全 文 ：用15N 示踪法研究人参吸氮及其
对14C 同化物分配的影响
孟宪局　张　平　刘　铜
(吉林农业大学　长春　130118)
利用15N 示踪法研究了人参对肥料氮的利用和损失及氮对人参光合同化产物分
配的影响。结果表明 ,人参对肥料氮利用率 ,1 年为 9185 % ,2 年为 19106 % ;肥料回
收率第 1 年为 81159 % ,第 2 年为 69178 % ,2 年肥料氮损失率为 30122 %。供氮 10g/
m
2 时 ,人参的14CO2 同化力以及硝酸还原酶 (NR) 活性最高 ;供氮 40g/ m2 时 ,总可溶
性糖、蔗糖含量下降 ,淀粉含量增加 ,人参皂甙含量下降。
关键词 :人参 　15N 示踪 　14CO2 　吸收
此文于 1996 年 4 月 15 日收到
氮素是人参生长发育的主要营养元素 ,它制约着人参的产量和品质。80～90 年代已有关
于人参营养与施肥研究的报道[1 ,2 ] ,但对施入人参床土中氮素去向及氮素水平对人参代谢的
影响的报道较少。我们利用15N 示踪法 ,在施氮 10g/ m2 条件下 ,动态采集参株和土壤样品 ,测
定了人参对氮肥的利用率及氮素平衡 ,研究了不同施氮水平对人参14 CO2 的同化能力、NR 活
力、含氮化合物、碳水化合物组分及人参皂甙含量的影响 ,为建立人参优质栽培最佳施氮水平
提供理论和实践依据。
1 　材料与方法
试验于 1990 年采用田间试验和培养场试验相结合的方法进行。田间试验在吉林省白山
市河口参场进行。土壤为薄层灰棕壤 ,容重 0177g/ cm3 ,床土厚 25cm , p H5158 , 有机质
9160 % ,全氮 01385 % ,全磷 01025 % ,速效氮 312ppm ,速效磷 617ppm ,速效钾 191ppm。15 N
示踪小区面积 0118m2 ,4 次重复。小区底肥施用15 N2尿素 ,当年采样区施 460mgN ,第 2 年采
样区施 920mgN ,15N 丰度为 12140 % ,并施过磷酸钙 9g ,硫酸钾 5g ,肥料均匀混施入床土中。4
月 28 日移栽 3 龄人参 ,每区 6 株 ,于展叶期 (6 月 3 日) 、花期 (6 月 17 日) 、青果期 (7 月 11 日) 、
红果期 (8 月 2 日)和收获期 (9 月 14) 日采集参株和土壤样品。用　氏法测定全氮 ,用日本产
N2150 型15N 光谱仪测定15N 丰度。14 C 示踪区布置在校内 ,土壤性质同田间试验土壤。小区
面积为 1m2 ,设 5 个处理 ,即尿素施用量 0、21174、43148、65122 和 86196g (0 ,10 ,20 ,30 和
40gN) 。磷钾肥量与田间施用量相同 ,4 次重复 ,随机排列。6 月 1 日对参株标记14 C (14 CO2 +
CO2) ,混合浓度为 1 % ,放射性活度为 1148 ×105Bq ,同化 1h。6 月 5 日取样。用燃烧法制样 ,
用Beckman25801液闪测量样品 dpm 值。碳水化合物组分测定采用 Somog2Nelson 比色法 ;NR
43 　核 农 学 报　1999 ,13 (1) :34～38Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
活性用 NADH 还原法测定 ;全氮采用 H2SO42H2O2 消化法 ,用半微量凯氏定氮仪测定[3 ,4 ] ;参
根蛋白氮利用硫酸铜沉淀法分离 ,非蛋白氮采用差值法求得 ;人参皂甙测定采用比色法[5 ] 。
2 　结果与讨论
211 　参株对氮的吸收
表 1 中吸氮量指参株累积吸氮量减去移栽母根氮。表 1 显示人参同其它作物一样 ,累积
吸氮量随着生长逐渐增加。吸氮高峰出现在青果期到红果期 ,这段时间虽有 22d ,但吸氮量却
占总氮量的 40 %～50 %。在总吸氮量中 ,来自肥料的氮所占比例较少 ,各生育期变化不大 ,总
的趋势是前期高于后期。各期人参总氮中 ,1990 年肥料氮 (Ndff %) 为 7178 %～12136 % ,1991
年为 17196 %～11199 %。
表 1 　参株吸收 N量和 Ndff( %)值
Table 1 　Absorption of N by ginseng plant and Ndff
取样时间
Sampling date
(M2D) 吸 N 量Absorbed N(mgN/ plot) 15N 原子百分数15N at·% 15N 原子百分超15N at·% excess Ndff( %)
1990
1991
06 - 03 9190 11365 01966 7178
06 - 17 73110 11924 11534 12136
07 - 11 203172 11630 11240 9199
08 - 02 341181 11674 11284 10134
09 - 14 507170 11468 11078 8168
06 - 03 527164 21615 21230 17196
06 - 17 787160 21052 11667 13142
07 - 11 893110 11989 11604 12192
08 - 02 1419185 11901 11516 12121
09 - 14 1462185 11813 11488 11199
212 　15 N2尿素在土壤中的残留
15N2尿素在土壤中的残留见表 2。表 2 表明 ,肥料残留率随生长进程逐渐下降 ,与大田作
物相比 ,肥料残留下降缓慢 ,残留量也较高。第 1 年收获期 ,人参床土中 15 N2尿素残留
72101 % ,2 年后土壤中仍存留 50172 %15 N2尿素肥料氮。肥料损失随时间上升 ,第 1 年损失
18 %左右 ,2 年共损失 30 %左右 ,损失率小于残留 ,说明肥料 N 损失较少 ,其原因在于参棚遮
阴防雨及参床走向防水冲刷等特殊管理避免了土壤养分淋失。肥料在土壤中 3 种去向的排列
顺序为土壤残留率 > 肥料损失率 > 肥料利用率。
213 　施氮水平对人参氮代谢的影响
表 3 数据表明 ,在本试验施氮水平范围内 ,NR 活力均高于对照组 ,其中以 10gN/ m2 处理
组最高 ,是对照组的 4 倍 ,说明施氮肥增加了 NR 活性。施氮水平不同 ,均增加了非蛋白氮
(NPN)与蛋白氮 ( PN)含量 (除 5 龄参 N40处理组外) ,其中以施氮 10g/ m2 处理为最高 ,施氮 10
～30g/ m2 ,NPN/ PN 值下降 ,低于对照组 514 %～1718 %。说明施用一定量的氮肥能增加 PN
53　1 期 用15N 示踪法研究人参吸氮及其对14C 同化物分配的影响
相对含量 ,但施氮增至 40g/ m2 时 ,NPN/ PN 值又上升 ,并高于对照组 819 % ,说明过量施 N 减
少了 PN 相对含量 ,氮的非贮藏性物质增加。
表 2 　人参床土氮素肥料的去向
Table 2 　The fate of ferlifizer N in soil plot of ginseng
取样时间
Sampling date
(M2D) 肥料利用率FU E( %) 肥料残留率Residual rate( %) 肥料回收率Recovery rate( %) 肥料损失率Loss rate( %)
1990
1991
06 - 03 0117 97183 98100 2100
06 - 17 1196 91136 93132 6168
07 - 11 4142 83141 87183 12117
08 - 02 7168 77162 85130 14170
09 - 14 9158 72101 81195 18141
06 - 03 10130 71136 81166 18134
06 - 17 11150 68161 80111 19189
07 - 11 12154 65108 77162 22138
08 - 02 18185 55116 74111 25199
09 - 14 19106 50172 69178 30122
表 3 　参根氮化物含量和参叶 NR活性
Table 3 　Content of N compound in ginseng root and NR activity of ginseng leaves
处理
Treatment
4 龄参
42yr2old ginseng
NPN
( %)
PN
( %)
NPN/ PN
5 龄参
52yr2old ginseng
NPN
( %)
PN
( %)
NPN/ PN
NR
(μmolNO2/ g1
30 min)
N0 1160 0197 1109 1127 0163 2102 01904
N10 1113 1131 0184 1126 0166 1191 31858
N20 1118 1129 0194 1129 0173 1177 21913
N30 1116 1124 0194 1126 0176 1166 21458
N40 1116 1114 1102 1123 0156 2120 11868
　　注 :NPN ———非蛋白氮 ,PN ———蛋白氮
Note :NPN ———No protein N , PN ———Protein N
214 　施氮水平对人参碳代谢的影响
表 4 结果说明 ,施氮水平直接影响人参光合同化产物的分配与积累 ,不同施氮水平对14 C
分配影响较大。参株标记 5d 后 ,14 C 在参根中的分配均超过 60 %以上 ,其中以 N10组为最高
(达 70 %) ,在其它部位较少 ,说明14 C 同化产物向根中积累速度较快。施氮水平在 N20～N40
时 ,14C 在根中和叶中的分配有降低的趋势 ,而在茎和花中有增加的趋势。
63 核　农　学　报 13 卷
表 4 　14C在参株内的分配
Table 4 　14C dist ribution in ginseng plant
处理
Treatmen
根
Root
(dpm) ( %)
茎
Stem
(dpm) ( %)
叶
Leaves
(dpm) ( %)
花
Flower
(dpm) ( %)
N0 5191224 68157 703232 9129 1330122 17157 346497 4157
N10 7795024 70129 785899 7170 1574095 13148 929522 8117
N20 3375175 67174 516731 10137 337348 6177 953188 15112
N30 4883149 66110 1282117 17135 669274 9106 553686 7149
N40 5545098 61118 1451382 16102 925046 10121 1141482 12159
表 5 　参根中碳水化合物含量及 C/ N比值
Table 5 　The hydrocarbon content and C/ N in ginseng root 　( %)
参龄
Ginseng age
处理
Treatments
总糖
Total
sugar
总可溶糖
Tatal soluble
sugar
还原糖
Reducing
sugar
蔗糖
Sucrose
淀粉
Starch
C/ N
4 龄参
42yr2old
ginseng
5 龄参
52yr2old
ginseng
N0 61185 37125 5183 31142 22141 15140
N10 61135 37150 5179 31171 22147 12189
N20 62179 37176 5188 21188 21132 13174
N30 62180 34136 5134 29102 25159 11184
N40 66152 26129 5123 21106 36121 8178
N0 51163 27145 7113 20132 21176 10175
N10 51152 28190 6138 22152 20136 11173
N20 52162 28119 6160 21159 21199 10169
N30 52184 30160 8123 22137 20172 11174
N40 52198 31191 11141 20151 21107 11146
　　注 :C/ N = 蔗糖/ 全氮.
Note :C/ N = Content of sucrose/ total N
表 6 　参根总皂甙含量
Table 6 　The total saponin content of ginseng root
处理
Treatments
N0 N10 N20 N30 N40
总皂甙
Total saponin ( %) 4178 5117 6165 6159 4197
　　由表 5 看出 ,施氮水平对碳水化合物各组分的影响 ,4 龄参 (施肥当年) 施氮 40g/ m2 时 ,总
糖高于对照 716 % ,淀粉增加 6316 % ,总可溶性糖下降 2914 % ,蔗糖减少 3310 %。说明过量氮
肥使碳素失去了平衡 ,如以蔗糖/ 全氮作为 C/ N 比值 ,氮肥降低了 C/ N 比值。对于 5 龄参 (第
2 年) ,除了还原糖在 40gN/ m2 处理组增加了 60 %外 ,其余各处理组间无明显差异 ,碳水化合
物各组分变化不大 ,趋于平衡。
73　1 期 用15N 示踪法研究人参吸氮及其对14C 同化物分配的影响
5 龄参收获期间测定参根皂甙含量 (表 6) ,施氮 10～30g/ m2 时 ,皂甙含量增加 23168 %～
57166 % ,当施氮 40g/ m2 时 ,皂甙含量仅略高于对照 ,低于其它处理。
3 　小 　　结
11 人参生长过程对肥料氮吸收利用较少 ,但并不说明人参生长不需要施用氮肥。人参的
氮素营养规律是前期主要依靠移栽母根供氮 ,中后期从土壤中吸收氮素。
21 参床土壤肥料去向中残留量最高 ,说明肥料氮损失较少。
31 氮素水平过高 ,参根皂甙含量下降、淀粉含量增加、人参品质下降 ;氮素水平过高 ,碳同
化产物向茎转移增加 ,影响参根干物质的积累。
参 考 文 献
1 　高金芳 ,等. 人参的营养需要与施肥效应 1 土壤学报 ,1993 ,30 (4) :439～441
2 　金龙南 ,等. 人参的土壤营养与培肥研究 1 吉林农业科学 ,1991 , (2) :59～61
3 　日本作物分析委员会. 栽培植物营养诊断分析测定法 1 北京 :农业出版社 ,1976 ,343～345
4 　上海植物生理学会. 植物生理学实验手册 1 上海 :上海科学出版社 ,1985 ,134～138 ,213
5 　Hiais , et al. Planta Medica. 1975 , 131. 363
ABSORPTION OF NITROGEN BY GINSENG AND
EFFECT OF NITROGEN ON 14C2ASSIMILATE DISTRIBUTION
Meng Xianju 　Zhang Ping 　Liu Tong
( Jili n A gricult ural U niversity , Changchun 　130118)
ABSTRACT
By using 15 N and 14C tracer technique the util ization , recovery and loss rate of N fertil izer
in ginseng ware studied. With different applying levels of 0 ,10 ,20 ,30 ,40gN/ m2 14 CO2 assimi2
lating abil ity , NR activity , N compound , sugar and ginseng saponin were determined. The re2
sules showed that the N fertil izer util ization rate was 9185 % in the f irst year , the accumulative
util ization rate for t wo years was 19106 %. Recovery rate of the fertil izer2N was 8115 % in the
f irst year and 69178 % in second year. Loss rate of the fertil izer2N was 30122 %. With the
treatment of 10gN/ m2 , 14 CO2 assimilation abil ity and NR activity was the highest. With the
treatment of 40gN/ m2 , total soluble sugar , sucrose and ginseng saponin content decreased and
starch content increased.
Key words :Ginseng , 15N tracer , 14CO2 absorption
83 Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
1999 ,13 (1) :34～38