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Regulation of Salvia miltiorrhizae growth and danshensu and tanshion Ⅱ_A accumulation under nitrogen and phosphorus

氮、磷对丹参生长及丹参素和丹参酮Ⅱ_A积累规律研究



全 文 :·756· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第5期2005年5月
productionbyhairyootsofTagetespatulaEJ].Enzyme[133
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氮、磷对丹参生长及丹参素和丹参酮ⅡA积累规律研究
韩建萍1’2,梁宗锁h
(1.中国科学院、水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100;2.北京师范
大学资源学院资源药物与中药资源研究所,北京 100875)
摘要:目的研究氮、磷肥对丹参生长发育及次生代谢物的影响。方法采用大田试验与室内分析相结合的方
法。结果氮对丹参素及丹参酮Ⅱ。的积累表现了负面的效应,随施氮量的增加,丹参素及丹参酮Ⅱn的质量分数
逐渐减小。磷肥对于丹参素和丹参酮Ⅱn的积累表现正效应。施用磷肥可以缓解施氮造成的丹参素和丹参酮1I一的
下降。丹参酮Ⅱn和丹参素的积累高峰值均出现在150d左右。结论施氮有利于丹参产量的增加,施磷有利于丹
参素和丹参酮Ⅱn的积累。
关键词:丹参;丹参素;丹参酮ⅡA;积累
中图分类号:R282 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2005)05—0756—04
RegulationofSalviamiltiorrhizaegrowthndanshensua dtanshionlIA
accumulationundernitrogenandphosphorus
HANJian—pin91~。LIANGZong—SU01
(1.InstituteofSoilandWaterConservation,MinistryofWaterConservancy,ChineseAcademyofScience,Yangling
712100,China;2.InstituteofNaturalMedicineandChineseMedicineResources,CollegeofResource
ScienceandTechnology,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China)
Keywords:SalviamiltiorrhizaBunge;danshensu;tanshinonⅡA;accumulation
丹参SalviamiltiorrhizaBunge为常用活血祛瘀
的重要中药,每年的需要量较大,为满足市场需求,各
地开始进行大面积人工栽培。而当野生药材转化为人
工种植时,植株的生长条件得到了优化,药材的品质也
会有不同程度的变化,各种栽培措施对丹参次生代谢
物的合成有一定的影响。有研究表明:丹参酮与根直径
呈负相关[1’2],氮、磷肥作为一种常见的增产措施,已被
广泛采用,但有关该措施对丹参产量及其次生代谢物
的影响的研究并不多见,本实验研究规范化栽培中氮、
磷对丹参生长发育及次生代谢物的影响,试图寻找出
氮、磷与丹参产量及其次生代谢物积累之间的规律,为
合理栽培丹参提供理论依据。
1材料与方法
本实验于天士力商洛药业有限公司的丹参基地
进行。种植材料来源于商南丹参基地培育的丹参苗。
0~60cm土层的土壤基本理化性质为:有机质10.2
g/kg、全氮0.7g/kg、速效氮67.5mg/kg、速效磷
14.9mg/kg、速效钾130.9mg/kg、有效铁16.8
mg/kg、有效铜1.6mg/kg、有效锰12.1mg/kg、有
效锌0.8mg/kg。
试验方案见表1,重复3次,小区面积24m2,氮
肥的1/3做基肥,另外的2/3做追肥,磷肥全部做基
肥。丹参苗于2002年3月8日移栽入试验小区,6
月开始取样,每30d取样1次。测定根鲜重、根干
重、地上部分鲜重、地上部分干重、根长、根粗、根数、
株高。保存干样用于测定丹参酮ⅡA和丹参素。生长
收稿日期:2004—08—22
基金项目:陕西省科技攻关基金(200lKOl—G15—03);陕西天士力植物药业有限公司基金(TSL0100i)
作者简介:韩建萍(1977一),女,新疆石河子人,北京师范大学在读博士生,主要研究施肥对中草药生长及有效成分积累的影响。
*通讯作者Tel:(029)87014582E—mail:liangzs819@163.net
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第5期2005年5月·757·
表1 N、P二因素D一饱和最优设计方案
Table1 D--Saturationop malschemeoftwo
factors:nitrogenandphosphorus
处理号
水平编码值 施肥量/(kg·hml2)
N P205 N P205
6 0.3944 l 157 Z25
期间测定叶绿素等生理指标。丹参酮ⅡA按《中华人
民共和国药典》(2000年版)[33方法测定,丹参素按
天士力企业内部的方法测定。叶绿素按《植物生理学
实验指导》L40测定。
2结果与分析
2.1 氮、磷肥与丹参素的积累:采用加权平均和的
方法对丹参素的积累值做图,图1是不同时期各处
理丹参素积累动态过程,图2是不同处理各时期丹
参素积累动态过程。从图1可以看出,不同时期各处
理丹参素的积累动态最高值出现在150d左右,其
值为10.09%,然后在170d时含量下降为8.56%,
200d时又升高至9.73%,随后又降低,直至收获。
丹参素下降的可能原因是:在冬季来临时,受环境因
素的影响,一些叶片脱落,植物会产生多种保护酶,
如SOD,为维持植株正常生长,SOD在冬季来临时
会因为清除氧自由基而含量降低。而丹参自身会产
生一种类似于SOD的保护机制——丹参素。丹参素
的药理实验表明:丹参素清除氧自由基的能力超过
SOD[5]。从图2可以看出:单施氮肥的处理2在5个
时期丹参素的积累值最小(5.8%),处理2的基础上
施用磷肥的处理5,丹参素的积累值5.99%,这两个
处理的丹参素积累值均比对照的积累值(7.46%)
小。单施用磷肥的处理3积累值为7.6%,在单施磷
肥的基础上施用中度氮肥的处理6,丹参素积累值
达最大为8.14%。这种变化趋势可以说明:施用氮
肥不利于丹参素的积累,施用磷肥有利于丹参素的
积累,而且施用磷肥可以减缓施氮所造成的丹参素
质量分数下降。
2.2 氮、磷与丹参酮ⅡA积累:采用加权平均和的
方法对丹参酮1IA的积累值做图,图3为不同时期
各处理的丹参酮ⅡA的积累图,图4为不同处理各
时期的丹参酮ⅡA的积累图,从图3可以看出,处理
3的丹参酮ⅡA7个时期的积累值最大为2.63%,表
现了磷对丹参酮ⅡA的正效应。其次是对照
l一处理1 2-处理23-处理3
1-treatment1 2一treatment2
5一treatment5 6一treatment6
4一处理4 5一处理56-处理6
3—-treatment3 4—-treatment4
图1不同时期各处理丹参素积累动态
Fig.1Accumulationofdanshensuu dert eatmentsof
nitrogenandphosphorusindifferentp riods
图2不同处理各时期丹参索积累动态
Fig.2Accumulationofdanshensuu dert eatmentsof
nitrogenandphosphorusindifferentp riods
(2.41%),施用氮肥的各处理的丹参酮ⅡA的积累
值均较对照小,其中处理2丹参酮ⅡA的积累值为
1.87%,处理5为1.9%,处理6为2.16%,处理4
为2.25%。从图中可以看出随着施氮增加丹参酮
ⅡA的积累值有逐渐减小的趋势。另外,在处理2的
基础上施用磷肥的处理5,丹参酮ⅡA的积累值高于
处理2。这种变化趋势可以说明,施用氮肥不利于丹
参酮ⅡA的积累,施用磷肥有利于丹参酮11A的积
累,施用磷肥可以缓解施氮所造成的丹参酮ⅡA的
下降。从图4可以看出,丹参酮ⅡA的积累值在前期
稳步增加,在150d时丹参酮ⅡA积累值达最高
(2.4%),随后逐渐降低。
由此可见,丹参酮ⅡA增长最迅速的时期是90~
150d,此期正是开花盛期,根系尚未膨大,根据2001
年盆栽实验结果[2]:根直径的大小与丹参酮ⅡA的质量
分数呈负相关。丹参酮ⅡA分布于根的表皮细胞n]。开
花前期,根系尚未膨大,单位质量的根表皮面积相对较
大,所以丹参酮IIA的质量分数高。以后随着根系膨大
生长,丹参酮ⅡA的质量分数逐渐降低。
万方数据
·758· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第5期2005年5月
图3氮、磷不同时期各处理丹参酮Ⅱ。积累动态
Fig.3Accumulationof anshinonIIAundertreatments
ofnitrogenandphosphorusindifferentp riods
l处理12-处理23-处理3
1-treatment1 2一treatment2
5一treatment5 6-treatment6
4处理45一处理5 6处理6
3——treatment3 4——treatment4
图5氮、磷不同处理各时期根干重积累值比较
Fig.5Comparisonofdryrootweightundert eatments
ofnitrogenandphosphorusindifferentp riods
肥的处理(处理5)根干重增加较显著,从而表现了
氮磷配施对产量形成的正面效应。
2.4氮、磷与叶绿素:从图6可以看出不同处理不
同时期叶绿素的质量分数。叶绿素1是7月中旬测
定值,叶绿素2是8月末测定值,处理2和处理5、6
叶色浓绿,叶绿素质量分数较高,表现施氮肥叶绿素
增加,从而促进了光合作用,致使干物质增加迅速。
从不同时期来看,7月份均比8月份的高,7~8月是
种子成熟期一根系膨大的过渡阶段,此期所耗的营
养较多。结合去年的盆栽实验结果[2],可以得出:种
子成熟一根系膨大的过渡期是丹参需肥的临界期,
此期施肥最有效。
图4氮磷不同处理各时期丹参酮Ⅱa积累动态
Fig.4Accumulationof anshinon
il
Aundert eatments
ofnitrogenandphosphorusindifferentp riods
丹参的地上部分生长高峰期出现在7月份即
120d左右,丹参素和丹参酮ⅡA的积累高峰期(150
d左右)晚于生长高峰期。丹参的这种生长高峰与次
生代谢物的积累高峰不一致的原因可能是:丹参素
和丹参酮ⅡA均属次生代谢产物,从植物次生代谢
物的生源发生和生物合成途径来看,初生代谢的一
些关键中间产物是次生代谢的起始。不少实验证
图6各处理叶绿素质量分数EE较
明嘲,次生代谢为初生代谢所调控,次生代谢的高峰
Fig.6Comparisonofchlorophyllcontentu der
期晚于初生代谢的高峰期,从能量代谢的角度来看, nitrogenandphosphorustreatments
初生代谢是植物获得能量的代谢,次生代谢是植物 2.5 小区产量分析:将丹参根干重归类平均,运用
释放能量的代谢,植物释放能量的代谢晚于获得能DPS数据处理系统进行分析,得丹参对氮、磷施肥
量的代谢。 水平的肥效反应模式。肥效反应的数学模式采用二
2.3氮、磷与丹参生长发育动态:从图5可以看出 次多项式。
不同处理根干重积累规律。不同施肥处理根千重较 Y=b。+b,X,+b。X。+b。x,X:+b。X,2+b。X:z
对照都有不同程度的增加,施用氮肥(处理2)有利 式中X。代表N(kg/hm2),X。代表P20;(kg/hmz),b,(净
于根干重的积累,在此氮肥施用量的基础上配施磷 1、2⋯⋯5)为回归系数,y代表每公顷丹参根干重
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第5期2005年5月·759·
根据试验结果,求得丹参的肥效反应方程如下。
y=4321.08+519.39X1+56.64X2—532.81X1×
Xl+259.12X2XX2—93.36Xl×X2,r一0.9999
表2说明各处理间的差异达极显著水平;因此
对肥料间做了SSR分析见表3,从表中可以看出,施
用氮肥的(处理5、2、6、4)产量与未施用氮肥的处理
(处理3、处理1)间的差异达显著水平,说明氮肥对
产量的正效应。但并不是氮肥施用量越多越好。从
上面的肥效反应模型的系数可以分析出:施用氮肥
过多将会产生负面影响。施用磷肥能起到增产的作
用,但是它的回归系数较小,增产幅度不大。
表2产量方差分析
Table2 Varianceanalysisofyield
变异误差 自由度 平方和 均方 F测验 P
处理间 5 18572.83 714.6 9.0 <0.01
试验误差 12 4945.4 412.1
总变异 17 23518.1
表3不同肥料处理产量的SSR比较
Table3 ComparisonofSSRonyieldsindifferent
fertilizertr atments
采用新复极差进行多重比较,同行中字母相同的表示差异不显
著,字母不同者表示差异显著
Samel tterinacolumnmeansodifference,differentletterin
acolumnmeansgreatdifferencebymulti—comparisonofnewSSR
3讨论
3.1丹参是苗期极为忌氮的植物,且氮对丹参素及
丹参酮ⅡA的积累表现了负面效应,随施氮量的增
加,丹参素及丹参酮ⅡA的质量分数逐渐减小。磷肥
对于丹参素和丹参酮ⅡA的积累表现正效应。施用
磷肥可以缓解施氮造成的丹参素和丹参酮ⅡA质量
分数的下降。
3.2不同时期各处理丹参素的积累动态,表现在150
d时丹参素的积累值最高,然后在170d质量分数下
降,200d的时候又升高,随后又降低,直至收获。
3.3 丹参酮ⅡA前期的积累值稳步增加,150d时
达到最大,随后逐渐降低。
3.4对于产量构成来说,氮肥表现了大幅度的增产
趋势,以氮、磷配施增产效果显著。
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当归熟地育苗试验研究
赵庆芳,马世荣,马瑞君,陈学林,曾小英
(西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州 730070)

当归Angelicasinensis(Oliv.)Diels是伞形科
当归属一种多年生草本植物,其根是我国常用名贵
中药材之一,有活血、养血、调经、止痛等作用。当归
在我国栽培历史悠久,其中以甘肃岷县当归的品质
最好,产量最高,占全国年产量的90%以上;由于传
统栽培以“生荒地育苗移栽”为主,每年砍林垦荒,严
重破坏了产区的天然植被,对野生生物资源和生态
环境的保护非常不利[1“]。为改变传统育苗方式,从
2001年6月一2003年10月,在当归主要育苗产区
漳县石川乡川地及阴坡山地进行了当归熟地育苗以
及移栽试验。
1材料与方法
收稿日期:2004—05—25
基金项目:甘肃省自然科学基金资助项目(ZS021一A25—050一N);甘肃省环保局资助项目(GH2001—12)
作者简介:赵庆芳(1962一),女,山东莱芜市人,副教授,毕业于四川大学,在读博士,主要从事植物生理生态学研究。
Tel:(0931)7971414E—mail:Zhaoqingfan92001@yahoo.eom.cn
万方数据
氮、磷对丹参生长及丹参素和丹参酮ⅡA积累规律研究
作者: 韩建萍, 梁宗锁, HAN Jian-ping, LIANG Zong-suo
作者单位: 韩建萍,HAN Jian-ping(中国科学院、水利部水土保持研究所,陕西,杨凌,712100;北京师范
大学资源学院资源药物与中药资源研究所,北京 100875), 梁宗锁,LIANG Zong-suo(中国科
学院、水利部水土保持研究所,陕西,杨凌,712100)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2005,36(5)
被引用次数: 8次

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