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Effects of slow release-fertilizers on yield, nutrient contents and quality
of Coptis chinensis

黄连缓释专用肥对其产量、养分、品质的影响研究



全 文 :黄连缓释专用肥对其产量、养分、品质的影响研究
陈仕江1,2,张德利1,钟国跃1,蔡应繁2
(1.重庆市中药研究院,重庆 400065;
2.重庆邮电大学 生物信息学院,重庆 400065)
[摘要] 目的:研究4种缓释肥对一至三年生黄连的产量、养分及品质的影响。方法:选取一至三年生黄连地
块,每年于4月和9月施缓释肥,2年后采挖,测定黄连产量、养分及品质。结果:4种缓释肥使一至三年生黄连显著
增产,缓释肥1号和缓释肥4号对黄连的增产作用最大;缓释肥对黄连地上部和地下部(根茎)养分含量影响不同,
缓释肥1和缓释肥4高产处理的黄连养分特点为,一年生和二年生黄连地上部的氮含量均低于对照,磷、钾含量均
高于对照,而三年生黄连的氮含量均高于对照,磷、钾皆低于对照;一年生和三年生黄连地下部(根茎)氮含量无明
显特点,磷、钾含量均低于对照,而二年生黄连地下部的氮含量均高于对照,磷含量均高于对照,钾含量均低于对
照;2年后一至三年生黄连小檗碱含量分别以缓释肥1、缓释肥2和缓释肥3处理为最高,而生物碱含量高者则分别
为缓释肥1、缓释肥3和缓释肥4。结论:4种缓释肥中,将缓释肥4作为一年生黄连的优质高产专用肥,将缓释肥1
和缓释肥4作为两年生黄连的优质高产专用肥,将缓释肥1为三年生黄连高产优质专用肥。
[关键词] 缓释肥;黄连;产量;养分;品质
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)20231304
[收稿日期] 20071122
[基金项目] 国家“十五”科技攻关项目(2001BA604A04)
[通讯作者] 陈仕江,Tel:(023)89029087,Email:shijiangchen
@163.com
  黄连CoptischinensisFranch.为毛茛科多年生草
本植物,以干燥根茎入药,药材名黄连,也称“味
连”。黄连是常用的重要中药材,在我国有着悠久
的入药历史,《神农本草经》列为上品,其味苦,性
寒,功效清热燥湿、泻火、解毒[1]。重庆石柱人工种
植黄连历史悠久,但在栽培过程中存在凭经验施肥、
缺乏科学性,造成养分利用率不高。施肥是黄连栽
培中的重要环节,对黄连产量及品质都有着直接而
明显的影响,但普通肥料利用率非常低,近年的生产
实践证明,缓释(控释)肥料可延缓养分释放速率,
提高肥料利用率,多数作物施用该类肥料可减少施
肥次数和肥料用量。本研究通过田间试验,将缓释
肥应用到黄连栽培中,以期提高肥料的利用率,评价
其对黄连产量、养分及品质的影响,为缓释肥在黄连
栽培上的应用提供理论依据。
1 材料
供试肥料为缓释肥 1号(SRF1)、缓释肥 2号
(SRF2)、缓释肥3号(SRF3)、缓释肥4号(SRF4),
均系重庆市中药研究院和西南农业大学针对黄连生
物学特性试制的缓释肥料,其氮(N)、磷(P)、钾(K)
分别为8%~12%,4% ~16%,10% ~16%,对照为
高氮高磷型普通复混肥料(表1)。
表1 供试肥料基本性状
代号 类型
氮磷钾
/%
中微量
元素/%
有机物
/%
缓释剂
/%
SRF1 有机无机高氮高磷 30 3 20 20
SRF2 无机高氮高磷   30 3 0 20
SRF3 有机无机高氮高钾 30 3 20 20
SRF4 有机无机高磷   36 3 20 20
CK 无机高氮高磷   30 0 0 0
  供试黄连为中药材黄连 C.chinensis,品种为草
质叶型。
土壤为黄沙壤,pH45,有机质6670g·kg-1,
全氮170g·kg-1,全磷015g·kg-1,全钾2540g
·kg-1。
2 方法
2.1 田间试验设计
试验在黄连产地石柱县黄连 GAP示范基地进
行,选用一至三年生黄连作为处理对象,均设SRF1,
SRF2,SRF3,SRF44个处理,设对照处理1个,对照
均使用高氮高磷型普通复混肥料,共计15个处理,
每处理设3次重复,每小区为1m×2m=2m2,采
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用随机区组排列,各处理施肥均分为春、秋两季进
行,施肥量相同(表2)。
表2 田间试验施肥用量 kg·hm-2 
肥料 一年生 二年生 三年生
春肥 900 1350 2700
秋肥 600 900 1800
累计 1500 2250 4500
2.2 田间试验实施
试验于2001年3月开始,每个年份分春肥(4
月)和秋肥(9月)2次施用,2003年12月采集黄连
植株样品,烘干测定生物量、产量,植株样品磨细过
025mm筛测定养分含量,根茎样品测定药用品质
评价指标小檗碱和生物碱。同时,采集土壤风干、磨
细过1mm筛并测定有效养分。
2.3 测定项目
黄连植株样品分根茎和叶片测定全氮、全磷、全
钾、小檗碱和生物碱含量。
2.4 测定方法
黄连植株样品用H2SO4H2O2消煮,蒸馏法测全
氮,钒钼黄分光光度法测定全磷,原子吸收分光光度
法测定全钾[2],黄连药用成分小檗碱和生物碱的含
量用高效液相色谱法测定[3]。
3 结果与分析
3.1 缓释肥对黄连根茎产量的影响
试验结果表明,经缓释肥处理的黄连产量均高
于对照,可增产100~660kg,方差分析显示,处
理间差异显著,试验区组间差异不显著。多重比较
结果,三年生黄连经缓释肥处理后增产最为显著,
SRF1,SRF2,SRF3,SRF44个缓释肥分别较对照增产
1590%,748%,514%,1869%,以 SRF4处理增
产最多;四年生黄连,4个缓释肥增产较对照显
著,并以 SRF4增量最大,达到了866%,SRF1次
之,增产709%;五年生黄连4个缓释肥处理均
较CK极显著增产,以 SRF1,SRF4增产作用最大,
分别增产1385%,1692%。综上所述,缓释肥处
理使3个年份黄连产量显著或极显著增产,各处理
综和比较,增产作用最大的缓释肥为SRF4(表3)。
3.2 不同缓释肥对黄连植株养分含量的影响
3.2.1 地上部分 不同年份黄连植株的地上部分
养分含量变化不同,总体来说,经缓释肥处理的黄
连,氮、磷养分的含量有的较对照高,有的较对照低,
没有明显规律;钾的含量,一、二年生处理黄连的钾
表3 缓释肥各处理三至五年生黄连产量
年限 处理
根茎产量
/kg·hm-2
P005 P001
产量增加
/%
三年生 SRF1 2480 b A 1590
  SRF2 2300 c B 748
  SRF3 2250 c B 514
  SRF4 2540 a A 1869
  CK3 2140 d C  
四年生 SRF1 3400 a A 709
  SRF2 3375 a A 630
  SRF3 3390 a A 677
  SRF4 3450 a A 866
  CK4 3175 b B  
五年生 SRF1 4440 ab AB 1385
  SRF2 4350 bc AB 1154
  SRF3 4260 c B 923
  SRF4 4560 a A 1692
  CK5 3900 d C  
含量高于对照,三年生黄连除 SRF3处理的钾含量高
于对照外,其余处理的钾含量均低于对照(表4)。
表4 不同缓释肥处理黄连地上部分养分含量 % 
年限 处理 N P K
三年生 SRF1 249 0359 114
  SRF2 279 0218 110
  SRF3 268 0256 106
  SRF4 278 0244 111
  CK3 270 0237 102
四年生 SRF1 239 0334 110
  SRF2 262 0309 118
  SRF3 274 0235 134
  SRF4 255 0243 126
  CK4 257 0172 102
五年生 SRF1 226 0218 110
  SRF2 223 0253 118
  SRF3 229 0265 130
  SRF4 228 0167 110
  CK5 224 0225 126
3.2.2 地下部分(根茎) 缓释肥对不同年生黄连
的地下部分N,P,K养分含量影响各不同。氮含量,
一年生黄连除SRF1处理的氮含量低于对照外,其余
处理均高于对照,而二年生和三年生的黄连4个缓
释肥处理的氮含量均高于对照;磷的含量,一年生黄
连除 SRF2处理的含量高于对照外,其余均低于对
照,四年生黄连各处理的磷含量均高于对照,三年生
黄连除 SRF1高于对照外,其余各处理均低于对照;
钾的含量,一年生和二年生黄连 SRF1处理的含量均
低于对照,而 SRF4处理与对照相同,其余各处理均
高于对照,三年生黄连各处理的含量均低于对照
(表5)。
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表5 不同缓释肥处理黄连地下部分养分含量 % 
年限 处理 N P K
三年生 SRF1 280 0234 0314
  SRF2 316 0283 0471
  SRF3 299 0218 0432
  SRF4 310 0222 0393
  CK3 285 0237 0393
四年生 SRF1 272 0228 0236
  SRF2 262 0242 0354
  SRF3 256 0255 0393
  SRF4 293 0235 0314
  CK4 296 0221 0314
五年生 SRF1 248 0242 0157
  SRF2 262 0185 0236
  SRF3 239 0236 0236
  SRF4 267 0139 0255
  CK5 254 0241 0275
3.3 不同缓释肥对黄连植株养分比例的影响
3.3.1 地上部 不同年份各处理黄连地上部养分
比例变化大(表 6),其 N/P694~193,N/K
176~265,K/P318~659,而各年份黄连生物量
高的处理植株地上部养分比例变化较小,黄连地上
部N/P694~136,N/K202~253,K/P318~
659,其中3个养分比例绝大部分的变幅 N/P6~
10,N/K2~3,K/P2~5。显然,高产黄连地上部的
N/K变幅最小,其次是 K/P。这表明氮钾养分的平
衡是黄连植株生长的关键因素,这些养分比值可作
为高产黄连植株营养诊断的重要依据。
表6 黄连高产处理养分比例
部位 年份 N/P N/K K/P
地上部分 三年生 694~105 218~253 318~414
  四年生 716~105 202~217 329~519
  五年生 1040~136 205~207 505~659
地下部分 三年生 1200~140 789~892 134~177
  四年生 1190~125 933~1150 104~134
  五年生 1020~192 1050~1580 065~183
3.3.2 地下部(根茎) 各年份不同施肥处理黄连
地下部养分比例变化大,其中N/P100~192,N/K
651~158,K/P065~198,3个年份的高产处理根
茎养分比例变化减小,根茎养分为N/P102~192,
N/K789~158,K/P065~183;其中3个养分比
例绝大部分的变幅为 N/P10~12,N/K8~10,K/P
1~2,可见高产黄连根茎中 N/P变化最小,其次是
N/K。在生产实践中,通过科学施用氮磷肥调节根
茎N/P的稳定对提高黄连产量具有特殊意义。
3.4 缓释肥对黄连药用品质的影响
盐酸小檗碱和生物碱是黄连生理活动的次生代
谢产物,是评价黄连品质的重要指标,本实验通过测
定盐酸小檗碱和生物碱的含量,评价缓释肥对黄连
品质的影响(表7)。
表7 缓释肥对三~五年生黄连小檗碱和
生物碱的影响 % 
年限 处理 小檗碱 P005 P001 生物碱 P005 P001
三年生 SRF1 614 c C 1089 c C
  SRF2 683 b B 1171 ab AB
  SRF3 768 a A 1242 a A
  SRF4 648 bc BC 1117 bc BC
  CK3 702 ab AB 1256 a A
四年生 SRF1 687 b B 1252 a A
  SRF2 777 a A 1238 a A
  SRF3 611 c C 1150 b B
  SRF4 689 b B 1112 b B
  CK4 635 bc BC 1166 b B
五年生 SRF1 706 a A 1191 b B
  SRF2 640 b B 1039 c C
  SRF3 708 a A 1263 a A
  SRF4 657 ab AB 997 d D
  CK5 673 ab AB 1083 c C
3.4.1 小檗碱 一年生黄连,经缓释肥 SRF1,
SRF2,SRF4处理的黄连根茎小檗碱含量显著低于对
照,SRF1处理最低为614%,而 SRF3(有机无机高
氮高钾型)处理的小檗碱最高,达到768%,较对照
增加显著,这也许是由于高氮高钾组合影响一年生
黄连植株的正常生理代谢,从而促进了次生代谢产
物小檗碱的合成[13];二年生黄连,经缓释肥 SRF1,
SRF2,SRF4处理的黄连根茎小檗碱含量较对照显著
增加,以SRF2处理的最高达到777%,而处理 SRF3
显著低于对照只有611%,SRF2;三年生黄连,经缓
释肥SRF1,SRF3处理的黄连根茎小檗碱含量显著高
于对照,且两者无显著差异,而处理SRF2,SRF4显著
低于对照,以处理SRF2最低为640%。
3.4.2 生物碱 一年生黄连,经缓释肥处理的黄连
根茎生物碱含量均低于对照,而缓释肥处理中处理
SRF1的生物碱含量最低为1089%,处理 SRF3的最
高为1242%;二年生黄连,经 SRF1,SRF2处理的黄
连根茎生物碱含量显著高于对照,且二者之间无显
著差异,而处理 SRF3,SRF4的含量与对照无显著差
异;三年生黄连,经缓释肥 SRF1,SRF3处理的黄连根
茎生物碱含量显著高于对照,以处理 SRF3的最高为
1263%,而处理SRF2的生物碱含量与对照无显著差
异,处理SRF4的生物碱含量显著低于对照。
4 小结
缓释肥对一至三年生黄连的增产作用明显,其
中缓释肥SRF4对黄连的增产最为显著,说明缓释肥
在黄连栽培中,能够有效提高黄连的营养积累,是适
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于黄连栽培的。
缓释肥对黄连地上部和地下部(根茎)养分含
量影响不同,SRF1和 SRF42个高产处理的黄连养
分特点为,一年生和二年生黄连地上部的 N含量均
低于对照,P,K含量均高于对照,而三年生黄连的N
含量均高于对照,P,K皆低于对照;一年生和三年生
黄连地下部(根茎)N含量无明显特点,P,K含量均
低于对照,而二年生黄连的N含量均高于对照,P含
量均高于对照,K含量均低于对照。所以对不同年
生的黄连应根据其养分需要进行施肥,对黄连栽培
生产具有指导意义。
不同类型缓释肥对不同年生黄连品质的影响各
不相同。SRF3型缓释肥对一年和三年生黄连适产
优质效应均为最佳,尤以对三年生黄连在根茎产量
较一年生产量提高约1倍和二者生物量相当情况
下,仍表现出对黄连药用品质稳定的提高作用,表明
在黄连中、后期生长过程中随着根茎产量的大幅度
提高,充足的钾素营养对于保证黄连优良的药用品
质是十分必要的。二年生黄连生物量较一年生黄连
略有降低,而产量较一年生增加约50%,SRF1对黄
连根茎产量和生物碱含量的提高作用最大,表明在
黄连各缓释肥中以根茎急剧膨大期对氮、磷养分的
需求量大,因此大幅度提高缓释肥中氮、磷比例对于
满足黄连这一特殊生长阶段营养需要具有重要的意
义[12]。
黄连缓释肥对黄连产量和品质的增效作用是非
常明显的,但不同生长期的黄连应据其需要,既要保
证产量又要保证品质,兼顾考虑,合理施用缓释肥。
据此,作者建议将SRF4作为一年生黄连的优质高产
专用肥,将 SRF1和 SRF4作为二年生黄连的优质高
产专用肥,将SRF1为三年生黄连高产优质专用肥。
[参考文献]
[1] 郭巧生.药用植物栽培学[M].北京:高等教育出版社,2002,
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[2] 南京农学院.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,
1980:207.
[3] 徐 礼,沙世炎.中草药有效成分分析法.下册[M].北京:人
民卫生出版社,1984:291.
[4] 张丽萍,陈 震.氮、磷、钾对黄连植株生长、小檗碱含量的影
响[J].中国中药杂志,1997(1):13.
Effectsofslowreleasefertilizersonyield,nutrientcontentsandquality
ofCoptischinensis
CHENShijiang1,2,ZHANGDeli1,ZHONGGuoyue1,CAIYingfan2
(1.AcademyofChongqingChineseTraditionalMedicine,Chongqing400065,China;
2.Colegeofbiologyandcommunicationscience,Chongqinguniversityofpostsandtelecommunications,Chongqing400065,China)
[Abstract] Objective:TostudytheefectsoffourkindofslowreleasefertilizersonyieldandqualityofCoptischinensis.
Method:OnetothreeyearsC.chinensiswasfertilizedwithslowreleasefertilizerstwiceinAprilandinSeptember.Theyieldandnu
trientcontentalongwithqualityofC.chinensisweremeasuredaftertwoyearsgrowth.ResultandConclusion:Aloftheslowrelease
fertilizersincreasedtheyieldobviously,andtheefectofSRF1andSRF4isthemostsignificant.Comparingwithcontrolgroup,theN
contentinaerialpartof12yearoldC.chinensistreatedwithSRF1andSRF4waslowerandPandKwerehigherthanthatofcontrol
group,andtheNcontentinaerialpartof3yearoldC.chinensistreatedwithSRF1andSRF4washigherandPandKwerehigherthan
thatofcontrolgroup;TheNcontentintherootof1and3yearoldC.chinensistreatedwithSRF1andSRF4showednosignificantdifer
encecomparingwithcontrolgroup,andPandKwerelowerthanthatofcontrolgroup,theNandPcontentinrootof2yearoldC.
chinensistreatedwithSRF1andSRF4washigherandKwerelowerthanthatofcontrolgroup.Aftertwoyearsgrowthberberinecontent
ofC.chinensistreatedwithSRF1,SRF2andSRF3weresignificantlyincreased,andtotalalkaloidcontentofC.chinensistreatedwith
SRF1,SRF3andSRF4weresignificantlyincreased.WerecommendthatSRF4isusedasthespecialfertilizerfor1yearoldC.chinen
sis,andtheSRF1andSRF4for2yearoldC.chinensis,andtheSRF1for3yearoldC.chinensis.
[Keywords] slowreleasefertilizer;Coptischinensis;yield;nutrientcontent;quality
[责任编辑 吕冬梅]
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