钙、镁、硫用量对延胡索产量和品质的影响
2021-05-31尼洛支杰祁俊生崔建波
尼洛支杰 张 静 祁俊生 杨 双 崔建波 张 君
(1.重庆市工程实验室 重庆 404100;2.重庆三峡学院 重庆 404100)
延胡索(Corydalis yanhusuo),别名玄胡索、元胡,为罂粟科紫堇属植物延胡索(Corydalis yanhusuoW.T.Wang)的干燥块茎,早期载于《本草拾遗》,目前我国野生延胡索主要在浙江、安徽、江苏等地,川、渝、滇地区有引种栽培。延胡索为常用大宗药材“浙八味”之一[1-2]。延胡索有理气、治跌打损伤、抗心律失常、镇痛作用等[3]。随社会的发展,中药逐步走向国际化,药材的种植业迅速发展,特别是今年中药在抗击疫情中发挥了很重要的作用。近年来延胡索地市场需求逐年增加,种植面积扩增[4]。周录英等[5]研究表明施钙显著增加花生的荚果和籽仁产量,并提高花生籽仁中脂肪和蛋白质的含量。本试验设计单因素4个实验梯度,采用盆栽试验,研究就中量元素钙、镁、硫等3种养分浓度对延胡索产量和品质的影响。为延胡索种植提供科学合理的施肥依据。
一、材料与方法
(一)试验地概况
试验地位于重庆市万州区重庆三峡学院百安新区延胡索栽培试验基地(东经108°27'06",北纬30°45'26"),年均气温16.25~24.16℃,年降水量1000~1295 mm,属于亚热带湿润季风气候。供试土壤为偏酸性紫色土,其理化性质如表1。
表1 供试土壤理化性质
(二)试验材料
供试植物:大叶延胡索块茎(Corydalis yanhusuo)购于浙江省东阳市农业局,经处理后储存于重庆三峡学院百安坝校区科研基地。从块茎中各选取块茎大小基本一致的地下块茎备用。
盐酸黄连碱(批号:DST180426-003)、脱氢紫堇碱(批号:DST200423-025)、原阿片碱(批号:110853-201003)、盐酸巴马汀(批号:DST180725-031)、批号盐酸小檗碱(批号:110713-201212)、延胡索乙素(批号:DST181108-101)等对照品(中国食品药品检定研究院,供含量测定用)。
(三)试验设计
采用单因素4个水平试验,以农田土壤中钙素、镁素、硫素养分最适标准的1倍、2倍和4倍分别设置养分梯度,即分别以0、40、80、160 mg·kg-1CaCl2·2H2O、MgCl2·6H2O、Na2SO4配成水溶液形式施入。每组处理重复5次,共计60盆。CK为空白对照,S1-S3施钙浓度(分别对应40、80、160 mg·kg-1);S4-S6为施镁浓度(分别对应40、80、160 mg·kg-1);S7-S9为施硫浓度(分别对应40、80、160 mg·kg-1)。
采用盆栽试验设计,试验采用高20 cm,内径30 cm的花盆,延胡索栽种前,钙、镁、硫肥均以基肥的形式一次性施入,与土壤充分混匀,每盆装拌有对应土壤10 kg,将消毒处理大小均匀的延胡索块茎播种于对应花盆中,定期检查延胡索植株的生长情况。试验过程中钙、镁、硫浓度不同以外,其余试验条件完全保持一致。播种下去开始计时,生长期为205~220 d,生长期满收获延胡索的地下部分(块茎)。
二、测定指标及方法
(一)产量测定
在延胡索成熟期采收已处理得延胡索块茎,去除表面得泥土后,用清水洗净,至阴凉通风处晾干,去除其表皮的水分,称重。得到单株延胡索得总产量。用总产量减去播种时的重量,得到延胡索的单株增产量。将已洗净晾干的延胡索块茎至烘箱内,用45 ℃恒温烘干得到延胡索的干重。
药材单株增产量=单株收获总量-初始播种量
折干率=单株收获总量的干重/单株收获总量的鲜重
(二)品质测定
将干燥后得到的延胡索块茎放置粉碎机内,打成粉末,过100目筛,得到备用的延胡索粉末。采用高效液相色谱法(HPLC)对延胡索延胡索乙素、盐酸小檗碱等生物碱进行测定[6],计算单株延胡索生物碱的产量。
单株生物碱产量(mg)=单株收获总量的干重×生物碱含量
三、数据分析
采用EXCEL整理所得实验数据,用SPSS22.0软件对所得实验数据进行单因素方差分析和显著分析,用Origin绘图。
四、结果与分析
(一)不同施肥处理对延胡索单株产量的影响
由表3可知,S1、S4、S5施肥对延胡索的鲜重没有明显的影响,其余的处理延胡索的鲜重显著下降。钙、镁、硫的施肥处理对延胡索的干重无影响,当钙、镁、硫的施肥处理浓度提高时,延胡索的干重反而下降。S1、S7、S9的施肥处理可提高延胡索的单株折干率,分别是1.08倍、1.02倍、1.04倍,其余处理对其折干率没有影响。
表3 钙、镁、硫对延胡索药材的单株产量的影响(±s,n=5)
表3 钙、镁、硫对延胡索药材的单株产量的影响(±s,n=5)
注:同列中没有显著性差异用相同小写字母表示,有显著性差异用不同小写字母表示(P<0.05),下同。
(二)不同施肥处理对延胡索药材中生物碱含量的影响
由表4可知。S1、S4处理时,延胡索中原阿片碱、盐酸巴马汀、盐酸小檗碱等生物碱的含量均有提高,其中S1处理组的延胡索中盐酸巴马汀的含量是CK1.18倍。S1、S4处理的延胡索中盐酸小檗碱的含量分别是CK的5.97倍、3.05倍。延胡索乙素是评价延胡索质量的重要依据,S4、S8、S9处理均能提高延胡索中延胡索乙素的碱含量,其中S8、S9有显著差异,其余没有显著差异。S8、S9处理组的延胡索乙素的含量分别是CK组的3.64倍和3.61倍。根据综上所述,选择较低浓度的钙、镁和较高浓度的硫对延胡索药材进行处理,延胡索产量和品质最佳。
表4 钙、镁、硫对延胡索药材中生物碱含量的影响(mg·g-1,n=5)
(三)钙、镁、硫的施量对延胡索增产量的影响
1.钙、镁、硫施量对延胡索增产量的影响
图1 施肥处理与单株延胡索增产量的关系
因素内对钙、镁、硫浓度进行多重比较,结果显示,随钙、镁、硫施量的增加,其延胡索的产量随之增加,但钙、镁、硫浓度分别超S1、S4、S8处理时不再增加,反而下降。从图1中可以看出S1处理时,单株延胡索的增产量最高,较CK处理显著提高68.69%,达显著水平(P<0.05),往后依次是S4、S5、S8,但与CK比较无显著差异。研究确定最佳的钙、镁、硫的处理浓度分别为40 mg·kg-1、40 mg·kg-1、80 mg·kg-1,故选择低浓度钙、镁和较高浓度的硫对延胡索药材进行处理最佳。
五、讨论
中量元素在植物细胞结构和生理功能中有着不可替代的作用,如硫参与蛋白质合成、生物固氮、糖代谢等。适当提高钙、镁、硫等中量元素的含量能够促进延胡索药材中有效成分的合成。陆元等[7]研究发现施镁量在125 kg·hm-2施烟草的产量和质量较好。选择较高水平的施硫量能显著提高甘草的出苗率和成活率[8]。在本研究中钙、镁的分别为40 mg·kg-1、40 mg·kg-1施延胡索的产量和生物碱含量最高。硫的浓度为80 mg·kg-1时延胡索的产量最高,延胡索乙素的含量也最高。故施较低浓度的钙、镁和较高浓度硫能显著提高延胡索的产量和品质。本研究可为延胡索药材种植者提供科学的施肥依据。
六、结束语
实验结果表明适量施钙、镁、硫(S1、S4、S8)均可提高延胡索的产量,其中S1处理组最显著,与CK处理组比较,单株延胡索产量显著提高68.69%。适量施钙、镁、硫可显著提高延胡索中生物碱含量。S1处理的延胡索中原阿片碱、盐酸黄连碱、盐酸巴马汀、脱氢紫堇碱的产量较CK处理组提高41.01%、46.20%、57.02%、55.48%。施硫量为S8、S9时,延胡索产量有所提高,且延胡索乙素的含量最高。其延胡索乙素的含量分别CK的3.64倍、3.61倍。