珍稀药用植物白及植株氮磷钾吸收累积规律研究

李朝桢，时玉瑛，李 婧，周 颖

(贵州省植物园，贵阳 550004)

白及系兰科白及属多年生草本药用植物，以白及块茎作为入药部位，是我国传统大宗药材[1]。白及有止血收敛、消肿生肌之功效，在治疗吐血、外伤出血、咯血、溃疡疼痛、痈疮肿毒等的临床疗效显著，白及还具有抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗氧化、促进细胞生长等活性[2-3]。目前白及已从传统的中药材发展成为一种药、食、工业、保健兼具观赏的特种经济植物[4-7]。随着白及市场需求量的进一步扩大，野生白及资源已渐渐不能满足白及的市场需求，出于保护野生资源和满足市场需求，大面积人工栽培迫在眉睫。植物营养吸收特性的研究是其高产栽培的基础之一[8-9]，但目前关于白及营养吸收及合理施肥等方面的研究尚未见报道。本研究旨在分析白及不同生长时期各部位氮磷钾含量变化及累积动态, 初步探明其氮磷钾营养吸收特性, 为珍稀药用植物白及高产优质栽培及合理施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概括

施秉县双井镇地处施秉县东南面，“108°09′9～108°18′E，26°50′～27°58′8 N”之间，最高海拔1 235 m，最低海拔516 m，平均海拔700 m，属亚热带湿润季风气候区，年平均气温15 ℃，最冷月(一月)平均气温4.2 ℃，最热月(七月)平均气温25 ℃，无霜期290 d左右，年降雨量1 075 mm，土壤类型主要为黑色石灰石和黄壤。本研究样区分布于施秉县双井镇龙塘村贵州科学院贵州省植物园产学研基地(地理位置东经108°24′10″、北纬26°53′4″、海拔935 m)，基地目前种植白及约20 hm2。

1.2 样品采集与制备

于2018年7月至10月，按每月1日、11日及21日进行采集样品，样区中白及为人工种植3年的且长势基本一致，每次抽取5株作为1个混合样，共采集24个植株样，采集的白及植株样用自来水清洗后带回实验室用去离子水洗去泥土，按地上部位、根和块茎3个部位进行处理。将洗净的地上部位和根进行105 ℃高温杀青，杀青后以50 ℃恒温烘干至恒重，烘干后进行干物质称重统计，称重后用粉碎机粉碎，过60目筛充分混合均匀备用。将洗净的白及块茎用沸水煮至无白心后取出自然风干，自然风干后进行干物质称重统计，称重后用粉碎机粉碎，过60目筛充分混合均匀备用。

1.3 样品测定方法

白及氮磷钾测定时，分别取0.5 g样品用浓硫酸-过氧化氢消煮，后定容至50 mL，静置澄清作为待测液。氮磷钾含量的测定方法分别为扩散法、矾钼黄比色法和火焰光度法。白及不同时期各部位氮磷钾累积量，则分别以不同时期各部位氮磷钾的含量乘以此时各部位干物质重量，全株氮磷钾累积量为各部位累积量的总和。

1.4 数据处理方法

原始数据采用Excel 2007软件进行统计，去除异常值后，用Excel 2007软件对各分析测试数据进行平均值、标准差及变异系数分析。采用SPSS 19.0软件进行差异性分析。

2 结果与分析

2.1 白及干物质累积规律

对贵州白及从7月至10月期间分地上部位、块茎及根3个部位进行干物质累积规律研究，研究统计结果如表1所示。结果可以看出，白及地上部位、块茎及根和全株总的干物质累积量随生长时间的不同存在显著性差异，地上部位的干物质累积量以8月的最高，随生长时间表现为8月>7月>9月>10月。从白及块茎干物质累积量来看，也以8月白及块茎干物质累积量最大，随生长时间表现为8月>10月>7月>9月。白及根部位的干物质累积量变化规律与地上部位和白及块茎不同，其10月的干物质累积量显著高于其他生长时间，总体表现为10月>8月>9月>7月。将白及地上、块茎及根3个部位干物质累积量相加得白及全株总干物质累积量变化规律，白及全株干物质累积量以8月时全株干物质总累积量显著最高，表现为8月>10月>9月份>7月。

表1 贵州白及干物质动态累积规律统计结果(g/株)

取样时间地上部位块茎根全株总干重平均值45.80b169.07c40.90d255.77d7月标准差6.32 39.50 4.42 42.28 变异系数(%)13.79 23.37 10.80 16.53 平均值56.70a237.05a72.15b365.90a8月标准差2.26 29.06 9.69 41.01 变异系数(%)3.99 12.26 13.43 11.21 平均值23.30c 167.70d 66.33c 257.33c 9月标准差15.05 24.53 4.71 35.62 变异系数(%)64.59 14.63 7.09 13.84 平均值13.60d 199.50b 74.63a 287.73b 10月标准差6.1038.2513.5057.82变异系数(%)44.8519.1718.0920.09

注：不同小写字母表示不同地区间差异显著(p<0.05)。

2.2 白及氮磷钾含量变化规律

对贵州白及从7月至10月期间分地上部位、块茎及根3个部位进行氮磷钾含量分析，并对白及地上部位、块茎及根和全株氮磷钾含量建立动态曲线，如图1所示。全氮随生长时间的增加呈现逐渐升高的趋势；白及块茎中全磷的含量在7月至9月之间趋于缓慢增加后基本保持不变，9月到10月白及块茎中全磷含量增加，且增加幅度比较显著；白及块茎中全钾的含量在7月至10月之间没有显著的变化，基本保持平稳趋势。白及根中全氮、全磷和全钾动态曲线显示，根中全氮从7月到10月先降低后逐渐升高，在8月含量最低；根中全磷含量随生长时间先降低后趋于平稳；根中全钾含量在7月到10月期间变化不明显，在7月到8月根中全钾含量略有所升高。白及地上部位主要是指白及叶及叶鞘等，从白及地上部位全氮、全磷与全钾变化趋势来看，可以发现全氮变化显著，从7月到10月地上部位中全氮含量先降低后升高再降低；地上部位全磷含量在7月和8月基本保持不变，后含量从8月到10月逐渐降低；地上部位全钾含量随生长时间的变化，含量变化不显著，基本保持不变。从白及全株中全氮、全磷及全钾含量动态变化来看，全氮含量随生长时间变化显著，8月含量最低，总体为先降低后升高的趋势；全磷在7月到9月之间基本维持不变，在10月有所增加；全钾含量随生长时间变化不明显。

表2 白及氮磷钾含量动态分配规律

项目 块茎 根 地上部位 平均值(g/kg)比例(%)平均值(g/kg)比例(%)平均值(g/kg)比例(%)全株(g/kg)全氮7月6.9123.638.9930.7513.3445.6229.248月8.3745.512.9415.997.0838.5018.399月10.6336.057.4825.3611.3838.5929.4910月13.5242.607.9324.9810.2932.4231.74全磷7月1.0017.182.8248.452.0034.365.828月1.7929.302.2236.332.1034.376.119月1.6931.352.3343.231.3725.425.3910月4.6557.842.3829.601.0112.568.04全钾7月2.2030.222.5034.342.5835.447.288月2.1828.572.8337.092.6234.347.639月2.2029.612.7637.152.4733.247.4310月2.2530.702.7136.972.3732.337.33

2.3 白及氮磷钾动态分配规律

对贵州白及从7月至10月期间，按地上、块茎及根3个部位进行氮磷钾分配比例统计，白及氮磷钾含量分配动态规律结果如表2所示。白及植株中全氮分配比例，7月以地上部位比例最高，7月表现为地上部位>根>块茎；8月和10月以块茎中比例最高，8月表现为块茎>地上部位>根；9月以地上部位中比例最高，9月表现为地上部位>块茎>根。全磷分配规律表现为，7月和8月均以根中全磷分配比例最高，表现为根>地上部位>块茎；9月以根中全磷分配比例最高，表现为根>块茎>地上部位；10月以块茎中全磷分配比例最高，表现为块茎>根>地上部位。全钾在白及地上部位、块茎和根3个部位中分配规律表现为，7月以地上部位分配比例最大，为地上部位>根>块茎；8月、9月和10月全钾在3个部位中分配规律相同，均为根>地上部位>块茎。将白及按地下部分(块茎和根)和地上部位来处理，7月至10月期间，白及中全氮、全磷和全钾含量均表现为地下部分(块茎和根)养分含量高于地上部分。

2.4 白及氮磷钾累积动态规律

对贵州白及从7月到10月期间氮磷钾吸收累积比例进行分析，如表3所示。从表3可以发现，白及对氮的吸收累积大于对磷和钾的吸收累积量，为喜氮植物，但白及对磷和钾的吸收累积量在不同生长时间存在差异，7月到9月白及对磷的吸收累积量最小，而10月白及对钾的吸收累积量最小。从图2可以看出，白及块茎中全氮的吸收累积量随时间的增加总体呈现增加趋势，10月全氮的吸收累积量约是7月的2倍；白及块茎中全磷的变化规律和全氮相似，7月到9月全磷的吸收累积量比较稳定，10月吸收累积量增加，约是7月时全磷的吸收累积量的3倍；白及块茎中全钾的吸收累积量变化比较平缓，基本保持稳定。根中全氮的吸收累积量从7月到10月先降低后逐渐增加，根中全磷和全钾的吸收累积变化趋势相似，从7月到10月缓慢增加，总体变化不大。与白及块茎和根不同，地上部位中全氮、全磷及全钾的吸收累积量随生长时间的增加均出现了降低的趋势，地上部位中全氮的吸收累积量降低现象明显。从全株白及全氮、全磷及全钾的吸收累积规律来看，全氮、全磷及全钾的吸收累积量从7月到10月总体都在升高，但9月均存在一次略微的降低。

表3 白及氮磷钾吸收累积比例规律

取样时间N∶P∶K7月1.00∶0.18∶0.27 8月1.00∶0.27∶0.33 9月1.00∶0.19∶0.24 10月1.00∶0.33∶0.20

3 结论与讨论

白及地上部位的干物质累积量以8月的最高，随生长时间表现为8月>7月>9月>10月，地上部位随生长时间的累积变化规律与白及生长规律相似，每年10月寒露过后白及叶片开始发黄倒苗，白及叶片的枯萎使得白及地上部位干物质累积量在10月开始降低。白及块茎干物质累积量也以8月白及块茎干物质累积量最大，随生长时间表现为8月>10月>7月>9月。白及根部位的干物质累积量在10月的干物质累积量显著高于其他生长时间，总体表现为10月>8月>9月>7月。白及为块茎类药用植物，综合白及块茎干物质累积量的变化规律，从考虑白及产量来看，以8月为采收时间最高，其次是10月。现白及普遍接受的人工种植采收时间为寒露节后，即10月，白及发挥药效的主要成分为白及多糖，应进一步研究白及多糖在不同生长时间白及块茎中白及多糖含量，以便综合白及产量及白及品质来优化白及的采收时间。

图2 白及氮磷钾吸收累积动态曲线

白及块茎中全氮随生长时间的增加呈现逐渐升高的趋势；白及块茎中全磷的含量在7月至9月之间趋于缓慢增加后基本保持不变，9月到10月白及块茎中全磷含量增加；白及块茎中全钾的含量在7月至10月之间基本保持平稳趋势。白及根中全氮从7月到10月先降低后逐渐升高，在8月含量最低；根中全磷含量随生长时间先降低后趋于平稳；根中全钾含量在7月到10月期间变化不明显。白及地上部位中全氮变化显著，从7月到10月地上部位中全氮含量先降低后升高再降低；地上部位全磷含量在7月和8月基本保持不变，从8月到10月逐渐降低；地上部位全钾含量随取样时间的变化，含量变化不显著，基本保持不变。白及全株的全氮含量随时间变化显著，8月含量最低，总体为先降低后升高的趋势；全磷在7月到9月之间基本维持不变，在10月增加；全钾含量随时间变化不明显。从全氮、全磷及全钾含量变化动态曲线来看，白及全株中全氮含量受根的全氮含量影响较大，而全株的全钾含量与白及块茎联系较大。

白及为喜氮植物，白及对氮的吸收累积大于对磷和钾的吸收累积量，但7月到9月白及对磷的吸收累积量最小，而10月白及对钾的吸收累积量最小。这说明在白及不同生长时期可根据情况分别追施不同配比的氮磷钾肥，以满足白及植株不同生育阶段生长中对氮磷钾的需求。其中施肥主要以施氮肥为主，9月底开始适当增加磷比例而降低钾的比例。从地上部位和地下部位全氮、全磷和全钾分配比例来看，7月至10月期间，全氮、全磷及全钾在白及中主要分布在地下部位，且随时间的增加，地下部位全氮、全磷和全钾分配比重在增加，主要原因，可能与白及此期主要集中于地下部分生长发育有关，特别是白及块茎品质的形成。同时因白及主要以块茎入药，本研究仅对其这一时期的营养吸收特性进行了探讨，而其出苗时和消苗后的营养吸收情况将有待于进一步研究。根据以上分析，建议在白及生产中以底肥氮磷钾肥为主，后期根据白及生长情况考虑喷叶面肥方式进行追肥，以加快白及对养分的吸收和运转。