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Primary study on absorption, translocation and accumulation of N, P and K of Achyranthes bidentata

怀牛膝氮磷钾吸收、分配及积累特点的初步研究



全 文 :[Abstract] Objective:Tostudytheefectsofdiferentfactorsonbudsandmicrotuber.Thesefactorsincludedplantgrowth
substancesandsucrose.Method:stemswereselectedasexplants.Theefectsofthreekindsoffactorswerestudiedbyorthogonalde
signmethodincludingsucrose,6BA,NAAonthebudsandmicrotuberinduction.Thedatawereanalyzedwithrangeanalysisandva
rianceanalysis.Resultandconclusion:TheoptimalmediatoinducemanybudsfromstemswereMS+6BA1mg·L-1+NAA1mg
·L-1+sucrose3%,theefectofthethreefactorswasinsequenceofsucrose>6BA>NAA.Theoptimalmediatoinducemicro
tuberfromstemswereMS+6BA1.5mg·L-1+NAA1.5mg·L-1+sucrose5%,theefectofthethreefactorswasinsequenceof
sucrose>6BA>NAA.
[Keywords] Dioscoreaopposita;buds;microtuber;tissueculture;orthogonaldesign [责任编辑 吕冬梅]
[收稿日期] 20071018
[基金项目] 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAI09B03)
[通讯作者] 张重义,Email:hauzzy@163.com;谭金芳,E
mail:tanjf@henau.edu.cn
怀牛膝氮磷钾吸收、分配及积累特点的初步研究
左晓燕1,刘 辉2,薛世跃3,韩燕来1,张艳丽1,王 磊1,
张重义1,谭金芳1
(1.河南农业大学,河南 郑州 450002;2.南京金陵药业股份有限公司,江苏 南京 210009;
3.温县农业科学研究所,河南 焦作 454881)
[摘要] 目的:研究怀牛膝氮、磷、钾吸收、分配和积累特点。方法:采用过氧化氢硫酸消化法、钒钼黄比色
法、火焰光度法测其氮、磷、钾的含量。结果:植株中氮、磷、钾的含量随生育期的推移而下降,其含量顺序为钾 >
氮>磷;植株对氮、磷、钾的吸收速率呈双峰曲线变化,吸收的最大速率期均处于10月中旬;每生产100kg怀牛膝
根需要氮、磷、钾分别为859,136,740kg。结论:在9中旬和10中旬是养分吸收的关键时期,应保证养分的充足
供应,注重氮肥和钾肥。
[关键词] 怀牛膝;氮;磷;钾;吸收;分配;运转
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)16195505
  怀牛膝原植物为苋科植物牛膝 Achyranthesbi
dentataBl.,以干燥根入药,其茎叶亦可供药用,主
产于河南武陟县、温县、孟州市等地(古“怀庆府”一
带)称为怀牛膝,是我国著名的道地药材“四大怀
药”之一。具有补肝肾,强筋骨,逐瘀通经,引血下
行功能。用于腰膝酸痛,筋骨无力,经闭症瘕,肝阳
眩晕[1]。现代药理学研究表明,怀牛膝具有较强蛋
白质合成促进作用,不仅可促进微粒体也可促进核
及线粒体的蛋白质合成的活性;对心血管也有一定
的作用,通过扩张血管,可增加衰竭心脏张力等。在
抗血栓,抗高血压,治疗心脑血管疾病,治疗及预防
衰老等方面前景广阔[26]。
氮、磷、钾是植物生长发育必须的营养元素,在
姜黄、麦冬、菘蓝等少数药用植物营养中有报道[79]。
怀牛膝生长在土壤中的植物体内营养状况研究甚
少,本试验在怀牛膝的主产地温县,选择当地高产优
质田块,在优化施肥条件下对其氮、磷、钾的吸收、分
配及积累规律进行初步探讨,旨在为怀牛膝规范化
种植提供科学依据。
1 材料和方法
试验于2006年在河南温县金陵怀药有限公司
怀牛膝规范化种植示范园区进行,供试土壤为粘质
潮土。其0~20,20~40cm土层的土壤农化性状见
表1。供试种子怀牛膝2号(风筝棵)秋子,由河南
温县农业科学研究所提供,经张重义教授鉴定为A.
bidentata。播种前随耕地施入干鸡粪 4500kg·
hm-2,尿素300kg·hm-2,过磷酸钙600kg·hm-2,
硫酸钾300kg·hm-2。于2006年7月25日播种,7
月30日出苗,行距20cm,株距15cm。9月2日追
施尿素225kg·hm-2,并适时酌情灌水。在生长发
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第33卷第16期
2008年8月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 16
August,2008
育的不同时期,采集10~20株,样品采回冲洗、分
根、茎、叶、花4部分,90℃杀青30min,65℃条件下
烘干称重,粉碎过20目筛,混匀干燥备分析用。样
品分析采用H2SO4H2O2消化,用AutoAnalyzer3连
续流动分析仪(德国产)测氮、钒钼黄比色法测磷、
火焰光度法测钾。
表1 供试土壤农化性状
层次/cm pH 有机质/g·kg-1 全氮/g·kg-1 碱解氮/mg·kg-1 速效磷/mg·kg-1 速效钾/mg·kg-1
0~20 824 1369 052 3075 767 848
20~40 801 941 043 2452 581 743
2 结果与分析
2.1 怀牛膝植株各器官氮、磷、钾养分含量变化
2.1.1 各器官的氮含量变化 茎中含氮量的变化,
从出苗开始随茎的发育含量升高,在9月上旬达到
一个高峰后,由于生长过快,含氮量迅速下降,到10
月下旬出现第2次高峰,然后由于进入根部膨大积
累期,含量又降低。叶中氮的含量一直很平缓,波动
很小,从出苗到9月中旬由于叶片增多,光合作用增
强而呈上升趋势,在10月上旬轻微下降后,在10月
中旬又回升至最高,之后随着叶片的凋落而呈直线
下降,直至收获。花中含氮量在花序出现时最高,之
后下降,到10月上旬又上升,之后一直降低。根中
含氮量的变化,由于从苗期开始其干物重一直呈上
升趋势,生长速率高于吸收速率,所以其含量逐渐减
少;到10月下旬进入根部膨大营养积累期,加之地
上部衰老养分转移至根部,根部氮的含量又有所回
升,见图1。
图1 怀牛膝各器官氮含量动态变化
2.1.2 各器官的磷含量变化 茎含磷量在整个生
育期间有一定波动,苗期最高,膨大初期降至最低,
后有一定回升至成熟。之后随着茎的迅速生长,生
长速率大于吸收速率,磷含量下降,生育结束时只比
苗期开始时稍有下降。叶中含磷量生育期内波动较
大,苗期较高,后随开花和根生长而下降,根部膨大
前期含磷量增加,10月中旬达到另一个峰值,随根
的膨大而降低。根中含磷量在苗期较高,由于生长
速率大于吸收速率,所以一直呈降低趋势;加之根的
膨大进入营养积累期,故而到 10月下旬又开始回
升。花中的含磷量随干物重的升高一直降低,其磷
含量一直都高于茎、叶和根,见图2。
图2 怀牛膝各器官磷含量动态变化
2.1.3 各器官的钾含量变化 茎中钾的含量呈阶
梯式下降,分支以前为第一阶梯,分支至膨大初期为
第二阶梯,膨大初期至成熟为第三阶梯。叶中含钾
量呈单峰曲线变化,从苗期到10月中旬一直升高,
10月中旬以后有所下降。花中含钾量在其发育初
期最高,随后降低。根中含钾量在苗期含量最高,以
后呈明显的下降趋势,见图3。
图3 怀牛膝各器官钾含量动态变化
2.1.4 怀牛膝植株中氮磷钾的含量动态 怀牛膝
植株中氮磷钾的含量顺序为钾 >氮 >磷。植株中
氮、磷的含量在9月中旬都下降,磷的含量在以后的
变化幅度很小;而氮在10月中旬降到最低,之后又
有所回升。钾的含量在9月初稍有上升,随着根的
生长发育,从长条期开始直线下降,见表2。
2.2 怀牛膝不同生育时期养分吸收、积累与分配
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 表2 氮、磷、钾在怀牛膝植株中的含量变化  mg·g-1
采样日期 N P K
0821 420 722 5011
0904 418 727 5073
0912 355 562 4417
0922 382 565 4543
1005 376 545 4390
1015 341 557 3989
1025 363 566 3723
1105 366 575 3536
1117 374 591 3224
2.2.1 对养分的累积吸收特点 植株对氮、磷、钾
的累积吸收的特点相似,在整个生育期中呈单峰曲
线变化,对氮、磷的累积吸收从出苗到收获一直呈增
加趋势,并达到最高值,分别为45507,7182kg·
hm-2;对钾的累积吸收在10月中旬积累量达最大,
为48828kg·hm-2之后积累量又降低。可见植株
全生育期对 3种养分的吸收量的大小顺序是
氮>钾>磷,见表3。
表3 怀牛膝植株在各时期吸收氮、磷、钾的数量
元素
采样
日期
累积吸收
/kg·hm-2
阶段吸收量
/kg·hm-2
占总量
/%
阶段吸收速率
/kg·hm-2·d-1
N 0821 2465 2465 543 091
0904 5925 3460 762 266
0912 11611 5686 1252 711
0922 17713 6102 1343 610
1005 29414 11701 2576 900
1015 41765 12351 2719 1235
1025 45315 3550 781 355
1105 45422 107 023 010
1117 45507 085 019 007
P 0821 424 424 591 016
0904 1031 607 846 047
0912 1840 809 1129 101
0922 2619 779 1008 078
1005 4266 1647 2298 127
1015 6816 2550 3557 255
1025 7064 247 345 025
1105 7130 066 092 006
1117 7182 052 072 004
K 0821 2939 2939 758 109
0904 7188 4249 1096 327
0912 14449 7261 1872 908
0922 21071 6622 1708 662
1005 34360 13289 3427 1022
1015 48828 14467 3731 1447
1025 46478 -2350 -606 -234
1105 43841 -2637 -680 -240
1117 39194 -4647 -1186 -387
2.2.2 怀牛膝对氮磷钾养分的阶段吸收特点 从
不同时期植株对养分的吸收来看,在9月初氮、磷、
钾 3种养分的吸收量均较少;钾素的吸收量
1096%;氮、磷的吸收量都低于 10%,分别为
762%和846%;9月上旬到下旬,此期积累了占总
量2595%的氮、2137%的磷和35.8%的钾;从10
月上旬到中旬是养分积累的重要时期,10月中旬
氮、磷、钾的养分积累量分别占总量的 2719%,
3557%,3731%;之后植株对养分的吸收减少,钾
没有净吸收,反而有外排现象。可见,怀牛膝对养分
的吸收主要集中10月上、中旬,此阶段吸收的氮、
磷、钾分别占总量的5295%,5855%,7158%,是
养分供应的关键时期。
从表3进一步看出,在整个生育期怀牛膝对氮、
磷、钾的吸收速率均呈双峰曲线变化。从变化动态
看,植株对3种养分的吸收速率可分为3个阶段,第
一阶段是从出苗到9月上旬,3种养分吸收速率的
变化及持续时间是一致的,其吸收速率从出苗开始
缓慢上升,至9月中旬达到第一峰值;到9月下旬养
分的吸收速率都下降。第二阶段从10月初到10月
中旬养分吸收迅速增加并达到第二峰值均显著高于
第一峰值。第三阶段从10月下旬氮、磷阶段吸收量
很小,吸收速率很小,而钾的阶段吸收量从10月下
旬呈负值显著下降。
可以看出,9中旬和10中、上旬是怀牛膝对氮、
磷、钾养分吸收速率最高、累积量最大,因此在施肥
上应着重考虑对这两个时期养分的充足供应。
2.2.3 不同器官养分的积累与分配 从养分向不
同器官分配来看,在 8月下旬叶是磷、钾的分配中
心,该器官集中了601%的磷和481%的钾,但随
后由于茎和花的发育向叶分配的养分比例逐渐减
少,这说明养分的分配中心发生了转移,从叶转向茎
和花。在9月中旬以前氮的分配中心是叶,最高集
中了591%,到9月下旬转向茎。10月中旬以后,
由于根的快速膨大,各养分的分配中心再次发生转
移,根中的养分积累迅速量大幅度增加。收获时积
累的氮、磷、钾分别占量的 512%、459% 和
338%,而其他器官养分积累量均进一步减少。整
个生育期中,花的含量占总量的量一直很小,虽有升
高但不是养分的分配中心,见表4~6。
随着根的生长发育,生长中心转移,导致各器官
中的养分发生转移。叶中的氮、磷和钾积累量在10
月中旬达到最高,而后又开始下降,茎中的养分在
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   表4 各器官氮的积累与分配
采样日期

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
0821 710 288   1372 557         38 155
0904 2192 370   3116 526   179 30   44 74
0912 3293 284   6860 591   573 49   86 76
0922 5179 292   2837 555   1315 741   38 78
1005 10794 367   11876 4043   462 118   3282 112
1015 11425 274   19795 474   5592 134   4953 119
1025 19990 441   12537 277   3624 80   9164 202
1105 13360 294   11791 260   3385 75 395 16844 371
1117 11886 262 405 10369 228 476       23252 512
表5 各器官磷的积累与分配
采样日期

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
0821 128 302   254 601         041 97
0904 389 378   562 545   020 19   060 58
0912 750 408   867 471   110 60   113 61
0922 1056 403   1123 429   254 97   186 71
1005 1993 467   1256 294   516 121   502 118
1015 2477 363   2552 374   955 140   832 122
1025 3067 434   1766 250   732 104   1498 212
1105 2614 367   1672 234   688 96 280 2156 302
1117 2281 318 257 1601 225 368       3288 459
表6 各器官钾的积累与分配
采样日期

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
转移率
/%

积累量
/kg·hm-2
占总量
/%
0821 1196 407   1413 481         329 112
0904 3454 481   3139 437   091 13   503 70
0912 6600 457   6363 440   501 35   985 68
0922 9476 450   9030 429   1182 56   1383 66
1005 15948 464   12502 364   2508 73   3401 99
1015 17286 354   21400 438   4966 102   5171 106
1025 19673 423   15651 337   3691 79   7463 161
1105 15441 352   15065 344   312 71 372 10212 233
1117 12292 317 375 13805 352 355       13098 338
10月下旬以前一直增加,并在10月下旬时达到最
高,而后总量下降,在该试验条件下,每公顷怀牛膝
地下部产量为5300kg,每生产100kg怀牛膝需要
氮、磷、钾的量分别为859,136,740kg。氮、磷、
钾比例为632∶1∶544。可见,氮和钾是主要的,且
比磷高得多。因此,生产优质高产的怀牛膝应加强
氮肥和钾肥的施用。
3 结论与讨论
怀牛膝植株不同器官在不同时期的养分含量变
化以氮的变化最大,磷的最小,且均以该器官在形成
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初期含量最高,以后随着生长发育而逐渐降低。3
种养分含量在怀牛膝生长发育过程中有向生长中心
转移的趋势,且整个生育期对氮需求量最高,钾次
之,磷最少。故生产中应保证氮和钾的供应。
氮、磷、钾的累积吸收量苗期较少,9月份剧增。
氮、磷和钾的累积吸收高峰出现在10月中旬,吸收
量分别占总量的5295%,5855%,7158%。整个
生育期氮、磷、钾累积吸收不一致,阶段吸收速率在
9月中旬和10月中旬达到2个高峰。因此在这两
个时期应保证氮、磷、钾养分的供应。
收获时,叶中有 48%,373%,374%的氮、磷
和钾向外输出。茎中转移出的氮、磷和钾分别占总
量的405%,257%,375%。花序中 3种养分的
转移时间一致,都是在10月中旬达到最高,之后降
低。根中氮磷钾养分呈升高趋势,有可能根是养分
的积累器官。养分分配中心的转移是导致养分含量
和数量变化的主要原因,但是具体某个器官而言,其
净输出量及输出时期与土壤养分供应及其他内外因
素有关。从本试验结果来看,怀牛膝的水肥管理,在
10月中旬应重点保证叶片和茎的养分供应,防止植
物早衰,确保10月中旬以后应保证根的养分供应。
[参考文献]
[1] 中国药典.一部[S].2005:49.
[2] 汪 涛,崔书亚,索有瑞,等.怀牛膝水溶性化学成分研究[J].
中国中药杂志,2004,29(7):649.
[3] 李根林,杜天信,梁生旺.怀牛膝多糖的含量测定[J].中国实
验方剂学杂志,2002,8(5):6.
[4] 张振凌,陈 红.怀牛膝药理作用研究及临床应用概况[J].中
华临床医学研究杂志,2003,8:102.
[5] 孟大利,李 铣.中药牛膝化学成分和药理活性的研究进展
[J].中国药物化学杂志,2001,11(2):120.
[6] 谈 锋,邓 君.钾营养对牛膝生物量和多糖含量的影响[J].
西南师范大学学报,2001,26(6):699.
[7] 张 艳,李隆云,廖光平.姜黄中氮磷钾的吸收、分配与转运规
律[J].中国中药杂志,1996,21(8):462.
[8] 陈兴福,杨文钰,刘红昌.麦冬氮、磷、钾吸收与积累特性研究
[J].中国中药杂志,2005,30(16):1233.
[9] 王文颇,朱小平,李彦生,等.菘蓝营养生长期干物质积累与
氮、磷、钾吸收动态的研究[J].中国中药杂志,2005,30(15):
1195.
Primarystudyonabsorption,translocationandaccumulation
ofN,PandKofAchyranthesbidentata
ZUOXiaoyan1,LIUHui2,XUEShiyue3,HANYanlai1,ZHANGYanli1,WANGLei1,ZHANGZhongyi1,TANJinfang1
(1.HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China;
2.JinLingPharmaceuticalCo.Ltd.,Nanjing210009,China;
3.WenxianAcademyofAgriculturalScience,Jiaozuo454881,China)
[Abstract] Objective:Tostudytheabsorption,translocationandaccumulationofN,PandKonAchyranthesbidentata.
Method:ThecontentsofN,PandKweredeterminedbymeanofsulfuricacidhydrogenperoxideassimilatingmethod,vanadiumam
moniummolybdatecolorimetricmethodandflamephotometricmethod,respectively.Result:ThecontentsofN,PandKintheplant
weredecreasingduringthegrowthperiod.TheabsorptionratesofthethreenutrientsbyA.Bidentatashoweddoublepeakcurvesinthe
wholegrowthperiod,maximumabsorptionrateappearedinthemiddletendaysofOctober.About8.59kgofN,1.36kgofPand
740kgofKwereneededtoproduceeach100kgroot.Conclusion:ThekeynutrientsabsorptionperiodisinthefirsttendaysofSep
temberandinthemiddletendaysofOctober.
[Keywords] Achyranthesbidentata;N,P,K;absorption;distribution;accumulation
[责任编辑 吕冬梅]
·9591·
第33卷第16期
2008年8月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 16
August,2008