全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 3 期 2011 年 3 月

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铁、锰、锌肥对盾叶薯蓣根茎产量及薯蓣皂苷元的影响
王建安 1，林 菲 1，李艳芝 1，徐增莱 2*，汪 琼 2，吴国荣 3
1. 济宁医学院药学院，山东 日照 276826
2. 江苏省中国科学院植物研究所，江苏 南京 210014
3. 南京师范大学生命科学院，江苏 南京 210097
摘 要：目的 大田条件下，研究铁、锰、锌肥对盾叶薯蓣根茎中薯蓣皂苷元量及根茎产量的影响。方法 采用单因素施肥
法，HPLC 法测定薯蓣皂苷元的量，数据采用 SPSS13.0 软件包分析。结果 3 种微肥使盾叶薯蓣根茎产量与薯蓣皂苷元量均
有不同程度的增加，对薯蓣皂苷元量的影响为锰肥＞锌肥＞铁肥，对根茎产量的影响为铁肥＞锰肥＞锌肥。结论 施用适当
浓度的锰肥，对盾叶薯蓣的优质、高产栽培，具有重要的实践意义。
关键词：铁肥；锰肥；锌肥；盾叶薯蓣；薯蓣皂苷元；根茎产量
中图分类号：R 282.2 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2011)03 - 0589 - 04
Effects of Fe, Mn, and Zn on rhizome yields and disogenin contents of Dioscorea
zingiberensis
WANG Jian-an1, LIN Fei1, LI Yan-zhi1, XU Zeng-lai2, WANG Qiong2, WU Guo-rong3
1. School of Pharmaceutical Science, Jining Medical University, Rizhao, 276826, China
2. Jiangsu Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences , Nanjing 210014, China
3. College of Life Sciences , Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China
Key words: Fe; Mn; Zn; Dioscorea zingiberensis C. H. Wright; diosgenin; rhizome yields

盾叶薯蓣 Dioscorea zingiberensis C. H. Wright，
又名黄姜，为薯蓣科薯蓣属多年生缠绕草本植物,
根茎入药，是合成肾上腺皮质激素、蛋白同化激素
等药物的主要原料[1]，还具有抗肿瘤、灭钉螺、防
治血吸虫的作用[2-3]，具有极高的药用价值和经济价
值，由于大量无节制的采挖，野生资源日渐枯竭，
目前生产上所用的资源大部分来自人工栽培。人工
栽培虽然已有大量的研究[3-7]，但仅限于常规肥料，
未见有微肥对其根茎产量及其薯蓣皂苷元量影响
的报道。为了在提高经济产量的同时提高其薯蓣皂
苷元的量，本实验考虑当地土壤条件及其对盾叶薯
蓣生长的影响，选择了铁、锰、锌 3 种元素进行喷
施试验，以期为盾叶薯蓣的优质高产种植提供理论
依据。
1 材料与方法
1.1 实验条件
实验在陕西省白河县白河农场进行，地处陕西
省东南部，海拔 870 m，年平均温度 15.6 ℃，年降
水量 736～1 238 mm。土壤为砂质土壤（pH 7.06），
有机质的量为 230 mg/kg，全氮 2.1 mg/g，全磷 1.72
mg/g，全钾 2.18 mg/g，铁 0.779 mg/g，锌 1.012
mg/g，锰 0.521 mg/g。
1.2 实验设计
采用盾叶薯蓣根状茎进行繁殖，种源取自陕西
省白河县的人工栽培品。选用带有 1～3 个芽嘴，
直径 1.2～2.0 cm，长 6 cm 左右的根状茎段为材料，
70 cm 两行起垄，垄高约 25 cm，株行距 20 cm×20
cm，用种量 2 250 kg/hm2，每穴栽种 1～2 段，于 9
月 2 日栽种于实验基地，栽种后普施基肥（当地农
家肥）30 000 kg/hm2，按常规方法进行田间管理。
施肥实验采用随机区组设计，每个小区面积为 17.64
m2。其中锰、铁、锌肥施用量分别为 12、13.5、15、
16.5、18 kg/hm2。每个梯度设 5 次重复，以清水作
为空白对照（CK）。于栽种后第 2 年的 5～8 月间叶

收稿日期：2010-05-03
作者简介：王建安（1972—），男，讲师，主要从事药用植物资源研究与开发。E-mail: anansen@163.com
*通讯作者 徐增莱 E-mail: xuzl5194@sohu.com
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面喷施，共追肥 6 次，并于施肥当年 11 月下旬采
收其中 2 个小区，收集每个小区全部盾叶薯蓣根状
茎，去掉藤蔓、须根、泥土后，称质量，并折算为
产量。从收获的根状茎中随机取约 200 g 供分析用。
1.3 数据处理
采用 SPSS13.0 软件分析数据。单因素试验采
用 One-way ANOVA 进行分析，方差齐性的数据用
LSD 检验，反之则进行 Dunnetts’s C 检验；相关分
析采用 Bivarite 分析。
1.4 薯蓣皂苷元的提取与测定[8]
1.4.1 仪器与试剂 Waters高效液相色谱仪（510
泵，820 色谱工作站，484 紫外检测器，Waters PMC
柱温箱，U6K 手动进样器）。色谱柱：Kromasil C18
（250 mm×4.6 mm，5 μm）。薯蓣皂苷元对照品由江
苏省植物研究所提供（自制），经 HPLC 检测质量
分数大于 98%。色谱条件：柱温 30 ℃，体积流量
1 mL/min，检测波长 210 nm，流动相为色谱级甲醇。
1.4.2 薯蓣皂苷元的提取与样品溶液的制备 取
新鲜的盾叶薯蓣根茎，充分混匀，切成薄片，置于
烘箱中，80 ℃烘干，粉碎后过 1 号筛。四分法取样，
将约 100 g 的颗粒置于 90 ℃烘箱中干燥至恒定质
量，精密称取 3.0 g，置 100 mL 三角瓶中，加 3%
H2SO4 40 mL，置于高压锅中，126 ℃水解 3 h，水
解后滤过，除去酸液，水洗至中性，将滤渣置于滤
纸上，80 ℃干燥。将干燥的滤渣，置于索氏提取器
中，石油醚回流提取 7 h。取出提取液，蒸干，甲
醇定容至 50 mL 量瓶中。从中取出 2 mL，用 0.45 μm
微孔滤膜滤过，待用。
1.4.3 薯蓣皂苷元对照品溶液的制备 精密称取
薯蓣皂苷元对照品 50 mg，加甲醇制成 1 mg/mL 的
溶液作为对照品溶液。
1.4.4 线性关系的考察 取薯蓣皂苷元对照品溶
液各 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 μL 注于高效
液相色谱仪中，按色谱条件测定，以进样量为横坐
标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线,结果表明在
0.55～5.50 μg与峰面积线性关系良好。回归方程为：
Y＝332.96 X＋0.168，r＝0.999 9。
1.4.5 精密度试验 取薯蓣皂苷元对照品溶液，重
复进样 6 次，每次 6 μL，测定峰面积，RSD 为 0.8%。
1.4.6 稳定性试验 取同一供试样品分别在 0、2、
4、8、12 和 24 h 分别进样，以峰面积计算其量，
其 RSD 为 2.4%。说明样品在 24 h 内稳定。
1.4.7 回收率试验 取盾叶薯蓣药材1.5 g，共6份，
加薯蓣皂苷元对照品适量，按“1.4.2”项制备供试
品溶液，进样测定,计算回收率。薯蓣皂苷元的平均
回收率为 98.7%，RSD 为 0.6%。
1.4.8 重现性试验 取同一批样品6份，每份约3 g，
按“1.4.2”项方法制备，依法测定，计算样品中薯
蓣皂苷元的量，结果 RSD 为 0.71%，表明此方法重
现性良好。
2 结果
2.1 锌肥对盾叶薯蓣根茎产量及薯蓣皂苷元量的影响
由图 1 可知，各种处理均能显著提高盾叶薯蓣
根茎中薯蓣皂苷元量，且在施肥 16.5 kg/hm2 时薯蓣
皂苷元量达到最高，与对照组相比有显著性差异
（P＜0.05），之后随施肥量的增加表现为下降趋势，
相关分析表明施肥量与薯蓣皂苷元量表现为负相
关（r＝−0.241）。锌肥对盾叶薯蓣根茎生物产量的
影响与其薯蓣皂苷元量的变化基本一致，也在施肥
16.5 kg/hm2 时达到最高，为 21 600 kg/hm2，但施肥
量与根茎的生物产量却表现为正相关（r＝0.259），
建议采用锌肥 16.5 kg/hm2 的施肥水平。
2.2 锰肥对盾叶薯蓣根茎产量及薯蓣皂苷元量的影响
如图 2 所示，在不同施肥量下，薯蓣皂苷元量

小写字母代表极显著差异（P＜0.01），大写字母代表显著差异（P＜0.05），下图同
Lower case letters indicate very significant difference (P<0.01), capital letters indicate significant difference (P<0.05), same as below
图 1 锌肥对盾叶薯蓣根茎产量及薯蓣皂苷元量的影响（ 5=± n , sx ）
Fig. 1 Effect of Zn on rhizome yields and diosgenin contents of D. zingiberensis ( 5=± n , sx )

锌肥
对照
25 000
20 000
15 000
10 000
5 000
0
产
量
/(k
g·
hm
−2
)
12 13.5 15 16.5 18
锌肥/(kg·hm−2)
A
A
B B
A A
对照
锌肥

2.0
1.5
1.0
0.5
0 薯
蓣
皂
苷
元
/%

12 13.5 15 16.5 18
锌肥/(kg·hm−2)
b
d
e
c
a b
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随施肥量的增加表现为先下降后上升的趋势，且在
13.5 kg/hm2 时略低于对照组，其余各组处理与对照
组相比均有显著差异（P＜0.01），在实验所选条件
下，施肥 18 kg/hm2 的薯蓣皂苷元量达到最高。相
关分析表明施肥量与薯蓣皂苷元量及根茎产量均
表现为正相关（r1＝0.193，r2＝0.352）。根茎产量
的变化趋势和薯蓣皂苷元的变化基本相似，但是施
肥 13.5、15 kg/hm2 时较对照组低，且与对照相比达
到显著差异（P＜0.05）。施肥 18 kg/hm2 时达到最高，
与对照相比也达到显著差异，以上几种处理与对照
组相比达到极显著差异（P＜0.01）。而根茎产量与
薯蓣皂苷元量表现为显著相关（r＝0.719）。
2.3 铁肥对盾叶薯蓣根茎产量及薯蓣皂苷元量的影响
如图 3 所示，施用铁肥后，薯蓣皂苷元量在施
肥 13.5 kg/hm2时达到最大，与对照相比达到极显著
差异（P＜0.01）。但随施肥量增加却表现为下降趋势，
且施肥量与薯蓣皂苷元的量呈负相关（r＝−0.464，
P＞0.05）。盾叶薯蓣根茎产量在施肥 12 kg/hm2 时达
最大，为 24 465 kg/hm2，与对照相比达到非常显著
差异（P＜0.01），但随施肥量增加却表现为下降趋势，
其产量与施肥量也表现为负相关（r＝−0.853，P＜
0.01）。薯蓣皂苷元量与产量表现为正相关（r＝
0.574，P＜0.05）。在施肥 13.5 kg/hm2 时其根茎产量
与薯蓣皂苷元量的乘积为最高，因此建议采用铁肥

图 2 锰肥对盾叶薯蓣根茎产量及薯蓣皂苷元量的影响 ( 5=± n , sx )
Fig. 2 Effect of Mn on rhizome yields and diosgenin contents of D. zingiberensis ( 5=± n , sx )

图 3 铁肥对盾叶薯蓣产量及薯蓣皂苷元量的影响 ( 5=± n , sx )
Fig. 3 Effect of Fe on rhizome yields and diosgenin contents of D. zingiberensis ( 5=± n , sx )
13.5 kg/hm2 的进行施肥。
3 讨论
有关微量元素对中草药生长及其中化学物质
的影响，已有较多报道[9-11]。微量元素不仅影响植
物的根系营养及生理活动，促进植物的生长发育，
而且还参与植物有效成分的结构功能而影响植物化
学成分的形成和积累，最终影响有效成分的量及药
效。但微量元素在植物体内过多会产生毒害，过少
则发挥不了作用[12]，对植物生长的调控一方面主要
是通过参与叶绿素的合成及光合作用、维持叶绿体
锰肥/(kg·hm−2)
薯
蓣
皂
苷
元
/%

对照
锰肥
2.0

1.6

1.2

0.8

0.4

0.0
12 13.5 15 16.5 18
b
a a
c
d
e
0
5 000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
35 000
40 000
12 13.5 15 16.5 18
锰肥/(kg·hm−2)
产
量
/(k
g·
hm
−2
)
锰肥
对照
C
B B
CD
CE
A
铁肥/(kg·hm−2)
薯
蓣
皂
苷
元
/%

对照
铁肥
2.0

1.6

1.2

0.8

0.4

0.0
b
e
d
c
a
b
12 13.5 15 16.5 18
铁肥/(kg·hm−2)
产
量
/(k
g·
hm
−2
)
铁肥
对照30 000
25 000
20 000
15 000
10 000
5 000
0
c
bc
ab
a
a a
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的结构及作为有关酶的辅基等形式实现[12]，也有人
认为其可能通过调控内源激素而起作用，但是这部
分目前尚无直接证据；另一方面也可增加植物对不
良环境及某些重金属的抗性[13]。目前由于各地土壤
内微量元素的量情况不同，因此为保证种植的中药
材优质高产，就必须要以适宜的方式来添加这些植
物生长必需的元素。
本实验结果显示，随铁肥施用量的增加，盾叶
薯蓣根茎的生物产量却表现为下降趋势，同时薯蓣
皂苷元的量也呈现先升后降的变化趋势，究其原因
有以下两个方面：一是可能由于盾叶薯蓣对铁的耐
受性有限，施用的铁肥对植物产生了一定的毒性，
从而导致其产量及其薯蓣皂苷元量下降；另一方面
是可能土壤内磷元素量相对较高，Fe2+与有效磷形
成磷酸铁而在根内和根表面沉淀下来，从而使植物
吸收铁及保持铁的可溶性和移动性的能力减弱了，
这种现象在 pH 值大于 7 时尤为突出，从而导致铁
受到磷的拮抗作用而无法被很好利用 [14]。另外
Samuel 等[15]研究表明 Fe2+还在一定程度上导致土
壤酸化，从而影响作物对 N、P 等元素的吸收，进
而影响植物生长发育。
在本研究中，施用适量锰肥能显著增加盾叶薯
蓣的根茎产量与其中薯蓣皂苷元的量，且薯蓣皂苷
元量随施肥量的增加表现为上升趋势，在实验条件
下，施肥为 18 kg/hm2 时的量与产量均达到最高。
这可能是由于锰能促进植物吸收土壤中的 N、P 及
高锰可抑制 IAA 氧化酶活性，从而促进根的生长及
其生物产量增加[16]；另一方面植物体内某些酶对锰
有高度专一性，如郭敏等[17]发现锰可显著增加丹皮
根中 PAL 酶活性从而使药材中活性物质量增加，因
此薯蓣皂苷元量也可能通过锰促进其合成途径中
某些酶活性而相应增加，该过程有待进一步验证。
本实验中施用锌肥后，发现薯蓣皂苷元量较对
照组有了明显的提高，且在施肥 16.5 kg/hm2 时与根
茎产量同时达到最高。但薯蓣皂苷元量与根茎产量
均随施肥量进一步升高时表现为下降趋势，可能与
锌过量对植物造成毒害，从而导致体内某些酶活性
降低所致。
实验结果经 SPSS13.0 统计软件分析发现，3 种
微肥对盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元量的影响效果分别
为锰肥＞锌肥＞铁肥，对其根茎产量的影响依次为
铁肥＞锰肥＞锌肥，综合考虑，要使其产量与薯蓣
皂苷元量两者乘积达到最大，最佳微肥应为锰肥。
因此在今后的大田栽培生产中，配合其他常规肥
料，喷施适当浓度的锰肥，可以大大提高盾叶薯蓣
根茎的产量与薯蓣皂苷元量，对盾叶薯蓣的高效、
优质生产具有重要的实践意义。
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