程澤京，張慧仙，黃高鑒，郭軍玲，張 強(qiáng)，楊治平

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030031；2.陵川縣職業(yè)中學(xué)，山西 陵川 048300）

潞黨參為《中國(guó)藥典》2020 版中所列的桔梗科多年生草本植物黨參（Codonopsis piloula（Franch.）Nannf.）的干燥根[1]，其含有聚炔類、皂苷類和多糖類等多種成分[2]，具有健脾益肺、益氣養(yǎng)血等功效[3]，是山西古潞州（今長(zhǎng)治市、晉城市）的道地藥材[4]。由于黨參野生資源的銳減，市場(chǎng)需求增大，藥農(nóng)開始通過噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來提高產(chǎn)量以保證產(chǎn)品供應(yīng)。然而，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在提高作物產(chǎn)量的同時(shí)也使其有效成分驟降，孫成新等[5]通過對(duì)黨參噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑研究發(fā)現(xiàn)，黨參產(chǎn)量比清水對(duì)照提高了36.37%，炔苷含量顯著降低了18.53%；焦旭升等[6]研究發(fā)現(xiàn)，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能顯著提高黨參產(chǎn)量，但會(huì)打亂植株的庫(kù)源平衡，導(dǎo)致庫(kù)器官根部迅速轉(zhuǎn)入源器官同化物，黨參根部有效成分含量和浸出物含量降低。同時(shí)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑會(huì)殘留在植物體和土壤中，降低黨參藥用價(jià)值，且長(zhǎng)期施用不利于人體健康及中藥材的綠色發(fā)展。因此，增加產(chǎn)量的同時(shí)如何維持藥用植物有效成分的積累顯得尤為重要。

腐植酸作為土壤有機(jī)質(zhì)的主要成分之一，能夠促進(jìn)植物根的生長(zhǎng)、細(xì)胞的發(fā)育、養(yǎng)分的累積、還原糖的合成以及提高酶活性等[7]。有研究表明，腐植酸噴施于作物后，能夠在作物不同生育階段產(chǎn)生相應(yīng)的刺激作用[8]，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育及次生代謝產(chǎn)物的積累，在提升作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)方面的效果顯著[9-10]。趙海燕等[11]研究發(fā)現(xiàn)，噴施腐植酸可以明顯提高小麥產(chǎn)量，促進(jìn)其可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖的合成。高紀(jì)超等[12]通過對(duì)油菜施用腐植酸發(fā)現(xiàn)，油菜鮮質(zhì)量比不施腐植酸提高了9.03%，且使得油菜硝酸鹽含量降低了30.9%。郭巖等[13]研究表明，蒙古黃芪噴施腐植酸營(yíng)養(yǎng)劑后，產(chǎn)量較對(duì)照提高了8.6%，其質(zhì)量標(biāo)志物毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量增加1.6%，同時(shí)促進(jìn)了黃芪根系的伸長(zhǎng)，增加了根表面積和根體積。目前，腐植酸廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)，而施用于中藥材的研究相對(duì)較少，以潞黨參為研究對(duì)象的更是鮮有報(bào)道。

本研究通過對(duì)比不同類型腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參產(chǎn)量和有效成分的影響，并采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，探討腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參的促生作用，明確生產(chǎn)中適宜施用腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑類型，以期為潞黨參生產(chǎn)中腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑的應(yīng)用提供理論依據(jù)，減輕植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑帶來的不良影響，達(dá)到中藥材生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目標(biāo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于黨參道地產(chǎn)區(qū)晉城市陵川縣石家坡村中藥材種植基地（113°45′12.02″E、35°79′55.82″N），平均海拔約1200 m，年降水量600～700 mm，年平均氣溫7.9 ℃左右，年日照時(shí)數(shù)2630 h。試驗(yàn)區(qū)土壤為褐土，土壤pH值為8.02，有機(jī)質(zhì)含量為25.86 g/kg，全氮含量為1.82 g/kg，有效磷含量為11.57 mg/kg，速效鉀含量為193.62 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

潞黨參種苗選自山西省陵川縣石家坡村永軍中藥材種植基地，經(jīng)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)作物研究所田洪嶺副研究員鑒定，為潞黨參種苗。移栽時(shí)，挑選大小一致、無有害生物寄生、無病蟲害、無損傷且頂芽個(gè)數(shù)≥1 的種苗用于栽培試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

潞黨參種苗移栽試驗(yàn)于2021年3月31 日進(jìn)行，采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積60 m2（10 m×6 m）。試驗(yàn)共設(shè)5 個(gè)處理，分別為：CK.農(nóng)戶習(xí)慣，噴施0.10%植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑矮壯素；T0.噴施清水；T1.噴施0.05%腐植酸制劑Ⅰ（具體成分為腐植酸）300 L/hm2；T2.噴施0.05%腐植酸制劑Ⅱ（具體成分為腐植酸+氨基酸）300 L/hm2；T3.噴施0.05%腐植酸制劑Ⅰ+促根營(yíng)養(yǎng)制劑（具體成分為腐植酸+營(yíng)養(yǎng)元素）300 L/hm2。其中，以上3 種腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑均為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院作物營(yíng)養(yǎng)施肥與新型綠色肥料研發(fā)課題組自制。3 次重復(fù)，共有15 個(gè)小區(qū)。在潞黨參初花期，3 種腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑進(jìn)行第1 次噴施并標(biāo)示，每隔15 d 噴施1 次，共4 次；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑按當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣噴施2 次（潞黨參初花期進(jìn)行第1 次噴施，間隔15 d 噴施第2 次），其他田間管理均保持一致。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量的測(cè)定 潞黨參于2021年10月13 日進(jìn)行收獲采樣，各小區(qū)隨機(jī)選取1 m×1 m 樣方進(jìn)行采樣，測(cè)定其根長(zhǎng)、根粗。清洗后將其在105 ℃烘箱殺青30 min，然后放于75 ℃烘干至恒質(zhì)量，測(cè)定單株質(zhì)量和單位面積總質(zhì)量。

1.4.2 養(yǎng)分含量、品質(zhì)的測(cè)定 取出烘干試樣進(jìn)行粉碎，樣品過篩，分別用凱氏定氮儀法、釩鉬黃比色法及火焰光度法[14]測(cè)定氮、磷、鉀的含量。

多糖含量參考胡佳棟等[15]的方法測(cè)定。供試品溶液的配制方法：稱取潞黨參粉末（過0.18 mm篩）0.3 g，加入蒸餾水10 mL，80 ℃水浴提取4 h，浸提2 次，加入乙醇，4000 r/min 離心10 min，于40 ℃烘干，即為黨參多糖樣品。

黨參炔苷含量的測(cè)定參考成銘等[16]建立的方法。采用C18 柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）色譜柱，以乙腈-水（體積比28∶72）為流動(dòng)相，在267 nm 波長(zhǎng)下進(jìn)行檢測(cè)。樣品溶液的制備：在4位天平上稱取潞黨參粉末（過0.18 mm 篩）0.1 g，加入25 mL75%甲醇，超聲處理45 min，超聲結(jié)束后用75%甲醇補(bǔ)足質(zhì)量，然后再離心15 min，取上清液通過0.22 μm微孔濾膜，潞黨參樣品HPLC 色譜分析如圖1所示。

圖1 潞黨參樣品HPLC 色譜分析Fig.1 HPLC chromatogram of Codonopsis pilosula

1.5 綜合評(píng)價(jià)

利用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值[17]，并將所選指標(biāo)隸屬函數(shù)值求和取平均值，進(jìn)行綜合排名。

式中，C（Xi）為隸屬函數(shù)值；Xi則表示潞黨參根部的測(cè)定參數(shù)，其中，i=1，2，3，…，n；Xmax、Xmin則分別表示第i根測(cè)定參數(shù)的最大值和最小值。假設(shè)某一參數(shù)對(duì)根部的作用是負(fù)相關(guān),則用反隸屬函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,即方程（2），然后再對(duì)各個(gè)隸屬參數(shù)的值進(jìn)行排序,以作出綜合評(píng)價(jià)。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2018、SPSS 23.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析（ANOVA）和Duncan檢驗(yàn)法比較測(cè)定指標(biāo)的差異（P＜0.05），采用Origin 2020 進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參根部生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量的影響

黨參的根長(zhǎng)、根粗及單株質(zhì)量能夠反映其生長(zhǎng)狀況，并影響產(chǎn)量大小。由表1 可知，噴施不同腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑后，潞黨參根長(zhǎng)從大到小依次為T3＞CK＞T2＞T1＞T0，T3 處理的根長(zhǎng)最大，為29.26 cm，較T0、T1 處理分別顯著增加7.73% 和6.83%（P＜0.05），與其余各處理間差異不顯著。不同處理的潞黨參根粗呈現(xiàn)CK＞T3＞T2＞T1＞T0 的變化趨勢(shì)，T1、T2 和T3 處理分別較T0 處理增加7.35%、8.49%和9.97%，各處理間無顯著差異。潞黨參單株質(zhì)量從大到小依次是CK＞T3＞T2＞T1＞T0，T0 處理的單株質(zhì)量最低，為2.09 g，分別較CK、T1、T2 和T3 處理顯著降低18.67%、11.44%、12.18%和16.40%（P＜0.05）。潞黨參產(chǎn)量由高到低排序?yàn)镃K＞T3＞T2＞T1＞T0，CK 產(chǎn)量最高，為1275.50 kg/hm2，其次為T3 處理，產(chǎn)量為1250.35 kg/hm2，與CK 間差異不顯著，但均顯著高于T0、T1 處理（P＜0.05），T0 處理的產(chǎn)量最低，為1044.25 kg/hm2，顯著低于其他處理（P＜0.05），T0處理分別較CK、T1、T2、T3 處理降低18.13%、9.18%、13.03%和16.48%。說明噴施腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑有利于提高潞黨參根長(zhǎng)、根粗、單株質(zhì)量及產(chǎn)量，且T3 型腐植酸營(yíng)養(yǎng)劑提升效果顯著。

表1 不同腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參根部生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量的影響Tab.1 Effects of different humic acid conditioners on root growth traits and yield of Codonopsis pilosula

2.2 不同腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參根部養(yǎng)分累積量的影響

不同腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參根部養(yǎng)分累積量的影響如表2 所示。

表2 不同腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參根部養(yǎng)分累積量的影響Tab.2 Effects of different humic acid conditioners on nutrient accumulation in roots of Codonopsis pilosulamg/株

氮、磷、鉀是作物生長(zhǎng)發(fā)育的三大營(yíng)養(yǎng)元素，也是作物生長(zhǎng)的三大養(yǎng)分資源。由表2 可知，相較于T0 處理，噴施腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑后各處理氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量有所提升。單株氮素累積量從大到小排序?yàn)門3＞CK＞T1＞T2＞T0，T3 處理的氮素累積量最高，為39.57 mg/株，各處理間均無顯著差異；單株磷素累積量從大到小排序?yàn)門3＞T1＞T2＞CK＞T0，其中，T3 處理的磷素累積量最大，為13.37 mg/株，較T0 處理顯著增加32.34%（P＜0.05），其余各處理間差異不顯著；單株鉀素累積量從大到小排序?yàn)門3＞T2＞T1＞CK＞T0，T3 處理的鉀素累積量最大，為38.70 mg/株，T0 處理的鉀素累積量最低，分別較CK、T1、T2、T3 處理顯著降低了18.13%、9.18%、13.03% 和16.48%（P＜0.05）。說明噴施腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑有利于提高潞黨參根部氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量，且T3 型腐植酸營(yíng)養(yǎng)劑養(yǎng)分累積效果最佳。

2.3 不同腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參根部有效成分含量的影響

由圖2 可知，噴施不同腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑后各處理浸出物、水分、灰分含量均無顯著變化。潞黨參多糖含量從大到小依次為T3＞T2＞T1＞T0＞CK，其中，T3 處理多糖含量最高，達(dá)到23.86%，與T1、T2 處理間差異不顯著，較CK、T0 處理分別顯著增加49.97%和25.25%（P＜0.05），且CK 較T0處理顯著降低16.48%（P＜0.05）。潞黨參炔苷含量從大到小依次為T3＞T2＞T1＞T0＞CK，其中，T3 處理的炔苷含量最高，為0.34 mg/g，與T1、T2處理間差異不顯著，較CK、T0 處理分別顯著增加78.95%和30.77%（P＜0.05），其中，T0 處理較CK顯著提高36.84%（P＜0.05）。說明噴施腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑能夠顯著增加潞黨參根部有效成分的積累，改善其收獲期品質(zhì)。

2.4 潞黨參隸屬函數(shù)分析

對(duì)潞黨參根部農(nóng)藝性狀、養(yǎng)分累積量及有效成分等11 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行模糊隸屬函數(shù)分析并排名，結(jié)果如表3 所示，CK、T0、T1、T2、T3 處理隸屬函數(shù)均值分別為0.34、0.26、0.56、0.65 和0.89，綜合排名按從大到小依次為T3＞T2＞T1＞CK＞T0，其中綜合評(píng)分≥0.50 的處理為T1、T2、T3 處理，T3 處理排名第1，平均隸屬函數(shù)值得分是0.89。由此可知，噴施腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑的處理隸屬函數(shù)值均大于CK，說明腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參生長(zhǎng)過程中養(yǎng)分的吸收、產(chǎn)量的增加及品質(zhì)的提升均有積極影響。綜合評(píng)價(jià)得出，T3 處理為潞黨參生產(chǎn)的最佳處理。

表3 潞黨參的生長(zhǎng)指標(biāo)和品質(zhì)的隸屬函數(shù)分析Tab.3 Membership function analysis of growth indexes and quality of Codonopsis pilosula

3 結(jié)論與討論

腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑作為一種新型營(yíng)養(yǎng)劑，與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑相比，綠色環(huán)保，不僅能夠提高作物根長(zhǎng)、根粗、單株質(zhì)量等生長(zhǎng)性狀指標(biāo)，還能夠在一定程度上加強(qiáng)作物根部氮、磷、鉀養(yǎng)分的累積，提升作物品質(zhì)。本研究表明，腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑較噴施清水處理能夠顯著增加潞黨參的產(chǎn)量，這與柳洪鵑等[18]在腐植酸處理的收獲期甘薯塊根上的產(chǎn)量結(jié)果相類似。其原因可能是腐植酸在根系生長(zhǎng)過程中的作用類似生長(zhǎng)素，能夠?qū)е录?xì)胞質(zhì)膜通透性改變，促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)[19]，且腐植酸中的有機(jī)生物激素能增強(qiáng)植株根系的活性，改善根系的吸收能力，從而促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)素的生成，促進(jìn)根部蛋白質(zhì)的合成和細(xì)胞的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量[20-21]。本研究還表明，腐植酸制劑Ⅰ+促根營(yíng)養(yǎng)制劑處理與農(nóng)戶習(xí)慣噴施矮壯素產(chǎn)量無顯著差異，這可能是因?yàn)楦菜嶂苿?促根營(yíng)養(yǎng)制劑處理的促根營(yíng)養(yǎng)劑含有檸檬酸成分，促進(jìn)了潞黨參產(chǎn)量的增加，這與翟優(yōu)雅[22]通過在烤煙上施用外源檸檬酸可以顯著提高烤煙產(chǎn)量的結(jié)果相似。

多糖和炔苷是衡量潞黨參品質(zhì)優(yōu)良的主要指標(biāo)[23]。本研究結(jié)果表明，噴施腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑處理的多糖含量均顯著高于農(nóng)戶習(xí)慣和噴施清水處理。這可能是因?yàn)槭┯酶菜崮軌蛱岣邔?duì)植物根部糖類的供應(yīng)量，降低根部蔗糖分解速率，從而有利于根中糖類的積累[24]；再者，腐植酸還能與土壤中微量元素螯合，提升其從根部向其他部位運(yùn)轉(zhuǎn)的總量，調(diào)節(jié)微量元素與常量元素的比例及平衡狀況，提高酶的活性，從而加強(qiáng)多糖的運(yùn)轉(zhuǎn)及合成[25]。炔苷作為次生代謝產(chǎn)物，是構(gòu)成中藥材黨參質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)[26]。本研究結(jié)果表明，噴施腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑能顯著提高潞黨參炔苷含量，究其原因可能是腐植酸會(huì)造成黨參植株碳水化合物的合成超過自身生長(zhǎng)的需要，引起非結(jié)構(gòu)碳水化合物過剩，從而促進(jìn)了以碳代謝為基礎(chǔ)的多糖和炔苷的合成[27]，這與胡佳棟[28]對(duì)黨參次生代謝產(chǎn)物合成途徑的研究結(jié)果相似。目前，有關(guān)腐植酸提升中藥材代謝產(chǎn)物的機(jī)制研究較少，下一步將對(duì)其進(jìn)行深入探討。

綜上所述，合理噴施腐植酸型營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)潞黨參的產(chǎn)量和品質(zhì)的提升有積極作用，參考隸屬函數(shù)分析對(duì)潞黨參各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)表明，腐植酸制劑Ⅰ+促根營(yíng)養(yǎng)制劑處理為陵川地區(qū)潞黨參種植最佳處理，能夠達(dá)到與植物調(diào)節(jié)劑產(chǎn)量相當(dāng)?shù)那闆r下，提升潞黨參多糖和炔苷含量，達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的效果。