不同中藥渣有機肥對膜莢黃芪生長以及根系結構的影響△

周修騰，陳美蘭，楊光，許杰，李鵬英，郭姣

(1.廣州中醫藥大學 臨床藥理研究所，廣東 廣州 510405；2.中國中醫科學院 中藥資源中心，道地藥材國家重點實驗室培育基地，北京 100700；3.廣東省代謝性疾病中醫藥防治重點實驗室，廣東 廣州 510006；4.廣東藥科大學，廣東 廣州 510006)

不同中藥渣有機肥對膜莢黃芪生長以及根系結構的影響△

周修騰1，2，3，陳美蘭2*，楊光2，許杰2，李鵬英2，郭姣3，4*

(1.廣州中醫藥大學 臨床藥理研究所，廣東 廣州 510405；2.中國中醫科學院 中藥資源中心，道地藥材國家重點實驗室培育基地，北京 100700；3.廣東省代謝性疾病中醫藥防治重點實驗室，廣東 廣州 510006；4.廣東藥科大學，廣東 廣州 510006)

目的：采用盆栽實驗，研究不同種類中藥渣有機肥對黃芪的生長及根系結構的影響。方法：實驗共設處理組五組，分別為CK組(不加有機肥)、麥芽渣處理組、連翹渣處理組、丹皮渣處理組。結果：不同種類中藥渣對黃芪生長均有一定的促進作用，其中麥芽渣處理作用最明顯，能夠顯著性(P<0.05)地提高黃芪地上部分和地下部分鮮重、株高和根粗；與對照組相比，麥芽渣處理組能顯著提高總根長、總根投影面積以及根尖數。結論：中藥渣有機肥能促進黃芪植株的生長，究其原因之一可能是中藥渣有機肥能改善黃芪的根系結構，提高對土壤養分和水分的吸收，從而促進植物的生長。

黃芪；中藥渣有機肥；麥芽渣；連翹藥渣；丹皮藥渣

膜莢黃芪為豆科草本植物，其根是我國常用中藥材之一，主要產自內蒙古、山西、甘肅、黑龍江等地，是國家三級保護植物，具有補氣升陽、固表止汗、托毒排膿、利水消腫和生肌等功效[1]。近年來對于黃芪的研究表明，其具有增強機體免疫功能，促進機體代謝，強心，降壓，耐缺氧及應激能力以及調節血糖的功效，因此目前對黃芪的需求越來越多，黃芪的栽培面積也越來越大。然而中藥材栽培過程中長期偏食化肥，忽視有機肥的使用，已造成肥效下降，利用率不高，土壤板結、連作障礙嚴重等弊端。大量的研究表明使用生物有機肥料是解決上述問題的有效途徑[2-3]。世界各國均十分關注農業的可持續發展問題，正在加大生物肥料和有機肥料的開發、生產及應用力度。歐洲一些國家生物肥料的施用量已占農業用肥總量的45%～60%，美國的施用量更高達60%～70%，而我國目前生物有機肥料的年產量不足20萬噸，遠遠不能滿足市場需求[4]。

中藥渣是植物類藥材在提取藥物成分后剩余的固形物，目前中藥廢渣多數被當作生活垃圾處理，不僅占用了大量的土地資源，污染了土地及地下水，而且還造成資源的浪費[5]。中藥渣營養成分豐富，富含纖維、多糖、蛋白以及微量元素等營養成分，質輕、通氣性好，是一種優質的有機肥料和輕基質原料[6]。中藥渣施入生土后，在較短的時間內能使生土的理化性狀有明顯的改善，應用到中藥材栽培中具有重要的意義[7-8]，但是目前相關研究甚少。

目前關于中藥渣有機肥對黃芪的影響未見相應的報道，因此本文研究不同種類中藥渣有機肥對黃芪的生長及根系結構的影響，旨在為今后應用中藥渣有機肥栽培黃芪提供指導。

1 材料

1.1 供試種子

采自河北安國，經中國中醫科學院中藥資源中心黃璐琦研究員鑒定為豆科植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge的莢果。

1.2 供試藥渣

麥芽渣、連翹藥渣、丹皮藥渣來自河北省某制藥企業，2013年在該藥廠采用堆肥的方式發酵為有機肥，在堆肥的過程中添加了地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌以及酵母菌。

1.3 供試土壤

土壤為黃土壤，其理化性質如下：PH 8.73，有機質3.4 g·kg-1，速效磷15.9 mg·kg-1，全磷59 g·kg-1，全氮27 g·kg-1，全鉀199 g·kg-1，速效鉀61 mg·kg-1，速效鋅0.54 mg·kg-1，速效錳5.2 mg·kg-1，速效鐵11.2 mg·kg-1和速效銅0.92 mg·kg-1。

2 方法

2.1 實驗設計

本實驗在中國中醫科學院中藥資源中心溫室中進行。選擇盆高為12 cm，盆口直徑為12 cm，盆底直徑為9 cm的塑料花盆，每盆裝入土壤500 g∶有機肥(5∶1)混勻組成的基質。實驗處理共5組，即CK組(不加有機肥)、麥芽渣處理組、連翹渣處理組、丹皮渣處理組。篩選色澤、大小、飽滿度一致的種子，于2014年5月10日播種，每盆均勻撒種5～10粒，覆土2～3 cm，各組處理6盆。株高約5 cm時間苗，每盆留苗2～3棵。處理6個月后測定其生長狀況以及根系結構。

2.2 測定項目

黃芪植株培養6個月后，每盆采樣3株測定。采用直尺測定株高、根長，游標卡尺測定根粗，采用萬分之一天平測定地上部分鮮重和地下部分鮮重。根系構型采用WinRHIZO根系分析系統進行測定。

2.3 數據分析

采用Excel 2010和SPSS18.0軟件進行數據分析。

3 結果

3.1 不同種類藥渣對黃芪地上部分生長的影響

結果表明不同藥渣對于黃芪地上部分生長的影響不同。其中與對照組CK相比，麥芽渣處理組和連翹渣處理組能夠顯著性(P<0.05)地提高地上部分鮮重和株高。對于地上部分鮮重，麥芽渣處理組和連翹渣處理組分別提高了7.46倍和6.93倍；對于株高，麥芽渣處理組和連翹渣處理組分別提高了1.87倍和2.61倍。而丹皮渣處理組雖然也有提高地上部分鮮重、株高的趨勢(P>0.05)，但無顯著性差異。另外，3種藥渣處理組都具有提高單株植物葉片數的趨勢，但是無顯著性差異。具體結果見表1。

3.2 不同種類藥渣對黃芪地下部分生長的影響

研究結果表明，與對照組相比，麥芽渣處理組能夠顯著提高根粗、地下部分鮮重，分別提高了76.9%和3.78倍。而丹皮渣處理組、連翹渣處理組具有提高地下部分鮮重、根粗的趨勢，但無顯著性差異。另外，麥芽渣處理組對于連翹渣處理組及丹皮渣處理組，也能顯著地提供地下部分鮮重，分別提高了1.43倍和1.68倍。而對于根長，3種藥渣處理組與CK處理組之間都沒有顯著性差異。見表2。

表1 不同種類藥渣對黃芪地上部分生長的影響

表2 不同種類藥渣對黃芪地下部分生長的影響

3.3 不同種類藥渣對黃芪根系結構的影響

本文采用總根長、總根投影面積、總根表面積以及根尖數來對根系結構進行評價。研究結果表明(見圖1～4)，麥芽渣處理組相比CK處理能顯著提高總根長、總根投影面積以及根尖數，分別提高了1.05倍、66.9%和3.15倍，而丹皮渣處理組、連翹渣處理組與CK處理組之間沒有顯著性地差異。另外，與連翹渣處理組、丹皮渣處理組相比，麥芽渣處理組也能顯著提高總根長、總根投影面積以及根尖數。麥芽渣處理組與連翹渣處理組相比對總根長、總根投影面積以及根尖數分別提高了1.49倍、1.79倍以及1.98倍；與丹皮渣處理組相比分別提高了1.90倍、91.3%以及2.40倍。

圖1 不同種類藥渣對黃芪總根長的影響

圖2 不同種類藥渣對黃芪根尖數的影響

圖3 不同種類藥渣對黃芪根總投影面積的影響

圖4 不同種類藥渣對黃芪根總表面積的影響

4 討論

本研究結果表明3種中藥渣有機肥均能不同程度地促進黃芪的生長，與前期的研究結果一致。王引權等[9]研究結果表明施用中藥渣有機肥能夠促進當歸生長后期根系的生長。常義軍等[7]研究表明增施中藥渣有機肥能夠促進玉米根系生長，使春、秋玉米產量分別提高81.2%、28.9%。張躍群等[10]研究表明中藥渣有機肥能顯著提高番茄的產量。

本研究也表明不同種類中藥渣對黃芪生長的影響作用不同，其中麥芽渣處理作用最明顯，究其原因主要在于不同種類中藥渣其C/N以及所含有的營養元素不同。土壤中的碳、氮既是調節土壤肥力高低的重要元素，又是作物生長和土壤微生物生命活動所必需。眾多學者把土壤碳氮比值作為衡量土壤C、N營養平衡狀況的重要指標[11-13]。本文所使用的3種中藥渣有機肥分別來源于3種不同的植物，其C/N比不同，因此施用土壤中促生作用也存在顯著差異。另外不同種類的中藥渣其所含營養元素不同，而不同的營養元素對于黃芪的生長不同。如王渭玲等[14]研究表明黃芪地上部分的生長受N、P、K各元素的影響程度不同，影響程度依次為N>P>K。

根是植物與土壤相互作用的紐帶，其主要功能是吸收土壤中的水分和養分。根系構型是植物根系生長和分枝的結果，它決定了植物吸收和傳導水分、養分的能力，根系構型與植物的生產力水平密切相關，是重要的農學和生態學指標[15]。本文研究結果表明中藥渣有機肥能夠改善黃芪的根系結構，尤其是提高黃芪植株的根尖數。采用SPSS方法對中藥渣促生作用與提高植株根尖數之間進行相關性分析，結果表明中藥渣有機肥的促生作用與提高植物的根尖數之間存在一定的正相關性，地上部分鮮重與根尖數之間的相關系數r為0.577，地下部分鮮重與根尖數之間的相關系數r為0.876。因為植物的根尖數代表著植物的側根分枝數，植物所需要80%的水分和溶質均由側根吸收，并且側根的表皮即使在較老時也出人意料地保持吸收功能[16]。中藥渣有機肥通過促進側根的分枝數(即根尖數)來提高對土壤養分和水分的吸收，從而促進植物地上部分和地下部分的生長，因此促生作用與提高根尖數之間存在顯著的正相關。Jonathan Lynch等[17]研究結果表明根系結構與植物產量直接具有直接的關系，特別是在養分和水分貧乏的環境下。

[1] 國家藥典委員會編.中華人民共和國藥典：一部[S]，北京：中國醫藥科技出版社，2015：302-303.

[2] 邵孝侯，劉旭，周永波，等.生物有機肥改良連作土壤及烤煙生長發育的效應[J].中國土壤與肥料，2011(2)：65-67.

[3] 熊又升，袁家富，楊濤，等.生物有機肥對棉花黃萎病發生及產量的影響[J].湖北農業科學，2010，49(8)：1841-1844.

[4] 禹宙.生物有機肥對我國農業可持續發展的影響[J].農業科技通訊，2007(10)：26-28.

[5] 譚顯東，王向東，黃健盛，等.中藥渣資源化技術研究進展[J].中成藥，2010，32(5)：847-849.

[6] 石連成，葉琛，李霄.中藥生產企業藥渣處理方法和綜合利用[J].中國醫藥指南，2012，10(14)：385-386.

[7] 常義軍，唐懋華，成維東，等.中藥渣改土效果試驗研究[J].現代農業科技，2010(5)：255-256，260.

[8] 唐懋華，成維東，甘小虎.中藥渣快速熟化生土效果初報[J].長江蔬菜，2005(8)：54-55.

[9] 王引權，Frank Schuchardt，安培坤，等.中藥渣堆肥與化肥配合施用對當歸產量與品質的影響[J].甘肅中醫學院學報，2012，29(5)：51-56.

[10] 張躍群，佘德琴.中藥渣有機基質對番茄產量和品質的影響[J].北方園藝，2009(11)：33-36.

[11] Moorhead D L，Reynolds J F.A general model of litter decomposition in the northern Chihuahuan Desert[J].Ecological Modelling，1991(56)：197-219.

[12] 齊雁冰，黃標，顧志權，等.長江三角洲典型區農田土壤碳氮比值的演變趨勢及其環境意義[J].礦物巖石地球化學通報，2008，27(1)：50-56.

[13] 許泉，芮雯奕，劉家龍，等.我國農田土壤碳氮耦合特征的區域差異[J].生態與農村環境學報，2006，22(3)：57-60.

[14] 王渭玲，王振，徐福利.氮、磷、鉀對膜莢黃芪生長發育及有效成分的影響[J].中國中藥雜志，2008(15)：1802-1806.

[15] 陳紅，馮云，周建梅，等.植物根系生物學研究進展[J].世界林業研究，2013，26(5)：25-29.

[16] Varney G T，Canny M J.Rates of water uptake into the mature root system of maize plants[J].New Phytologist，1993：775-786.

[17] Lynch J.Root architecture and plant productivity[J].Plant physiology，1995，109(1)：7.

EffectsofDifferentTypesofHerbResidueOrganicFertilizeronAstragalusMembranaceusGrowthandRootStructure

ZHOU Xiuteng1，2，3，CHENMeilan2*，YANGGuang2，XUJie2，LIPengying2，GUOJiao3，4*

(1.InstituteofClinicalPharmacology，GuangzhouUniversityofChineseMedicine，GuangdongGuangzhou510405，China；2.NationalResourceCenterforChineseMateriaMedica，ChinaAcademyofChineseMedicalSciences，StateKeyLaboratoryBreedingBaseofDao-diHerbs，Beijng100700，China；3.GuangdongTCMkeylaboratoryforMetabolicDiseases，GuangdongGuangzhou510006，China；4.GuangdongPharmaceuticalUniversity，GuangdongGuangzhou510006，China)

Objective：A pot experiment was conducted to evaluate the effects of different types of herb residue organic fertilizer onAstragalusmembranaceusgrowth and root structure.Methods：The five groups of treatment were CK group(without organic fertilizer)，malt slag group，forsythia slag group and Moutan Cortex slag group.Results：Different types of herb residue had a positive effect onA.membranaceusgrowth，malt slag group was the most obvious group，and it can significantly improve fresh weight，stem length and root width ofA.membranaceus；and the malt slag group can significantly improve the total root length，total root projection area and number of root tips more than the CK group.Conclusion：Herb residue organic fertilizer can improveA.membranaceusgrowth，one reason might be herb residue organic fertilizer could improve the root structure of Astragalus，promot plant growth for improving the soil nutrient and moisture absorption.

Astragalusmembranaceus；herb residue organic fertilizer；malt slag；forsythia slag；Moutan Cortex slag

2015-11-02)

中藥渣有機肥對中藥材栽培的選擇特異性機理研究(Zz0708116)

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陳美蘭，副研究員，研究方向：菌根及中藥材病害的生態防治；Email：chenmeilan-99@163.com； 郭姣，教授，研究方向：中醫藥防治代謝性疾病及創新藥物研發；Email：guojiao@gzucm.edu.cn

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.3.018