四种微生物菌剂对老参地人参产量和质量的影响

2016-03-26董占梅杜立财程林杨利民

特产研究 2016年4期

董占梅，杜立财，程林，杨利民※

(1．吉林省公安厅物证鉴定中心，长春130051；2．吉林农业大学中药材学院，长春130118)

人参为五加科植物人参(PanaxginsengC.A.Mey.)的干燥根和根茎，是我国常用的传统名贵中药，具有大补元气、生津止渴、安神益智等功效[1]。吉林省东北山区是人参栽培的主产区，栽培面积大、产值高，人参产业是当地支柱产业之一[2]。但是，人参栽培忌地性强，连作障碍严重，制约了人参产业的发展[3～5]。而传统的化学农药防治等措施不但会对人参产品质量安全造成较大的农药残留隐患，而且严重破坏生态环境。目前，老参地改良措施主要有施用生物有机肥、生物制剂、轮作等方式[6]。其中，施加微生物菌剂具有增加有益菌数量、增强土壤肥力、促进作物生长等[7，8]优点，备受推崇。然而，关于微生物菌剂对老参地栽种人参的研究报道较少。为此，本试验研究了4种微生物菌剂对老参地人参产量和质量影响，旨在为老参地再利用提供理论和实践基础，最终实现老参地资源的可持续利用。

1　材料与方法

1.1　试验地概况、材料

试验地位于吉林省抚松县人参规范化栽培基地，海拔420m，年平均气温1.9℃～4.3℃，年降雨量760mm～830mm，属大陆性高山气候，全年日照2200h～2500h，无霜期130d，积雪期150d左右[9]。

益生元菌剂(山东京青农业科技有限公司)；哈茨木霉菌剂(美国拜沃股份有限公司)；“5406”菌剂(青岛地恩地生物科技有限公司)；多粘芽孢杆菌菌剂(山西省临沂市中晋化工有限公司)。

1.2　试验设计

以连续栽参4年的老参地为供试参床，以益生元菌剂(A)、哈茨木霉菌剂(B)、“5406”菌剂(C)、多粘芽孢杆菌菌剂(D)为供试菌剂。将每种菌剂设3个浓度，分别为200g/m2(A1)、400g/m2(A2)、600g/m2(A3)；5g/m2(B1)、8g/m2(B2)、10g/m2(B3)；25g/m2(C1)、50g/m2(C2)、100g/m2(C3)；1g/m2(D1)、2g/m2(D2)、3g/m2(D3)，均匀施入每个小区，搅匀。按照每个小区30m2划分，采用随机区组排列，另设不施菌剂对照组(CK)，每个处理重复3次，共计39个小区。2013年春季移栽3年生人参苗于微生物菌剂处理过的参后地土壤中，试验期间各小区田间管理一致。于2014年秋季取人参样品，用于人参产量与质量的测定。

1.3　人参产量的测定方法

在各处理小区内随机选取2m2样地进行取样，3次重复，得到各处理样地人参产量(kg/m2)进行比较分析。

1.4　HPLC法测定人参单体皂苷含量

1.4.1色谱条件的选择色谱柱：Agilent ZORBAX-C18(250mm×4.6mm，5μm)；流动相：乙腈(A)-水(B)梯度洗脱；流速：1.0mL/min；波长：203nm；柱温：25℃，每次进样20μL，洗脱条件参照林红梅等[10]研究结果。

1.4.2对照品溶液的配制和标准曲线的绘制将8种单体人参皂苷对照品分别配制成0.25mg/mL、0.25mg/mL、0.2mg/mL、0.25mg/mL、0.2mg/mL、0.2mg/mL、0.125mg/mL、0.2mg/mL的Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rd对照品甲醇混合溶液，过0.22μm微孔滤膜，备用。吸取对照品溶液3μL、6μL、9μL、12μL、15μL、18μL，按上述色谱条件分别进样，以所测得物质平均峰面积为纵坐标(y)、对照品溶液质量浓度为横坐标(x)绘制标准曲线，建立人参单体皂苷的回归方程(表1)。

表1人参单体皂苷的回归方程

Table1Regressionequationswithcorrelationcoefficientsof8ginsenoside

单体皂苷Ginsenoside回归方程Regressionequation相关系数(r)Correlationcoefficient线性范围(μg)LinerrangeRg1y=35032x+113409994075～45Rey=35557x+172109996075～45Rfy=41319x+35509995063～36Rb1y=29904x+31409994075～45Rcy=34467x+14309995064～36Rb2y=35867x+13909995067～36Rb3y=37314x+02009994037～22Rdy=44320x+05609994069～36

1.4.3人参样品测定将人参根于60℃烘干，研磨成粉末并过40目筛，用乙醚以1∶20的比例浸泡3h，除去脂溶性杂质后过滤，备用。准确称取1.0g人参粉末放入萃取罐，按照设定的条件提取、过滤、减压浓缩，浓缩液定容至25mL。然后将浓缩液过0.22μm滤膜，按照上述色谱条件进样，记录色谱峰面积，利用标准曲线计算上述8种人参皂苷单体的含量。

1.5　数据分析

采用Microsoft Excel 2010进行数据处理，采用DPS 7.55数据处理系统进行显著性分析。

2　实验结果

2.1　不同菌剂处理对人参产量的影响(表2)

从表2中可看出，与对照相比，4种菌剂各浓度处理均提高了人参的产量，并且差异达到显著水平，B、C、D 3种菌剂处理产量均呈现中浓度>高浓度>低浓度，而菌剂A变化趋势为中浓度>低浓度>高浓度。由此可见，4种菌剂处理中，中浓度处理效果最好，其中，A2处理产量最高，达到2.46kg/m2；而C2处理产量仅次于A2处理，达到2.09kg/m2，均较对照提高显著。

表2不同菌剂处理对人参产量的影响

Table2Theinfluenceofdifferentmicrobialagentsontheyieldofginseng(kg/m2)

注：同列不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

Note:Different letters within the same column mean significant difference(P<0.05).

2.2　不同菌剂处理对人参主要单体皂苷含量的影响(图1)

从图1可以看出，除菌剂A1处理外，其他处理8种单体皂苷含量均高于对照；菌剂B1、B2处理的8种单体皂苷含量均高于对照；菌剂C1、C2处理的8种人参单体皂苷含量比对照增加2.12%～18.47%；3种浓度的多粘芽孢杆菌菌剂处理的人参单体皂苷含量排序为D2>D3>D1。从总体上看，各处理中皂苷Rg1的含量均有所提高，多粘芽孢杆菌菌剂处理中对人参根中8种单体皂苷的影响高于哈茨木霉菌剂、“5406”菌剂、益生元菌剂。

2.3　不同处理对人参皂苷Rg1+Re与Rb1含量的影响

人参皂苷Rg1+Re和Rb1是人参质量评价的重要衡量指标，《中国药典》规定，人参药材中人参皂苷Rg1+Re的含量需≥0.30%，人参皂苷Rb1的含量需≥0.20%。

不同处理的人参皂苷Rg1+Re含量的差异如图2。结果显示，除C1、C3外，各处理均显著高于对照。益生元菌剂的人参皂苷Rg1+Re含量总和随菌剂浓度的增加而增大；D2、C2、A3、B1、D3、B3处理的人参根中皂苷Rg1+Re总和均显著高于对照(P<0.05)。

不同菌剂处理人参皂苷Rb1含量的差异如图3，结果显示，A1和D3处理Rb1含量最高，除A2、C3处理外，其他各菌剂处理中人参皂苷Rb1含量均显著高于对照，为对照的1.1倍～1.3倍。其中A、B处理菌剂低浓度有利于Rb1含量的积累，而C处理菌剂中浓度和D处理菌剂高浓度有利于Rb1含量的积累。

3　讨论

栽种过人参的土地俗称为老参地，由于人参生长特性所致，栽种过人参的土地多年间不能重复栽种，否则会造成人参产量急剧降低、品质下降等问题[11]。由于传统的毁林栽参模式严重破坏生态环境，已被国家明令禁止；因此，解决老参地资源重复利用是目前人参栽培技术中急需解决的问题。随着近年来人们对土传病害的认识加深，在包括施用绿肥、人参专用肥、有机肥料、微生物菌剂等众多老参地土壤改良方法中，微生物菌剂越来越受到研究者的重视。曹志强等[12]研究发现，施用复合微生物菌剂可以杀死土壤中的致病菌，人参保苗率高、产量高、质量好。在利用丛枝菌根菌EM菌、NEB菌剂结合发酵玉米秸秆粉等物质对老参地土壤进行改良时，金晶茹等[13]发现，人参的保苗率提高1倍之多，同时人参株高、茎粗、叶绿素含量、单只鲜重均有所提高。王继红等[11]研究酵素菌肥对老参地的作用时发现，施用酵素菌肥后微生物量碳增加，土壤中放线菌和细菌的数量增加，真菌的数量减少，改善了土壤微生物组成状况。杜立财[14]在研究微生物菌剂对老参地微生物群落的改变中发现，菌剂改变了参后地土壤中细菌群落的结构，丰富了土壤中的细菌种类，但对真菌群落结构多样性的改变较小。可见，微生物菌剂对老参地的改良、提高人参产量和质量起到了促进作用。

本研究表明，施用不同微生物菌剂对人参产量和质量均有明显的影响，并且因菌剂浓度差异而影响不同。在对人参产量研究中发现，哈茨木霉菌剂、“5406”菌剂、多粘芽孢杆菌菌剂3种菌剂，随着菌剂浓度的增加，人参产量增加显著，但施入过高浓度的菌剂却使人参产量降低。其中，施入益生元菌剂400g/m2和“5406”菌剂50g/m2人参产量较高，与对照相比，人参产量提高显著。总体而言，在对Rg1+Re和Rb1含量分析中可以看出，多粘芽孢杆菌菌剂中浓度效果最好，“5406”菌剂中浓度效果次之，说明多粘芽孢杆菌菌剂和“5406”菌剂有利于提高老参地人参的质量。

不同浓度的微生物菌剂对人参产量和质量具有不同的影响，原因可能是不同菌剂中的功能菌定植到老参地土壤后，对土壤微生物的种群改善和优化不同。从人参高产的角度出发，施用中浓度的益生元菌剂最佳；从人参优质的角度出发，施用中浓度的多粘芽孢杆菌菌剂最佳。综合考虑人参的产量和品质，建议生产中施用中浓度的“5406”菌剂，在提高人参产量的同时保证人参优质。

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