免费文献传递   相关文献

Effects of nitrogen and phosphorus on seedling growth and total alkaloids of Sophora flavescens

生荒地氮磷配施对苦参苗生长和苦参总碱含量的影响



全 文 :书生荒地氮磷配施对苦参苗生长
和苦参总碱含量的影响
蔺海明1,纪瑛2,王斌2,杜彦斌2
(1.甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州730070;2.甘肃农业职业技术学院,甘肃 兰州730020)
摘要:研究生荒地氮磷配施对苦参苗生长和苦参总碱含量的影响。纯氮(N)施用量设0,38,75,150kg/hm2 四个水
平,纯磷(P2O5)施用量设0,23,45kg/hm2 三个水平,二因素随机区组设计。结果表明,生荒地氮磷配施对苦参苗
生长有显著促进效应,氮和磷互作效应显著。施氮量150kg/hm2 和施磷量23kg/hm2 配合时株高、根芽数、苗鲜
重、根鲜重和根干重最高,依次较对照(N0kg/hm2 和P2O50kg/hm2)增加27.1%,31.7%,123.2%,104.8%,
120.0%(犘≤0.05);根直径和木部直径较对照增加26.4%,39.8%(犘≤0.05);单株小叶数、小叶叶面积、单株叶面
积、小叶鲜重和小叶干重分别较对照增加50.9%,79.8%,168.0%,58.5%,87.1%(犘≤0.05)。生荒地氮磷配施对
苦参苗叶绿素和苦参总碱有显著促进效应。各处理叶绿素含量均与对照差异显著,其中施氮量75kg/hm2 和施磷
量45kg/hm2 配合处理的叶绿素和苦参总碱含量最高,分别较对照增加80.3%,71.0%(犘≤0.05)。综合分析表
明,生荒地中等施氮量(75kg/hm2)和高施氮量(150kg/hm2)与低施磷量(23kg/hm2)配合施用时能获得较高的苦
参苗产量。
关键词:氮;磷;苦参;生物量;根部性状;生长
中图分类号:S567.5+30.62  文献标识码:A  文章编号:10045759(2010)03010208
  施肥能促进植物根系和地上部生长,改善根际组成,是栽培植物提高产量和品质的重要手段[1,2]。氮和磷是
许多植物栽培中经常用来调控生物量的大量营养元素[35],许多植物对氮磷呈正响应[6]。叶绿素是光合作用的基
本物质,叶绿素含量与作物产量关系密切[7],缺氮和磷会使叶绿素含量降低,植物叶片中叶绿素含量随施氮量和
施磷量增加而增加[8,9]。生物碱合成的程度与植物的一般生长成平行关系。增加肥料促进生长,同时有增加生
物碱形成的趋势[10]。氮肥显著增加长春花(犆犪狋犺犪狉犪狀狋犺狌狊狉狅狊犲狌狊)3个基因型根和叶中的生物碱含量[11]。苦豆子
(犛狅狆犺狅狉犪犪犾狅狆犲犮狌狉狅犻犱犲狊)根茎叶中苦参碱含量随施氮量增加而增加[12]。施用氮肥对苦参器官生长、叶绿素含量
以及苦参总碱含量均有显著促进效应[13]。随着磷肥的增加,羽扇豆(犔狌狆犻狀狌狊犿犻犮狉犪狀狋犺狌狊)中生物碱的含量百分
率和总量都升高[10]。在白花羽扇豆(犔.犪犾犫狌狊)种子中磷缺乏和低生物碱含量有关系[14]。这些研究表明,氮和磷
均能促进植物体内生物碱含量提高。
苦参(犛狅狆犺狅狉犪犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊)为豆科槐属植物,是我国传统药用植物[15]。以氧化苦参碱、苦参碱为代表的喹诺
里西啶类生物碱[15]是苦参根中主要的有效成分。近几年企业纷纷开发以苦参及其生物碱为原料的各种新药,市
场开拓和工业生产发展速度很快,苦参由传统药用植物已转变为工业植物,对苦参药材的需要量越来越大。长期
以来一直是靠采挖野生资源提供药源,由于过度采挖,使野生资源日渐耗竭,难以维持快速发展工业生产的药源。
因此,对苦参进行驯化栽培是解决其供需矛盾的主要途径,也是保护生态环境最有效的措施。对苦参的研究大多
数集中在化学成分和生物碱分离提取以及药理作用等方面[16],而对栽培技术方面研究甚少,关于氮磷配施对苦
参幼苗生长和苦参总碱的效应研究迄今还鲜见报道,理论上和生产上均迫切需要明确氮磷配施对苦参的产量和
生物碱含量的影响。在耕地面积逐年减少的情况下,人工栽培苦参势必造成和大宗粮食作物、蔬菜作物争地的矛
盾,为了解决这个矛盾,本试验选择生荒地研究氮磷配施对苦参苗生长和生物总碱影响,以期为在生荒地种植苦
102-109
2010年6月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第19卷 第3期
Vol.19,No.3
 收稿日期:20090511;改回日期:20090630
基金项目:甘肃省科技攻关项目(2GS064A4301908)资助。
作者简介:蔺海明(1953),男,甘肃甘谷人,研究员,博士生导师。Email:linhm@gsau.edu.cn
通讯作者。Email:lzjiying2005@163.com
参提供理论依据和技术指导,扩大耕地利用范围,减少药粮争地的矛盾。
1 材料与方法
1.1 试验方法与设计
试验于2007年在甘肃农业职业技术学院榆中和平农场进行,地理位置 N36°00′28.4″,E103°58′48″,海拔
1696m,试验地是2006年新开出的荒地,播种前取土样分析营养成分:土壤有机质3.3g/kg,碱解氮24.67
mg/kg,速效磷13mg/kg,速效钾175mg/kg。播前基础肥料施牛粪15t/hm2。试验采用氮磷二因素随机区组
设计。纯氮(N)施用量设0(N0),38(N1),75(N2),150(N3)kg/hm2 四个水平,纯磷(P2O5)施用量设0(P0),23
(P1),45(P2)kg/hm2 三个水平,氮肥用尿素(含氮量46%),磷肥用过磷酸钙(含P2O512%)。共12个处理。小
区面积2.2m×5.0m=11m2。随机区组排列,重复3次,每小区种植5行,行距40cm,株距5cm,密度50万
株/hm2,小区播量80g。走道宽50cm,保护行宽1m,小区间距50cm。以2006年9月购自甘肃省成县家种苦
参种子为试验材料,由于苦参种子硬实率高,播前将种子用细沙磨至种皮发毛以利吸胀发芽,于2007年5月25
日播种,播种后灌水,6月28日出苗,7月31日在行间开沟施入氮肥和磷肥,至10月31日取样时苗龄大约120d。
1.2 测定项目和方法
每小区随机挖取20株,洗去根部泥土,分开根、茎、叶,测定其生物性状和生物量。其中根直径在根头下1
cm处测定,同时在此处横切后测定木部直径和皮部厚度(皮部厚度=根直径-木部直径),根体积用排水法测定。
叶面积用光电式叶面积仪测定。叶片在60℃下烘干6h测定小叶干重,茎和根样品在60℃下烘干30h,测定干
重。根容重(g/cm3)=单株根干重/单株根体积,干物质向根中分配比值=单株根干重/单株总干重,根干鲜比=
单株根干重/单株根鲜重。
叶绿素含量测定用分光光度法[17]。叶绿素总含量=叶绿素a+叶绿素b。
苦参总碱含量测定用紫外分光光度法[18]。测定方法经过改进。仪器用紫外分光光度仪(Agilent8453E)。
苦参根中苦参总碱以氧化苦参碱为主[19],因此,以氧化苦参碱为标准品制备标准液,氧化苦参碱标准品(批号
110780200405)购自中国药品生物制品鉴定所,精密称取氧化苦参碱0.05g,用2%的乙醇溶液定容至250mL,
制备成原液,分别吸取原液3,5,7,9,11,13,15,17,19mL,用2%乙醇溶液定容至200mL,制成一系列标准溶
液,用紫外分光光度仪全波长扫描吸收高峰,在吸收高峰198nm下测定吸收值,以浓度(C)为因变量,吸收值(A)
为自变量,建立线性回归方程犆=0.712+27.702犃,相关系数0.99。供试品溶液的制备:采用《中华人民共和国
药典》(2005年版一部)方法[20]。精密量取提取液5mL,用水定容至250mL,在198nm下测定,用2%的乙醇溶
液作空白。
1.3 数据分析与处理
试验数据用SPSS(13.0)统计软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 氮磷配施对苦参苗生物量的影响
生荒地施氮对苦参苗株高、单株根芽数、苗鲜重、根鲜重、根干重、茎叶鲜重均有显著效应(表1);施磷除了对
茎叶鲜重效应不显著以外,对株高、单株根芽数、苗鲜重、根鲜重、根干重、茎叶干重、根干鲜比和根干重/总干重均
有显著效应;氮磷配施对株高、根芽数、苗鲜重、根鲜重和根干重互作效应显著。株高、根芽数、苗鲜重、根鲜重和
干重随施氮量增加而增加,在缺氮(N0)和中低施氮量(N1,N2)下随施磷量增加而增加,在高施氮量(N3)下随施
磷量增加而降低,由于氮和磷互作效应显著,N3P1 处理株高、根芽数、苗鲜重、根鲜重和干重最高,依次较对照
(N0P0)增加27.1%,31.7%,123.2%,104.8%,120.0%(犘≤0.05),N2P1、N3P0 和N0P2 次之,与其他几个处理
差异显著;茎叶鲜重在各施磷量下随施氮量增加而增加(犘≤0.05),茎叶干重和根干鲜比在各施氮量下随施磷量
增加而增加,当施磷量达23kg/hm2 时最大(犘≤0.05),随施磷量继续增加呈降低趋势;干物质向根分配比值用
根干重/总干重表示,比值越大说明向根中分配的干物质越多,各施氮量下根干重/总干重随施磷量呈增加趋势
(犘≤0.05)。说明氮磷配施有利于干物质向根中分配。以上分析表明,生荒地高施氮量和低施磷量配合时有利
于苦参幼苗生长。
301第19卷第3期 草业学报2010年
表1 氮磷配施对苦参幼苗生物量的影响
犜犪犫犾犲1 犈犳犳犲犮狋狅犳狀犻狋狉狅犵犲狀犪狀犱狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊狅狀狊犲犲犱犾犻狀犵犫犻狅犿犪狊狊狅犳犛.犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊
施氮量
Nintrogen
quantity
(kg/hm2)
施磷量
Phosphorus
quantity
(kg/hm2)
株高
Height
(cm)
单株根
芽数
Bud
number
单株苗鲜重
Plantfresh
weight
(g/株Plant)
单根鲜重
Rootfresh
weight
(g/株Plant)
单根干重
Rootdry
weight
(g/株Plant)
单株茎叶鲜重
Stemandleaf
freshweight
(g/株Plant)
单株茎叶干重
Stemandleaf
dryweight
(g/株Plant)
根干鲜比
Rootdry
weight/Root
freshweight
单根干重/干重
Rootdry
weight/total
plantdryweight
0(N0) 0(P0) 4.6 2.1 1.0 0.6 0.3 0.3 0.1 0.39 0.76
0(N0) 23(P1) 5.3 2.2 1.5 0.9 0.4 0.4 0.1 0.43 0.73
0(N0) 45(P2) 5.7 2.3 1.8 1.2 0.5 0.6 0.2 0.43 0.75
38(N1) 0(P0) 4.7 2.1 1.1 0.8 0.3 0.4 0.1 0.39 0.71
38(N1) 23(P1) 5.3 2.4 1.6 1.1 0.5 0.3 0.2 0.45 0.76
38(N1) 45(P2) 5.1 2.2 1.6 1.1 0.5 0.5 0.1 0.40 0.79
75(N2) 0(P0) 5.6 2.5 1.3 0.9 0.3 0.4 0.1 0.37 0.72
75(N2) 23(P1) 5.7 2.6 1.6 1.1 0.5 0.4 0.2 0.43 0.74
75(N2) 45(P2) 5.1 2.1 1.6 1.1 0.5 0.5 0.1 0.43 0.78
150(N3) 0(P0) 5.7 2.6 1.9 1.3 0.4 0.7 0.2 0.33 0.72
150(N3) 23(P1) 5.9 2.7 2.1 1.3 0.6 0.6 0.2 0.43 0.76
150(N3) 45(P2) 5.0 1.9 1.6 1.1 0.4 0.5 0.2 0.39 0.73
犖LSD0.05 0.29 0.19 0.28 0.21 0.06 0.19 ns ns ns
犘LSD0.05 0.33 0.23 0.33 0.25 0.07 ns 0.05 0.06 0.03
(犖×犘)LSD0.05    0.66 0.54 0.66 0.58 0.31 ns ns ns ns
 注:表中每一数值为3次重复的平均值,“ns”表示差异不显著,下同。
 Note:Valuesaremeansofthreereplicates.“ns”meansdifferencewasnotsignificant,thesamebelow.
2.2 氮磷配施对苦参苗根产量构成因素的影响
苦参幼苗根由主根和侧根构成,因此单株主根干重和侧根干重直接影响其根产量。生荒地施氮对主根干重
效应显著(表2);施磷对主根干重、侧根干重、主根占根干重比例、侧根占根干重比例效应均达显著水平;氮磷配
施对主根的互作效应显著。N3P1 处理的单株主根干重最高,较对照增加95%(犘≤0.05),N2P1、N3P0 和 N0P2
次之,与其他几个处理差异显著,可见氮磷配施引起苦参苗根干重增加主要是由于主根干重增加的原因;各施氮
水平下侧根干重随施磷量增加(犘≤0.05);氮磷配施还能改变根产量构成因素的比例。在各施氮水平下,主根占
根干重比例随施磷量呈下降趋势,而侧根占根干重比例则随施磷量呈上升趋势(犘≤0.05)。说明在施氮量一定
的情况下,施磷肥有利于苦参苗侧根的发生和生长。
2.3 氮磷配施对苦参苗根部性状的影响
生荒地施氮和磷对苦参苗的根直径、木部直径、皮部厚度、根体积均有显著效应(表3)。氮磷配施对根直径、
木部直径、侧根数、根瘤数、根瘤重的互作效应显著。根直径、木部直径随施氮量、施磷量增加而增加,N3P1 处理
的根直径和木部直径最大,较对照增加26.4%,39.8%(犘≤0.05);氮和磷对皮部厚度有显著增加效应,但是互作
效应不显著,皮部厚度随施氮量和施磷量增加呈增加趋势,N2P3 和N3P3 处理相对较大,其次是 N3P1、N1P3 和
N0P3 处理,和对照以及其他处理差异显著,说明苦参苗根的皮部厚度对氮磷反应敏感,特别是施磷对皮部厚度的
增加效应更大。以上分析表明氮磷配施引起根直径增加是由于木部直径和皮部厚度增加,根体积增加是由于根
直径增加引起。单株侧根数随施氮量增加而增加的效应不显著,但是随施磷量增加而增加的效应显著。N1P1 处
理单株侧根数最高,较对照增加57.4%(犘≤0.05),说明氮磷配施引起苦参苗侧根干重增加主要是由于侧根数量
增加;单株根体积随施氮量和施磷量增加而增加,N3P1 处理根体积最高,较对照增加138.0%(犘≤0.05);虽然氮
磷对根容重效应不显著,但随施氮量增加呈降低趋势,随施磷量增加呈升高趋势。
401 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.3
表2 氮磷配施对苦参幼苗根产量构成因素的影响
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狅犳狀犻狋狉狅犵犲狀犪狀犱狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊狅狀犮狅狀狊狋犻狋狌狋犻狅狀狅犳狊犲犲犱犾犻狀犵狉狅狅狋狔犻犲犾犱狅犳犛.犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊
施氮量
Nintrogenquantity
(kg/hm2)
施磷量
Phosphorusquantity
(kg/hm2)
单株主根干重
Mainrootdryweight
(g/株Plant)
单株侧根干重
Lateralrootdryweight
(g/株Plant)
主根占根干重比例
Percentageofmainroot
(%)
侧根占根干重比例
Percentageoflateralroot
(%)
0(N0) 0(P0) 0.21 0.04 83.88 16.12
0(N0) 23(P1) 0.30 0.08 79.10 20.90
0(N0) 45(P2) 0.41 0.11 79.30 20.70
38(N1) 0(P0) 0.23 0.06 78.58 21.42
38(N1) 23(P1) 0.36 0.11 77.16 22.84
38(N1) 45(P2) 0.37 0.09 80.35 19.65
75(N2) 0(P0) 0.24 0.08 82.13 17.87
75(N2) 23(P1) 0.38 0.09 80.13 19.87
75(N2) 45(P2) 0.38 0.10 79.87 20.13
150(N3) 0(P0) 0.33 0.08 90.63 9.37
150(N3) 23(P1) 0.41 0.14 74.44 25.56
150(N3) 45(P2) 0.35 0.06 87.66 12.34
NLSD0.05 0.05 ns ns ns
PLSD0.05 0.06 0.03 5.50 5.50
(N×P)LSD0.05 0.04 ns ns ns
表3 氮磷配施对苦参幼苗根部性状的影响
犜犪犫犾犲3 犈犳犳犲犮狋狅犳狀犻狋狉狅犵犲狀犪狀犱狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊狅狀狊犲犲犱犻狀犵狉狅狅狋犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犛.犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊
施氮量
Nintrogenquantity
(kg/hm2)
施磷量
Phosphorusquantity
(kg/hm2)
根长
Rootlength
(cm)
根直径
Rootdiameter
(mm)
木部直径
Xylemdiameter
(mm)
皮部厚度
Rootbarkdepth
(mm)
单株侧根数
Lateralroot
number
单株根体积
Rootvolume
(cm3)
根容重
Rootbulkdensity
(g/cm3)
0(N0) 0(P0) 11.93 3.94 2.05 1.90 5.00 0.60 0.41
0(N0) 23(P1) 12.49 4.34 2.50 1.84 7.61 0.80 0.52
0(N0) 45(P2) 13.22 4.96 2.84 2.09 7.70 0.90 0.58
38(N1) 0(P0) 12.40 4.06 2.12 1.94 6.23 0.75 0.41
38(N1) 23(P1) 13.45 4.59 2.57 2.10 7.78 1.10 0.44
38(N1) 45(P2) 12.69 4.34 2.42 2.09 7.13 0.93 0.49
75(N2) 0(P0) 12.89 4.57 2.69 1.88 6.37 0.90 0.35
75(N2) 23(P1) 13.64 4.57 2.69 1.90 7.33 1.15 0.43
75(N2) 45(P2) 12.00 4.64 2.63 2.14 6.60 1.05 0.47
150(N3) 0(P0) 13.67 4.73 2.75 2.00 6.63 1.20 0.36
150(N3) 23(P1) 13.72 4.99 2.86 2.12 7.87 1.43 0.42
150(N3) 45(P2) 12.34 4.67 2.57 2.13 6.43 1.13 0.37
犖LSD0.05 ns 0.35 0.26 0.10 ns 0.25 ns
犘LSD0.05 ns 0.31 0.22 0.13 0.61 0.23 ns
(犖×犘)LSD0.05 ns 0.84 0.77 ns 0.88 ns ns
501第19卷第3期 草业学报2010年
2.4 氮磷配施对苦参苗叶部性状的影响
生荒地施氮和磷对单株小叶数、小叶叶面积、单株叶面积、小叶干重均有显著增加效应,而且氮磷互作效应显
著(表4)。N3P1 处理单株小叶数、小叶叶面积、单株叶面积、小叶鲜重和小叶干重最大,分别较对照增加50.9%,
79.8%,168.0%,58.5%,87.1%(犘≤0.05),但是与N1P1、N2P1 差异不显著。由此可见,在土壤瘠薄的情况下,
氮与磷配施对单株小叶数、小叶叶面积、单株叶面积、小叶鲜重和小叶干重均有显著增加效应,增加效应依次为单
株叶面积>每小叶干重>小叶叶面积>小叶鲜重>单株叶数。
表4 氮磷配施对苦参苗叶部性状的影响
犜犪犫犾犲4 犈犳犳犲犮狋狅犳狀犻狋狉狅犵犲狀犪狀犱狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊狅狀狊犲犲犱犻狀犵犾犲犪犳犮犺犪狉犪犮狋犲狉狊狅犳犛.犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊
施氮量
Nintrogenquantity
(kg/hm2)
施磷量
Phosphorusquantity
(kg/hm2)
单株小叶数
Leaflet
number
小叶面积
Leafletarea
(cm2)
单株叶面积
Plantarea
(cm2)
小叶鲜重
Leafletfreshweight
(g)
小叶干重
Leafletdryweight
(g)
0(N0) 0(P0) 12.26 0.99 12.29 0.027 0.007
0(N0) 23(P1) 18.04 1.70 30.53 0.041 0.009
0(N0) 45(P2) 18.13 1.53 27.68 0.032 0.010
38(N1) 0(P0) 13.10 1.33 17.43 0.032 0.008
38(N1) 23(P1) 18.43 1.73 31.32 0.042 0.010
38(N1) 45(P2) 18.33 1.71 31.35 0.035 0.011
75(N2) 0(P0) 13.96 1.55 21.71 0.039 0.009
75(N2) 23(P1) 18.40 1.74 32.07 0.041 0.010
75(N2) 45(P2) 15.43 1.71 26.31 0.039 0.011
150(N3) 0(P0) 17.40 1.76 30.75 0.041 0.013
150(N3) 23(P1) 18.50 1.78 32.94 0.042 0.013
150(N3) 45(P2) 16.80 1.36 22.55 0.028 0.012
犖LSD0.05 1.20 0.17 3.10 ns 0.001
犘LSD0.05 1.00 0.15 3.50 0.006 0.001
(犖×犘)LSD0.05 1.20 0.15 2.79 0.005 0.001
2.5 氮磷配施对苦参总碱含量和单株苦参总碱产量的效应
叶绿素含量在施氮量达75kg/hm2 时最高,施氮量再继续增加则表现下降,叶绿素含量也随施磷量增加而
增加,氮磷配合施用时对叶绿素互作效应显著(表5)。各处理均与对照差异显著,其中N2P3 处理的叶绿素最高,
较对照增加80.3%(犘≤0.05),与其他各处理差异也均达显著水平。N2P1 和N3P1 两个处理的叶绿素含量次之,
但二者之间差异不显著。
生荒地施氮、磷对苦参总碱含量和单株苦参总碱产量均有显著增加效应(表5)。苦参总碱含量随施氮量增
加而增加,各施磷量下中等施氮量75kg/hm2 最高,随施氮量继续增加则呈降低趋势;苦参总碱含量随施磷量增
加而增加。N2P3 处理苦参总碱含量最高,较对照增加71.0%(犘≤0.05),而N3P3 次之,这2个处理之间差异不
显著,但是与其他处理差异均达显著水平;单株苦参总碱产量受苦参总碱含量和单株根干重影响,随施氮量和施
磷量增加。除了N0P1 处理与对照差异不显著以外,其余处理均与对照差异显著,其中N2P3 处理单株苦参总碱
产量最高,较对照增加237.5%(犘≤0.05),与其他处理差异均达显著水平。以上分析表明,氮磷配施有利于苦参
苗叶片中叶绿素含量和根中苦参总碱含量的增加,而且中等施氮量和高施磷量配合时叶绿素含量和苦参总碱含
量均较高,因此可以认为氮磷配施促进叶绿素含量提高,有利于苦参总碱含量增加。
3 讨论与结论
有研究表明,施氮和磷对植物生长有良好的效应[7,9,12,21],氮与磷配合施用时互作效应显著,能充分发挥各种
601 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.3
养分的增产作用,增产效果更显著[22]。本研究同样看出,在生荒地条件下,氮磷配施对苦参苗株高、单株鲜重、单
株干重、根鲜重、根干重和茎叶干重显著增加,表明氮磷配施是生荒地栽培苦参提高生物量和产量的一项有效措
施。Graciano等[22,23]在桉树(犈狌犮犪犾狔狆狋狌狊犵狉犪狀犱犻狊)幼苗研究中得出,施肥能改变干物质在器官中的分配比例,施
氮和磷肥均能引起干物质向根部分配减少的现象,降低根干物质/总干物质。本研究中生荒地氮磷配合施用时苦
参苗根干重/总干重随施磷量增加而增加,说明氮磷配施有利于干物质向根中分配。氮磷促进苦参苗生长,增加
苦参苗根生物量,是由于施肥改善了叶部性状,特别是显著增大单株叶面积,有利于光合作用进行,积累光合产
物,从而提高苗产量。
表5 氮磷配施对叶片中叶绿素含量、根中苦参总碱含量和产量的影响
犜犪犫犾犲5 犈犳犳犲犮狋狅犳狀犻狋狉狅犵犲狀犪狀犱狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊狅狀犮犺犾狅狉狅狆犺狔犾,犆犺犾犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀狅犳犾犲犪狏犲狊,
狋狅狋犪犾犪犾犽犪犾狅犻犱狊犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀犪狀犱狋狅狋犪犾犪犾犽犪犾狅犻犱狊狔犻犲犾犱狅犳狉狅狅狋狊
施氮量
Nintrogenquantity
(kg/hm2)
施磷量
Phosphorusquantity
(kg/hm2)
叶绿素含量
Chlconcentration
(mg/g)
苦参总碱含量
Totalalkaloidsconcentration
(%)
单株苦参总碱产量
Totalalkaloidsyield
(g/株Plant)
0(N0) 0(P0) 2.60 3.24 0.008
0(N0) 23(P1) 2.26 3.39 0.013
0(N0) 45(P2) 3.02 4.26 0.022
38(N1) 0(P0) 2.76 3.36 0.010
38(N1) 23(P1) 3.69 3.39 0.016
38(N1) 45(P2) 4.08 4.50 0.020
75(N2) 0(P0) 3.23 3.77 0.012
75(N2) 23(P1) 3.95 4.53 0.021
75(N2) 45(P2) 4.68 5.55 0.027
150(N3) 0(P0) 2.63 3.24 0.014
150(N3) 23(P1) 4.05 4.12 0.023
150(N3) 45(P2) 3.35 5.30 0.022
犖LSD0.05 0.27 0.53 0.003
犘LSD0.05 0.32 0.44 0.004
(犖×犘)LSD0.05 0.24 ns ns
有研究证明氮磷均能提高叶绿素含量和生物碱含量[8,10,24],本研究也表明氮磷配施有利于苦参苗叶片中叶
绿素含量和根中苦参总碱含量的增加。苦参根中苦参总碱多数属于四环喹诺里西啶类生物碱[15],赖氨酸是喹诺
里西啶类生物碱生物合成前体,是在叶绿体中形成[25,26],光合作用强弱直接影响赖氨酸生物合成。叶绿素含量
高则光合作用效率高,形成的苦参总碱合成前体就多,从而提高贮藏在根中生物碱含量。因此,可以认为氮磷配
施促进叶绿素含量提高有利于苦参总碱含量增加。
本研究结果中出现苦参苗生长与叶绿素含量以及苦参总碱含量增加的氮磷配施量表现不齐,叶绿素含量和
苦参总碱含量在较低施氮量和较高的施磷量下增加效应较大,而苦参苗生物量在较高施氮量和较低施磷量下增
加效应较大,这可能是由于叶绿素和苦参总碱对氮素反应比苗生长对氮素反应更敏感,氮磷对苦参苗生长互作效
应显著,因此,在高施氮量和低施磷量下对苗生长促进效应较大。以后还需要做进一步的研究。
总之,氮磷配施对苦参苗生长和苦参总碱有显著促进效应。氮磷配施引起苦参苗根干重增加主要是由于主
根干重增加,在施氮量一定的情况下,施磷肥有利于苦参苗侧根的发生和生长。叶绿素含量增加有利于苦参总碱
含量增加。综合分析表明,在本试验条件下,中等施氮量(75kg/hm2)和高施氮量(150kg/hm2)与低施磷量(23
kg/hm2)配合施用时能获得较高的苦参苗产量。
701第19卷第3期 草业学报2010年
参考文献:
[1] 李新旺,门明新,王树涛,等.长期施肥对华北平原潮土作物产量及农田养分平衡的影响[J].草业学报,2009,18(1):9
16.
[2] 孙羲.植物营养与肥料[M].北京:中国农业出版社,2001.
[3] 黄勤楼,钟珍梅,黄秀声,等.施氮对禾本科牧草硝酸盐积累和氮素回收率的影响[J].草业学报,2008,17(3):4752.
[4] 黄军,王高峰,安沙舟.施氮对退化草甸植被结构和生物量及土壤肥力的影响[J].草业科学,2009,26(3):7578.
[5] XuD,DelB,MalajczukN,犲狋犪犾.EffectsofPfertilisationonproductivityandnutrientaccumulationina犈狌犮犪犾狔狆狋狌狊犵狉犪狀犱犻狊
×犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪plantationinsouthernChina[J].ForestEcologyandManagement,2002,161(13):89100.
[6] AdebooyeOC,OloyedeFM.Effectofphosphorusonthefruityieldandfoodvalueoftwolandracesof犜狉犻犮犺狅狊犪狀狋犺犲狊犮狌犮狌犿犲
狉犻狀犪L.Cucurbitaceae[J].FoodChemistry,2007,100(3):12591264.
[7] 康利允,文祥朋,马政华,等.磷锌配施对玉米棒三叶叶绿素含量及超氧化物歧化酶活性的影响[J].中国农业科学学报,
2006,22(10):124128.
[8] PengS,GarciaFV,LazaRC,犲狋犪犾.IncreasedNuseefficiencyusingachlorophylmeteronhighyieldingirrigatedrice[J].
FieldCropsResearch,1996,47:243252.
[9] 代向阳,徐程杨,马履一.氮磷配比对水曲柳光合作用的影响[J].山东林业科技,2006,163(2):16.
[10] 沃勒GR,诺瓦茨基EK.生物碱的生物学及其在植物中的代谢作用[M].北京:科学出版社,1984.
[11] SreevaliY,KulkarniRN,BaskaranK,犲狋犪犾.Increasingthecontentofleafandrootalkaloidsofhighalkaloidcontentmu
tantsofperiwinklethroughnitrogenfertilization[J].IndustrialCropsandProducts,2004,19:191195.
[12] 纪瑛,蔺海明,陈垣,等.施氮对苦豆子生物量及生物碱积累的影响[J].草业学报,2008,17(3):4046.
[13] 纪瑛,张庆霞,蔺海明,等.氮肥对苦参生长和生物总碱的效应[J].草业学报,2009,18(3):159164.
[14] SciborMarchockaA.Comparativestudiesonthehomologoustypesofbitterandfodderwhitelupine[J].ActaAgrobot,
1970,23(1):2338.
[15] 楼之岑,秦波.常用中药材品种整理和质量研究[M].北京:北京大学医学出版社,1995:343376.
[16] 苗抗立.苦参的化学成分及药理研究进展[J].天然产物的研究与开发,2001,13(4):811.
[17] 郝再彬,苍晶,徐仲.植物生理实验[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004:46.
[18] 刘志才,毕鸿亮.应用紫外分光光度法测定苦参总碱的含量[J].黑龙江医药,2001,14(3):174175.
[19] WinkM,MeibnerC,WitteL.Patternsofquinolizidinealkaloidsin56speciesofthegenus犔狌狆犻狀狌狊[J].Phytochemistry,
1995,38(1):139153.
[20] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:化学工业出版社,2005:141.
[21] 张守润,纪瑛,蔺海明.施氮对苦豆子生物性状和生物量积累动态的响应[J].草业科学,2008,25(3):3742.
[22] GracianoC,GuiamétJJ,GoyaJF.Impactofnitrogenandphosphorusfertilizationondroughtresponsesin犈狌犮犪犾狔狆狋狌狊
犵狉犪狀犱犻狊seedlings[J].ForestEcologyandManagement,2005,212(1):4049.
[23] GracianoC,GoyaJF,JorgeL,犲狋犪犾.Fertilizationwithphosphorusincreasessoilnitrogenabsorptioninyoungplantsof犈狌
犮犪犾狔狆狋狌狊犵狉犪狀犱犻狊[J].ForestEcologyandManagement,2006,236(12):202210.
[24] 纪瑛,张庆霞,杜彦斌,等.磷肥对苦参生长和生物碱的效应[J].植物营养与肥料学报,2009,15(5):11421146.
[25] AniszewskiT,CiesiokaD,GulewiczK.Equilibriumbetweenbasicnitrogencompoundsinlupinseedswithdifferentiatedal
kaloidcontent[J].Phytochemistry,2001,57(1):4350.
[26] WinkM,HartmannT.Localizationoftheenzymesofquinolizidinealkaloidbiosynthesisinleafchloroplastsof犔狌狆犻狀狌狊
狆狅犾狔狆犺狔犾犾狌狊[J].PlantPhysiology,1982,70:7477.
801 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.3
犈犳犳犲犮狋狊狅犳狀犻狋狉狅犵犲狀犪狀犱狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊狅狀狊犲犲犱犾犻狀犵犵狉狅狑狋犺犪狀犱狋狅狋犪犾犪犾犽犪犾狅犻犱狊狅犳犛狅狆犺狅狉犪犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊
LINHaiming1,JIYing2,WANGBin2,DUYanbin2
(1.ColegeofAgronomy,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China;
2.GansuAgriculturalColege,Lanzhou730020,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Theeffectsofnitrogen(N)andphosphorus(P)onseedlinggrowth,chlorophyl,Chlconcentration,
totalalkaloidsconcentrationandtotalalkaloidsyieldof犛狅狆犺狅狉犪犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊wasstudied.FourlevelsofNwere
appliedattheratesof0(Control),38,75,and150kg/hm2usingurea(N46%)fertilizer,andthreelevelsof
Pat0(Control),23,and45kg/hm2usingsinglesuperphosphate(P2O512%)inavirginlandtest.Seedling
stemheight,budnumbers,plantfreshweight,rootfreshweight,androotdryweightof犛.犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊in
creasedsignificantlywhenNandPwereapplied.Theinteractionofnitrogenandphosphoruswassignificant.
Thetreatmentof150kg/hm2Nand23kg/hm2Pledtosignificantly(犘≤0.05)greaterstemheight,budnum
bers,plantfreshweight,rootfreshweightandrootdryweightthanthecontrol(increasesof27.1%,31.7%,
123.2%,104.8%,and120.0%respectively).Theresultsforthetreatmentof75kg/hm2Nand23kg/hm2P
wereclosetothese.Rootdryweight/rootfreshweightandrootdryweight/totalplantdryweightincreased
withPapplied.Therootdiameterandthexylemdiameterweregreatestwith150kg/hm2Nand23kg/hm2P
applied,increasingby26.4%and39.8%respectivelycomparedwiththecontrol(犘≤0.05).Therewasasig
nificantpositiveeffectofnitrogenandphosphorusonrootbarkthicknesswhichincreasedwithNandPapplied
toamaximumat45kg/hm2Papplied.Thetreatmentof150kg/hm2Nand23kg/hm2Pledtosignificantly(犘
≤0.05)greaterleafletnumbersperplant,leafletarea,plantarea,leafletfreshweight,leafletdryweightthan
thecontrol(50.9%,79.8%,168.0%,58.5%,and87.1%respectively).Therewerepositiveeffectsofnitro
genandphosphorusonseedlingChlconcentration,totalalkaloidsconcentrationandtotalalkaloidsyieldof犛.
犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊.Chlconcentrationandtotalalkaloidsconcentrationweregreatestwith75kg/hm2Nand45kg/hm2
Papplied,increasingby80.3%and71.0%respectivelycomparedwiththecontrol(犘≤0.05).Itisproposed
thatthepositiveeffectofnitrogenandphosphorusonrootdryweightisduetothepositiveeffectonmainroot
dryweight,andthattherootdiameterincreasedwithNandPappliedduetotheincreaseinxylemdiameterand
rootbarkdepth,andthattotalalkaloidsconcentrationincreasedwithNandPappliedduetotheincreaseinChl
concentration.
犓犲狔狑狅狉犱狊:nitrogen;phosphorus;犛狅狆犺狅狉犪犳犾犪狏犲狊犮犲狀狊;biomass;characteristicsofroot;growth
901第19卷第3期 草业学报2010年