梁 娟,葉 漪,楊 偉
(1.懷化學院生物與食品工程學院,湖南 懷化 418000;2.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點實驗室,湖南 懷化 418000)
天門冬[Asparaguscochinchinensis(Lour.)Merr]為百合科天門冬屬植物,以干燥塊根入藥或入膳,其主要有效成分為氨基酸、多糖、皂苷等,具養陰潤燥、清肺生津的功效,常用于治療肺燥干咳、腰膝酸痛、咽干口渴、腸燥便秘等癥[1],極具開發價值。天門冬藥材主要來源于野生資源,近年來隨著市場需求量的增加,野生資源日益枯竭,人工栽培成為保護和合理開發利用天門冬種質資源最有效的途徑[2]。
氮素作為植物需求量最大的礦質營養元素,對植物生長發育、作物產量與品質有著極其重要的作用[3]。植物所利用的氮主要為土壤中的硝態氮和銨態氮,植物對這兩種氮素形態的吸收、運輸、同化等存在較大差異,進而影響到植物的生長發育、生物量累積和次生代謝作用等[4]。因此,合理使用氮肥是實現栽培作物高產穩產的重要保證,研究氮素形態及其配比對作物的影響對于高產優質栽培中氮肥的合理施用有指導意義。有關氮素形態及其配比對萵苣[5]、馬鈴薯[6]、茄子[7]、玉米[8]等農作物產量與品質的研究較多,但對藥用植物生長與品質的研究比較少。
本研究以藥食兩用植物天門冬為試驗材料,在掌握其最佳供氮水平(12~16 mmol/L)的基礎上[9],通過盆栽試驗研究不同氮素形態及其配比對天門冬生長與品質的影響,以期為天門冬高產優質栽培中氮肥的合理施用提供科學依據。
1.1 材料與處理
試驗于2015年5~7月在懷化學院溫室內進行,試驗材料為種植于懷化學院植物園內的天門冬(由懷化學院曾漢元教授鑒定)。2015年5月初將均已生長兩年、長勢均一的天門冬植株剪去地上部分,栽入上口徑21 cm、下口徑14 cm、高19 cm的花盆中,基質為洗凈的細砂土,每盆3 kg。

1.2 測定項目與方法
1.2.1 農學性狀的測定
測定莖長和塊根鮮重兩個主要的農學性狀,通過對比試驗前后天門冬莖長和塊根鮮重,計算莖長增長量與塊根鮮重增長量。
1.2.2 葉綠素含量的測定
葉片葉綠素含量的測定采用李合生[10]的方法進行,即95%乙醇浸提,分光光度法測定。
1.2.3 塊根有效成分含量的測定
分別采用茚三酮比色法、蒽酮比色法、香草醛-冰醋酸-高氯酸紫外顯色法測定天門冬塊根體內主要有效成分游離氨基酸、可溶性糖及總皂苷的含量[9]。
1.3 數據統計與分析
所測定結果取平均值和標準誤差,利用SPSS 16.0及Excel 2003統計軟件進行分析與繪圖。
2.1 農學性狀比較

圖1 不同銨硝比對天門冬塊根鮮重增長量的影響注:圖柱上不同字母表示處理間差異達5%顯著水平,下同。

圖2 不同銨硝比對天門冬莖長增長量的影響
2.2 葉綠素含量比較


表1 不同銨硝比對天門冬葉綠素含量的影響 (mg/g)
注:同列不同字母表示處理間差異達5%顯著水平。
2.3 有效成分含量比較
在總氮量為14 mmol/L的條件下,不同氮素形態下天門冬游離氨基酸含量如圖3所示。在銨硝比為75∶25時天門冬塊根游離氨基酸含量最小。增加硝態氮的比例,天門冬塊根游離氨基酸含量不斷增加,在銨硝比為25∶75時天門冬游離氨基酸含量達到最大值。繼續增加硝態氮比例,游離氨基酸含量下降。

圖3 不同銨硝比對天門冬塊根游離氨基酸含量的影響
在總氮量為14 mmol/L的條件下,不同氮素形態下天門冬塊根可溶性糖含量如圖4所示。可溶性糖含量隨著硝態氮比例的增加而增加,在銨硝比為25∶75時達到最大值,繼續增加硝態氮比例,可溶性糖比例下降。

圖4 不同銨硝比對天門冬塊根可溶性糖含量的影響
在總氮量為14 mmol/L的條件下,不同氮素形態下天門冬皂苷含量如圖5所示??梢钥闯觯谌@時,皂苷含量最高;隨著硝態氮的增加皂苷含量總體趨勢是降低的,在全硝態氮時最小。

圖5 不同銨硝比對天門冬塊根總皂苷含量的影響
3.1 不同氮素形態及配比對天門冬生長的影響

3.2 不同氮素形態及配比對天門冬品質的影響


綜上所述,人工栽培天門冬時,合理控制氮素形態及其配比是促進其生長、提高其品質的有效途徑。天門冬若以食用為主時宜提高硝態氮比例(銨硝比為25∶75),以藥用為主時則可適當提高銨態氮比例。
[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].北京:中國醫藥科技出版社,2015.55.
[2] 歐立軍,張人文,談智文,等.我國不同地區天門冬核DNA ITS序列分析[J].中草藥,2011,42(7):1402-1406.
[3] Rothsteind D E,Zak D R,Pregitzer K S,et al.Kinetics of nitrogen uptake byPopulustremuloidesin relation to atmospheric CO2and soil nitrogen availability[J].Journal of Plant Nutrition,2011,34(4):504-521.
[4] Chen L,Liu Q Q,Gai J Y,et al.Effects of nitrogen forms on the growth and polyamine contents in developing seeds of vegetable soybean[J].Tree Physiology,2000,20:265-270.
[5] Casey B T,Kopsell D A.Nitrogen form and ratio impact Swiss chard(Betavulgarissubsp.cicla)shoot tissue carotenoid and chlorophyll concentrations[J].Scientia Horticulturae,2016,204:99-105.
[6] Yuan G,Li G J,Bo H,et al .Potato stolon and tuber growth influenced by nitrogen form[J].Plant Production Science,2014,17(2):138-143.
[7] Zhang Q,Wu S,Chen C,et al.Regulation of nitrogen forms on growth of eggplant under partial root-zone irrigation[J].Agricultural Water Management,2014,142(C):56-65.
[8] José F L F,Júlio C A N,Rafaela S A N,et al.Effect of rates and forms of nitrogen splitting on corn in the Brazilian Cerrado of Piauí State[J].African Journal of Agricultural Research, 2014,9(34):2648-2656.
[9] 梁娟,胡海麗,楊偉.不同供氮水平對天門冬生長和品質的影響[J].中國土壤與肥料,2016,(1):53-56.
[10] 李合生.植物生理生化實驗原理和技術[M].北京:高等教育出版社,2000.260-261.
[11] 曹翠玲,李生秀.氮素形態對作物生理特性及生長的影響[J].華中農業大學學報,2004,23(5):581-586.
[12] Heberer J A,Below F E.Mixed nit rogen nut ratio n and productivity of wheat grown in hydroponics[J].Ann Bot,1989,3:643-649.
[13] Wang X.Root growth,nitrogen uptake,and tillering of wheatinduced by mixed-nitrogen source[J],Crop Sci,1992,32:997-1002.
[14] 張福鎖,樊小林,李曉林.土壤與植物營養研究新動態(第二卷)[M].北京:中國農業出版社,1995.42-75.
[15] Liu W,Sophie F,Gan Y B.Signaling mechanisms integrating root and shoot responses to changes in the nitrogen supply[J].Photosynthesis Research,2005,83:239-250.
[16] 于曼曼,劉麗.氮素不同形態配比對夏枯草苗期生長及光合特性的影響[J].中國中藥雜志,2011,36(5):530-534.
[17] 李霞,閻秀峰.氮素形態對黃檗幼苗生長及氮代謝相關酶類的影響[J].植物學通報,2006,23(3):255-261.
[18] 張朋,王康才.氮素形態對杭白菊生長及品質的影響[J].中國中藥雜志,2014,39(17):3263-3268.
[19] 裴文梅,張參俊.不同氮形態及配比對甘草生長及品質的影響[J].中國農學通報,2011,27(28):184-187.
[20] 李燦雯,王康才,吳健,等.氮素形態對半夏生長及生物堿和總有機酸累積的影響[J].植物營養與肥料學報,2012,18(1):256-260.
[21] 汪建飛,董彩霞,沈其榮.氮素不同形態配比對菠菜體內游離氨基酸含量和相關酶活性的影響[J].植物營養與肥料學報,2007,13(4):664-670.
[22] 黃璐琦,郭蘭萍.環境脅迫下次生代謝產物的積累及道地藥材的形成[J].中國中藥雜志,2007,32(4):277-280.