曾 嘉，陳 槐，鮮駿仁，何奕忻，劉建亮，楊麗芝，戚 歡，李 明，楊 剛*

(1. 西南科技大學生命科學與工程學院，四川 綿陽 621010；2. 中國科學院成都生物研究所，中國科學院山地生態(tài)恢復與生物資源利用重點實驗室，生態(tài)恢復與生物多樣性保育四川省重點實驗室，四川 成都 610041；3. 四川農業(yè)大學環(huán)境學院，四川 成都 611130)

【研究意義】麥冬為百合科植物麥冬[Ophiopogonjaponicus(L. f.) Ker-Gawl.]的干燥塊根，具有廣泛的藥理作用，在臨床應用十分廣泛。麥冬果實中主要包括甾體皂苷類、高異黃酮類等[1]；具有降血糖、保護心血管系統(tǒng)、抗腫瘤等藥理作用[2]。麥冬的藥用價值得到廣泛關注，麥冬市場也逐漸發(fā)展壯大。三臺縣作為全國乃至東南亞最大的麥冬種植基地，是我國重要的麥冬產地。因此，本文以三臺麥冬作為研究對象，探討施肥對麥冬產量和藥用成分的影響。為涪城麥冬種植和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)開發(fā)利用提供更多有用信息?！厩叭搜芯窟M展】施肥有助于麥冬生長，施用適當比例的氮磷鉀肥能明顯提高產量和品質[3-6]。麥冬對土壤肥力條件要求比較高，在肥力條件較差時將會嚴重影響麥冬的產量。因此，在塊根形成期，要及時加強田間肥水管理，增施氮磷肥，以此來促進塊根的生長及增粗而達到增加產量的目的[7]。對麥冬的地上部分鮮重及分蘗株數(shù)而言，施肥的影響不大,但對麥冬塊根生長有極顯著促進作用，同時還有助于提高麥冬的外觀品質[8]。通過建立施肥與產量等的回歸模型[9]，能更好的表明兩者間的關系。鉀肥、氮肥、磷肥對麥冬產量和品質的影響效果存在差異[10-11]。此外，肥料的施用必將對麥冬的藥用成分產生一定的影響[12]。有研究表明，麥冬塊根形成過程中總皂苷、總黃酮和總多糖的含量和塊根生長時間呈正相關，隨著塊根生長時間的延長，整體呈上升趨勢，至3月底達到最大值，之后均出現(xiàn)小幅回落[13]。光合產物積累與多糖含量兩者間密切相關[14]。施肥會影響麥冬光合產物積累進而影響多糖含量?！颈狙芯壳腥朦c】綜上可以發(fā)現(xiàn)，施肥對麥冬生長影響的研究，大都關注肥料種類上帶來的差異和影響，因此本試驗從施肥量上進行研究和探討其對麥冬生長和產量的影響。并且已有研究大多關注麥冬產量和藥用成分的單一因素，對如何提高藥用成分并合理控制施肥量研究較少?！緮M解決的關鍵問題】本研究對三臺縣的川麥冬設置不同施肥量水平進行研究，分析麥冬生長過程中不同肥力水平對麥冬的藥用成分以及產量有什么樣的影響？探索在什么樣的肥力水平下，能夠最大限度的提高麥冬的產量。找出較為經濟環(huán)保的施肥量，為三臺縣麥冬種植提供一定理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以直立型川麥冬作為研究材料。川麥冬于2006年5月正式批準為國家地理標志保護產品，2008年被評為四川名特產和四川名牌農產品。

1.2 試驗區(qū)概況

三臺縣位于四川盆地中部偏北，綿陽市東南部。屬于亞熱帶季風氣候，氣候溫和，四季分明，年平均氣溫16.7 ℃，日照1376 h，無霜期283 d，縣境內年平均降水量882.2 mm。三臺縣土壤的宜種性強，適宜的氣溫和降水條件，十分適合麥冬的種植。

1.3 試驗設計

試驗于2016年3月至2017年3月在三臺縣試驗地進行。2016年3月在三臺縣試驗地開始進行田間整地、施底肥、扦插。對試驗地設立7個組別，每個組別面積均為667 m2，施用不同質量梯度的有機肥(施加的有機肥N、P、K的配比分別為1.527 %，19.530 %，3.399 %)。田間的分布排列情況如表1所示。

1.4 樣品采集與處理

從2016年7月開始樣品采集直到2017年3月，每月進行1次取樣。田間樣品采集時，對于每個組別隨機選取3個點進行取樣，取樣點大小為50 cm×50 cm準確量取的正方形樣方，在樣方內進行植株樣品采集。

植株的處理。在保證植株完好的前提下，將植株洗凈除去泥沙雜質。將植株的地上部和地下部分開，在75 ℃烘干至恒重，烘干好的植株進行稱重并記錄，用粉碎機分別對植株的地上和地下部分進行粉碎，裝袋備用。

1.5 測定方法

1.5.1 麥冬生長發(fā)育和產量測定 葉重比為葉生物量與整個植株生物量之比，根重比為根生物量與整個植株生物量之比，根冠比是指植物地下部分與地上部分的鮮重或干重的比值。對麥冬新鮮植株，準確量取其根長、葉長和須根數(shù)，通過稱量地上和地下干重計算葉重比、根重比和根冠比。

表1 麥冬田間排列情況

在麥冬收獲期，采集麥冬植株樣品，將塊根分離開，75 ℃烘干至恒重后稱重并計算產量。

1.5.2 麥冬黃酮含量測定 儀器：u3900紫外可見分光光度計；電子分析天平；恒溫水浴鍋。試劑：無水葡萄糖；蒽酮；濃硫酸；蘆丁對照品。

對照品溶液的制備：取干燥蘆丁對照品5.7 g置于10 mL燒杯中，加適量甲醇，水浴微熱使其溶解。待溶解完全，將溶液置于25 mL容量瓶，用甲醇定容至刻度標線，輕輕震蕩，搖勻[15]，方法略有改動。

標準曲線的制備：取蘆丁對照品儲備液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL于25 mL具塞比色管中，加雙蒸水定容至6 mL。加5 %(w/v)NaNO2溶液1 mL，混合均勻。6 min后，加10 %Al(NO3)31 mL，輕輕震蕩混合均勻。6 min后，加入4 % NaOH溶液10 mL，用70 %乙醇定容至刻度線，輕輕震蕩混合均勻。放置15 min，以水為空白校正，于510 nm波長處測定各稀釋液的吸光度。以吸光度為縱坐標(Y),標準液濃度為橫坐標(X),繪制標準曲線，得回歸方程[16]。

供試品溶液的制備：取麥冬粉末1.0 g置于圓底燒瓶中，每個樣品用前述方法進行3次重復。再加入30倍量(mL/g)70 %乙醇，在80℃下用水浴回流裝置水浴回流2 h。再用漏斗過濾，將濾液減壓濃縮至膏狀，加入50 mL溫水充分溶解。以等體積石油醚萃取3次，棄去石油醚層，將3次水層萃取液合并，用恒溫水浴鍋水浴并揮干剩余的水分。再加入少量70 %乙醇溶解殘渣后，定容至50 mL容量瓶中。輕輕震蕩搖勻，用0.45 μm微孔濾膜過濾，取濾液，為后續(xù)的實驗備用[17]，略有改動。

精密度、穩(wěn)定性和重復性試驗:對試驗進行精密度、穩(wěn)定性和重復試驗確定試驗的準確性和可靠性。

1.5.3 麥冬多糖含量測定 對照品溶液的制備:取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖10 mg于100 mL容量瓶中，加入雙蒸水溶解稀釋至刻度標線，輕輕震蕩以搖勻。

標準曲線的制備:按蒽酮-硫酸法制備[18]。取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL的對照品溶液，分別置于具塞試管中，加水至2 mL，加8 mL新鮮制備的0.2 %硫酸-蒽酮溶液，搖勻，置沸水浴15 min，取出，置冰水浴15 min，測定625 nm波長處的吸光度，以吸光度A為縱坐標,葡萄糖濃度C(μg/mL)為橫坐標，繪制標準曲線[19]。

供試品溶液的制備:取5 g麥冬根粉末于錐形瓶中，取10 mL無水乙醇，浸泡30 min,使用超聲清洗儀進行超聲提取3次每次30 min過濾，得麥冬殘渣。將麥冬殘渣按料液比1∶10加入雙蒸水，超聲3次每次30 min,合并濾液，減壓濃縮至粘稠狀(大約15 mL)，用少量雙蒸水溶解，加3倍體積的95 %乙醇，把溶液在常溫下靜置過夜，過濾，用95 %無水乙醇進行多次洗滌，在靜處放置揮干上面的有機溶劑，用蒸餾水溶解并定容至100 mL，作為供試液。吸取供試品溶液1 mL于試管中,在冰水浴中加人0.2 %蒽酮一濃硫酸溶液4 mL,置沸水浴10 min,取出置冰水浴10 min，在波長為625 nm處測定吸光度[19]。

精密度、穩(wěn)定性和重復性試驗:對試驗進行精密度、穩(wěn)定性和重復試驗確定試驗的準確性和可靠性。

1.6 數(shù)據處理

采用Spss17.0、Sigmaplot13.0、Excel2010進行數(shù)據分析和數(shù)據繪圖。

2 結果與分析

2.1 麥冬的生長發(fā)育

由圖1可知，根的長度整體在較為均勻的生長，生長初期7-9月，是葉生長最快的時期，從9月以后，葉的生長速率降低。由表2和圖2可知，從8月至10月初，須根數(shù)有一個快速增長期，單株根數(shù)達到6～14根，此后須根數(shù)增量減少，至收獲時單株須根數(shù)15根左右。11月后，葉重比減小，根重比增加，麥冬開始地下部分的生長。9月塊根開始發(fā)生與膨大，積累干物質。由根冠比的變化可知，7-11月麥冬的地上干重大于地下干重，此時是麥冬地上部快速生長時期，葉片充分進行光合作用，積累有機物。而11-12月期間，麥冬的地下部生長明顯加快，塊根迅速膨大生長。此后，麥冬的地下干重超過地上干重，麥冬進入塊根發(fā)育的重要時期。

2.2 施肥對麥冬產量的影響

施肥量與地上干重、地下干重、須根數(shù)、葉長、根長和產量的相關性分析分別為0.482**、0.234**、0.060、0.301**、0.251**、0.973*(*在0.05水平(雙側)上顯著相關，**在0.01水平(雙側)上顯著相關)。表明麥冬的地上干重、地下干重、葉長、根長均與施肥量顯著相關(P<0.01)，產量與施肥量存在相關性(P<0.05)。

表2 麥冬須根數(shù)隨月份的變化

圖1 麥冬根長、葉長隨月份的變化Fig.1 Variation of root length and leaf length with month in Ophiopogon japonicus

圖2 麥冬根重比、根冠比和葉重比在整個生長季內的變化Fig.2 Variation of root weight ratio, root to shoot ratio and leaf weight ratio of Ophiopogon japonicus during the whole growing season

由圖3～4可知，施肥量對麥冬的地上干重和地下干重具有明顯的影響。在施肥量為0～50 kg，隨著施肥量的增加，麥冬的地上和地下干重增加速率較為緩慢；當施肥量從50 kg增加到75 kg時，麥冬的地上和地下干重顯著增加。通過試驗對收獲的麥冬果實烘干稱重計算，發(fā)現(xiàn)，施肥量為75、50、25和0 kg時，分別對應的麥冬產量為3428、2068、1956、1584 kg/hm2。產量分別增加116.3 %、30.7 %、23.6 %。75 kg施肥量下的增產效果最為明顯。

2.3 麥冬黃酮和多糖含量變化

2.3.1 麥冬黃酮含量測定 (1)蘆丁線性關系考察，以對照品濃度為X軸(x)，吸光度為Y軸(y)進行作圖，得線性回歸方Y=98.576x+0.7162(r=0.9991)。

(2)精密性試驗計算RSD值得2.83 %(n=5)，說明該實驗的精密度較高。重復性試驗計算RSD=2.73 %(n=6)，表明實驗重復性良好。穩(wěn)定性試驗計算得RSD=0.97 %(n=6)，表明測試溶液在60 min內穩(wěn)定。

2.3.2 麥冬多糖含量測定 (1)葡萄糖線性關系考察，以吸光度A為縱坐標,葡萄糖濃度C(μg/m)L為橫坐標,繪制標準曲線?；貧w方程為:Y=5.0186x-0.0033,r=0.9998，線性范圍為:0.0184～0.1104 mg。

圖3 麥冬地上干重、地下干重和塊根干重隨施肥量的變化Fig.3 Variation of aboveground dry weight, underground dry weight and root dry weight of Ophiopogon japonicus with the amount of fertilizer applied

圖4 麥冬產量隨施肥量的變化Fig.4 Variation of yield of Ophiopogon japonicus with fertilization

(2)精密度試驗計算RSD=1.85 %(n=6)，表明精密度良好。穩(wěn)定性試驗RSD=0.39 %(n=7)。重復性試驗，結果RSD=2.05 %(n=6)。表明該試驗重復性和穩(wěn)定性良好。

2.3.3 不同采收時期麥冬樣品中多糖和黃酮含量 如表3所示，麥冬不同生長時期的黃酮和多糖的質量分數(shù)，麥冬的黃酮含量在7-9月并無明顯變化，10-12月麥冬的黃酮含量有小幅增加，12月達到較高值0.51 %，12月至次年1月，黃酮含量降到最低值0.32 %，1-3月，黃酮的含量不斷增加，3月達到整個生長季的最高值0.52 %。

多糖含量在7-12月無明顯變化，總體含量在7 %到8 %左右，12月至次年3月，麥冬總多糖含量不斷增加，從7.12 %上升到15.76 %，達到整個生長季的最高值。

綜上所述，3月時麥冬的多糖和黃酮的含量最高，分別為15.76 %和0.52 %，表明在此階段收獲麥冬能使麥冬的黃酮和多糖含量維持在較高的水平。

2.4 不同施肥量下麥冬多糖和黃酮含量變化

由圖5可知，在施肥量在0～50 kg時，麥冬的多糖含量隨施肥量的增加而遞增，而在施肥量在50～75 kg遞增時，麥冬的多糖含量開始減少。表明，隨著施肥量增加，麥冬多糖含量也會增加，但當施肥量過多，多糖含量開始降低。如圖6所示，在0～50 kg的施肥量，麥冬的黃酮含量處于上升趨勢，而在75 kg時稍顯下降。以上分析表明，50 kg的施肥量比較適合保留麥冬的藥用成分，使麥冬的黃酮和多糖含量含量達到較高的水平。

表3 麥冬不同生長期黃酮和多糖的含量

Table 3 Contents of flavonoids and polysaccharides in different growing stages ofOphiopogonjaponicus

采收日期黃酮多糖含量(%)RSD(%)含量(%)RSD(%)2016.070.422.387.341.382016.080.352.868.124.082016.090.462.178.313.702016.100.342.947.563.972016.110.492.048.133.562016.120.511.967.125.262017.010.323.129.344.612017.020.412.514.471.262017.030.521.9215.760.71

3 討 論

本研究表明，麥冬葉片在整個生長季內都在不斷生長，在7-9月生長最為迅速；塊根的主要生長期集中在9月至次年3月，須根數(shù)在8-10月增長迅速，與陳興福等[20]的研究結果一致。麥冬的地上和地下干重與施肥量均呈現(xiàn)出顯著相關性(P<0.01)，麥冬地上干重與地下干重的增加趨勢一致，麥冬地上部分是產品產量的生物保證，莖葉的生長對貯藏根的增粗、增重有顯著促進作用，麥冬葉生長量越大，地下塊根越重[21]。

每667 m2施肥量為75、50、25、0 kg時，產量分別為3428、2068、1956、1584 kg/hm2。施肥比未施肥分別增加116.3 %、30.7 %、23.6 %。關于施肥對麥冬產量影響的研究，主要是不同的氮磷鉀施肥配比對麥冬產量的研究[22-25]，不同施肥量對麥冬產量影響的研究未見報道。試驗條件下的麥冬產量較麥冬種植戶的麥冬產量相比較低，原因可能是，試驗條件下的麥冬田間管理不如麥冬種植戶的田間管理，導致麥冬的產量偏低。麥冬的市場價格波動較大，市場價格有20～80元/kg不等，且品質好壞嚴重影響麥冬的價格。個大飽滿的麥冬塊根能賣到很高的價格，而個小干癟的則只能以低價處理。

施肥量對麥冬產量造成影響的同時對麥冬的藥用成分也會造成一定影響，在施肥量從0～50 kg，麥冬的多糖和黃酮含量不斷遞增，在施肥量為75 kg時，麥冬的總多糖和總黃酮含量較施肥量50 kg時含量略微減少，表明，適當?shù)卦黾邮┓柿?，有益于提高麥冬的多糖和黃酮含量，但施肥量過多反而會對藥用成分的含量造成影響，所以50 kg為比較利于保持麥冬藥用價值的施肥量。

圖5 不同施肥量下麥冬的多糖含量變化Fig.5 Change of polysaccharide content in Ophiopogon japonicus under different fertilization rates

圖6 不同施肥量下麥冬的黃酮含量變化Fig.6 Changes of flavonoids content in Ophiopogon japonicus under different fertilization rates

生長期是影響中藥材質量的關鍵環(huán)節(jié)，不同的采收期對麥冬的藥用成分有一定的影響，麥冬多糖含量在12月至次年3月，多糖含量呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，與吳發(fā)明等[13]和王遠等[26]的研究結果一致。2017年1-3月塊根膨脹期，麥冬黃酮含量呈現(xiàn)遞增趨勢，并在3月達到麥冬整個生長季的最高值，所以最佳采收期為3月，與蔣暢等[27]的川麥冬3月底到4月底的采收時間較為合理研究結果基本一致。本研究時間只持續(xù)到3月，蔣暢等的研究持續(xù)到5月，但結果表明4月的黃酮含量與3月相差不大，5月還出現(xiàn)大幅度降低，所以最佳采收期在3月的結論較為合理。

4 結 論

(1)麥冬在整個生長季內的生長規(guī)律表現(xiàn)為：葉的生長整個生長季都在進行，增長最快的時期主要集中在7-9月，須根數(shù)迅速增長時期主要集中在8-10月，塊根生長主要集中在9月至次年3月。

(2)每667 m2施肥量為75、50、25 kg時，產量分別比對照增加116.3 %、30.7 %、23.6 %。在試驗條件下，隨施肥量的增加，產量也明顯增加，說明增加施肥量能夠起到增產的目的。

(3)不同采收期麥冬多糖含量在7-12月，變化不明顯，12月至次年3月，呈上升趨勢。不同采收時期黃酮含量在7-12月，含量較為穩(wěn)定，2017年1-3月，呈現(xiàn)遞增趨勢，并在3月達到整個生長季內的最高值。說明麥冬常規(guī)的采收期(3月)能很好的保留麥冬的藥用成分。

(4)0～50 kg施肥量條件下，多糖和黃酮含量持續(xù)升高，75 kg施肥量下，有略微降低。適當增加施肥量，有利于提高麥冬的總多糖和總黃酮含量，但施肥量過多反而會使藥用成分含量降低。實驗條件下，50 kg施肥量較為合適。