张　锋，韩金龙，倪大鹏，单成钢

(山东省农业科学院 原子能农业应用研究所，济南　250100)

钾素对白花丹参和紫花丹参产量、品质及养分吸收的影响

张锋，韩金龙，倪大鹏，单成钢

(山东省农业科学院 原子能农业应用研究所，济南250100)

为研究钾肥对2种丹参的施用效果，设置5个不同施钾处理，对白花丹参和紫花丹参进行人工栽培试验，测定其产量、有效成分、养分吸收及利用情况。结果表明：钾肥与2种丹参产量之间关系密切，适当施用钾肥可促其生长，有利于养分往库的运转。然而，随施钾量和产量的增加，钾素的利用率明显下降，根中有效成分也降低，但干物质产量和有效成分产量均比对照处理提高。白花丹参钾肥生理利用率较高，而紫花丹参钾肥的农学利用率高于白花丹参。同样栽培条件下，种植紫花丹参可获得较高产量，白花丹参可获得较高丹参酮ⅡA和丹酚酸B产出。可见，钾肥对2种丹参影响规律相同，白花丹参最适施钾量为253.6 kg/hm2，紫花丹参为280.3 kg/hm2。

白花丹参；紫花丹参；钾肥；产量；品质

丹参为唇形科鼠尾草属多年生草本植物的干燥根[1]，是中国重要的传统大宗中药材，常年需求量在5万t以上。根据开花颜色丹参有紫花和白花2类[2-3]，常用丹参为紫色或紫红色花冠的紫花丹参(SalviamiltiorrhizaBunge)，白花丹参(SalviamiltiorrhizaBge．f．alba)为其变型种，花冠为白色或淡黄色，除具有丹参的生物活性和用途外，对治疗高血压、高血脂、血栓性脉管炎具有独特疗效，野生资源十分稀少，属珍稀濒危药用植物[4-7]。

钾素为植物生长发育不可缺少的大量营养元素，是60多种酶的辅助因子，在植物体内的功能主要是激活酶，促进植物体内碳水化合物的运输和转化[8-10]，在有效成分的合成以及碳、氮代谢过程中起着重要调节作用[11]。药用植物有机成分中的大多数有效成分为次生代谢产物，钾素不仅与产量密切相关，还影响着丹参根中的有效成分，对提高产量和改善品质具有重要意义。

丹参栽培理论研究起步晚，现有报道鲜有钾肥影响丹参的研究，尤其是白花丹参生产的相关报道。本试验以白花丹参和紫花丹参2个栽培种为对象，采用不同施钾量进行人工栽培试验，研究其对产量、品质和养分吸收利用的影响，确定丹参适宜的钾肥施用量，并探讨不同钾肥施用量对2种丹参生长的影响，为紫花丹参可持续发展，以及白花丹参这一珍稀资源的保护、开发及利用提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2012年8月至2013年12月在济南章丘市龙山镇进行，材料紫花丹参来自山东蒙阴，白花丹参来自莱芜，采用种子繁殖，2012年8月育苗，2013年4月移栽至大田，种植密度为11万株/hm2，基施尿素400 kg/hm2，过磷酸钙350 kg/hm2。

1.2试验设计

试验设5个施钾(K2O)量，分别为0(CK) 、100 kg/hm2(K1)、200 kg/hm2(K2)、300 kg/hm2(K3)、400 kg/hm2(K4)，小区面积(2×6) m2，随机排列，重复3次。

1.3测定内容与方法

在2013-11-05收获丹参根，每个处理收获面积为(2×2) m2。收获后洗净泥土，晒干称量测产。对收获晒干后的丹参每处理选取有代表性的10株，测量根长、根直径。

采用HPLC法测定丹参酮ⅡA和丹酚酸B，利用日立L-2000色谱仪，色谱柱为DiamonsilC18(4.6 mm×250 mm，5 μm)，柱温25 ℃。丹参酮ⅡA的测定以甲醇-水(体积比75∶25)为流动相，检测波长为270 nm；丹酚酸B以甲醇-乙腈-甲酸-水(体积比30∶10 ∶1∶59)为流动相，检测波长为286 nm，流速为0.8 mL/min。采用外标法，丹参酮ⅡA和丹酚酸B对照品来自山东省标准品工程技术研究中心。试验方法参照《中国药典》2005版(一部)丹参中丹参酮ⅡA和丹酚酸B测定方法[1]进行。

1.4数据处理

钾肥偏生产力(PEPK)=施钾处理产量/施钾量

钾肥农学利用率(AEK)=(施钾处理产量-对照产量)/施钾量

钾肥生理利用率(PEK)=(施钾处理产量-对照产量)/(施钾区钾积累量-空白钾积累量)

钾肥表观利用率(REK)=(施钾处理钾积累量-空白钾积累量)/施钾量×100%

采用Microsoft Excel 2007和SPSS统计软件[12]进行数据分析。

2结果与分析

2.1钾肥用量对白花丹参和紫花丹参产量及产量性状的影响

表1显示，钾肥对丹参生长有较大的促进作用。施钾处理丹参根直径、根长、单株根干质量及产量与CK处理相比都有较大幅度的提高，达到显著水平。2种丹参之间比较可以看出白花丹参根直径较紫花丹参小，而根长较紫花丹参大，白花丹参单株根干质量和产量与紫花丹参比偏低。这些指标在一定范围内均随施钾量增加呈逐渐增加趋势，随着施钾量增加又降低，白花丹参在300 kg/hm2施钾处理下根直径和根长最大，在200 kg/hm2施钾处理下单株根干质量和产量最大，而紫花丹参各指标在300 kg/hm2施钾处理下时均达最高值。

进一步分析表明，白花丹参产量(y1)和紫花丹参产量(y2)与施钾量(x)之间呈极显著的一元二次抛物线关系，回归方程为y1=-0.026x2+ 13.189x+ 4 107.3，R2= 0.984 7；y2=-0.021 2x2+11.886x+4 188.7，R2=0.986 9，说明丹参产量与施钾量之间存在密切相关性，由此可得，白花丹参施钾量为253.6 kg/hm2时理论产量为最高，可达5 779.9 kg/hm2，紫花丹参施钾量为280.3 kg/hm2时理论产量可高达5 854.7 kg/hm2。

2.2施钾量对白花丹参和紫花丹参植株氮、磷、钾质量分数的影响

各处理丹参植株氮、磷、钾3种元素质量分数间比较可得(表2)，氮>钾>磷。不同部位之间氮素、磷素的地上部低于地下部，而钾素地上部较高，可见，氮素、磷素根系吸收相对较多，向上运输少。植株氮质量分数紫花丹参地上部高，白花丹参地下部高，地上部磷、钾白花丹参高于紫花丹参，地下部则相反，表明紫花丹参运输磷、钾素能力较强，白花丹参运输氮素能力较强，钾肥的增施有利于氮素和磷素由茎叶向块根的积累运输。

表1　不同钾肥处理白花丹参和紫花丹参产量及产量性状

注：同列不同字母表示差异显著(P<0.05 )，下同。

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

表2　不同钾肥处理白花丹参和紫花丹参植株氮、磷、钾的质量分数

2.3施钾量对白花丹参和紫花丹参有效成分的影响

白花丹参丹参酮ⅡA和丹酚酸B明显高于紫花丹参(图1)。不同处理间丹参酮ⅡA随施钾水平的提高而降低，丹酚酸B随施钾量增加先降低后增加，以K3最低。

通过丹参酮ⅡA和丹酚酸B和块根产量而计算出的丹参酮ⅡA和丹酚酸B的产量如图1所示，白花丹参丹参酮ⅡA和丹酚酸B的产量均高于紫花丹参。2种丹参的丹酚酸B产量变化均呈单峰曲线，以K3为最高，CK处理最低。

2.4钾肥处理对白花丹参和紫花丹参钾肥利用率的影响

由表3可知，随着施钾量的增加，白花丹参和紫花丹参对钾肥的偏生产力、农学利用率和表观利用率明显降低，钾肥的生理利用率以中量(白花丹参K2，紫花丹参K3)处理为最高。从2种丹参对钾肥利用情况看，白花丹参对钾素的生理利用率较高，而紫花丹参对钾肥的表观利用率高。表明白花丹参吸收单位肥料中的钾肥能获得较高的产量增加量，而紫花丹参吸收单位肥料中的钾肥能获得较高的钾素积累量的增加量。

图1　不同钾肥处理下2种丹参有效成分(丹参酮ⅡA和丹酚酸B)及产量

3讨 论

药用植物同农作物一样都需要大量的矿质元素，不同的是要考虑对有效成分的影响，其施用原则是有效成分必须稳定。本试验增施钾肥降低丹参的有效成分，其原因可能是钾素有利于同化物向根部运输，使得根部碳水化合物比例增加，而合成有效成分的次生代谢并未同步增强，导致丹参根中有效成分降低。但总体来看，2种丹参中丹参酮ⅡA和丹酚酸B的产量，均在300 kg/hm2处理下达到最高。增施钾肥对植株养分表现为，促进植株对氮和磷的吸收和积累，显著降低植株地上部氮、磷，促进地上部养分向库的运转和分配，从而提高根系产量。过量施用钾肥只能增加作物体内的钾，地上部和地下部钾素均显著提高，没有表现出对产量的显著贡献，其偏生产力、农学利用率和表观利用率均明显下降。因此，应适当控制钾肥施用量，既可获得高产又能降低施肥成本，还可适当改善丹参的药用品质，提高钾肥利用效率。

表3　不同钾肥处理白花丹参和紫花丹参的钾素利用效率

《中药材生产质量管理规范》(Good Agricultural Practice简称GAP)中规定“应根据不同种类药用植物的营养特点及土壤供肥能力，确定肥料施用种类、时间和数量”。 作为丹参新药源及重要的育种材料，白花丹参这一山东道地药材具有很高的研究、种植和开发价值[12-14]。与紫花丹参相比，白花丹参根长较大，根直径较小，产量稍低，但白花丹参丹参酮ⅡA和丹酚酸B明显高于紫花丹参，具有较高的品质[15-17]。本研究表明，施钾量与2种丹参产量间存在极显著一元二次抛物线关系，为获得最大产量，白花丹参最佳施钾量应为253.6 kg/hm2，紫花丹参最佳施钾量为280.3 kg/hm2，而且施钾量为300 kg/hm2时，丹参根直径、根长随施钾量的增加而增加，采用最佳施钾量还可收获较长和较大直径的丹参药材。

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Effects of Potassium Fertilizer on Yield,Quality and Nutrient Uptake ofSalviamiltiorrhizaBge．f．alba andSalviamiltiorrhizaBunge

ZHANG Feng,HAN Jinlong,NI Dapeng and SHAN Chenggang

(Institute for Application of Atomic Energy,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Jinan250100,China)

To study the effects of potassium fertilization will provide a scientific basis for cultivation ofSalviamiltiorrhizaBunge.Five levels of potassium fertilizer were treated with the materials ofSalviamiltiorrhizaBge．f．alba (White flower) andSalviamiltiorrhizaBunge (Purple flower).Nutrient uptake,yield and quality were determined.The results showed that yield ofSalviamiltiorrhizaBunge had a close relationship with potassium fertilization.Suitable potassium fertilizer could promote plant growth and increase the transport rate of nutrients to root.However,with the application of the potassium fertilizer,the utilization rate of potassium and the active component in root were declined.But the output of dry matter and active component were increased.SalviamiltiorrhizaBge．f．alba had higher physiological utilization rate of potassium,but theSalviamiltiorrhizaBunge had higher agronomic utilization rate of potassium.Under the same conditions,higher yields were obtained when plantingSalviamiltiorrhizaBunge.Nevertheless,plantingSalviamiltiorrhizaBge．f．alba gained more outputs of active ingredients.The most proper application amount of potassium fertilizer is 253.6 kg/hm2for theSalviamiltiorrhizaBge．f．alba ,and 280.3 kg/hm2forSalviamiltiorrhizaBunge.

SalviamiltiorrhizaBge．f．alba;SalviamiltiorrhizaBunge; Potassium fertilizer; Yield; Quality

2015-03-18

2015-06-26

Science and Technology Development of Shandong (No.2013GSF11904);The Shandong Major Issue of Agricultural Well Breeds Engineering Foundation (No.2010LZ001-3).

ZHANG Feng,female,associate researcher.Research area:medicinal plant breeding and cultivation physiology research.E-mail:zhangfeng0723@126.com

SHAN Chenggang,male,researcher.Research area: medicinal plant breeding and cultivation research and technology promotion.E-mail:shanchenggang@126.com

(责任编辑：成敏Responsible editor:CHENG Min)

2015-03-18修回日期：2015-06-26

山东省科技发展计划(2013GSF11904)；山东省农业良种工程重大课题(2010LZ001-3)。

张锋，女，副研究员，从事药用植物育种与栽培生理研究。E-mail：zhangfeng0723@126.com

单成钢，男，研究员，主要从事药用植物育种与栽培研究及科技推广工作。E-mail：shanchenggang@126.com

S567.23

A

1004-1389(2016)07-1050-06

网络出版日期：2016-06-30

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160630.1634.028.html