欧小宏，张智慧，郑冬梅，郭兰萍，王丽，王家金，刘大会，，4*

(1. 云南省农业科学院 药用植物研究所，云南 昆明 650231；2.华中农业大学 资源与环境学院，湖北 武汉 430700；3.云南民族大学 化学与生物技术学院，云南 昆明 650500；4.道地药材国家重点实验室，北京 100700；5.中国中医科学院 中药资源中心，北京 100700)

中药农业

氮肥运筹对二年生三七产量、品质及养分吸收与分配的影响△

欧小宏1，2，张智慧1，郑冬梅3，郭兰萍4，5，王丽1，王家金1，刘大会1，3，4*

(1. 云南省农业科学院 药用植物研究所，云南 昆明 650231；2.华中农业大学 资源与环境学院，湖北 武汉 430700；3.云南民族大学 化学与生物技术学院，云南 昆明 650500；4.道地药材国家重点实验室，北京 100700；5.中国中医科学院 中药资源中心，北京 100700)

在中等施氮水平条件下，以1年生三七为材料，采用盆栽试验设置对照(不施氮)和5个氮肥运筹模式，研究了氮肥运筹对三七产量、品质及养分吸收与分配的影响。结果表明，施氮能显著提高三七单株总体生物量12.7～41.9%；基肥量为50～100%的处理，存苗率与对照相当，三七产量比对照增加16～32.7%；而基肥量小于50%的处理，存苗率比对照低25～32%，产量比对照减产24.5～31.8%。基肥量为70～100%的时能提高三七皂苷R1含量和三七皂苷累积总量。施氮能增加三七N、K含量和积累量，却降低了P含量和积累量，同时增加了N、P、K在三七地上部分的分配比例。不同氮肥运筹模式下，基肥量越小，追肥量及次数越多，三七N、P、K含量呈增加趋势，而累积量则呈先增加后减小的趋势，基施量为70%，1次追肥30%时，P、K累积量达到最大值，N累积量较高。因此，本实验结果表明，基肥用量为50～70%，追肥1～2次，是提高三七产量及品质合理的氮肥运筹模式。

氮肥运筹；三七；产量；皂苷；养分吸收

氮营养是植物生长发育的必需大量元素之一，合理的运筹模式可以增加作物产量、改善作物品质[1-7]、提高氮肥利用率[6-7]、增强作物抗倒性[8]、减少环境负效应[4，6]等。三七Panaxnotoginseng作为我国较早人工种植的名贵药材，已有400多年栽培历史[9]，其种植规模、模式都已随着现代农业技术的发展发生了巨大的改变[10-11]。其中，在肥料的施用上，化学肥料逐步取代了传统的火土加有机肥[12]，特别是氮肥的施用，其种类、施用量及施用方式均存在较大的差异[13]。王朝梁等[14]以火土加农家肥研究了基肥用量及追肥次数对三七种苗产量影响，结果表明基肥用量对三七种苗鲜产量有显著影响，但追肥次数为2次或3次却影响不显著。崔秀明等[15]采用四元二次回归旋转组合设计，以尿素为氮源，1/2基施，1/2追肥，研究了密度及施肥对2年生三七产量的影响，得出2年生三七的最佳的氮肥用量为60 kg·hm-2。此外，同样以尿素为氮源，不施基肥，6次追肥的施用方式，3年生三七适宜的氮肥用量为每公顷337.5 ～450 kg[16]；而1/3作基肥，1/3于展叶期追施，1/3于现蕾期追施，2年生三七适宜的氮肥用量为每公顷165～270 kg[17]。实际生产中，七农三七施肥的传统经验一般是定植时不施基肥，而在4～11月的三七生长期每月追施1～2次高浓度复合肥(含量一般在45%左右)，施用量为0.025～0.05 kg·m-2。由此可见，化肥的种类、施用量及施用方式都是影响三七产量的因素。然而，到目前为止，尚未见氮肥运筹(不同氮肥基肥与追肥比例、追肥时期和施肥次数)对三七产量、品质及养分吸收影响的报道。因此，本文采用盆栽试验，在中等施氮量水平下，设计了不同氮肥基追比例，并根据三七生长发育特性设计追施次数和追施时期，研究其对三七产量、品质和元素吸收的影响，旨在为促进三七生产中氮肥合理施用，进而为三七的规范化种植科学施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验于2010年1月至2011年1月在文山三七研究院砚山试验场进行。供试土壤为未种过三七的新土，红壤，基本理化性状为pH 4.72，有机质17.7 g·kg-1，全氮0.9 g·kg-1，全磷0.4 g·kg-1，全钾16.5 g·kg-1，碱解氮82.81 mg·kg-1，有效磷2.11 mg·kg-1，速效钾159.71 mg·kg-1。三七种苗(1年生子条)由文山三七研究院提供。硝酸铵(AR，N 34%)，钙镁磷肥(P2O514%，云南红河磷肥厂)，硫酸钾(K2O 50%，狮马牌)，阿侬微量元素营养液(2000倍)用分析纯化学试剂配制，含Cu、Zn、Fe、Mn、B、Mo微量元素。对照品三七皂苷R1，人参皂苷Rg1、Rb1、Rd均购于中国药品生物制品检定所。

1.2 试验设计

采用盆栽土培试验，塑料盆规格为30×40 cm2，可装土18 kg。设置不施氮肥处理(CK)，和纯施氮量为0.2 g·kg-1土的5种氮肥运筹模式，分别为F1：全部基施，即基追比为100∶0，F2：基追比为70∶30，F3：基追比为50∶50，F4：基追比为30∶70，F5：全部追施，即基追比为0∶100。各处理P2O5-K2O按0.15～0.30 g·kg-1土施用，补充阿侬微量元素按9 mL/盆施用，氮肥具体施用方案见表1，其他养分做基肥拌土一次性施入。各处理重复5次，随机区组排列，总计30盆，按常规进行管理，定期浇水、护理。每盆种1年生三七苗8株，定植时间为2010年1月6日，3月1日三七开始出苗，12月28日全部采收。

表1 氮肥施用方案

1.3 测定项目及分析方法

1.3.1 存苗率调查 于采收时调查每盆三七存活数目，除以每盆种植数目，即为收获时存苗率。

1.3.2 产量测定 样品采收洗净，分为地上及地下两部分，分别风干、称重，即为每盆地上及地下部分产量，除以每盆存苗数，即为单株生物量。粉碎，备用。

1.3.3 氮磷钾含量的测定[18]采用H2SO4-H2O2联合消煮法，分取消煮液用凯氏定氮法测定全氮含量，钼锑抗比色法测定全磷含量，原子吸收分光光度法测定全钾含量。氮磷钾含量分别乘以地上及地下部分生物量，得每株氮磷钾累积量。

1.3.4 皂苷含量的测定 根据《中国药典》三七皂苷的测定略作修改[19]，即准确称取三七样品0.3 g于50 mL具塞三角瓶中，加甲醇25 mL，称定重量，放置过夜，超声提取30 min，冷却，用甲醇补足减失重量，摇匀，滤过，取续滤液，过0.45 μm有机滤膜后，用HPLC测定。色谱条件为Agilent 1120高效液相色谱仪，色谱柱为Shim-pack PREP-ODS(H).Kit(250×4.6 mm，5 μm)，流动相：乙腈(A)-水(B)二元梯度洗脱，0～12 min，18%A；12～35 min，18～38%A；35～45 min，38%A；进样量20 μL，流速1mL·min-1，柱温为室温。供试皂苷标准对照品由中国药品生物制品检定所提供。

1.3.5 数据处理及分析 采用EXCEL进行数据处理，用SPSS18.0进行单因素方差分析(ANOVA)。

2 结果与分析

2.1 对三七产量的影响

氮肥运筹对三七存苗率、生物量及产量的影响见表2，结果表明，与不施氮肥处理(CK)相比，施用氮肥能明显提高三七单株生物量，其中地上部分生物量增加42.9～71.4%，地下部分生物量增加2.6～33.0%，总体生物量则增加12.7～41.9%；此外，不同氮肥运筹模式下，随着基肥用量减少，追肥量及次数增加，三七生物量呈先增加后减小的趋势，当基肥量为70%，1次追肥30%时(F2)，其总体生物量显著高于其他氮肥运筹处理。施用氮肥对三七存苗率影响不显著，而运筹模式却能显著影响存苗数；基肥用量为50～100%的处理，其存苗率与CK相比差异不显著；但基肥用量小于50%的处理，存苗率则比CK低25～32%。施用氮肥能增加三七产量，但氮肥施用方式不合理反而会导致三七减产。表2结果还表明，当氮肥基施量为50～100%之间，追肥次数为1～2次(F1、F2和F3)时，三七产量均比不施氮(CK)高，增产16.4～32.7%。相反，基肥量小于50%，追肥次数3～6次，则会导致三七产量减产，减产24.5～31.8%。此外，不同氮肥运筹模式下，随着基肥用量减少，追肥量及次数增加，三七产量亦呈先增加后减小的趋势，当基肥量为70%，1次追肥30%时，其产量达到最大。上述结果说明，基肥量为50～100%，追肥次数为1～2次是提高三七整株生物量及总体产量合理的氮肥运筹模式。

2.2 对三七品质的影响

皂苷类成分是三七主要品质成分，施用氮肥及其运筹模式均会对三七皂苷含量及积累量产生影响。氮肥运筹对三七品质成分的影响见表3，结果表明，施用氮肥能增加三七皂苷R1和人参皂苷Rd含量，对人参皂苷Rb1含量影响不大，但却会减小人参皂苷Rg1含量和皂苷总和，其中皂苷总和减少量为0.45～0.98%。而不同氮肥运筹模式下，三七皂苷R1、人参皂苷Rb1和Rd含量均随着氮肥基施量减少，追肥次数增加，而呈先增加后减小的趋势；但人参皂苷Rg1含量则随基肥用量减少有增加趋势。此外，4种皂苷含量的总和在不同氮肥运筹模式下，也随基肥用量减少而呈先增加后减小的趋势，当基肥量为70%，追1次肥(F2)时，其三七皂苷R1、人参皂苷Rb1和Rd、皂苷含量总和均为最大值。与不施氮肥相比，施用氮肥且全部作为基肥，三七皂苷R1、人参皂苷Rb1及Rd累积量均增加，而人参皂苷皂苷Rg1却减小，但皂苷累积总和却增加。在不同氮肥运筹模式下，F2各皂苷累积量均为最大值，且继续增加追肥用量，其皂苷累积量有降低的趋势。因此，上述结果说明施氮会降低皂苷含量，而基肥用量为70%，追肥1次的氮肥运筹模式却能够最大限度阻止其降低，甚至还可以增加每株三七的皂苷积累量。

表2 氮肥运筹对三七存苗率、生物量及产量的影响

注：表中小写字母表示不同处理间差异达到5%显著水平，下同。

表3 氮肥运筹对三七品质成分的影响

2.3 对三七植株N、P、K吸收与分配的影响

氮肥运筹对三七氮素含量、累积量及分配比例的影响见表4，结果表明，施用氮肥能显著提高三七N含量、累积量，并且增加N在地上部分的分配比例。不同氮肥运筹模式下，氮肥全部基施(F1)，三七地上部分及地下部分N含量与累积量均最低，且N在地下部分的分配较小，而减少基肥用量，增加追肥量及次数，三七地上及地下部分 N含量和累积量均增大，且N在地下部分的分配也随之增大。此外，当基肥量为70%，追肥30%(F2)，三七地上部N累积量最大，地下部分N累积量仅次于氮肥全部追肥(F6)。因此，增加追肥量及次数能增加三七氮素含量，但适宜的氮肥运筹模式却可以增加三七对氮素的累积作用。

表4 氮肥运筹对三七氮素含量、累积量及分配比例的影响

氮肥运筹对三七P含量、累积量及分配比例的影响见表5，结果表明，与不施氮肥相比，施用氮肥后三七P含量、累积量减少，但P在地上部分的分配却增加。不同氮肥运筹模式下，随着基肥量减少，追肥量及次数增加，三七地上部分P含量先增加后减小；地下部分P含量则呈增加趋势。此外，不同氮肥运筹模式下，三七地上部分及地下部分P累积量也随基肥用量减少呈先增加后减小的趋势，当基肥量为70%，追1次肥时，达到最大值，而不同氮肥运筹模式对P的分配比例影响较小。

表5 氮肥运筹对三七P含量、累积量及分配比例的影响

氮肥运筹对三七K含量、累积量及分配比例的影响见表6，结果表明，施用氮肥能显著增加三七K含量、累积量，且能增加K在三七地上部分的分配。然而，不同氮肥运筹模式下，随着基肥用量减小，追肥量及次数增加，三七地上部分K含量和累积量均呈减小趋势，但地下部分K含量和累积量却呈增加趋势，且K在三七地下部分的分配比例也呈增加趋势，当基肥用量为70%，追1次肥(F2)时，三七植株K累积总量达到最大。因此，施用氮肥能促进三七对钾的吸收，而适宜氮肥运筹模式却能促进三七对K的积累及分配，进而促进三七块根的生长。

表6 氮肥运筹对三七K含量、累积量及分配比例的影响

3 讨论

3.1 产量及构成因素

三七传统种植较少施用基肥，而较多的追肥。相关研究也表明，施用基肥更有利于三七种苗产量的形成[14]，且根腐发病率要低于无基肥处理[17]。三七产量的高低主要由收获时的存苗率及单株生物量决定。本研究结果表明，施用氮肥能显著提高三七单株生物量12.7～41.9%，但其产量却因氮肥运筹模式的不同而存在显著差异。其主要原因是由于施氮量相同的情况下，不同氮肥运筹模式对三七单株生物量虽有统计学差异，但实际差异却较小。因此，存苗率就决定了三七产量高低，而在基肥量低于50%的氮肥运筹模式下，由于追肥量及次数过多而造成三七根腐病等发生率增加，进而致使存苗率显著低于不施氮肥处理25～32%。因而，三七的单株生物量虽大于不施氮处理，但其产量却减产24.5～31.8%。相反，适量基追比的氮肥运筹模式不仅能够获得较高的存苗率，而且也能显著促进三七单株生物量的提升，而当基肥用量在50～100%之间，追肥1～2次，三七产量则增产16.4～32.7%。因此，基肥量为50～70%，追肥次数为1～2次，是提高三七产量适宜的氮肥运筹模式，尤以基追比为70∶30，追肥1次最佳。

3.2 品质成分

药材品质成分是植物次生代谢物，其合成代谢受环境因子如：温度、光照、水分、养分等的影响[20]。因此，施肥也会影响植物次生代谢物含量，但对于不同种类的次生代谢物，施用氮肥对其的影响也不相同。如，灯盏花[21]、菊花[22]黄酮含量与其生长环境氮素含量呈显著负相关，即施氮会抑制黄酮类成分的合成代谢；而施氮量却对西洋参皂苷成分含量却无显著影响[23]。本研究结果表明，施氮虽会降低三七皂苷类成分含量，但基肥用量为70%，1次追肥30%的氮肥运筹模式却能有效减小因施用氮肥对三七皂苷类成分含量降低作用，相反，还能增加三七皂苷类成分的累积量。因此，基肥用量为70%，追肥量为30%，追肥次数为1次，是保证三七品质合理的氮肥运筹模式。

3.3 养分吸收与分配

施氮能促进三七对氮、钾的吸收和积累，但却对磷的吸收与积累有抑制作用，一方面可能是由于施用的氮肥为硝酸铵，三七更偏好于吸收硝态氮，因此，氮、钾间具有协同作用，而氮、磷间则有拮抗作用。另一方面，2年生三七对氮、磷、钾的吸收比例为3∶1∶4[13]，对氮、钾的需求量较大，而对磷的需求较小。本研究结果表明，氮肥全部作基肥一次施用时，三七植株氮素累积量显著低于有追肥的处理，主要是由于三七对氮肥的需求较小[13]，减少氮肥基施量，增加追肥量及次数，能提高氮肥利用率、减少氮肥损失[6-7]。此外，适量的追肥(F2)还可以提高三七植株磷、钾的累积，但若追肥量及次数过多，反而会减小其磷、钾累积量，原因可能是由于适量的氮肥基追比更有利于三七单株生物量的累积，相应地提高了三七对磷、钾的需求量。当不施氮肥时，三七吸收氮磷钾后大部分分配于地下部分，只有少部分分配到地上部分，因而三七地上部分生长发育受到抑制，进而减少了光合产物向地下部分的转运；而施用氮肥后，氮磷钾吸收后向地上部分的分配量增大，促进了三七地上部分生长发育，也向地下部分提供了更多碳水化合物。因此，施用氮肥能促进三七对营养的吸收与分配，进而促进三七植株的生长，提高三七生物量及产量，而适宜的氮肥运筹模式也有利于三七养分吸收与分配。目前，关于三七养分吸收分配与干物质积累关系的研究甚少，仍待进一步深入研究。

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EffectsofNitrogenFertilizerRegimesonYield，Quality，NutritionUptakeandDistributionofBiennialP.notoginseng

OU Xiaohong1，2，ZHANGZhihui1，ZHENGDongmei3，GUOLanping4，5，WANGLi1，WANGJiajin1，LIUDahui1，4，5*

(1.InsitituteofMedicinalPlants，YunnanAcademyofAgricultureScience，Kunming650231，China；2.CollegeofResourcesandEnvironmentHuazhongAgricultureUniversity，Wuhan430700，China；3.SchoolofChemistryandBiotechnology，YunnanUniversityofNationalities，Kunming650500，China；4.StateKeyLaboratoryofDao-diHerbs，Beijing100700，China；5.NationalResourcesCenterforChineseMateriaMedica，Beijing100700，China)

One year oldPanaxnotoginsengseedlings were used to investigate the effects of different nitrogen regimes(control and five different N regimes)on yield，quality and nutrition uptake and distribution in a pot culture experiment under middle N application level.The results showed that：N application could significantly enhance biomass by 12.7-41.9%；the survival rate of the treatments with basal dressing 50-100% has the similar survival rate with CK and could enhance the root yield by 16.4-32.7%；meanwhile the treatments with basal dressing<50% reduced 24.5-31.8% as the survival rate were 25-32% lower than CK.N application reduced concentration of saponins，but the treatments with basal 70-100% had a higher saponins accumulation than CK.N application increased N，K concentration and accumulation，but decreased P concentration and accumulation，in addition enhanced the N，P，K distribution ratio in shoot.Among the different nitrogen regimes treatments，with the basal dressing decreasing and top-dressing increasing，the concentration of N，P，K trended to increase；while the accumulation increased firstly and then decreased，and the treatment with basal dressing 70%，top-dressing 30% once had a higher accumulation of N and the highest accumulation of P,K.Therefore，in this research the reasonable nitrogen regime for improving yield and quality ofP.notoginsengis 50-70% N as basal dressing and top-dressing once or twice.

Nitrogen fertilizer regimes；P.notoginseng；Yield；Quality；Nutrition uptake and distribution

2014-06-16)

国家自然科学基金项目(81260618，81130070)；云南省自然科学基金项目(2012FB192)；中央本级重大增减支项目(2060302)

*

刘大会，副研究员，研究方向：中药栽培、中药材规范化施肥、三七、天麻种植与加工；Tel：(0871)65033441，E-mail：juhuacha2007@sohu.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2014.12.009