锌、铜配施对宁夏枸杞有效成分及微量元素积累的影响

2015-12-18王晓菁牛艳王彩艳石欣刘元柏

湖北农业科学 2015年22期

王晓菁　牛艳　王彩艳　石欣　刘元柏

摘要：为了全面地比较不同浓度锌、铜微肥配施对宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）中有效成分及微量元素含量积累的影响，促进枸杞合理使用微肥，以宁杞1号（L. barbarum cv. Ningqi No.1）为材料，选取中宁、银川园林场两地，在枸杞叶面喷施不同浓度的硫酸锌、硫酸铜进行试验，利用高效液相色谱仪、原子吸收分光光度计进行宁夏枸杞有效成分及微量元素的定量分析。结果表明，在设定的锌、铜配施浓度范围内，试验两地枸杞有效成分及微量元素积累的趋势基本一致，呈现随着浓度的增加，枸杞有效成分及微量元素均有显著的提高，达到一定量后，则随着浓度的增加其积累量呈下降趋势，最终确定出锌、铜微肥适宜的配施浓度为锌0.10%、铜0.03%。

关键词：宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）；微肥；有效成分；微量元素；积累

中图分类号：S567.1+9；S143.7+2；R284.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）22-5652-05

Abstract： In order to fully study the effects of Zn and Cu on effective component enrichment and trace elements absorption rules of Lycium barbarum L. and promote the safety， using L. barbarum cv. Ningqi No.7 as the material， Zn and Cu trace element fertilizer were sprayed through leaf in two garden field of Zhongning and Yinchuan. Atomic absorption and HPLC method were developed for quantitative analysis. The results showed that in the settings of Zn and Cu concentration in application scope， the accumulation trend in the two garden field are basically the same. With the increase of Zn and Cu concentration， the content of effective components and trace elements in Chinese wolfberry obviously was improved firstly and then decreased after reaching the peak. Ultimately， it was determined that the suitable spraying concentration of Zn， Cu fertilizer was Zn 0.10% and Cu 0.03%.

Key words： Lycium barbarum L.； trace element fertilizer； effective component； trace elements； accumulation

寧夏枸杞（Lycium barbarum L.）系茄科（Solanaceae）枸杞属（Lycium L.）植物，栽培历史悠久，是中国西部地区最具特色的农产品之一[1]。枸杞有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血脂、降血糖、免疫调节等功能[2]，枸杞的这些药用功能与其所具有的枸杞多糖、甜菜碱、黄酮类物质等密切相关[3]。对于中药材而言，其内的微量元素不仅可以促进植物的生长发育，还是有效成分的构成因子，能够影响有效成分的形成和积累[4]。目前针对外源微量元素肥料配合常规肥料施用，从而对枸杞中的主要有效成分多糖、甜菜碱、黄酮类物质以及枸杞体内相应内源微量元素含量积累的影响研究还未见报道。因此，以不同浓度锌、铜微量元素肥料对枸杞进行配施处理，研究枸杞果实内的有效成分、微量元素的含量积累与锌、铜配施之间的相关性，从而可避免微量元素的盲目使用对枸杞的质量安全造成的负面影响，进而为枸杞栽培中合理配施锌、铜微量元素肥料提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

2013年在宁夏回族自治区中宁县、银川市园林场枸杞种植基地设点进行试验，枸杞品种为宁杞1号（L. barbarum cv.Ningqi No.1），由宁夏农林科学院提供；微量元素肥料锌为硫酸锌、铜为硫酸铜，都来自天津光复科技发展有限公司。仪器主要有Waters e2695高效液相色谱仪（配2489紫外检测器，美国沃特世公司）；220FS原子吸收分光光度计（美国瓦里安仪器公司）；T18basic型匀浆机（德国IKA 公司）；AL204电子天平（瑞士METTLER TOLEDO公司）；LXJ-64-01高速离心机（北京医疗仪器修理厂）；DS-2510超声波清洗仪（上海生析超声仪器有限公司）；纯水机（美国Millipore公司）；U-3900紫外可见分光光度计（日本日立公司）；DZKW电热恒温水浴锅（上海科恒实业发展有限公司）。

1.2 处理

试验设置9个微肥处理，分别为处理1：锌0.05%+铜0.03%；处理2：锌0.05%+铜0.05%；处理3：锌0.05%+铜0.10%；处理4：锌0.10%+铜0.03%；处理5：锌0.10%+铜0.05%；处理6：锌0.10%+铜0.10%；处理7：锌0.20%+铜0.03%；处理8：锌0.20%+铜0.05%；处理9：锌0.20%+铜0.10%。

1.3 方法

2013年和2014年喷施微肥前，分别对2个试验点进行试验地土壤肥力状况测试，得到2个试验点的土壤理化性状，测试结果显示，两地的土壤肥力基本接近，具体见表1。2014年5月下旬开始喷施微肥，共喷施4次，每次喷施间隔10 d，于最后一次喷施处理后3 d采摘成熟的枸杞鲜果，每个点随机取样，重复3次，同时采摘对照的枸杞鲜果。鲜果带回实验室进行多糖、甜菜碱、黄酮、锌、锰、铜、铁含量的测定。枸杞多糖采用硫酸-苯酚比色法测定[5]，枸杞甜菜碱、黄酮类物质采用高效液相色谱法（紫外检测器）检测[6]，锌、锰、铜、铁等微量元素采用原子吸收分光度法测定[7]。

1.4 数据分析

试验所得数据采用Microsoft Office Excel 2007软件进行处理并作图，用SPSS 16.0软件进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 枸杞中甜菜碱、黄酮含量的测定

利用高效液相色谱仪配紫外检测器进行面积外标法测定枸杞鲜果的黄酮、甜菜碱峰面积，通过制作的标准曲线，计算出黄酮、甜菜碱的含量，得到的图谱见图1。图1-b中的3.643 min处为黄酮、图1-d中的8.208 min处为甜菜碱。

2.2 不同浓度锌、铜微肥处理对枸杞鲜果中有效成分积累的影响

对2个试验点采摘的枸杞鲜果样品在15 000 r/min转速下高速匀浆，使样品充分粉碎混匀，然后分别进行各项指标检测，结果中宁县试验点各浓度锌、铜微肥处理后对枸杞鲜果中有效成分、微量元素含量的影响情况见表2，银川市园林场试验点各浓度锌、铜微肥处理后对枸杞鮮果中有效成分、微量元素含量的影响见表3。不同浓度锌、铜微肥处理后枸杞鲜果有效成分及微量元素积累情况见图2。从表2、表3、图2看出，与对照相比，锌、铜微肥配施对枸杞有效成分及微量元素的积累有一定的影响。在锌、铜配施浓度范围内，随着浓度的增加，黄酮的积累量逐渐增加，当浓度达到锌0.10%、铜0.03%时，黄酮的积累量达到次高水平的10.357 mg/100g（中宁），此后则随着浓度的增加其积累量呈下降趋势。锌0.10%、铜0.03%配施对多糖的积累影响也很明显，此时多糖积累量达到次高水平的0.630 g/100 g（银川），以后随着浓度的增加其积累量呈下降升高的趋势。锌、铜配施对甜菜碱的积累有一定的影响，在喷施浓度范围内，随着浓度的增加，甜菜碱的积累量逐渐降低，在锌0.05%、铜0.03%浓度时，甜菜碱的积累量达到最高，为0.198 g/100 g（中宁），此后则随着浓度的增加其积累量呈下降趋势；锌、铜微肥配施对铁、锰2种元素的积累影响不明显，在喷施浓度范围内，2种元素的量有一定的变化，在锌0.10%、铜0.03%浓度时，积累量达到较高的水平（中宁）。喷施锌、铜微肥对枸杞的内源微量元素锌、铜的积累非常明显，当喷施浓度达到锌0.20%时、铜0.10%，锌、铜的积累也达到最高的水平（中宁），此后则随着浓度的增加其积累量呈下降趋势，而且中宁、银川两地积累的趋势基本一致。

总体而言，施用不同浓度锌、铜微肥后可明显提高枸杞的有效成分、微量元素的含量。以中宁试验点为例，锌0.05%+铜0.03%处理的枸杞黄酮、甜菜碱含量最高，分别达到了10.693、0.180 mg/100g；锌0.05%+铜0.05 %处理的枸杞多糖、锰元素含量最高，分别达到了0.774 g/100 g、2.157 mg/kg；锌0.20%+铜0.05%处理的铁元素含量最高，达到了10.483 mg/kg；锌0.20%+铜0.10%处理的锌、铜元素含量最高，分别达到了7.297、5.147 mg/kg。综合中宁和银川2个试验点的测试结果，结合枸杞中有效成分与内源微量元素（锌、锰、铜、铁）的积累量、微量元素对植物的作用以及施用微肥的成本控制等因素，可以确定锌、铜微肥适宜的喷施浓度为锌0.10%、铜0.03%。

3 小结与讨论

1）高效液相色谱方法测定宁夏枸杞中黄酮、甜菜碱含量，方法简单、耗时少、准确度高。对有标准品的枸杞样品及制剂的质量控制十分有效。

2）施用不同浓度锌、铜微肥后可明显提高枸杞有效成分及内源微量元素的含量，表明不同浓度锌、铜微肥配施对枸杞有效成分及内源微量元素的积累有促进作用。

3）结合中宁和银川2个试验点的结果，考虑枸杞中有效成分与内源微量元素（锌、锰、铜、铁）的积累量、微量元素对植物的作用以及施用微肥的成本控制等因素，确定锌、铜微肥适宜的喷施浓度为锌0.10%、铜0.03%。

徐继振等[8]在党参[Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.]栽培试验中，发现硫酸锌对多糖含量的正效应最大，锌、锰肥对醇浸出物和蛋白质含量影响较大，施用锰、锌、钼等微肥不仅能有效地提高党参的产量和品级，而且不改变药材的有效成分。施铜可以提高玉米（Zea mays L.）叶片的光合作用能力，促进植株生长发育进程，增强抗逆能力，最终对获取玉米高产具有良好影响[9]。铜、锌配施可以极显著的增加冬小麦（Triticum aestivum L.）干物质积累量并促进其向子粒中运输，从而使成熟提前，产量增加[10]。西洋参（Panax quiquefolium L.）在适宜浓度的硒肥作用下能促进根系发育和干物质积累，但浓度高则表现出抑制作用[11]。微量元素及其含量过多会产生毒害，过少又发挥不了作用，都将影响药材的品级与药效[12]。宁夏枸杞对微量元素的吸收积累也符合必需元素对生物体效应的生物剂量规律，即在适宜浓度范围内，喷施浓度越高，枸杞有效成分及内源微量元素的积累作用越强；达到一定程度时，积累量呈下降趋势。施用不同浓度锌、铜微肥后可明显提高枸杞有效成分及内源微量元素的含量，表明不同浓度锌、铜微肥配施对枸杞有效成分及内源微量元素的积累有促进作用。该结果对于合理施用微肥具有指导意义，以避免盲目过量施用。

参考文献：

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[3] 李泓.枸杞及其有效成分的药理学研究进展[J].中草药，1995，26（9）：490-497.

[4] 罗炳锵.中药微量元素的作用[J].中药材，1990，13（2）：41-44.

[5] GB/T 18672-2002，枸杞子[S].

[6] 王晓菁，吴燕，王黎明.固相萃取-高效液相色谱法测定枸杞中的甜菜碱[J].食品科学，2010，31（8）：199-201.

[7] GB/T 5009-2003，食品卫生检验方法[S].

[8] 徐继振，刘效瑞，赵荣.钼锌锰铁在党参栽培中的应用效果[J].中药材，1996，19（1）：1-3.

[9] 佟屏亚，凌碧莹，高富兰，等.铜肥对玉米生长发育和产量构成影响的研究[J].北京农业科学，1995，13（2）：36-39.

[10] 裴雪霞，党建友，吴俊兰.冬小麦锰、锌、铜营养研究现状[J].小麦研究，2000，21（2）：28-29.

[11] 胡炳义，任富成，刘铁城.硒素对西洋参生长的影响[J].中药材，1994，17（11）：7-8.