全 文 ：广 西 植 物 Guihaia　Jul．２０１４,３４(４):５５７－５６０　　　　　　　　　　 http://journal．gxzw．gxib．cn　
DOI:１０．３９６９/j．issn．１０００Ｇ３１４２．２０１４．０４．０２５
简在友,孟丽,许桂芳,等．红花对土壤矿质元素的吸收和积累[J]．广西植物,２０１４,３４(４):５５７－５６０
JianZY,MengL,XuGF,etal．AnalysisonmineralelementsabsorptionandaccumulationinCarthamustinctoricus[J]．Guihaia,２０１４,３４(４):５５７－５６０
红花对土壤矿质元素的吸收和积累
简在友,孟　丽∗,许桂芳,宋琳琳,陈红芝,胡喜巧,成元刚
(河南科技学院,河南 新乡４５３００３)
摘　要:采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPＧAES)检测红花不同部位和时期以及栽培土壤中 K、
Ca、Na、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn、Cr、Cd、Pb、Ba、Ni和Al元素的含量.结果表明:红花各部位矿质元素含量差异明
显.在红花各不同部位中K、Fe、Zn元素在幼苗中含量最高,Ca、Mg元素在成熟叶中含量最高,Cu元素在种
子中含量最高;而K和Ca元素在种子中含量最低,Mg、Fe、Cu和Zn元素分别在花、茎、成熟叶和茎中含量最
低.红花的幼苗和花对K元素吸收积累明显,幼苗和种子对Cu元素吸收积累明显,Ca元素在成熟叶中积累
较多,相应元素含量远比土壤中相应的元素含量高.红花对土壤不同矿质元素的吸收利用差异较大,在长期
栽培红花的土壤中应注意对吸收利用多的元素结合施肥进行补充.
关键词:原子发射光谱法;红花;矿质元素
中图分类号:Q９４８．１　　文献标识码:A　　文章编号:１０００Ｇ３１４２(２０１４)０４Ｇ０５５７Ｇ０４
Analysisonmineralelementsabsorptionand
accumulationinCarthamustinctoricus
JIANZaiＧYou,MENGLi∗,XUGuiＧFang,SONGLinＧLin,
CHENHongＧZhi,HUXiＧQiao,CHENGYuanＧGang
(HenanInstituteofScienceandTechnology,Xinxiang４５３００３,China)
Abstract:ThecontentsofK、Ca、NaandsoonindifferentpartsofCarthamustinctoricusandtherhizospheresoil
weredeterminedbyICPＧAEStechniquetostudythelawofmineralelementsabsorptionandaccumulationinthe
plant．TheresultsindicatedthatthecontentsofK、FeandZninseedlingsarehigherthanthatinotherpartsofplant,
thecontentsofCaandMginmatureleavesarehigherthanthatinotherpartsofplant,thecontentofCuinseedsis
highestinalCucontentsindiferentpartsoftheplant．KandCainseedsarelessthantheseinotherpartsofplant．
Mg,Fe,CuandZnwererespectivelyleastinflower,stem,matureleavesandstem．Therefore,KmarkedlyaccumuＧ
latesinseedlingandflower,Cuisobviouslyabsorbedinseedlingandseeds,Camostlyaccumulatesinmatureleaves．
ThereareobviousdiferencesintheabsorptionofthesemineralelementsinC．tinctoricus．Thesemineralelements
thatareabsorbedmuchshouldbecomplementedasfertilizerwhenplantC．tinctoricus．
Keywords:ICPＧAES;Carthamustinctoricus;mineralelement
　　红花(Carthamustinctoricus)为菊科(ComＧ
posieae)红花属(Carthamus)植物,又名草红花,为
１~２年生草本植物(中国植物志,１９７９).红花是一
种用途广泛、油药兼用的经济作物,花冠及种子均可
入药,花具有治血通经、祛瘀止痛的作用,对高血压、
冠心病也有很好的疗效(中国药典,２００５版);种子
收稿日期:２０１４Ｇ０１Ｇ０４　　修回日期:２０１４Ｇ０６Ｇ１９
基金项目:河南省科技攻关项目(１１２１０２３１００１８)
作者简介:简在友(１９７３Ｇ),男,河南淮滨人,博士,副教授,主要从事植物学、药用植物学的教学和科研工作,(EＧmial)jian１９７３２００４＠１２６．com.
∗通讯作者:孟丽,教授,主要从事植物学教学和科研工作,(EＧmial)histml＠１６３．com.
油含有丰富的亚油酸,是品质很高的食用油(杨玉霞
等,２００８).一些微量元素也是红花的药效成分,这
些微量元素在红花体内可以逐渐累积(胡雪梅等,
２００３;董顺福等,２００８;王慧琴等,２００６).为了研究
红花对矿质元素的吸收利用和积累规律,我们采用
电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPＧAES)法检
测分析了红花不同部位和时期以及栽培土壤中的矿
质元素含量,旨在为红花药材质量评价及红花栽培
管理提供科学依据.
１　材料与方法
１．１仪器和试剂
仪器:Optima２１００DV电感耦合等离子体发射
光谱仪(ICP)(美国PerkinElmer公司生产);电热
板;聚四氟乙烯坩埚;电子天平(精度０．１mg).试
剂:硝酸(AR);HF;高氯酸;K、Ca、Na、Mg、Fe、Cu、
Zn、Mn、Cr、Cd、Pb、Ba、Ni和Al的光谱纯试剂.
１．２试验材料
红花各部位材料于２０１０年３－７月采自卫辉市
安都乡红花种植基地(N２５．４６,E１１４．６１)(表１),其
中幼苗指莲座期红花叶片,成熟叶指红花起苔后的
植株下部叶.试验材料从随机选取的３０棵以上植
株上采集,每种材料干燥、粉碎并混合后作为样品.
土壤样品为红花５~２０cm深的根际土壤混合而成.
１．３测定方法
１．３．１样品预处理　土壤样品预处理:土壤干燥至恒
重后研碎并过０．１５mm尼龙筛,然后精密称取０．１g
土壤粉末加到３０mL的聚四氟乙烯坩埚中,用重蒸
水湿润后加入７mL氢氟酸和１mL浓硝酸,在电热
板上消煮蒸发至将干时取下坩埚停止加热,冷却后
沿坩埚内壁再加入５mL氢氟酸并继续消煮,及溶
液近干时停止加热,冷却后加入２mL高氯酸,继续
消煮至不再有白烟且残渣为均匀的浅色,取下坩埚
并向其中加入１mL５０％的硝酸,再次加热溶解残
渣至溶液完全澄清.最后溶液定容至２５mL后并
转移到聚乙烯小瓶中,０．４５μm滤膜过滤.
植物材料样品预处理:样品干燥至恒重后粉碎
并过０．１５mm尼龙筛,然后精密称取０．２g药材粉
末加到５０mL的锥形瓶中,加入浓硝酸１０mL,盖
上小漏斗并在电热板上低温加热３０min,冷却后再
加２mL高氯酸(６０％),低温加热使瓶内白烟逐渐
消失,在溶液呈无色透明约有１mL时停止加热,冷
却后溶液定容至２５mL,０．４５μm滤膜过滤.
以上每种试验材料重复制备６份样品液,作为
６次重复.
１．３．２标准曲线的绘制　分别配制０(５％的硝酸)、
０．５、１、２、４、８mg􀅰LＧ１的光谱纯K、Na、Ca、Mg、Fe、
Cu、Zn、Mn、Cr、Cd、Pb、Ba、Ni和 Al溶液,用ICP
光谱仪测定各种元素不同浓度的吸收值并绘制各元
素标准曲线.ICP光谱仪工作条件参数:射频功率
１．３KW;冷却气速率１５L􀅰minＧ１;辅助气速率０．２
L􀅰minＧ１;雾化器速率０．８L􀅰minＧ１;样品提升速度
１．５ml􀅰minＧ１.分析得出各元素每一浓度下检测值
的SD值都在２％以下,所有测定元素标准曲线的R
值都在０．９９９６以上.
１．３．３矿质元素检测　用ICP光谱仪在与绘制标准
曲线相同的工作条件下测定各样品溶液中各元素的
吸收值,再根据标准曲线计算出各个样品中相应元
素的含量.样品的分析检测由河南科技学院实验中
心完成.
２　结果与分析
２．１红花各部位或时期矿质元素含量分析
ICPＧAES法检测红花各部位矿质元素含量结
果见表１.从检测分析结果看,红花各部位矿质元
素含量差异较大.
经过对检测结果的方差分析,结果表明多种元
素含量在红花各部位之间差异显著,检测数据的多
重比较结果见表２.
就红花不同部位或时期来说,Fe元素在红花幼
苗中的含量明显高于其它部位或时期的含量,在茎
和花中的含量较低.Ca在红花成熟叶中含量最高,
其次是在幼苗中的含量,在种子中的含量最低.Mg
也是在红花成熟叶中含量最高,其次是在幼苗中的
含量,但在花中含量最低,表明 Mg在光合作用强的
部位含量高.K在红花幼苗中含量最高,其次是在
花中的含量,在茎中含量最低.重金属Cr在红花幼
苗中含量最高,在茎中含量最低,虽然Cr在红花多
种部位或时期的含量差异显著,但这些差异不是很
大,且都远比Cr在土壤中的含量低.Pb只在红花
成熟叶中检测到含量,在其它部位及土壤中都没检
测到含量.
８５５ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３４卷
表１　红花土壤及各部位矿质元素平均含量 (单位:μg􀅰gＧ１;±后面为标准差)
Table１　Theaveragecontentsofmineralelementsinthesoilanddifferent
partsofC．tinctoricus(average±SD;unit:μg􀅰gＧ１)
元素
Element
检测波长
Wavelength
检测下限
Limit
土壤
Soil
幼苗
Seedling
成熟叶
Leaf
茎
Stem
花
Flower
种子
Seed
Cu ３２４．７７５ ０．００５４ ２３．８±４．６ ３４．１±０．７８ ７．４５±０．３８ ８．４７±０．２８ ２２．６±０．８７ ６６．９±１９
Fe ２５９．９５５ ０．００６２ ３２０８４±７６０ １１７４±４１ ５８６±１４１ １４３±１１ ２７７±１２ ３５３±８．９
Mn ２５７．６１ ０．００１４ ５７５±１１ ４４．２±１１ ６３．１±０．９１ ８．２２±０．２７ ２１．３±１．４ １３．６±０．８９
Ca﹡ ３１７．９５２ ０．０１ ２９７９４±７９１ ８８５５±２８３ ３９６５７±６４０ ６７２４±８０ ５０８４±２８６ ２１７５±１３４
Mg ２７９．０９４ ０．０３ １１６８８±３１３ ７６４１±１７６ １０９４１±２２８ ２０２２±６７ １３６２±５５ ２１２６±４５
Cr∗ ２６７．７３５ ０．０７１ ６６．８±３．０ ２２．２±１．６ １５．５±２．０ １１．８±０．７１ １３．４９±１．０ １２．３２±０．６７
K ７６６．５１４ １．５０ １９３３９±４９８ ３４２９７±７７９ １４６０５±４１０ １０８３１±３６１ ２７３５５±６４８ ５９０５±１３３
Na ５８９．６２ ０．０６９ １１９４０±３４３ ８００９±１６８ １１１０±１２５ ２３０１±１７１ ５２２±１０ ７１４±１７０
Zn ２１３．８７ ０．００１８ １８０±１７ １２７±８．４ ３８．３±１．８ ２９．２±１．１ ５７．６±４．７ ８４．０±１２
Al ３９６．１７５ ０．０２８ ７１０４７±１６８４ ７９０±５３ ５３９±５４ ５３４±８４ ２１２±１３ １８１±７９
Ba ４５５．４２９ ０．００１３ ５１３±１６ ２４．０±０．２５ ２４．３±１．３ ２３．９±４．１ １４．０±０．４８ ７．２１±１．０
Pb ２２０．３６６ ０．００４２ — — １．８４±０．８２ — — —
Ni ２３１．６１８ ０．０１５ ２８．９±０．８９ — — — — —
Cd ２２６．５１５ ０．００３４ — — — — — —
　注:∗表示R值为０．９９９６,其它R值都为０．９９９９;“—”表示在检测限以下;检测下限为样品液中的相应元素含量.
　Note:∗showsthatthevalueofRis０．９９９６,thevaluesofotherare０．９９９９;“—”showsthatthecontentisbelowthelowerlimit;Thelowerlimitisdetermined
inliquidsample．
表２　红花土壤及各部位矿质元素平均
含量的多重比较 (LSD法)
Table２　MultiＧcompareofmineralelementsthecontents
inthesoilanddifferentpartsofC．tinctoricus
部位Part Cu Fe Mn Ca Mg Cr K Na Zn Al Ba
土壤Soil c a a b a a c a a a a
幼苗Seedling b b b c c b a b b b b
成熟叶Leaf d c c a b c d d e bc b
茎Stem d e e d d d e c f bc b
花Flower c de d e e d b e d c c
种子Seed a d e f d d f e c c d
　注:不同的字母表示相互之间差异显著;Pb、Ni和Cd在多数部位没测出,
因此没做多重比较.
　Note:Thedifferentlettersshowsignificantlydifferences．Thecontentsof
Pb、NiandCdwerenotanalyzed．
２．２红花不同部位或时期对矿质元素的吸收与积累
通过比较红花各部位或时期矿质元素含量与土
壤中相应矿质元素含量(表３),发现红花种子和幼
苗中的Cu含量明显高于土壤中的Cu含量,尤其是
种子中的Cu含量达到土壤中Cu含量的２．８倍,花
中的Cu含量也接近土壤中的Cu含量,表明红花种
子等部位对Cu有很高累积作用.红花成熟叶中Ca
的含量明显高于土壤中Ca含量,其它部位或生长
时期的Ca含量都远比土壤中Ca含量低,说明Ca
能够积累在红花成熟叶中.红花成熟叶中的 Mg含
量也接近土壤中 Mg含量,在红花所有部位的 Mg
含量中最高.红花幼苗和花中的 K含量都高于土
壤中K含量,表明红花幼苗期和花期对K肥需求量
大.此外,虽然在红花生长土壤中没有检测出Pb,
但在红花成熟叶中检测到了少量的Pb,这些Pb可
能来自大气粉尘等污染物.
３　讨论与结论
３．１讨论
红花不同部位的矿质元素含量差异明显.作为
药材的花中 K含量不仅是花中所测矿质元素含量
最高的,而且是红花各部位K含量中较高的.对一
些疾病有疗效的微量元素Zn含量在花中也较高.
K在人体内维持细胞的内外渗透平衡,维持神经细
胞膜的生物兴奋性,传递信息.Cu是血红蛋白的活
化剂,Cu元素可以防止动脉壁的弹力纤维胶原降
解,保护血管壁内膜的完整性,阻止动脉粥样硬化的
发生和发展,体内Cu缺乏会引起心肌细胞氧化代
谢紊乱,诱发动脉硬化(董顺福等,２００８;萨嘎拉等,
２００８).红花种子不仅可以作为药材(红花子、白平
子),也可榨取食用油.红花的花中Cu含量既远高
于红花其它部位Cu的含量,也明显比土壤中Cu含
量高,表明红花种子对Cu有很强的累积作用.因
此在评价红花药材质量和道地性时可把这些元素考
虑作为评价指标(王慧琴等,２００６),在红花栽培时也
应考虑肥料中这些元素的补充.红花幼苗是冬春季
９５５４期　　　　　　　　　　　简在友等:红花对土壤矿质元素的吸收和积累
表３　红花各部位矿质元素含量与土壤中相应矿质元素含量比值
Table３　TheratesofmineralelementsthecontentsindifferentpartsofC．tinctoricustothatinthesoil
元素Element Cu Fe Mn Ca Mg Cr K Na Zn Al Ba Ni
土壤Soil １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １
幼苗Seedling １．４３０ ０．０３７ ０．０７７ ０．２９７ ０．６５４ ０．３３２ １．７７３ ０．６７１ ０．７０３ ０．０１１ ０．０４７ ０
成熟叶Leaf ０．３１３ ０．０１８ ０．１１０ １．３３１ ０．９３６ ０．２３３ ０．７５５ ０．０９３ ０．２１３ ０．００８ ０．０４７ ０
茎Stem ０．３５６ ０．００４ ０．０１４ ０．２２６ ０．１７３ ０．１７７ ０．５６０ ０．１９３ ０．１６２ ０．００８ ０．０４７ ０
花Flower ０．９４８ ０．００９ ０．０３７ ０．１７１ ０．１１７ ０．２０２ １．４１４ ０．０４４ ０．３２０ ０．００３ ０．０２７ ０
种子Seed ２．８０９ ０．０１１ ０．０２４ ０．０７３ ０．１８２ ０．１８５ ０．３０５ ０．０６０ ０．４６６ ０．００３ ０．０１４ ０
节的时令蔬菜,含有丰富的黄酮、腺苷等药用成分,
可开发成保健食品和蔬菜(杨灿等,２００７).检测结
果表明红花幼苗中多种矿质元素含量高于红花其它
部位相应矿质元素含量,其中K和Cu含量比土壤
中K和Cu的含量还高,Zn、Na和 Mg的含量也接
近土壤中相应矿质元素含量,表明红花幼苗对这些
元素有较强的吸收和累积作用.Mg具有抗心率失
常作用,对急性缺血缺氧引起的严重室性快速心律
失常有明显的效果,Zn是胰岛素和许多酶的必要组
分和活性中心(胡雪梅等,２００３).因此红花幼苗作
为蔬菜具有很大的开发价值.
红花各部位矿质元素含量上的差异也反映出这
些元素在红花体内代谢和运输上的不同.K和Na
这些在红花体内容易运输(易溶解)的元素在红花幼
苗中的含量远比它们在红花成熟叶中的含量高;而
Ca和 Mg在红花成熟叶中的含量明显比它们在红
花幼苗中的含量高,也接近甚至高于土壤中相应元
素含量,这可能与它们在红花体内不易运输有关;红
花的花中Cu和K含量接近甚至高于它们在土壤中
含量,它们可能与红花的有性繁殖密切相关(刘凤玲
等,２００７).红花对Ca、Mg、K等元素吸收利用量较
大,在长期栽培红花的土壤中应注意补充(乜兰春
等,２００９).土壤中虽然有一定含量的Ni,但在红花
各部位都没有检测出Ni,表明红花对Ni不吸收;在
土壤中虽然没检测出Pb,但在红花成熟叶中检测出
少量的Pb,这些Pb可能是红花叶片从污染的空气
中吸收并积累的.
３．２结论
多种矿质元素在红花各部位含量差异明显,以
可溶性盐形态存在的矿质元素多在幼嫩器官中含量
高,易形成难溶性盐的矿质元素多在成熟或较老的
器官中含量高.红花对土壤不同矿质元素的吸收利
用差异也较大,在长期栽培红花的土壤中应注意对
吸收利用多的元素结合施肥进行补充.
参考文献:
ChinaPharmacopeiaCommission(国家药典委员会)．２００５．ChiＧ
nesePharmacopoeia(中国药典)．PartⅠ(第１部)[M]．Beijing
(北京):ChemicalIndustryPress(化学工业出版社):１０９
DongSF(董顺福),HanLQ(韩丽琴),ZhaoWX(赵文秀),etal．
２００８．AnalysisandstudyoftotalFlavoneandtraceelementin
Carthmustinctorius(中药红花总黄酮及微量元素含量的分析
研究)[J]．Spectroscopy&SpectralAnalysis(光谱学与光谱
分析),２８(１):２２５－２２７
EditorialCommitteeofChineseflora(中国植物志编辑委员会)．
１９７９．ChineseFlora(中国植物志)[M]．Beijing(北京):Science
Press(科学出版社),２７:３７－５９
HuXM(胡雪梅),TanGQ(谭光群),LiH(李晖)．２００３．DeterＧ
minationofmicroelementsinChineseherbalmedicineforcuring
Cardiovasculardisease(治疗心血管疾病中草药中微量元素的
测定)[J]．JSicUniv:EngSciEdit(四川大学学报􀅰工程科
学版),３５(１):１０９－１１１
LiuFL(刘凤玲),LiuJS(刘金山),FengQY(冯秋扬),etal．
２００７．Effectsofdifferentculturaltypesandconcentrationof
PandKinnutrientsulotionongrowthandanthesisof
Tageteserecta(不同栽培方式和营养液磷钾水平对万寿菊
生长和开花的影响)[J]．JInnerMongoliaAgricUniv(内
蒙古农业大学学报),２８(３):５０－５３
NieLC(乜兰春),MengQR孟庆荣(李英丽),LiYL(罗双霞),et
al．２００９．Studyonabsorptionpropertiesofmineralelementsof
Asparagus(芦笋矿质元素吸收特性研究)[J]．PlantNutr&
FertSci(植物营养与肥料学报),１５(５):１２３６－１２３９
Sagara(萨嘎拉),Zhaorigetu(照日格图),DongGL(董国良),et
al．２００８．Determinationofinorganicelementsinfivekindsof
MongoliamedicinesbyhighpressuresealedmicrowavedigesＧ
tionＧICPＧAES(高压密封微波消解ＧICPＧAES法测定五种蒙药
中无机元素)[J]．Spectrosc&SpectrAnal(光谱学与光谱分
析),２８(７):１６４５－１６４９
WangHuiＧQin(王慧琴),XieMY(谢明勇),YangMF(杨妙
峰),etal．２００６．EvaluationofthetraceelementsinSafflowＧ
erpetalsdeterminedbyICPＧMSusingfactorandclusteraＧ
nalysis(不同产地红花中微量元素的因子分析和聚类分析)
[J]．JXiamenUniv:NatSciEdit(厦门大学学报􀅰自然科
学版),４５(１):７２－７５
YangC(杨灿),ZhuJX(竺俊鑫),JianZY(简在友),etal．２００７．
PreliminaryresearchonSafflowersproutvegetable(红花芽菜的
研究初探)[J]．JAnhuiAgricSci(安徽农业科学),３５(１８):５
４２８－５５１８
YangYX(杨玉霞),WuW(吴卫),ZhengYL(郑有良),etal．２００８．
NutritionqualityanalyseofSaflowerseedmealsfromvariousvaＧ
rieties/lines(不同品种/系红花籽粕营养品质分析)[J]．JChin
Cereals&OilsAssoc(中国粮油学报),２３(４):１７４－１７８
０６５ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３４卷