIsatisindigoticaFort.werestudied.Thesandculture
experimentwasconductedandthebiomass, thecontentofindirubinandindigointheleavesandpolysaccharideintherootas
welasthemineralelementsconcentrationweredetermined.ThebiomassofIsatisindigoticaFort.increasedatfirstwhenthe
NH+4 -N/NO-3-Nratiochangedfrom100∶0to50∶50anddecreasedafterwards.WiththeproportionofNH+4 -Nincreasing, the
contentofindirubininleafandpolysaccharideinrootincreasedaswel.WhenNH+4 -N/NO-3-Nratiowas0∶100, thecontentof
indigoreachedmaximumat11.40mg/gwhichwas3timeshigherthanthelowest.NH+4 -Nwasbeneficialfortheaccumulationof
NandP, whileNO-3-NcouldpromotetheaccumulationofKandMg.
Keywords:　nitrogenform;activecomponent;mineralelement;IsatisindigoticaFort.
　　铵态氮(NH+4 -N)和硝态氮(NO-3-N)是植物吸收利
用氮素的主要形态。由于植物对 NH+4 -N和 NO-3 -N在
吸收 、同化和运输上存在明显的差异[ 1-2] ,从而影响到
植物的生长发育 、生物量积累和次生代谢作用 ,并关系
到植物对矿质元素的吸收和利用效率。目前 ,关于不
同氮素形态对作物生长发育 、品质和产量的影响已有
大量报道。汪建飞等[ 3]研究表明 ,随铵硝比(NH+4 -N/
NO-3 -N)的降低 ,菠菜茎叶中游离氨基酸的总含量呈下
降趋势。陈煜等[ 4]报道在不同氮源诱导下 ,不同大
豆品种的蛋白质含量均有不同程度的增加 ,同一
品种的不同氮源处理 ,籽粒蛋白质含量均为以硝
735
酸钾为氮源时最高;李先信等 [ 5]研究发现随营养
液中 NH+4 -N的增加与 NO-3 -N的减少 , 脐橙叶片
中的氮 、磷含量显著增加 ,钙和镁的含量则显著
减少 ,而钾的含量则呈先升后降的趋势 。
菘蓝(IsatisindigoticaFort.)为十字花科(Crucife-
rae)菘蓝属一年生或两年生草本植物 ,其叶和根均可入
药 ,分别称为大青叶和板蓝根。大青叶主要含靛蓝 、靛
玉红等吲哚类成分 ,其生理活性成分靛玉红具有抗菌
抗炎 、抗肿瘤、增强免疫功能等作用。板蓝根多糖具有
免疫调节作用 ,也是评价板蓝根质量的一个指标之一。
目前关于菘蓝的研究主要集中在化学成分 、药理活性 、
制剂工艺 、临床应用及组织培养等方面 ,而关于不同氮
素形态对菘蓝叶和根中活性成分及其对矿质元素吸收
的影响尚未见报道。为此 ,本试验采用砂培法 ,研究不
同氮素形态对菘蓝生物量积累 、叶中靛蓝和靛玉红含
量 、根中多糖含量及几种矿质元素吸收的影响 ,以期为
菘蓝氮肥的合理施用提供依据。
1　材料与方法
1.1　供试材料
试验材料为 2007年 6月采收的引自河南的菘
蓝自交种子 。栽培基质为石英砂和蛭石按 1∶2比
例混合而成 。砂培基本营养液配方中大量元素采用
霍格兰营养液配方 ,微量元素采用阿农营养液配方 ,
基本营养液 pH6.0。所用试剂为分析纯(AR)。试
验在南京农业大学实验基地的日光温室内进行 。
1.2　试验设计
待播种的材料出苗后 ,每隔 10 d浇灌 1次基本
营养液 ,每次 500ml。播种 30 d后 ,株高达 8cm左
右 、真叶 4 ～ 5片时 ,选取长势一致的菘蓝幼苗 ,每
盆定苗 10株 。采用不同铵硝配比单因素完全随机
处理 ,在基本营养液的基础上 ,总氮量一致(N浓度
为 14 mmol/L)的条件下 ,设计 5个不同水平的铵销
比例(NH+4 -N/NO-3 -N),分别是 100∶0、75∶25、50∶
50、25∶75和 0∶100 ,其中 NH+4 -N由(NH4)2SO4提
供 , NO-3 -N由 Ca(NO3)2提供 ,各处理重复 5次 。处
理每 10 d1次 ,此外 ,营养液中均加入 7 μmol/L硝
化抑制双氰胺(DCD)。试验处理 120 d后收获。
1.3　样品的制备
收获后将材料洗净 ,用吸湿纸吸去其表面水
分 ,分别称取植株地上部和地下部的鲜重 。 105 ℃
杀青 15 min, 60 ℃烘干至恒重后 ,称量其干重 ,并
粉碎备用 。
1.4　测定项目与方法
1.4.1　叶中靛蓝和靛玉红的测定　色谱条件:色谱
柱 VP-ODS250.0 mm ×4.6 mm;流动相:甲醇-水
(75∶25,体积比);检测温度:25 ℃;检测波长:285
nm;流速:1 ml/min。在此色谱条件下 ,理论塔板数
以靛玉红计不低于 4 000。
标准曲线制备:精密称取靛蓝 1.0 mg、靛玉红
2.0 mg,分别用甲醇溶解后定容至 50ml,摇匀 ,微孔
滤膜(0.45 μm)滤过。精密吸取靛蓝 、靛玉红标准
溶液 2μl、4μl、8μl、16μl、20μl注入岛津 LC-20AT
高效液相色谱仪中 ,记录色谱图 。以色谱峰面积
(Y)和对应的浓度 (C, μg/ml)作标准曲线 ,计算回
归方程。靛蓝的回归方程为:Y=1 515.80C-
727.51, r=0.999 1;靛 玉红的回归 方程:Y=
2 187.5C+5 666.9 , r=0.999 6。
样品含量测定:称取各处理地上部粉末 0.5 g,
分别置于索氏提取器中 ,加氯仿适量浸泡 15 h,于
80 ℃水浴加热回流提取至无色。将提取液减压浓
缩蒸干 ,残渣用甲醇分次溶解并定容至 100 ml容量
瓶中 ,摇匀 。经 0.45 μm微孔滤膜滤过后 ,用微量
进样器吸取 20 μl注入高效液相色谱仪中 。以色谱
峰面积和标准曲线计算样品中靛蓝 、靛玉红的含量。
1.4.2　根中多糖含量的测定 　采用苯酚 -浓硫
酸法 [ 6] 。
1.4.3　磷 、钾 、镁含量的测定　定量称取样品 ,经浓
硝酸 -高氯酸 [ 7]消解后 ,采用电感耦合等离子体质谱
(ICP-MS)测定各元素含量。
1.4.4　氮含量的测定　定量称取样品 ,经浓硫酸 -
过氧化氢 [ 7]消解后 ,采用凯氏定氮仪(FOSS, Kjeltec
2300)测定 。
2　结 果
2.1　氮素形态对菘蓝生物量的影响
不同铵硝比的氮素营养对菘蓝的生长和干物质
的积累有明显影响。由图 1可以看出 ,随铵硝比的
降低 ,菘蓝植株干物重逐渐增加 ,在铵硝比为 50∶
50时达到最大值 ,随后降低 ,各处理间差异显著 ,其
中平均单株茎叶和根干重最大分别为 3.32 g和
3.23 g,为最小值的 2.0倍和 1.5倍。虽然菘蓝的
生物量在硝铵比为 50∶50时最大 ,但此时的根冠比
最低 ,且与其他处理有显著差异 ,说明此比例氮素营
736 江 苏 农 业 学 报 　2010年 第 26卷 第 4期
养有利于菘蓝茎叶干物质的积累。
图中不同小写字母表示处理间差异达 0.05显著水平 ,下同。
图 1　氮素形态对菘蓝生物量的影响
Fig.1　EffectofNH+
4
-N/NO-
3
-N ratiosonIsatisindigotica
Fort.biomass
2.2　氮素形态对菘蓝叶和根中活性成分含量的
影响
2.2.1　氮素形态对菘蓝叶中靛蓝和靛玉红含量的
影响　不同处理下菘蓝叶中靛蓝和靛玉红含量差异
显著(图 2、图 3)。靛玉红的含量在全铵营养下最
高 ,为 1.27mg/g,随着铵硝比的下降 ,靛玉红含量
呈先下降再增加的趋势 ,但均以 NH+4 -N含量高于
NO-3-N时较高 ,说明铵态氮有利于提高靛玉红的含
量 。靛蓝含量在全硝营养下含量达最高 ,为 11.40
mg/g,在 NH+4 -N/NO-3-N为 25∶75时最低 ,为 2.97
mg/g,二者相差 3倍 。
图 2　氮素形态对菘蓝叶中靛玉红含量的影响
Fig.2　EffectofNH+4 -N/NO-3-Nratiosonthecontentofin-
dirubininIsatisindigoticaFort.leaves
2.2.2　氮素形态对菘蓝根中多糖含量的影响　从
图 4可以看出 ,各个处理根中多糖含量在 NH+4 -N/
NO-3-N为 75∶25时最高 ,达 21.86%,其次是全铵
条件下 ,为 20.21%,二者均显著高于其他 3个处
图 3　氮素形态对菘蓝叶中靛蓝含量的影响
Fig.3　EfectofNH+4 -N/NO-3 -Nratiosonthecontentofindigo
inIsatisindigoticaFort.leaves
理。说明 NH+4 -N比例较高时有利于多糖的积累。
2.3　氮素形态对菘蓝植株中氮 、磷 、钾 、镁含量
的影响
　　矿质元素在植物体内的分布受多种因素的影
响 ,如植株的生长状况 ,养分的供应状况等。本试
验结果表明 ,无论何种处理 ,菘蓝茎叶中磷 、钾和
镁的含量较根中高 , 但根中氮素最高含量 (5.06
mg/g)较茎叶中(4.63 mg/g)高;不同处理间 ,氮 、
磷 、钾 、镁含量存在显著差异(表 1)。 NH+4 -N含量
较高时 ,有利于茎叶中的氮和根中磷的吸收;NO-3 -
N含量较高时 ,有利于钾和镁在茎叶和根中的吸
收;氮素形态对根中氮和茎叶中磷含量的影响没
有明显规律性。
图 4　氮素形态对菘蓝根中多糖含量的影响
Fig.4　EfectofNH+
4
-N/NO-
3
-Nratiosonthecontentofpoly-
saccharideinIsatisindigoticaFort.root
3　讨 论
3.1　氮素形态对菘蓝生长的影响
氮素形态对植物生长发育的影响因植物不同而
异。汪建飞等 [ 8]的研究表明 ,随营养液中硝态氮比
例的增加 ,菠菜地上部分的鲜重逐渐增加 ,全硝营养
737晏枫霞等:氮素形态对菘蓝活性成分和矿质元素含量的影响
表 1　不同形态氮素对氮 、磷 、钾在菘蓝体内含量的影响
Table1　EfectofNH+4 -N/NO-3-NratiosonthecontentsofN, P, KintheIsatisindigoticaFort
铵态氮硝态氮比
(NH+4 -N/NO-3 -N)
N
茎叶 根
P
茎叶 根
K
茎叶 根
Mg
茎叶 根
(mg/g)
100∶0 4.63a 4.70b 3.16b 2.12a 40.54d 7.85d 2.42c 1.46bc
75∶25 4.18b 3.85c 3.65a 2.04b 49.05b 7.84d 2.44c 1.44c
50∶50 4.16b 5.06a 3.21b 1.97c 44.76c 8.37b 2.88a 1.26d
25∶75 3.99c 4.69b 3.67a 2.06b 49.97a 9.33a 2.66b 1.50a
0∶ 100 3.99c 3.87c 2.96c 2.01bc 49.95a 8.13c 2.82a 1.47b
同一栏中不同小写字母表示处理间差异达 5%显著水平。
下产量达到最大值 。卢凤刚等 [ 9] 报道以铵态氮部
分代替硝态氮可促进韭菜的生长。本试验结果表明 ,
在全铵营养下 ,菘蓝的茎叶和根干物重均为最低 ,而
生物量都在铵硝比为 50∶50时取得最大值 ,说明适
当增加硝态氮的含量有利于菘蓝的生长。虽然铵态
氮和硝态氮等量时生物量最大 ,但此时根冠比最小 ,
建议生产上应根据采收目的适当调节铵硝比。
3.2　植物体内生物碱的合成与积累与氮素形态的
关系
　　植物体内生物碱的合成与积累与氮素形态密
切相关 [ 10] 。孙世芹等人 [ 11]对喜树幼苗的研究表
明 , NH+4 -N/NO-3 -N为 25∶75时最有利于喜树碱
的合成和积累 。对曼陀罗 [ 12] 和颠茄 [ 13]的研究表
明铵态氮有利于生物碱的积累 。李霞等 [ 14]研究发
现水培条件下 NO-3 -N比例高更有利于黄檗幼苗根
和茎中小檗碱的积累 。而 Ciesiolka等认为 NH+4 -N
和 NO-3 -N协同作用会使生物碱含量增高 [ 15] 。还
有文献报道 ,氮素形态影响曼陀罗根 、颠茄毛根中
生物碱的积累且改变了莨菪碱和东莨菪碱的比
率 [ 12-13] 。本研究中靛玉红含量在全铵营养下最
高 ,而靛蓝在全硝营养下最高 ,可能是因为不同氮
素形态通过影响靛蓝 、靛玉红的合成与相互转化
从而改变了二者的比率 。目前关于氮素形态影响
植物的研究相对较多 ,主要是植物的氮素代谢过
程对不同形态氮素的利用效率差异而影响初生代
谢过程 ,而氮素形态对次生代谢过程的影响机制
还知之甚少 。菘蓝根中多糖含量在铵硝比为 75∶
25时最大 ,较单一氮源下多糖含量高 ,说明 NH+4 -
N和 NO-3 -N的联合使用有利于植物进行其他
代谢 。
3.3　氮素形态对主要矿质营养吸收的影响
有关 NH+4 -N和 NO-3 -N对植物吸收和利用养分
的影响较为复杂 ,主要是通过影响阴阳离子吸收平
衡 、根际 pH值及能量代谢等过程造成 。通常 NH+4 -
N抑制钾 、钙 、镁 、锌的吸收 ,尤其对钾和钙的抑制作
用更加明显 ,但可促进磷的吸收 。而 NO-3 -N促进
钾 、钙 、镁的吸收 ,抑制磷的吸收 [ 16] 。本试验结果与
上述相似 。当 NH+4 -N含量较高时 ,菘蓝体内氮和
磷含量较高 ,而当 NO-3 -N含量较高时 ,钾和镁的含
量较高。一般来说 ,若以 NH+4 -N为氮源 ,虽然其更
易被植物吸收 ,但过多的 NH+4对植物会造成毒害。
而以 NO-3-N为唯一氮源 ,则需消耗更多能量才能被
吸收利用 。越来越多的研究也表明 NH+4 -N和 NO-3 -
N联合施用更有利于植物生长。
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