全 文 ：南京农业大学学报 2016，39(1) :70 － 77 http:/ /nauxb． njau． edu． cn
Journal of Nanjing Agricultural University DOI:
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10． 7685 / jnau． 201502016
收稿日期:2015 － 02 － 16
基金项目:国家自然科学基金项目(31171486) ;国家大学生创新创业训练计划项目(201310307026) ;南京农业大学校级大学生创业训练项
目(12cy04)
作者简介:唐晓清，副教授，主要从事药用植物栽培与中药质量研究，Tel:025 － 84395150，E-mail:xqtang@ njau． edu． cn。* 通信作者。
唐晓清，肖云华，赵雪玲，等． 菘蓝根和叶的生物量与活性成分对氮素形态的响应［J］． 南京农业大学学报，2016，39(1) :70 － 77．
菘蓝根和叶的生物量与活性成分对氮素形态的响应
唐晓清* ，肖云华，赵雪玲，杨月，王康才
(南京农业大学园艺学院，江苏 南京 210095)
摘要:［目的］研究氮素形态对菘蓝生长与活性成分的影响，为菘蓝栽培生产中高效利用氮素提供理论依据。［方法］采用
砂培法栽培菘蓝，以菘蓝根与叶的生物量、叶片靛蓝、靛玉红、总生物碱含量及根系(Ｒ，S)－告依春、多糖含量为指标，研究
菘蓝营养生长后期对 3 种氮素形态即硝态氮(NO －3 -N)、铵态氮(NH
+
4 -N)和酰胺态氮(CO(NH2)2 -N)的 5 种不同氮素浓度
的响应。［结果］氮素处理增加了菘蓝叶与根的鲜质量，菘蓝的叶鲜质量、根鲜质量与根冠比对硝态氮的响应最为显著;叶
片靛蓝、靛玉红、总生物碱含量与根系多糖含量对铵态氮响应最显著，而根系(Ｒ，S)－告依春含量则对硝态氮响应最显著，
说明叶片与根系的活性成分对不同形态氮素响应存在差异。以 2． 5 mmol·L －1 NH +4 -N、5． 0 mmol·L
－1 NO －3 -N和 10． 0 mmol·
L －1 CO(NH2)2-N为最佳组合，该组合下菘蓝单株叶鲜质量、根鲜质量、总生物碱与靛玉红含量均为最大，分别为 66． 59 g、40．
91 g、34． 48 mg·g －1和 2． 26 mg·g －1。［结论］3 种氮素配合施用能显著地影响菘蓝的生长与活性成分的积累。
关键词:菘蓝;生物量;活性成分;氮素形态
中图分类号:S567． 2 文献标志码:A 文章编号:1000 － 2030(2016)01 － 0070 － 08
Ｒesponse of biomass and active components in roots and
leaves of Isatis indigotica Fort. to nitrogen forms
TANG Xiaoqing* ，XIAO Yunhua，ZHAO Xueling，YANG Yue，WANG Kangcai
(College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)
Abstract:［Objectives］The effects of nitrogen forms on growth and active components in roots and leaves of Isatis indigotica Fort．
were studied to provide a theoretical basis of efficient utilization of nitrogen for the cultivation production． ［Methods］The response to
the five different concentration of three nitrogen forms namely NH +4 -N，NO
－
3 -N and CO(NH2)2 -N，were studied，as the indicators to
the biomass of roots and leaves，the contents of indigo，indirubin，total alkaloids in leaves，contents of epigoitrin and polysaccharides
in roots of I. indigotica． ［Ｒesults］Nitrogen treatment could increase the fresh weights of leaves and roots，the responses to nitrate
nitrogen of fresh weights of leaves and roots and root / shoot ratio were the most significant． The contents of indigo，indirubin and total
alkaloids in leaves and polysaccharides in roots of response to ammonium nitrogen，contents of epigoitrin of response to nitrate nitrogen，
were the most significant，which indicated the responses to nitrogen forms of active components in leaves and roots were inconsistent．
The combination of 2． 5 mmol·L －1 NH +4 -N，5． 0 mmol·L
－1 NO －3 -N and 10． 0 mmol·L
－1 CO(NH2)2 -N was the best combination，
in which the fresh weight of leaf and root，total alkaloides content，epigoitrin content were 66． 59 g，40． 91 g，34． 48 mg·g －1 and 2． 26
mg·g －1，respectively． ［Conclusions］The combined application of three kinds of nitrogen can significantly affect the growth and
accumulation of active ingredient of I. indigotica．
Keywords:Isatis indigotica Fort．;biomass;active component;nitrogen forms
中药板蓝根与大青叶分别来自十字花科菘蓝(Isatis indigotica Fort．)的根与叶［1］。板蓝根具有清热解
毒、凉血利咽的功效;大青叶具有凉血消斑、清肝泻火、定惊的功效。作为大宗药材的板蓝根，其化学成
分［2 － 3］、药理活性［4 － 5］和临床应用［6 － 7］等方面的研究非常多，并且对于其原植物菘蓝的栽培生产研究也日
益增多，尤其是栽培过程中影响其产量的氮素研究受到更多的关注。晏枫霞等［8］研究表明:铵态氮促进
氮、磷的积累，硝态氮促进钾、镁的积累;提高铵态氮的比例有利于菘蓝叶片靛玉红的积累，全硝营养时靛
蓝含量最高。郭庆海等［9］研究表明:菘蓝营养生长各阶段对氮、磷、钾需求不同，营养生长后期氮、磷、钾
的共同作用对菘蓝生物量积累有重要影响，且根冠比以低氮水平下较高。温春秀等［10］研究表明大青叶与
板蓝根产量随着氮肥用量的增加而增加，氮的合理用量为 150 kg·hm －2。肖云华等［11］研究了铵态氮、硝态
第 1 期 唐晓清，等:菘蓝根和叶的生物量与活性成分对氮素形态的响应
氮与酰胺态氮 3 种氮素形态对大青叶成分的影响，结果表明菘蓝生长前期施用适宜组合的氮素是以促生
长为主。对 3 种不同氮素形态及不同的浓度配比对菘蓝生长后期采收入药时的地上与地下生长及活性成
分含量的影响尚无研究报道。本文在前期研究的基础上，以铵态氮、硝态氮和酰胺态氮 3 种形态及其不同
浓度配比设计正交试验，以叶和根的生物量、叶片靛蓝、靛玉红与总生物碱含量、根系(Ｒ，S)－告依春和多
糖含量为指标，研究板蓝根与大青叶对不同形态氮素的响应，探究适合菘蓝生长及药材有效成分积累的最
佳氮素形态及其浓度配比，为氮素的高效利用和提高板蓝根与大青叶的经济产量和药用成分积累提供理
论依据。
1 材料与方法
1． 1 供试材料
试验材料为十字花科菘蓝(Isatis indigotica Fort．)的果实。采用盆栽(外口径 44 cm，底直径 30 cm，高
35 cm) ，栽培基质为蛭石和珍珠岩按 2∶ 1的比例混合而成，于 2013 年 4 月 26 日播种，砂培的基本营养液配
方中大量元素和微量元素均采用霍格兰营养液配方，pH6． 0。处理营养液是在基本营养液的基础上去除
所含氮元素配制而成，pH6． 0。处理液中铵态氮(NH +4 -N)由(NH4)2SO4 提供，硝态氮(NO
－
3 -N)由 KNO3
提供，酰胺态氮(CO(NH2)2-N)由纯脲(CO(NH2)2)提供。所有处理液中加入双氰胺(DCD) ，用量是处理
液中纯氮含量的 0． 4%。所用试剂均为分析纯(AＲ)。于 12 月 5 日采样，分析不同处理下菘蓝地上与地
下部分生长状况与有效成分的积累情况。
1． 2 试验设计
表 1 3 种氮素形态和浓度的处理水平
Table 1 Treatment of three kinds of nitrogen
form and concentration mmol·L －1
水平
Level
A
铵态氮 NH +4 -N
B
硝态氮 NO －3 -N
D
酰胺态氮 CO(NH2)2 -N
1 0 0 0
2 2． 5 2． 5 2． 5
3 5． 0 5． 0 5． 0
4 7． 5 7． 5 7． 5
5 10． 0 10． 0 10． 0
采用 L25(5
6)三因素五水平实验设计(不考虑各因
素之间的互作) ，各处理重复 3 次，随机区组排列。待
菘蓝幼苗 4 ～ 5 片真叶时间苗，每盆保留长势一致的植
株 10 株，于 6 月 25 日第 1 次浇灌基本营养液，之后每
隔 10 d浇灌 1 次基本营养液，每次 1 L。7 月 14 日即播
种 40 d后开始处理，每 10 d 浇灌 1 次处理液，每 10 d
浇灌 1 次处理营养液，处理液和处理营养液相隔 5 d 交
错进行。各处理水平见表 1，正交设计水平见表 2。
表 2 3 种氮素形态和浓度的正交设计处理 L25(5
6)
Table 2 Orthogonal design treatment of three nitrogen forms and concentration L25(5
6)
处理
Treatment
因素 Factor
A
铵态氮 NH +4 -N
B
硝态氮 NO －3 -N
C
留空 Blank
D
酰胺态氮 CO(NH2)2 -N
E
留空 Blank
F
留空 Blank
总氮浓度 /(mmol·L －1)
Concentration of
total nitrogen
1(CK) 1 1 1 1 1 1 0
2 1 2 2 2 2 2 5． 0
3 1 3 3 3 3 3 10． 0
4 1 4 4 4 4 4 15． 0
5 1 5 5 5 5 5 20． 0
6 2 1 2 3 4 5 7． 5
7 2 2 3 4 5 1 12． 5
8 2 3 4 5 1 2 17． 5
9 2 4 5 1 2 3 10． 0
10 2 5 1 2 3 4 15． 0
11 3 1 3 5 2 4 15． 0
12 3 2 4 1 3 5 7． 5
13 3 3 5 2 4 1 12． 5
14 3 4 1 3 5 2 17． 5
15 3 5 2 4 1 3 22． 5
16 4 1 4 2 5 3 10． 0
17 4 2 5 3 1 4 15． 0
18 4 3 1 4 2 5 20． 0
19 4 4 2 5 3 1 25． 0
20 4 5 3 1 4 2 17． 5
21 5 1 5 4 3 2 17． 5
22 5 2 1 5 4 3 22． 5
23 5 3 2 1 5 4 15． 0
24 5 4 3 2 1 5 20． 0
25 5 5 4 3 2 1 25． 0
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南 京 农 业 大 学 学 报 第 39 卷
1． 3 各项指标测定的样品准备
采样后将植株用蒸馏水洗净、擦干，称量单株鲜质量，每个处理取 10 株，计算其平均单株质量，然后将
其分成地上和地下两部分，分别称质量，计算根冠比。在 105 ℃条件下杀青 5 min，并于 60 ℃条件下烘至
恒质量，粉碎并过 60 目筛，备用。
1． 4 菘蓝体内活性成分的测定
1． 4． 1 叶中靛蓝、靛玉红含量的测定 叶中靛蓝与靛玉红含量参照文献［1］的方法测定。色谱条件:Wa-
ters 2695 高效液相色谱仪:四元泵，在线脱气，自动进样器，Waters 2998 DAD 检测器，Empower 2 色谱工作
站;柱温箱柱温 40 ℃;流动相为甲醇 －水(体积比 75∶ 25) ;检测温度 25 ℃;检测波长 289 nm。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:精确称取靛蓝 0． 001 g、靛玉红 0． 002 g，分别用甲醇溶解后定容至 50 mL，摇匀，微孔
滤膜(0． 45 μm)滤过。吸取靛蓝、靛玉红标准溶液 2、4、8、16 和 20 μL 注入 Waters 2695 高效液相色谱仪
中，记录色谱图。以色谱峰面积(Y)和对应的质量浓度(X，g·mL －1)作标准曲线，计算得靛蓝的回归方程
为 Y靛蓝 = 123． 56X － 5 420，r = 0． 999 8(n = 3) ，线性范围为 60 ～ 800 μg;靛玉红的回归方程为 Y靛玉红 = 4
874． 7X － 25 682，r = 0． 999 6(n = 3) ，线性范围为 12 ～ 200 μg。
样品含量测定:样品溶液的提取参照药典的方法，定容后溶液经 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测定，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 叶内总生物碱含量测定 采用酸性染料比色法［12］进行测定。
对照品溶液的制备:取靛玉红适量，精确称取，加氯仿制成每 1 mL含 20 μg的溶液。分别取 0、2、4、8、
10、15、20 和 40 mL定容至 50 mL容量瓶，即得 0、0． 8、1． 6、3． 2、4、6、8 和 16 μg·mL －1的供试液。取供试液
10 mL至分液漏斗中，依次加入缓冲液 5 mL，溴酚蓝 1 mL，振摇 1 min 使充分反应，静置 1 h 后分取氯仿
层，289 nm下测定吸光值。以吸光度(Y)和对应的总生物碱含量(X，μg·g －1)作标准曲线，计算得总生物
碱的回归方程为 Y = 0． 010 2X － 0． 014 8，r = 0． 999 2(n = 3) ，线性范围为 8 ～ 160 μg。
样品溶液的制备与测定:精确称取各样品粉末 0． 155 0 g，置离心管中，加入浓氨水 0． 5 mL，充分摇匀，
再加入氯仿 10 mL，冷浸 3 h后超声提取 1 h，6 000 r·min －1离心 20 min;取上清液于 35 ℃旋蒸去除氯仿，
得到总生物碱提取物，以氯仿分次溶解该提取物，并转移至 50 mL容量瓶内定容，作为样品溶液;另取分液
漏斗依次加入 10 mL样品溶液、缓冲液 5 mL和溴酚蓝 1 mL，振摇 1 min使其充分反应，静置 1 h后分取氯
仿层，于 289 nm下比色，根据回归方程计算得到总生物碱含量。
1． 4． 3 根中(Ｒ，S)－告依春含量的测定 根中(Ｒ，S)－告依春含量参照文献［1］的方法测定。色谱条
件:仪器同靛玉红测定，以甲醇和 0． 02%磷酸溶液(体积比为 7∶ 93)为流动相;检测波长 245 nm。在此色
谱条件下，理论塔板数以(Ｒ，S)－告依春计，不低于 5 000。
对照品溶液的制备:精确称取(Ｒ，S)－告依春对照品适量，加甲醇制成每 1 mL 含 40 μg 的对照品溶
液。分别吸取 2、4、8、16 和 20 μL注入高效液相色谱仪中，记录色谱图。以色谱峰面积(Y)和对应的浓度
(X，g·mL －1)作标准曲线，计算得(Ｒ，S)－告依春的回归方程为 Y = 6 952． 7X + 190 000，r = 0． 999 2(n =
3) ，线性范围为 80 ～ 800 μg。
样品溶液的制备:样品溶液的提取参照药典的方法，定容后经 0． 45 μm 微孔滤膜滤过，分别吸取对照
品溶液与样品溶液各 20 μL，注入液相色谱仪测定，以色谱峰面积和标准曲线计算样品中(Ｒ，S)－告依春
的含量。
1． 4． 4 根中多糖含量的测定 采用苯酚 －浓硫酸法［12］进行测定。
1． 5 数据处理
所有数据采用 Excel 2007 软件和 DPS 3． 01 软件进行处理与分析，差异显著性检验采用 Duncans新复
极差法。
2 结果与分析
2． 1 菘蓝的生长指标对氮素形态的响应
由表 3 可见:不施用任何氮素(对照)的菘蓝生长较差，平均单株鲜质量仅 8． 08 g，而不同形态及不同
浓度氮素处理后菘蓝叶与根的单株鲜质量均显著高于对照(P ＜ 0． 05) ，其平均单株鲜质量、叶鲜质量与根
27
第 1 期 唐晓清，等:菘蓝根和叶的生物量与活性成分对氮素形态的响应
鲜质量最大的均为处理 8，分别为 107． 5、66． 59 和 40． 91 g，显著高于对照与其他处理。表 4 显示:硝态氮
对菘蓝叶与根鲜质量影响最显著，其次是铵态氮与酰胺态氮。根冠比分析显示，对照的根冠比最大(1．
89) ，显著高于其他处理，究其原因为长时间缺乏氮素营养，导致其地上的生长势弱。对根冠比影响最显
著的氮素形态依次为硝态氮、铵态氮与酰胺态氮。根冠比大于 1． 0 的处理为 6、11、12 和 16，其中处理 6、
11 和 16 中硝态氮均为 0 mmol·L －1，但其菘蓝单株鲜质量却远远低于处理 8，且与处理 8 差异显著，说明硝
态氮对菘蓝地上部分生长有显著的影响，与直观分析结果对根冠比影响最显著的为硝态氮是一致的。
表 3 菘蓝生长对不同氮素形态及浓度的响应(n =10)
Table 3 The response of growth of Isatis indigotica to different nitrogen forms and concentrations
处理
Treatment
叶鲜质量 / g
Fresh weight of leaves
根鲜质量 / g
Fresh weight of root
单株鲜质量 / g
Fresh weight per plant
根冠比
Ｒoot / shoot ratio
1 2． 80 ± 0． 36o 5． 28 ± 0． 96k 8． 08 1． 89
2 13． 25 ± 2． 04n 12． 84 ± 2． 32j 26． 09 0． 97
3 26． 26 ± 2． 89l 18． 60 ± 1． 96hi 44． 86 0． 71
4 59． 89 ± 2． 52b 37． 84 ± 2． 51a 97． 73 0． 63
5 77． 00 ± 1． 92de 21． 08 ± 1． 22gh 72． 85 0． 41
6 15． 53 ± 2． 01mn 20． 45 ± 2． 67ghi 35． 98 1． 32
7 25． 26 ± 3． 95l 23． 55 ± 2． 27efg 48． 81 0． 93
8 66． 59 ± 2． 98a 40． 91 ± 2． 40a 107． 50 0． 61
9 33． 90 ± 2． 99ij 27． 67 ± 2． 06bcde 61． 57 0． 82
10 52． 95 ± 2． 55cd 31． 68 ± 2． 36b 84． 63 0． 60
11 14． 76 ± 1． 50n 21． 39 ± 2． 75fgh 36． 15 1． 45
12 19． 98 ± 3． 37m 21． 60 ± 2． 50fgh 41． 58 1． 08
13 37． 89 ± 2． 47hi 23． 80 ± 2． 04efg 61． 69 0． 63
14 49． 61 ± 1． 98def 19． 83 ± 5． 65ghi 69． 44 0． 40
15 57． 30 ± 4． 07bc 25． 75 ± 1． 55cdef 83． 05 0． 45
16 28． 01 ± 3． 27kl 28． 55 ± 2． 20bcd 56． 56 1． 02
17 32． 67 ± 2． 96jk 21． 74 ± 2． 21fgh 54． 41 0． 67
18 41． 58 ± 2． 43gh 31． 93 ± 1． 56b 73． 51 0． 77
19 47． 76 ± 4． 44ef 20． 64 ± 2． 81ghi 68． 40 0． 43
20 60． 84 ± 2． 98b 27． 71 ± 1． 51bcde 88． 55 0． 46
21 29． 33 ± 1． 70jkl 16． 30 ± 2． 92ij 45． 63 0． 56
22 42． 15 ± 2． 44gh 24． 40 ± 1． 81defg 66． 55 0． 58
23 52． 83 ± 2． 46cd 29． 10 ± 1． 72bc 81． 93 0． 55
24 45． 67 ± 2． 13fg 29． 43 ± 1． 47bc 75． 10 0． 64
25 66． 43 ± 2． 66a 26． 49 ± 2． 57cde 92． 92 0． 40
注:不同小写字母表示处理间在 0． 05 水平有显著差异。
Note:The different normal letters mean significant difference among treatments at 0． 05 level． The same as follows．
表 4 氮素处理下菘蓝的叶鲜质量、根鲜质量与根冠比的直观分析
Table 4 Visual analysis of fresh weight of leaves and roots of I. indigotica under nitrogen treatment
指标
Item
项目
Index
铵态氮
NH +4 -N
硝态氮
NO －3 -N
酰胺态氮
CO(NH2)2 -N
叶鲜质量 / g
Fresh weight of leaves
根鲜质量 / g
Fresh weight of root
根冠比
Ｒoot / shoot ratio
均值 1 Mean value 1 30． 79 18． 09 34． 07
均值 2 Mean value 2 38． 85 26． 66 35． 55
均值 3 Mean value 3 35． 91 45． 03 38． 10
均值 4 Mean value 4 42． 17 47． 37 42． 67
均值 5 Mean value 5 47． 28 57． 86 44． 61
极值 Extreme value 16． 49 39． 77 10． 54
均值 1 Mean value 1 19． 13 18． 39 22． 27
均值 2 Mean value 2 28． 85 20． 83 25． 26
均值 3 Mean value 3 22． 47 28． 87 21． 42
均值 4 Mean value 4 26． 11 27． 08 27． 07
均值 5 Mean value 5 25． 14 26． 54 25． 68
极值 Extreme value 9． 72 10． 47 5． 65
均值 1 Mean value 1 0． 92 1． 25 0． 96
均值 2 Mean value 2 0． 86 0． 85 0． 77
均值 3 Mean value 3 0． 80 0． 65 0． 70
均值 4 Mean value 4 0． 67 0． 59 0． 67
均值 5 Mean value 5 0． 55 0． 46 0． 70
极值 Extreme value 0． 37 0． 78 0． 29
注:均值 1、2、3、4、5 分别表示某一因素在该水平下的平均表现，表 6 与表 7 同此。
Note:Mean 1，2，3，4，5 represent average performance of one factor in level． Table 6 and 7 were the same as Table 4．
37
南 京 农 业 大 学 学 报 第 39 卷
2． 2 叶片靛蓝、靛玉红和总生物碱含量对氮素形态的响应
由表 5 可见:3 种形态氮素处理后菘蓝叶片的靛蓝含量多数都小于对照，仅处理 2 的靛蓝含量高于对
照，为最高。除处理 2、12 与对照间差异不显著外，其余处理与对照均差异显著，且差异较大的前 3 位为处
理 2、12 和 9。
表 5 不同氮素处理对叶片生物碱类含量及根系(Ｒ，S)－告依春和多糖含量的影响
Table 5 Effects of nitrogen on contents of alkaloids in the leaves and content of epigoitrin
and polysaccharide in roots mg·g － 1
处理
Treatment
靛蓝含量
Content of indigo
靛玉红含量
Content of indirubin
总生物碱含量
Content of total alkaloids
(Ｒ，S)－告依春含量
Content of epigoitrin
多糖含量
Content of polysaccharides
1 3． 92 ± 0． 10ab 0． 26 ± 0． 01a 8． 94 ± 0． 06o 1． 29 ± 0． 01de 118． 88 ± 11． 87e
2 4． 52 ± 0． 41a 0． 20 ± 0． 04bc 11． 26 ± 0． 05n 0． 60 ± 0． 26ij 143． 40 ± 7． 68abc
3 2． 67 ± 0． 76cdef 0． 21 ± 0． 09ab 11． 50 ± 0． 16n 0． 95 ± 0． 34fghi 130． 83 ± 7． 98abcde
4 1． 85 ± 0． 05fgh 0． 12 ± 0． 01defghi 11． 42 ± 0． 05n 0． 87 ± 0． 03ghi 121． 24 ± 15． 66abcd
5 2． 60 ± 0． 30cdefg 0． 16 ± 0． 06bcde 12． 67 ± 0． 08mn 1． 12 ± 0． 22defgh 127． 28 ± 11． 13abcde
6 2． 17 ± 0． 86defgh 0． 11 ± 0． 05defghi 13． 04 ± 0． 07lm 0． 68 ± 0． 09ij 134． 29 ± 35． 01abcde
7 2． 58 ± 0． 38cdefg 0． 10 ± 0． 05efg 18． 62 ± 0． 07ef 1． 29 ± 0． 12de 128． 46 ± 30． 34bcde
8 1． 64 ± 0． 04h 0． 13 ± 0． 01defgh 34． 48 ± 0． 06a 2． 26 ± 0． 04a 139． 84 ± 9． 59abc
9 3． 10 ± 0． 78c 0． 17 ± 0． 03bcd 25． 59 ± 0． 16b 0． 99 ± 0． 17efghi 143． 26 ± 16． 70abc
10 1． 70 ± 0． 45gh 0． 06 ± 0． 01ij 17． 97 ± 0． 05fg 1． 23 ± 0． 28def 146． 72 ± 5． 82abc
11 2． 57 ± 0． 31cdefg 0． 06 ± 0． 01ij 15． 77 ± 0． 08hij 0． 56 ± 0． 19j 120． 40 ± 10． 83de
12 3． 14 ± 0． 52bc 0． 09 ± 0． 01fghij 14． 64 ± 0． 06ijk 1． 68 ± 0． 04bc 138． 15 ± 48． 56abcde
13 2． 13 ± 0． 09defg 0． 09 ± 0． 01efghij 15． 78 ± 0． 04hij 1． 28 ± 0． 49de 147． 78 ± 17． 19abc
14 1． 56 ± 0． 12h 0． 13 ± 0． 01defgh 19． 63 ± 0． 09e 1． 13 ± 0． 47defgh 138． 24 ± 8． 46abcde
15 1． 39 ± 0． 30h 0． 10 ± 0． 04efghij 21． 48 ± 0． 03d 0． 81 ± 0． 01hij 127． 93 ± 4． 99cde
16 1． 63 ± 0． 77h 0． 05 ± 0． 02j 16． 82 ± 0． 03gh 0． 82 ± 0． 16hij 131． 48 ± 5． 22abcde
17 1． 69 ± 0． 10gh 0． 14 ± 0． 01cedfg 12． 49 ± 0． 03mn 1． 13 ± 0． 06defgh 132． 26 ± 18． 37abc
18 2． 05 ± 0． 52defg 0． 07 ± 0． 03hij 14． 42 ± 0． 04jkl 1． 12 ± 0． 03defgh 145． 58 ± 1． 51abc
19 1． 63 ± 0． 11h 0． 10 ± 0． 01efghij 12． 55 ± 0． 04mn 1． 22 ± 0． 08def 139． 45 ± 40． 24abcde
20 2． 28 ± 0． 28cdefgh 0． 07 ± 0． 03hij 16． 04 ± 0． 05hi 1． 17 ± 0． 03defg 150． 88 ± 1． 99ab
21 2． 03 ± 0． 10defgh 0． 08 ± 0． 02ghij 12． 00 ± 0． 01mn 1． 05 ± 0． 35efgh 140． 36 ± 2． 40abcde
22 2． 08 ± 0． 38defgh 0． 07 ± 0． 01hij 16． 07 ± 0． 11hi 1． 13 ± 0． 05defgh 150． 26 ± 2． 31abc
23 1． 97 ± 0． 78efgh 0． 12 ± 0． 04defghi 13． 39 ± 0． 08klm 1． 22 ± 0． 35def 148． 10 ± 8． 83abc
24 2． 92 ± 0． 67cd 0． 15 ± 0． 01cdef 14． 18 ± 0． 06kl 1． 88 ± 0． 10b 152． 85 ± 1． 41a
25 2． 83 ± 0． 64cde 0． 12 ± 0． 04defghi 23． 72 ± 0． 17c 1． 44 ± 0． 19cd 137． 95 ± 1． 60abcde
各处理叶片靛玉红含量均低于对照，差异较大的前 3 位为处理 3、2 和 9，分别为 0． 21、0． 20 和 0． 17
mg·g －1;除处理 3 与对照间无显著差异外，其余处理叶片靛玉红含量与对照间均差异显著。菘蓝叶片总生
物碱含量均高于对照，且与对照间差异显著，差异较大的前 3位为处理 8(34． 48 mg·g －1)、处理 9(25． 59 mg·g －1)
和处理 15(21． 48 mg·g －1)。菘蓝叶片靛蓝、靛玉红与总生物碱含量的分析结果(表 6)表明，氮素形
表 6 氮素处理下菘蓝叶片活性成分含量的直观分析
Table 6 Visual analysis of active component contents in leaves of I. indigotica under nitrogen treatment mg·g － 1
成分
Ingredient
项目
Index
铵态氮
NH +4 -N
硝态氮
NO －3 -N
酰胺态氮
CO(NH2)2 -N
靛蓝含量
Content of indigo
靛玉红含量
Content of indirubin
总生物碱含量
Content of total alkaloids
均值 1 Mean value 1 3． 11 2． 46 2． 88
均值 2 Mean value 2 2． 24 2． 80 2． 58
均值 3 Mean value 3 2． 16 2． 09 2． 19
均值 4 Mean value 4 1． 86 2． 21 1． 98
均值 5 Mean value 5 2． 37 2． 16 2． 10
极值 Extreme value 1． 26 0． 71 0． 90
均值 1 Mean value 1 0． 21 0． 11 0． 14
均值 2 Mean value 2 0． 11 0． 12 0． 11
均值 3 Mean value 3 0． 10 0． 13 0． 14
均值 4 Mean value 4 0． 09 0． 13 0． 09
均值 5 Mean value 5 0． 11 0． 12 0． 13
极值 Extreme value 0． 12 0． 02 0． 05
均值 1 Mean value 1 11． 16 13． 31 15． 72
均值 2 Mean value 2 21． 94 14． 62 15． 20
均值 3 Mean value 3 17． 92 17． 92 16． 08
均值 4 Mean value 4 16． 68 16． 68 15． 59
均值 5 Mean value 5 18． 38 18． 38 18． 31
极值 Extreme value 10． 78 5． 06 3． 11
47
第 1 期 唐晓清，等:菘蓝根和叶的生物量与活性成分对氮素形态的响应
态对靛蓝、靛玉红的影响是一致的，即从大到小为铵态氮、硝态氮、酰胺态氮，对总生物碱含量影响最显著
的也是铵态氮，其次是酰胺态氮和硝态氮。综上分析发现，处理 9(铵态氮为 2． 5 mmol·L －1，硝态氮为
7． 5 mmol·L －1，酰胺态氮为 0 mmol·L －1)的靛蓝、靛玉红与总生物碱含量均有较高的值，说明菘蓝叶片靛
蓝、靛玉红等生物碱类对铵态氮与硝态氮有明显的响应。
2． 3 根系(Ｒ，S)－告依春和多糖含量对氮素形态的响应
由表 5 可见:处理 8、24、12、25 的根系(Ｒ，S)－告依春含量均大于对照，其中处理 8 含量最大(2． 26
mg·g －1) ，而其他处理的(Ｒ，S)－告依春含量均低于对照。表 7 显示:硝态氮对(Ｒ，S)－告依春的影响最
大，其次为铵态氮、酰胺态氮。各处理根系多糖含量对氮素的响应则与(Ｒ，S)－告依春的不同，所有处理
根系多糖含量均高于对照，其中前 3 位为处理 24、20 和 22，多糖含量分别为 152． 85、150． 88 和 150． 26 mg·
g －1。表 7 还显示:铵态氮对根内多糖含量的影响最大，其次是硝态氮、酰胺态氮。
表 7 氮素处理下菘蓝根系活性成分含量的直观分析
Table 7 Visual analysis of active component contents in roots of I. indigotica under nitrogen treatment mg·g － 1
成分
Ingredient
项目
Index
铵态氮
NH +4 -N
硝态氮
NO －3 -N
酰胺态氮
CO(NH2)2 -N
(Ｒ，S)－告依春含量
Content of epigoitrin
多糖含量
Content of polysaccharides
均值 1 Mean value 1 0． 99 0． 88 1． 27
均值 2 Mean value 2 1． 29 1． 19 1． 19
均值 3 Mean value 3 1． 09 1． 37 1． 07
均值 4 Mean value 4 1． 09 1． 22 1． 03
均值 5 Mean value 5 1． 35 1． 15 1． 26
极值 Extreme value 0． 36 0． 49 0． 24
均值 1 Mean value 1 128． 33 129． 08 139． 85
均值 2 Mean value 2 138． 51 138． 51 144． 45
均值 3 Mean value 3 134． 50 42． 43 134． 71
均值 4 Mean value 4 139． 93 139． 01 132． 71
均值 5 Mean value 5 145． 90 138． 15 135． 45
极值 Extreme value 17． 58 13． 34 11． 73
综合分析表明:处理 8 根系的(Ｒ，S)－告依春累积量最大(92． 46 mg) ，显著高于处理 4;处理 4 虽然叶
片靛玉红累积量最大，但与处理 8 差异不显著，因此认为处理 8 为最佳组合(铵态氮为 2． 5 mmol·L －1、硝
态氮为 5． 0 mmol·L －1、酰胺态氮为 10． 0 mmol·L －1)。该处理组合下既能获得较高的大青叶与板蓝根的生
物量，又能获得更高的药用成分含量。
3 讨论
3． 1 氮素营养对菘蓝生长的影响
氮素作为一种植物生长必需的营养物质，对植物代谢和生长有重要作用［13］。目前有许多研究涉及到
不同氮素形态及不同浓度的配比对作物的生长发育、有效成分含量及作物产量的影响。研究表明:硝态
氮、铵态氮、酰胺态氮及硝态氮与铵态氮配施均可在一定程度上促进川芎的生长，延长其根长，增加茎蘖数
和干物质积累，从而显著提高川芎的产量［14］;张朋等［15］研究表明:NH +4 -N和 NO
－
3 -N质量比为 25∶ 75 时较
利于杭白菊的生长及品质提升;在总氮水平为 15 mmol·L －1下，适量增加硝态氮比例，有利于促进夏枯草
苗期生长、提高干物质积累和净光合速率［16］。本研究中，硝态氮对菘蓝叶片与根系的鲜质量、根冠比影响
最显著，NH +4 -N、NO
－
3 -N和 CO(NH2)2-N的浓度比为 1∶ 2∶ 4(处理 8)的叶片和根系鲜质量最大，这与张朋
等［15］的研究结果类似，说明硝态氮更易为菘蓝吸收利用，同时配合施用有机氮(纯脲)更有利于菘蓝叶片
与根系鲜质量的积累，从而提高了其作为大青叶与板蓝根的药用产量。而菘蓝生长前期酰胺态氮对叶片
的生物量影响最大［11］，说明菘蓝在生长过程中不同阶段对氮素形态的需求是不同的，在生产中，还需要结
合氮素对其功能叶片的叶绿素和光合效率等生理指标开展进一步的研究，以明确氮素对其生长调节的
机制。
3． 2 氮素营养对菘蓝有效成分积累的影响
在菘蓝栽培生产中，药农更多关心药材产量，在栽培管理过程中多注重增施氮肥以增加产量，但对其
活性成分指标关注不足。目前有许多研究涉及到了药用植物栽培生产中氮素营养对其生理及活性成分的
影响。胡龙娇等［17］研究发现，在全硝态氮营养下，块茎中半夏总生物碱和鸟苷质量分数最高;李霞等［18］
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南 京 农 业 大 学 学 报 第 39 卷
研究表明:高比例的 NO －3 -N更有利于黄连根与茎中小檗碱的积累;何忠俊等
［19］研究表明:综合考虑滇重
楼的生长、根茎质量、总皂甙产量，建议滇重楼施氮以 CO(NH2)2-N 和 NO
－
3 -N 的质量比为 6∶ 4较为适宜。
本研究中，不同形态氮素配合施用明显地提高了菘蓝叶片与根系鲜质量，能满足生产上增产的基本要求，
但是其叶片和根系活性成分指标则与鲜质量增加不一致，少数组合能增加活性成分含量，多数组合降低了
靛蓝、靛玉红与(Ｒ，S)－告依春含量。究其原因可能与菘蓝对氮素的需求水平相关。靛蓝、靛玉红等生物
碱类成分为菘蓝的次生代谢产物，在低于或高于菘蓝正常生长所需氮营养水平的逆境条件下，其体内次生
代谢得以强化，由此出现缺氮的对照靛蓝、靛玉红及(Ｒ，S)－告依春含量均高于多数氮素处理组合。而在
菘蓝生长幼苗期的处理中，菘蓝对氮素需求相对较高，表现为氮素处理后靛蓝、靛玉红含量均高于对
照［11］。这说明菘蓝生长过程中，不同阶段的代谢有很大差异，对氮素需求也不同，前期需要足量的氮素，
后期为保证药用活性成分含量，需要适当地减少氮素营养。而氮素对菘蓝促生长与活性成分积累的影响
如何达到最佳，还需要进一步的研究。
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责任编辑:范雪梅
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