不同鈣肥施用量對烏拉爾甘草產量及品質的影響

張清云， 王寧庚， 楊朝霞， 劉 華， 李 明

(1.寧夏農林科學院 荒漠化治理研究所， 寧夏 銀川 750002;

2.寧夏回族自治區鹽池縣林業局, 寧夏 鹽池 751500; 3寧夏回族自治區鹽池縣科技局, 寧夏 鹽池 751500)

不同鈣肥施用量對烏拉爾甘草產量及品質的影響

張清云1， 王寧庚2， 楊朝霞3， 劉 華1， 李 明1

(1.寧夏農林科學院 荒漠化治理研究所， 寧夏 銀川 750002;

2.寧夏回族自治區鹽池縣林業局, 寧夏 鹽池 751500; 3寧夏回族自治區鹽池縣科技局, 寧夏 鹽池 751500)

摘要：[目的] 通過開展不同鈣肥施用量對烏拉爾甘草(Glycyrrhiza uralensis.)產量及品質的影響研究，為甘草的優質高產栽培提供依據。[方法] 采用田間小區試驗方法，比較不同鈣肥施用量對烏拉爾甘草株高、藥用成分以及地上和地下部生物量的作用。[結果] 鈣肥施用量為450～600 kg/hm2時，甘草的產量和植株甘草酸及總黃酮的總量最大，過量的施用鈣肥對烏拉爾甘草的生長以及有效成分的含量具有抑制作用。[結論] 適量的鈣肥供應有利于烏拉爾甘草的生長以及烏拉爾甘草中有效成分含量的提高。

關鍵詞：烏拉爾甘草; 施鈣水平; 產量; 品質

烏拉爾甘草(Glycyrrhizauralensis)為豆科(Leguminosae)甘草屬(GlycyrrhizaLinn.)多年生草本植物[1],其根及根莖為常用中藥材,具有補脾益氣、潤肺止咳、通經脈、利血氣、清熱解毒及止咳祛痰潤肺的功效。近年來，隨著甘草的藥理研究日益深入[2]，甘草藥物需求量不斷增加，僅依靠采挖有限的野生種已不能滿足現代化的制藥需求。最新醫學研究表明,甘草中的甘草酸還具有抑制HⅣ[3]和SAS冠狀病毒的作用[4]。除此之外,甘草還廣泛用于煙草工業、畜牧業、食品加工及日化等行業[5-7]。甘草多生長于生態環境十分脆弱的干旱半干旱荒漠草原區,是干旱地區寶貴的植物資源[8]。鈣是植物生長發育所必需的中量營養元素，它能夠穩定細胞膜，促進細胞壁的形成，傳遞信號，調節信號等。但由于它的移動性小、再利用程度低導致鈣在植物體內的運輸速率低，一旦缺乏就會在新葉或其他幼嫩器官上表現出缺素癥。近年來,關于鈣肥對水稻、玉米、小麥施用效果的研究表明，鈣肥對作物增產和品質改善效果顯著[9-13]。甘草屬于喜鈣植物，是鈣質土壤的指示植物[14]，研究不同鈣肥施用量對烏拉爾甘草生長、產量和品質的綜合影響,為甘草的優質高產栽培提供施肥依據,也為甘草專用肥的制備奠定基礎。

1材料與方法

1.1　研究區概況

試驗地位于寧夏紅寺堡綠苑工貿有限公司甘草種植基地。紅寺堡開發區屬鄂爾多斯臺地的過渡地帶，海拔1 240 m，無霜期155 d，日平均氣溫8.4 ℃，≥10 ℃的年有效積溫平均為2 963.1 ℃，年太陽總輻射143.9 kJ/cm2，年日照時數達3 036.4 h，氣候為海洋性溫暖帶濕潤季風氣候向溫帶大陸性干旱氣候過渡區。該區四季分明，春季多風、夏季炎熱、秋季涼爽和冬季寒冷，年降雨量為277 mm，蒸發量為2 050 mm，干燥度3.1。氣候特點是氣溫低、溫差大、冬季長、降水少、蒸發量大和多風沙，屬典型的大陸性氣候，也是甘草種植的適宜區[15]。供試土壤基本狀況見表1。

表1　供試土壤基本性狀

1.2　試驗材料

供試材料為烏拉爾甘草1年生混合種苗，苗長22～24 cm，莖粗0.5～0.6 cm，供試肥料為當地產生石灰粉，主要成分CaO，生石灰粉含CaO為95%。

1.3　試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，設置6個不同施鈣水平，小區面積3 m×11 m，每小區施鈣量分別為0，0.5，1，1.5，2和2.5 kg，以不施鈣肥為對照，重復3次，施肥方法是種植前把鈣肥均勻撒施在小區內，然后用人工翻入地下20 cm以上，供試甘草種苗于1周后人工移栽，行距30 cm，株距10 cm，移栽深度10 cm,每小區定植890株，移栽完后灌第1水，以后田間管理、施肥和除草等管理一致，2012年11月10日采挖。

1.4　數據采集與處理

在甘草生長期間，每月15日采用德國產TDR對甘草地0—100 cm的水分分層進行測定(每20 cm為一層)；每月的15日和30日對甘草的株高進行測定、葉片的SPAD值通過SPAD 502葉綠素計進行測定；采用人工采挖，采挖深度為40 cm，采挖后對甘草的根長、莖粗和產量進行測定，測產后每小區任選5株進行甘草酸含量和甘草黃酮含量的測定，其測定方法是采用煎煮法提取浸液，并用HPLC法(日立u-3210紫外分光光度計)檢測甘草酸和總黃酮含量[16-17]。

2結果與分析

2.1　不同施鈣量對甘烏拉爾甘草地土壤水分變異

由圖1可以看出，不同施鈣水平對甘草地的土壤水分影響不大，施鈣肥的土壤含水量比對照略高，但無明顯差異。由圖2可知，烏拉爾甘草地的土壤水分變化整體與降雨量的變化趨勢相一致，可說明不同施鈣量對烏拉爾甘草地土壤含水量影響比較小。

注：Ca0，Ca1，Ca2，Ca3，Ca4，Ca5分別代表施鈣量0，0.5，1，1.5，2，和2.5 kg。下同。

圖1烏拉爾甘草地不同施鈣水平土壤水分變化

圖2　烏拉爾甘草地氣溫和降雨量變化

2.2　不同施鈣量對烏拉爾甘草出苗的影響

由表2可以看出,隨著供鈣量的增加，甘草出苗率也隨著增加，但甘草出苗率沒有明顯的增加；甘草在第2 a返青時，Ca1—Ca4處理,返青率隨著施鈣量的增加而顯著增大,返青率明顯提高，Ca3處理達到最大值810株，返青率為91.94%，較對照增加了18.59%，隨著鈣量的增加，返青率開始逐漸降低。說明在該試驗范圍內鈣肥能促進甘草出苗率的增加，尤其是第2 a返青率增加更加明顯。

2.3　不同施鈣量對烏拉爾甘草生長的影響

由表3可以看出,隨著施鈣量增大,株高、主根長度和徑粗的增長量隨之增大,說明在人工移栽烏拉爾甘草中鈣肥能夠促進甘草株高和地下部分的生長。尤其是在第2 a返青后，隨著施鈣量的增大，甘草的株高、主根長度和徑粗顯著增大,Ca3處理達到最大值，隨著鈣量的增加，甘草的株高、主根長度和徑粗呈下降趨勢，說明適量的鈣肥能促進甘草株高、主根長度和徑粗的增加,而過多的鈣肥反而使得甘草的生長受到抑制，表明供給過量的鈣肥不利于甘草的生長。

表2　不同施鈣量對甘烏拉爾草出苗的影響

表3　不同施鈣量對烏拉爾甘草生長的影響　cm

注：不同大小寫字母表示在0.05,0.01水平上的差異顯著性。

2.4　不同鈣量施用量對烏拉爾甘草葉綠素相對含量的影響

由圖3和圖4分別是不同施鈣量對1，2年生烏拉爾甘草葉綠素相對含量影響的動態變化曲線。從圖3—4上2個曲線變化可看出，隨著移栽烏拉爾甘草生長年限的增加，生長1 a和2 a的烏拉爾甘草葉片的SPAD值都呈現先升高再降低的趨勢，在7月15日左右的SPAD值達到最大值，說明寧夏烏拉爾甘草在這個時期地上部分生長達到旺盛期，隨后出現逐漸降低的趨勢。另外，從烏拉爾甘草生長后期葉綠色相對含量的下降趨勢看，Ca3和Ca4的處理明顯低于其他處理，表明在烏拉爾甘草栽培中，增加鈣肥的施用量，可有效增加烏拉爾甘草葉片的光合作用，對地上部分生物量的生長有明顯的促進作用。

圖3　不同鈣肥施用量對1年生烏拉爾甘草葉綠素相對含量的影響

圖4　不同鈣肥施用量對2年生烏拉爾甘草葉綠素相對含量的影響

2.5　不同施鈣量對烏拉爾甘草產量的影響

由表4可以看出,隨著供鈣量的增大,烏拉爾甘草地上部分和地下部分增長量隨之增大,說明在本試驗范圍內鈣肥能促進烏拉爾甘草地上部分和地下部分的生長。從Ca1—Ca3處理看,甘草的地上和地下產量隨著施鈣量的增大而顯著增大,Ca3處理達到最大值，地上部分鮮重549 kg,地下部分鮮重753 kg。Ca4，Ca5處理甘草的地上和地下產量反而低于Ca3處理。說明適量的鈣肥能促進甘草的地上和地下部分的干物質的積累,而過多的鈣肥反而使得甘草的地上和地下部分的干物質積累量下降。

2.6　不同施鈣肥量對烏拉爾甘草品質的影響

不同施鈣肥量對烏拉爾甘草甘草酸含量的影響(圖5)。不同施鈣肥量對烏拉爾甘草總黃酮含量的影響見圖5—6。甘草酸和甘草總黃酮是甘草的主要藥用成分，由圖5和圖6可以看出，烏拉爾甘草移栽1 a以上其含量均超過藥典規定的含量[18]。由圖3和圖4可知,Ca0—Ca5處理,根部的甘草酸和甘草總黃酮相對含量隨著施鈣量的增大逐漸增大,其中,含量最高的均是Ca3處理；當施鈣量大于Ca3處理時,甘草酸和甘草總黃酮的相對含量降低,但Ca3處理與Ca4和Ca5處理的甘草酸含量沒有顯著差異。

表4　不同施鈣量對甘草產量的影響

注：甘草產量以鮮重為依據。

圖5　不同施鈣量對移栽不同年限烏拉爾甘草酸含量的影響

圖6　不同施鈣量對移栽不同年限烏拉爾甘草總黃酮含量的影響

3結 論

本試驗采用鈣肥一次性施入的方式對不同水平鈣肥施用量對烏拉爾甘草生長及品質影響進行研究。通過對移栽1，2 a烏拉爾甘草的生長、產量和有效成分含量的調查表明，適量的鈣肥供應有利于烏拉爾甘草的生長以及對烏拉爾甘草中有效成分含量的提高，過量的施用對烏拉爾甘草的生長以及有效成分的含量具有抑制作用。

在甘草的人工栽培中,適量的鈣肥能有效促進烏拉爾甘草的生長、改善烏拉爾甘草的品質,過低或過高的鈣肥量都不利于甘草的生長。由于試驗材料為苗期的甘草,Ca3(450 kg/hm2)處理的產量最高,長勢最好,合成的甘草酸和甘草黃酮含量均最高，相對于甘草2～3 a的生長期來講,施鈣量為Ca3(450 kg/hm2)處理時,營養生長更旺盛,合成藥用成分次生代謝產物的能力更強,為烏拉爾甘草后期的生長發育及藥用成分積累奠定了基礎。

[參考文獻]

[1]張翔宇,王一濤.甘草資源困境分析與保護策略[J].國土與自然資源研究,2009(3):95-96.

[2]李殿樹.栽培技術對藥用植物有效成分含量的影響[J].中藥材科技,1980(1):43-47.

[3]Cohen J I. Licking latency with licorice[J]. The Journal of Clinical Investigation, 2005,115(3):591-593.

[4]Cinatl J, Morgenstern B, Bauer G, et al. Glycyrrhizin, an active component of liquorice roots, and replication of SARS-associated coronavirus[J]. The Lancet, 2003, 361(9374): 2045-2046.

[5]張繼,姚健,丁蘭,等.甘草的利用研究進展[J].草原與草坪,2000,89(2):12-16.

[6]王照蘭,杜建材,于林清,等.甘草的利用價值、研究現狀及存在的問題[J].中國草地,2002,24(1):73-76.

[7]孔紅,閆訓友,史振霞.豆科甘草屬植物研究進展[J].北方園藝,2007(7):70-72.

[8]王玉慶,賀潤喜.固沙植物甘草與土地荒漠化探析[J].中國生態農業學報,2004,12(3):194-195.

[9]張學軍,馮衛東,宋德印，等.施用硅鈣磷肥對水稻生長產量及品質的研究初報[J].寧夏農林科技,2001(1):37-38.

[10]蘭雨鋒.水稻施用硅鈣肥效果試驗[J].墾殖與稻作,2006(S):99-101.

[11]張金盛,趙振達,蔣德勤,等.水稻施用硅鈣復混肥效應研究[J].天津農業科學,1999,5(2):15-17.

[12]肖德全,孫繼文,邵振海.玉米施硅鈣肥效果分析[J].植保技術,2005(6):8-9.

[13]賀立源,江世文.小麥施用硅鈣肥效應的研究[J].土壤肥料,1999(3):8-11.

[14]安鈺,李明,張清云，等.外援鈣對甘草種子萌發及幼苗生長的影響研究[J].寧夏農林科技,2011,52(9):89-90,94.

[15]張清云,李強,蔣齊,等.氮磷鉀互作效應對甘草產量影響的研究[J].土壤通報,2009,40(5):1119-1122.

[16]王巧娥,沈金燦,于文佳,等.甘草中甘草酸的微波萃取[J].中草藥,2003,34(5):407-409.

[17]李炳奇,汪河濱,李學禹,等.超聲法聯合提取甘草黃酮和甘草酸的研究[J].山東中醫雜志,2005,24(1):38-40.

[18]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[S].北京:化學工業出版社,2001:65-66.

Effects of Different Calcium Fertilizers Application Amount on Yield and Quality of Ural LicoriceGlycyrrhizaUralensis

ZHANG Qingyun1， WANG Ninggeng2， YANG Zhaoxia3， LIU Hua1， LI Ming1

(1.InstituteofDesertificationControl,AcademyofNingxiaAgriculturaland

ForestryScience,Yinchuan,Ningxia750002,China; 2.TheForestryBureauofYanchi

CountyinNingxiaHuiAutonomousRegion,Yanchi,Ningxia751500,China; 3.TheScienceand

TechnologyBureauofYanchiCountyinNingxiaHuiAutonomousRegion,Yanchi,Ningxia751500,China)

Abstract：[Objective] To investigate the effects of different calcium fertilizer application amount on yield and quality of Ural licorice Glycyrrhiza uralensis.[Methods] By field plot experiment, we investigated the effect of different calcium fertilizer application amount on the plant height, medicinal composition and aboveground and underground biomass of G. uralensis.[Results] The root yield, glycyrrhizic acid and total flavonoids of G. uralensis reached maximum when calcium fertilizer application amount was 450~600 kg/hm2. Excess amount of calcium fertilizer could inhibit the growth of Glycyrrhiza uralensis.[Conclusion] Optimal amount of calcium fertilizer application is crucial to growth and effective components of G. uralensis.

Keywords:Glycyrrhiza uralensis; application rates of calcium fertilizer; yield; quality

文獻標識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)01-0107-04

中圖分類號：S143.7

通信作者：李明(1965—),男(漢族)，寧夏平羅縣人,碩士，研究員,主要從事防沙治沙與藥用植物研究。E-mail:lm.nxpl@163.com。

收稿日期：2014-01-10修回日期：2014-02-17

資助項目：寧夏科技攻關項目“寧夏中部干旱風沙區甘草產業發展關鍵技術研究與示范”; 國家科技支撐項目“甘草規范化基地優化升級及系列產品綜合開發研究”(52011BAI05B001); 寧夏農林科學院科技創新先導資金項目“甘草連作障礙因素及解除措施研究”(NKYJ-14-25)

第一作者：張清云(1964—),男(漢族)，寧夏鹽池縣人,學士,副研究員,主要從事防沙治沙與藥用植物研究。E-mail:nxzhqy@163.com。