生物有机肥提高丹参酮类成分含量的研究

2019-01-19谈景福陈为序李琦戴道新朱光明

农业与技术 2019年24期

谈景福陈为序李琦戴道新朱光明

摘要：

丹参酮类成分作为中药材丹参的主要成分之一，具有多种生物活性。采用田间小区试验方法，对比研究生物有机肥与复合肥对丹参产量及含量方面的影响，结果显示两者对丹参产量影响不是很大，施用生物有机肥试验组较复合肥试验组仅提高5.0%，对丹酚酸B含量提高也不是很明显，仅提高3.2%，而对丹参酮类成分的提高达88.0%，尤其是奥绿宝生物有机肥及木美土里生物有机肥对丹参酮类成分的提高增效显著，可促进丹参酮含量达到1.0%左右，高于药典标准 4倍。

关键词：

丹参;生物有机肥;丹参酮

中图分类号：S-3

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191230015

丹参为唇形科植物丹参（Salvia mihiorrhiza Bge）的干燥根及根茎，具有活血祛瘀，通经止痛，清心除烦，凉血消痈等功效。临床广泛用于心脑血管疾患，是国内外现代化中药研究的热点品种之一。对丹参化学及药理学的研究表明：丹参中的有效成分有2类[1]，脂溶性丹参酮类化合物和水溶性丹酚酸类化合物。丹参酮类（Tanshinones）成分是丹参主要有效成分之一，近年来研究发现此类化合物具有显著的心脑血管保护作用和抗肿瘤作用，此外还具有抗菌、抗炎等多种药理作用[2]。目前以丹参酮类成分为主要组成的药品有多种[3]，主要包括丹参酮片、丹参酮胶囊、丹参酮II A 磺酸钠注射液、丹参酮油膏、丹参舒心胶囊、复方丹参滴丸、丹参舒心片、精制冠心片等。此外，还出现了一些新剂型，如贴剂、磷脂复合物、缓释微胶囊等。丹参酮类成分具有潜在的保健食品的功能，可用来提高化疗药物预防或治疗癌症的有效性。

生物有机肥是指具有特定功能的微生物与主要以动植物残体（畜禽粪便、农作物秸秆、中药药渣等）为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料[4]。生物有机肥是一种新型产品，对优化农业投入品品种结构、改良土壤、提高肥力和改善根际微生物群等具有积极作用。农业农村部为鼓励农民施用生物有机肥，并制定了一系列推动补贴政策。目前我国的化肥实际利用率只有30%～45%，施用生物有机肥由于有益生物活动可改善土壤结构，增加土壤保水保肥能力，从而减少养分的流失，能使化肥有效利用率提高到50%以上。目前，在蔬菜、瓜、果等作物种植方面生物有机肥的使用量正逐渐增大，这也响应了国家关于化肥生产零增长的号召。目前关于生物有机肥在药材种植方面的报道较少，有学者研究表明，有機肥施用能够有效提升西洋参[5]、三七[6]、太白贝母[7]等根茎类药材的产量和质量，但在丹参种植方面生物有机肥的施用鲜有报导。本研究拟采用不同商品生物有机肥在丹参种植方面的应用，探究生物有机肥对丹参产量及质量的影响，以期为丹参有机种植规范化合理施肥提供理论支撑及为丹参绿色或者有机种植提供有效方案。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试样品

生物有机肥：六国生物有机肥（a）、史丹利生物有机肥（b）、金正大生物有机肥（c）、奥绿宝生物有机肥（d）、木美土里生物有机肥（e）;复合肥：史丹利复合肥（硫基、N-P2O5-K2O，17-6-25）（f）、史丹利复合肥（硫基、N-P2O5-K2O，12-15-18）（g）、金正大复合肥（硫基、N-P2O5-K2O，16-6-24）（h）、六国复合肥（硫基、N-P2O5-K2O，15-10-20）（i）。

丹参种苗样品产自上药华宇（临沂）中药资源有限公司丹参规范化种植基地，选择根粗在3～6mm范围内健壮无线虫无病菌的种苗。

试验在山东省临沂市平邑县温水镇永太村上药（临沂）科技园丹参种植基地，土壤为疏松肥沃棕壤土，有机质含量为23.67g/kg;碱解氮为75.83mg/kg，全氮含量为0.15%;速效磷为28.33mg/kg，全磷为0.13%;速效钾为201.67mg/kg，全钾含量为0.25%;pH6.8。

1.1.2 主要试剂

甲醇、磷酸均为色谱纯，美国Fisher公司;水为娃哈哈纯净水;丹参酮ⅡA对照品与丹酚酸B，对照品均购自上海融禾医药科技有限公司批号纯度大于98%。乙醇及其他试剂均为分析纯，北京化工厂。

1.2 仪器

AgilentTechnogies1200高效液相色谱仪，美国安捷伦公司;KQ3200DA型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司;FW100 型高速万能粉碎机，北京中兴伟业仪器有限公司;

AUW-D岛津分析天平，岛津企业管理（中国）有限公司岛津香港分公司;JY/YP1000L电子天平，上海上天精密仪器有限公司;SHZ-D（Ⅲ）型循环水真空泵，巩义市予华仪器有限公司;HH-6数显恒温水浴箱，金坛市杰瑞尔电器有限公司。

1.3 试验设计

试验布置采用随机区组进行，每种肥料3次重复，生物有机肥单位面积内用量0.18kg/m2，复合肥单位面积内用量为0.075kg/m2，进行撒施，每个小区长8m，宽10m。撒施后进行旋耕起垄，垄宽80cm，垄高30cm，垄面宽35cm;垄上种植2行，株距严格控制在20cm，2行间丹参交错种植呈“品”字形。田间试验布局图见图1。

1.4 样品采集与分析

1.4.1 丹参产量测定

于11月15日进行样品采集，每个小区取4垄，每垄4m;先割去丹参地上部分，顺一头挖取丹参，保证丹参完整性，将丹参根条全部挖出，统计取样地块丹参株数，去掉芦头，抖净泥土，并测定其鲜重，另将挖取的丹参摊凉至干，根据种植面积折算亩产鲜重及干重。

1.4.2 丹参含量测定

将挖取鲜丹参晾晒至干，选择30株有代表性的样品，剪成长约5cm的小段，将所有小段混匀后用四分法分批淘汰，直至保留样品0.5kg左右为止，带回试验室测定其丹酚酸B及丹参酮类成分。测量方法依据2015版中国药典进行。

2 结果与分析

2.1 生物有机肥对丹参产量的影响

2.2.1 丹酚酸B含量差异

由表2可看出施用复合肥和生物有机肥不同处理间丹酚酸B存在一定的差异。其中，施用史丹利生物有机肥丹酚酸B含量最高，达到7.61%，施用复合肥丹酚酸B含量最高是史丹利12-15-18处理，达到6.94%;施用复合肥试验组，丹酚酸B平均含量为6.55%，施用生物有机肥试验组，丹酚酸B平均含量为6.76%，仅比施用复合肥试验组提高3.2%，可以认为施用生物有机肥与复合肥，丹酚酸B含量提高不显著。

2.2.2 丹参酮类含量差异

施用复合肥丹参酮IIA含量最高达0.26%，总酮含量最高达0.52%均为施用金正大16-6-24试验处理;施用生物有机肥丹参酮IIA含量最高达0.52%，丹参总酮含量最高达1.09%，在5种生物有机肥中，奥绿宝生物有机肥及木美土里生物有机肥丹参酮类含量最高;施用生物有机肥组丹参酮类平均含量明显较施用复合肥组提高（见图2），其中隐丹参酮提高83.67%、丹参酮I提高79.75%、丹参酮IIA提高97.10%、丹参总酮含量提高88.89%。

通过施用4种复合肥与5种生物有机肥对丹参酮含量影响结果表明，生物有机肥的施用可明显提高丹参酮类的含量（见图2）。

3 讨论

本试验通过4种复合肥及5种生物有机肥在丹参种植中的应用，在丹参产量方面，复合肥及生物有机肥对丹参产量提高并不明显，生物有机肥试验组较复合肥试验组产量仅提高5%;在丹酚酸B含量方面，生物有机肥的施用也可提高丹酚酸B含量，但仅提高3.2%;在丹参酮含量方面，生物有机肥的施用明显提高隐丹参酮、丹参酮I、丹参酮IIA、丹参总酮含量，但不同生物有机肥对丹参酮类含量的增幅效果不一样，其中奥绿宝、木美土里生物有机肥丹参总酮含量可达1.0%左右，丹参酮IIA含量也可达到0.5%左右，因此在丹参种植中可选择优质生物有机肥作为丹参种植的投入品。

在生物有机肥试验组中，不同生物有机肥对应的丹参酮含量表现差异较大。其中，六国生物有机肥丹参总酮含量最低，仅为0.50%;史丹利生物有机肥及金正大生物有机肥丹参酮含量分别为0.89%及0.72%;奥绿宝与木美土里生物有机肥丹参总酮含量高达1.0%左右。生物有机肥除富含有机质外，还添加多种微生物菌群，其中添加的微生物菌群一般具有疏松土壤，改善土壤微环境，调节土壤pH，利用其解磷解钾的功能，增加土壤矿物质营养，提高肥料利用率。不同生物有机肥可能添加的有益活性菌种类及数量不尽相同，导致对丹参药材中丹参酮含量积累具有不同作用。已知奥绿宝生物有机肥主要添加了乳酸乳球菌及巨大芽孢杆菌，可能这2种微生物菌群对提高丹参酮类含量具有明显作用;六国生物有机肥中添加的有益活性菌，具有固氮、解磷、解钾的功效。因此，单独施用生物有机肥，也可维持丹参正常生长及相对高的产量;研究生物有机肥对丹参酮含量提高的机制，要明确哪种微生物对丹参酮含量提高具有明显作用，这需要微生物学及代谢相关学科的结合。目前，我国生产生物有机肥的厂家有上百家，仅山东省就有十多家，选择合适的、性价比高的生物有机肥进行丹参种植，也是种植药材企业需要进行的长期任务。

上海华宇（临沂）中药资源有限公司自2010年开始大面积丹参种植，在丹参种植过程中逐渐完善了丹参标准化、科学化种植模式，2015年以前种植丹参主要以施用复合肥为主，丹参单位面积内产量可达0.45kg/m2左右，且丹酚酸B含量维持在6.0%～7.0%左右，丹参酮含量维持在0.4%～0.5%左右，2种成分含量均明显高于药典标准;2016年上海华宇（临沂）中药资源有限公司在种植丹参过程中引入生物有机肥的使用，目前比较5种生物有机肥对丹参产量及含量的影响，其产量与施用复合肥相当及略有提高，但含量方面均高于常规方式，尤其是丹参酮类含量可达0.7%左右，远高于药典标准及常规方式种植所产丹参。

山东是我国丹参药材的道地产区，全省的种植面积约为5300hm2，山东丹参以色红、质优、稳产而闻名，尤以沂蒙山周边地区栽培最多，约占全省丹参面积的45%。据近几年对丹参药材种植面积的追踪统计，全省面积最大的临祈地区常年种植面积2300hm2，其次为莱芜地区1000hm2余，淄博和潍坊都在666hm2左右[8]。赵志刚等[9]对不同產区丹参的施肥情况进行了详细调查，由于种植地广泛分散，种植方式及种植习惯不一，栽培丹参没有形成统一种植规范，对肥料种类的选择和使用选择等方面存在较大的盲目性。有关丹参种植过程中施肥技术的研究，主要集中于大量素[10-12]、微量元素[13-15]、有机肥[18]配比对丹参产量及含量的影响不尽相同。其中，郭亚勤[16]在2007年研究了施肥对丹参根主要活性成分含量的影响，发现施肥影响丹参酮IIA、丹参酮I、隐丹参酮及丹酚酸B的含量，有机肥对丹参酮、丹酚酸B的促进作用优于化肥。但目前未见有关生物有机肥对丹参产量及含量的影响等方面的报导。生物有机肥在丹参种植过程中的应用，有助于促进丹参质量的提升，尤其是丹参酮含量的积累，选择合适的生物有机肥是一项值得推广的新型丹参栽培技术。

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