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Effects of fertilization ratios of N, P, and K on yield and active ingredients of Angelica dahurica var. formosana from Sichuan Province

N、P和K肥配施对川白芷产量及欧前胡素和异欧前胡素量的影响



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 1 期 2011 年 1 月 • 153 •
N、P 和 K 肥配施对川白芷产量及欧前胡素和异欧前胡素量的影响
陈郡雯,吴 卫*,侯 凯,何昇林,谭红阳
四川农业大学 农学院, 四川 雅安 625014
摘 要:目的 研究 N、P 和 K 肥的施用量及配比对川白芷产量和欧前胡素和异欧前胡素量的影响。方法 采用 L9(34)正交
组合设计田间试验,测定川白芷产量,HPLC 法测定根部欧前胡素和异欧前胡素量。结果 不同 N、P 和 K 肥施用量及配比
会显著影响川白芷的产量以及品质。N、P、K 肥配施对川白芷的产量均表现为正效应,但对川白芷欧前胡素与异欧前胡素
量的影响差异较大。在低 K 水平下(K2O 120 kg/hm2),适当增加 N、P 肥用量可增大欧前胡素的量;在高 K 水平下(K2O 240
kg/hm2),适中的 N、P 肥配比有利异欧前胡素的形成;在高 N 水平下(195 kg/hm2),无论 P、K 肥用量及配比多少欧前胡
素、异欧前胡素量均小于空白(ck)。正交方差分析结果还表明,N、P 和 K 肥对产量影响均达极显著水平,影响顺序为 P 肥>N
肥>K 肥;N、P 和 K 肥对欧前胡素量的影响均达到了极显著水平(P<0.01),其中 P、K 肥影响比 N 肥大;但仅 N 肥对异
欧前胡素量影响到达显著水(P<0.05)。所有处理中,N 施用量为 150 kg/hm2,P2O5 为 225 kg/hm2,K2O 为 120 kg/hm2,
N-P2O5-K2O 的配比为 1.3︰1.9︰1 的产量和欧前胡素量最高,与 ck 之间的差异均达到了显著水平,同时异欧前胡素量也较
高。结论 在本实验条件下,得到较适宜配施方案,从而使川白芷产量及欧前胡素和异欧前胡素量均提高。
关键词:川白芷;N、P、K 肥配施;欧前胡素;异欧前胡素;产量
中图分类号:R282.7 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2011)01 - 0153 - 05
Effects of fertilization ratios of N, P, and K on yield and active ingredients
of Angelica dahurica var. formosana from Sichuan Province
CHEN Jun-wen, WU Wei, HOU Kai, HE Sheng-lin, TAN Hong-yang
College of Agronomy, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China
Abstract: Objective To study the effects of the applied amounts and their ratios of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K)
on the yield and active ingredients of Angelica dahurica var. formosana from Sichuan Province. Methods The field tests on N, P, and
K ratios of A. dahurica var. formosana from Sichuan Province were carried out by using orthogonal combination design, the yield was
weighted, and the imperatorin and isoimperatorin contents in its roots were determined by HPLC method. Results The yield and the
quality of A. dahurica var. formosana from Sichuan Province were extremely affected by different N, P, and K ratios. The yield was
increased with N, P, and K, but for imperatorin and isoimperatorin content, the influence of different N, P, and K ratios is very different.
The imperatorin content was increased with the moderate increase of N and P under the lower level of K (K2O 120 kg/hm2). The
isoimperatorin content was increased with the moderate supplies of N and P ratios under the high level of K (K2O 240 kg/hm2).
Whatever the ratios of P and K, the imperatorin content and isoimperatorin content are lower than that in the control treatment under the
high level of N (195 kg/hm2). The orthogonal analysis of variance results also showed that the effects of N, P, and K on the yield
reached extremely significant. The sequence of them was P > N > K.. The influence of N, P, and K on imperatorin all reached extremely
significantly different level (P < 0.01). Among them, the effect of P and K was higher than that of N. But only N had significant
influence on the contents of isoimperatorin (P < 0.05). The adapted combined application program was N 150 kg/hm2, P2O5 225
kg/hm2, and K2O 120 kg/hm2, namely the ratio of N- P2O- K2O was 1.3:1.9:1, by which the highest yield and imperatorin content were
obtained. There were significant difference compared with the control and its isoimperatorin content was the highest as well.
Conclusion The above ratios of N, P, and K could improve the yield and quality of A. dahurica var. formosana from Sichuan Province
as well as the content of imperatorin and isoimperatorin.
Key words: Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth. et Hook f. var. formosana (Boiss.) Sham et Yuan from Sichuan Province;
application ratios of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K); imperatorin; isoimperatorin; yield

收稿日期:2010-04-25
基金项目:四川省育种攻关项目(2006yzgg12-7)
作者简介:陈郡雯,硕士研究生,研究方向为药用植物学。
*通讯作者 吴 卫 Tel: (0835)2882108 E-mail: ewuwei@sicau.edu.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 1 期 2011 年 1 月 • 154 •
白芷为伞形科植物白芷 Angelica dahurica
(Fisch. ex Hoffm.) Benth. et Hook. f. 或杭白芷
A.dahurica ( Fisch. ex Hoffm.) Benth. et Hook. f. var.
formosana (Boiss.) Shan et Yuan 的干燥根,始载于
《神农本草经》,列为中品[1]。白芷为常用大宗药材,
历代名方如九味羌活汤、藿香正气散等皆有其入药。
白芷的成分极为复杂,主要含有香豆素类和挥发油
类成分[2-3]。
白芷吸肥力强,是喜肥作物。此前的研究主要
集中于施肥对川白芷早期抽薹和产量的影响[4-6],
N、P 和 K 肥配施对川白芷产量影响的研究较少。
本实验通过运用 L9(34)正交组合设计,采用 HPLC
法测定川白芷根内欧前胡素和异欧前胡素的量,综
合分析 N、P 和 K 肥配施对川白芷产量和品质的影
响,以期筛选适宜的 N、P 和 K 肥施用量及配比,
提出比较合理的施肥方案。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料经四川农业大学吴卫教授鉴定为川白
芷 Angelica dahurica ( Fisch. ex Hoffm.) Benth. et
Hook. f . var. formosana (Boiss.) Shan et Yuan。
1.2 试验设计
田间试验于 2008—2009 年进行,种植于道地产
区四川省遂宁市永兴镇中脊村。试验地基础养分
为:有机质 5.16 g/kg、全氮 0.65 g/kg、碱解氮
43.01 mg/kg、全磷 0.80 g/kg、速效磷 13.46 mg/kg、
全钾 44.41 g/kg、速效钾 47.06 mg/kg。试验采用
L9(34)正交组合设计,N、P 和 K 肥分别设置 3 个水
平,各水平参数根据课题组的前期研究设定(表 1)。
共 9 个处理,3 次重复,小区面积 8 m2。2008 年 11
月 25 日采用条播方式播种。供试肥料为尿素、过磷
酸钙、硫酸钾。尿素分 3 次施用,即苗肥(12 月)、
冬肥(2 月)、春肥(3 月),施用比例为 2︰5︰3;
过磷酸钙与硫酸钾分两次施用,即底肥、春肥(3
月),使用比例为 5︰5[4-7]。2009 年 7 月 17 日采挖,
洗净后分为地上和地下两部分,在 105 ℃下杀青 15
min 后于 45 ℃烘干至质量无变化,粉碎过 60 目筛,
测定欧前胡素及异欧前胡素的量。
1.3 川白芷产量和川白芷根部欧前胡素和异欧前胡
素的测定
收获时测定小区产量,折合成每公顷产量。参
照《中国药典》2010 版的方法测定白芷欧前胡素和
异欧前胡素的量。
表 1 试验因素与水平
Table 1 Factors and levels
水平 因素
N/(kg·hm−2) P2O5/(kg·hm−2) K2O/(kg·hm−2)
1 105 90 120
2 150 135 180
3 195 225 240

1.4 色谱条件
Agilent 1100 高效液相色谱仪(美国惠普公司);
紫外检测器;欧前胡素(批号 110826-200712)和
异欧前胡素(批号 110827-200407)对照品均购自
中国药品生物制品检定所,甲醇(德国 Fisher),其他
试剂为分析纯,水为纯净水。色谱柱为 C18 柱(250
mm×4.6 mm, 5 μm);检测波长:254 nm;流动相:
甲醇-水(70︰30);体积流量:0.8 mL/min;柱温:
30 ℃。理论塔板数按欧前胡素计算不低于 5 000,
按异欧前胡素计算不低于 3 000。
1.5 样品测定
精密称取白芷样品粉末(过 60 目)1 g,置 50 mL
容量瓶中,加甲醇 45 mL,超声处理(功率 300 W,
频率 50 kHz)1 h,取出,放冷,用甲醇定容至刻度,
摇匀,滤过,取续滤液,经 0.45 μm 微孔滤膜滤过,
即得供试品溶液。取供试品溶液 10 μL,进样,测
定峰面积,以峰面积和标准曲线计算白芷中欧前胡
素和异欧前胡素的量。
1.6 数据处理
采用 DPS v6.55 版软件进行统计分析。正交方
差分析法对试验模型进行方差分析,LSD 法进行数
据差异显著性多重比较。
2 结果与分析
2.1 N、P 和 K 肥配施对川白芷产量的影响
N、P 和 K 肥配施对川白芷产量的影响结果见
表 2。从表中可以看出,所有施肥处理的产量均大
于空白(ck),尽管 N、P、K 肥配施对产量表现为
正效应,但是除处理 3、6 与 ck 之间的差异达显著
水平外,其余处理与 ck间的差异不显著。9个不同N、
P、K 肥施用量及配比处理间只有处理 6 与 1、2、4、
5、7、8、9,处理 3 与 7、8 的差异达显著水平,其
余处理间的差别不显著。通过正交方差分析发现(表
3),N、P 和 K 肥对产量的影响均达极显著水平,
其中 P 肥对产量影响最大,其次为 N 肥,K 肥影响
最小。川白芷产量与 P 肥施用量呈正效应,产量随
P 肥施用量增加而增大,设置的 3 个施肥水平中,
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表 2 N、P 和 K 肥配施对川白芷产量、欧前胡素及异欧前胡素量的影响(LSD 法)
Table 2 Effect of N, P, and K ratios on yield of A. dahurica var. formosana from Sichuan Province
and content of imperatorin and isoimperatorin(LSD method)
处理 N/(kg·hm−2) P2O5/(kg·hm−2) K2O/(kg·hm−2) 产量/(kg·hm−2) 欧前胡素量/(mg·g−1) 异欧前胡素量/(mg·g−1)
1 105 90 120 28 138.5 bc 1.900 b 0.739 abc
2 105 135 180 28 660.0 bc 1.445 de 0.520 de
3 105 225 240 30 015.0 ab 1.430 de 0.834 ab
4 150 90 180 27 826.5 bcd 1.647 cd 0.660 cd
5 150 135 240 29 181.0 bc 1.215 e 0.874 a
6 150 225 120 32 203.5 a 2.260 a 0.743 abc
7 195 90 240 25 638.0 d 1.370 e 0.470 e
8 195 135 120 27 201.0 cd 1.411 de 0.663 cd
9 195 225 180 28 765.0 bc 1.467 de 0.618 cde
ck 0 0 0 26 889.0 cd 1.739 bc 0.713 bc
表中不同字母表示显著水平 α = 0.05
Lower case letters show significant levels, α = 0.05
表 3 N、P、K 肥配施对川白芷产量和欧前胡素及异欧前胡素量影响的正交方差分析表
Table 3 Analysis of variance for effect of N, P, and K ratios on yield of A. dahurica var. formosana
from Sichuan Province as well as content of imperatorin and isoimperatorin
测定指标 变异来源 平方和 自由度 均方 F 值 P 值
N 30 251 115.166 7 2 15 125 557.583 3 7.154 0 0.005 2
P 45 040 641.166 7 2 22 520 320.583 3 10.651 5 0.000 9
K 16 314 657.166 7 2 8 157 328.583 3 3.858 2 0.040 3
产量
误差 38 056 989.000 0 18 2 114 277.166 7
N 0.387 6 2 0.193 8 10.422 4 0.001 0
P 0.651 3 2 0.325 7 17.511 9 0.000 1
K 1.366 1 2 0.683 0 36.728 8 0.000 1
欧前胡素量
误差 0.334 7 18 0.018 6
N 0.141 8 2 0.070 9 7.310 6 0.004 7
P 0.053 3 2 0.026 7 2.749 8 0.090 8
K 0.061 6 2 0.030 8 3.174 9 0.065 9
异欧前胡素量
误差 0.174 6 18 0.009 7

低 P 与高 P 之间差异达到极显著。N 肥施用量对川
白芷产量影响的顺序为中 N(150 kg/hm2)>低 N
(105 kg/hm2)>高 N(195 kg/hm2),可以看出,在
中 N 水平下川白芷产量最大,说明适宜的 N 肥施用
量有利于产量的提高;而高 N 水平下的产量反而小
于低 N 水平,说明 N 肥用量较大会对产量造成负效
应,究其原因可能与白芷抽薹造成的减产有关[5-6]。
K 肥对产量的影响不显著,并且肥料用量与产量之
间的规律不明显。
2.2 N、P 和 K 肥配施对川白芷欧前胡素量的影响
不同 N、P 和 K 肥施用量及配比对欧前胡素量
的影响不一致。从表 2 可以看出,收获时欧前胡素
量的大小顺序为处理 6>1>ck>4>9>2>3>8>
7>5,ck 处理的欧前胡素量居中,其中处理 1、6
表现为正效应,其余处理表现为负效应。处理 6(中
N、高 P、低 K)的欧前胡素量最高,其次是处理 1
(低 N、低 P、低 K),说明在低 K 水平下,适当增
加 N 肥、P 肥可增大欧前胡素的量,但 N、P 肥的
用量不宜过高,否则会造成负效应,如处理 8(高
N 高 P 低 K)。而在高 N 水平下,无论 P、K 肥用
量及配比均表现为负效应,如处理 7、8、9。多重
比较结果表明,处理 6 与其他处理差异均显著,与
最低量的处理 5 之间的量之差达 104.5%。9 个不同
的施肥组合中处理 1、6 与处理 2、3、4、5、7、8、
9 间的差异达显著水平,而处理 2、3、4、5、7、8、
9 的差异不显著。由表 3 看出 N、P 和 K 肥对欧前
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胡素影响均达到了极显著水平(P<0.01),其中 P、
K 肥影响比 N 肥大。欧前胡素量与 K 肥施用量呈负
效应,随 K 肥施用量增加而降低,设置的 3 个施肥
水平中,低 K 与中 K、高 K 之间差异达到极显著,
中 K 与高 K 之间差异不显著。N 肥施用量对欧前胡
素量的影响为中 N>低 N>高 N,可以看出,中 N
水平下川白芷欧前胡素量最高,说明适宜的 N 肥施
用量有利于欧前胡素量的提高,这与 N 肥对产量的
影响一致。而 P 肥的施用量对欧前胡素量的影响规
律不明显。
2.3 N、P 和 K 肥的配施对川白芷异欧前胡素量的
影响
从表 2 还可以看出,ck 的异欧前胡素量为 0.713
mg/g,处理 1、3、5、6 的异欧前胡素量大于 ck,
处理 2、4、7、8、9 的异欧前胡素量小于 ck。其中
处理 5 的异欧前胡素量最高,达 0.874 mg/g;其次
为处理 3,达 0.874 mg/g;最低的是处理 7,仅为
0.470 mg/g。可以看出高 K 水平下,适中的 N、P
肥配比(处理 5)有利于异欧前胡素的形成;低 N
高 P(处理 3)会影响异欧前胡素的量;高 N 高 P(处
理 7)则会造成负效应,较 ck 处理降低了 0.243 mg/g。
而在高 N 水平下,无论 P、K 肥用量及配比其异欧前
胡素量均小于 ck,如处理 7、8、9。多重比较结果
表明,处理 5 与其余处理间的差异均显著,处理 3
与表现为负效应的处理 2、4、7、8、9 间差异显著。
通过正交方差分析发现(表 3),N、P 和 K 肥对根
部异欧前胡素量的影响不同,其中影响最大的为 N
肥,其次为 K 肥,P 肥影响最小,3 种肥料中只有
N 肥的影响达到极显著水平。N、P 和 K 肥配施对
异欧前胡素量与产量的影响是一致的。川白芷异欧
前胡素量与 P 肥施用量呈正效应,随 P 肥施用量增
加而增大,设置的 3 个施肥水平中,低 P 与高 P 之
间的差异达显著。N 肥施用量对的异欧前胡素量的
影响顺序为中 N>低 N>高 N,低 N 与高 N 之间的
差异达到极显著,说明在 N 肥施用量较小时,川白
芷的异欧前胡素量与 N 肥施用量呈正比,但 N 肥施
用过多时会对异欧前胡素量造成负效应。K 肥施用
量对异欧前胡素量的影响规律不明显。
3 讨论
白芷吸肥力强,是喜肥作物。丁德蓉等[5-6]探讨
了不同施肥方式、肥料种类对白芷早期抽苔及产量
的影响,发现施肥种类不同,白芷产量不同,钾对
白芷早期抽苔有一定控制作用,氮、磷对白芷早期
抽苔有促进作用。磷、钾肥全作底肥,白芷的产量
低;磷、钾肥一半作底肥,一半作追肥,白芷的产
量较高;氮肥平衡施用,白芷的产量较高。杨富荣
等[8]认为白芷施肥应遵循“春前少施,宜淡或不施,
春后集中施肥”的原则。本实验参考了以上肥料试
验的相关文献,并且根据课题组的前期研究,采取
了将尿素分 3 次施用(苗肥 12 月、冬肥 2 月、春肥
3 月,施用比例为 2︰5︰3)、过磷酸钙与硫酸钾分
两次施用,即底肥、春肥(3 月),施用比例为 5︰5
的施肥措施。
N、P 和 K 肥配施试验已经在许多药用植物开
展,如白菊[9]、灯盏花[10]、麦冬[11]和知母[12]等。蒲
盛才等[4]采用三元二次回归正交组合设计,研究 N、
P 和 K 肥施用量及其配比对白芷产量的影响,结果
表明白芷产量与 N、P 和 K 肥的供应均为正效应,
N、P 和 K 肥单施低于零水平时,随施用量的增加
而白芷产量逐步提高,N、P 和 K 肥配合施用比单
施的产量高,但未说明 N、P 和 K 肥配施对川白芷
品质影响的研究。本试验研究结果表明,N、P、K
肥配施对川白芷的产量均表现为正效应,所有施肥
处理的产量均大于 ck;但 N、P、K 肥用量及配比
对川白芷欧前胡素与异欧前胡素量的影响差异较
大;在低 K 水平下,适当增加 N、P 肥可增大欧前
胡素的量,如处理 6;在高 K 水平下,适中的 N、P
肥配比有利异欧前胡素的形成,如处理 5;而在高
N 水平下,无论 P、K 肥用量及配比其欧前胡素与
异欧前胡素量均小于 ck,如处理 7、8、9。由此,
选择合理的 N、P 和 K 肥施用量及配比是提高川白
芷有效成分量的关键,适宜的 N、P 和 K 肥配施会
提高川白芷根部有效成分的量;反之,施肥不当会
导致其有效成分量的下降。试验还发现,9 个不同
的 N、P、K 肥配施处理,对产量影响较大,而对
品质影响较小,说明可在提高产量情况下确保质量。
在实践应用中,可根据不同的生产要求选择适宜
的 N、P 及 K 肥配比。川白芷收获时,处理 6 的产量
为 32 203.5 kg/hm2,欧前胡素量为 2.260 mg/g,异欧
前胡素量为 0.743 mg/g,其中产量与欧前胡素量是所
有处理的最大值,与 ck 之间的差异均达到显著水平。
并且处理 6 的异欧前胡素量也较高,在所有处理中居
第 3 位。其次,处理 3 的产量为 30 015.0 kg/hm2,较
ck 增加了 3 126.0 kg/hm2,但欧前胡素、异欧前胡
素量与 ck 间的差异不显著。若生产要求为产量、
欧前胡素与异欧前胡素的量均提高,则可选择处
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理 6 即 N 为 150 kg/hm2,P2O5 为 225 kg/hm2,K2O
为 120 kg/hm2,N-P2O5-K2O 的配比为 1.3︰1.9︰1
作为川白芷比较适宜的 N、P 和 K 肥施用量及配
比。若只需提高产量,而欧前胡素与异欧前胡素
的量与对照保持基本一致时,则可选择处理 3 即
N 为 105 kg/hm2,P2O5 为 225 kg/hm2,K2O 为 240
kg/hm2,N-P2O5-K2O 的配比为 1︰2.2︰2.3 作为川
白芷比较适宜的 N、P 和 K 肥施用量及配比。
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