張穎娟，王亞榕，張鑫，王曉林，郭瓊瓊，曹守波，趙國鋒，高建平*

1.山西中醫(yī)藥大學(xué) 附屬醫(yī)院 藥劑科，山西 太原 030012；2.山西醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，山西 太原 030001；3.陵川縣六泉鄉(xiāng)政府，山西 晉城 048300

黨參為桔?？浦参稂h參Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.、素花黨參C.pilosulaNannf.var.modesta（Nannf.）L.T.Shen 或川黨參C.tangshenOliv.的干燥根[1]。潞黨參基原為黨參，具有補中益氣、健脾益肺的功效，主要含有多糖、苷、甾醇、生物堿、揮發(fā)油及三萜類成分，其中黨參多糖和黨參炔苷是黨參中主要活性成分[2-4]。

潞黨參主要分布在山西省陵川、平順、壺關(guān)、長子、潞城等地。在潞黨參種植過程中，往往通過對潞黨參噴施藥農(nóng)壯根靈來提高產(chǎn)量，導(dǎo)致其品質(zhì)下降。有研究表明，黨參在施用壯根靈后，雖產(chǎn)量有所提升，但指標性成分黨參多糖、黨參炔苷的質(zhì)量分數(shù)均顯著降低[5-7]。因此，在提高黨參產(chǎn)量的同時保證其品質(zhì)不受影響或品質(zhì)、產(chǎn)量同時提升成為目前研究的熱點問題。

生物有機肥是將有機肥、化肥和微生物肥料相結(jié)合，通過增加土壤有機質(zhì)含量和調(diào)控土壤中微生物的生命活動改善土壤生態(tài)條件、增加作物抗性、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[8]。鑒于生物有機肥具有增產(chǎn)和保護生態(tài)平衡的優(yōu)勢，本研究開展潞黨參施用生物有機肥試驗，對不同施肥處理下潞黨參品質(zhì)進行考察并結(jié)合統(tǒng)計學(xué)方法進行分析，旨在明確不同施肥條件對潞黨參產(chǎn)量及指標性成分含量的影響、確定相對合理的施肥方式及施肥量，為高產(chǎn)、高品質(zhì)潞黨參規(guī)范化栽培提供參考。

1 材料

1.1 樣品

潞黨參種苗為1 年生種苗，購自山西振東道地藥材有限公司，經(jīng)山西醫(yī)科大學(xué)高建平教授鑒定為黨參Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.。

1.2 儀器

1200 型高效液相色譜儀（美國Agilent 公司）；752 型紫外-可見分光光度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；HH-S 型恒溫水浴鍋（國華電器有限公司）；DGF30-IA 型電熱鼓風干燥箱（南京實驗儀器廠）；BS-124S 型電子天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；KDM 型控溫電熱套（山東鄴城花魯儀器公司）。

1.3 試藥

生物有機肥為“新科沃豐”生物有機肥（山西新科沃豐生物科技有限公司）；無水葡萄糖對照品（純度≥98%，批號：BWB50153，北京北方偉業(yè)計量技術(shù)研究院）；黨參炔苷對照品（純度≥98%，批號：MUST-1301-2901，成都曼思特生物有限公司）；乙腈（色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；甲醇（色譜純，天津市大茂化學(xué)試劑廠）；苯酚（分析純，天津市風船化學(xué)試劑科技有限公司）；濃硫酸（分析純，北京化工廠）；75%乙醇（新鄉(xiāng)市三偉消毒制劑有限公司）；水為娃哈哈純凈水。

2 方法

2.1 試驗區(qū)概況

選擇潞黨參道地產(chǎn)區(qū)長治市陵川縣和平順縣進行施肥試驗。陵川古郊試驗區(qū)海拔1504 m，霜期160 d，年平均降水量為650 mm，年平均氣溫約為7.9 ℃。平順試驗區(qū)海拔1545 m，年平均氣溫4～9 ℃，平均無霜期150 d，年平均降水量約為600 mm。

2.2 施肥試驗

于春季潞黨參移栽前采用撒施和溝施2 種方式進行“新科沃豐”生物有機肥施用試驗。溝施試驗在潞黨參種苗移栽溝道內(nèi)施肥，溝深15 cm。各處理田間除草、病蟲害及水分管理措施等一致。

撒施試驗小區(qū)面積為0.067 hm2，每個處理設(shè)3 個重復(fù)。2015 年，不同處理組生物肥施用量分別為0（SCK）、600（SⅠ）、900（SⅡ）、1200（SⅢ）、1800（SⅣ）kg·hm-2。2016年，不同處理組生物肥施用量分別為0（N-SCK）、600（N-SⅠ）、1200（N-SⅡ）、1500（N-SⅢ）kg·hm-2。溝施試驗小區(qū)田間設(shè)計采用隨機設(shè)計。

溝施試驗小區(qū)面積為0.067 hm2，每個處理設(shè)3 個重復(fù)。2015 年，不同處理組生物肥施用量分別為0（TCK）、150（TⅠ）、300（TⅡ）、600（TⅢ）kg·hm-2。2016年，不同處理組生物肥施用量分別為0（N-TCK）、150（N-TⅠ）、200（N-TⅡ）、300（N-TⅢ）kg·hm-2。溝施試驗小區(qū)田間設(shè)計采用隨機設(shè)計。

2.3 樣品采集及處理

分別于2015、2016年10月中下旬采集，每個小區(qū)隨機選擇3 個樣點，每樣點隨機取樣30 株，混合取樣，洗凈泥土，用鋼卷尺測定根長，游標卡尺測定蘆下1 cm 直徑，用天平測定單根鮮質(zhì)量，低溫（＜60 ℃）干燥至恒重后測其單根干質(zhì)量并根據(jù)種植密度計算出產(chǎn)量。

2.4 多糖含量測定

黨參藥材經(jīng)低溫干燥至恒重后，粉碎，過四號篩。采用苯酚-硫酸法[9]，精密吸取供試品溶液0.1 mL，加蒸餾水至2.0 mL，加入5%苯酚1.0 mL，搖勻，迅速精密加入濃硫酸5 mL，搖勻，置沸水浴中加熱15 min 后冷卻至室溫，490 nm 測吸光度并計算黨參多糖含量。

2.5 黨參炔苷含量測定

取藥材粉末（過四號篩）0.5 g，精密稱定，置具塞錐形瓶中，精密加入甲醇25 mL，稱定質(zhì)量，超聲處理30 min，放冷，再稱定質(zhì)量，甲醇補足減失質(zhì)量，搖勻，靜置20 min，取上清液，濾過，取濾液，注入液相色譜儀。按參考文獻［10］色譜條件測定并記錄峰面積，計算黨參炔苷含量。

2.6 醇溶性浸出物的含量測定

藥材粉末過二號篩，按《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）2015 年版四部醇溶性浸出物測定法（通則2201）項下熱浸法[11]202測定，溶劑為45%乙醇。

2.7 總灰分測定

藥材粉末過二號篩，按《中國藥典》2015 年版四部附錄灰分測定法（通則2302）[11]204測定。

2.8 折干率

采用公式（1）計算折干率。

2.9 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0 軟件進行數(shù)據(jù)處理，采用GraphPad Prism軟件進行繪圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 撒施對潞黨參根系形態(tài)特征、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

3.1.1 撒施對潞黨參根系形態(tài)及產(chǎn)量的影響 如表1 所示，處理SⅠ、SⅡ、SⅣ的根長與SCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而處理SⅢ顯著低于SCK；各處理組的直徑均顯著高于SCK，其中SⅠ直徑最高，但與SⅡ、SⅢ相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義；處理SⅠ的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均顯著高于SCK，處理SⅢ的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量與SCK 相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，顯著低于SⅠ。處理SⅠ、SⅣ的產(chǎn)量顯著高于SCK，而SⅡ、SⅢ與SCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義。綜上所述，2015 年撒施600 kg·hm-2生物有機肥可顯著促進陵川潞黨參根系直徑、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及產(chǎn)量的增長。

表1 2015年撒施生物有機肥對陵川潞黨參根系形態(tài)的影響（, n=30）

表1 2015年撒施生物有機肥對陵川潞黨參根系形態(tài)的影響（, n=30）

注：同列不同小寫字母表示P＜0.05，表3～4、6同。

由表2 可知，陵川各處理間黨參根長差異無統(tǒng)計學(xué)意義；而平順處理N-SⅠ、N-SⅡ的根長顯著高于N-SCK，兩者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，處理N-SⅢ的根長與N-SCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義。陵川處理N-SⅠ根直徑顯著高于其他各處理組；而平順地區(qū)處理N-SⅡ直徑最高，顯著高于各處理組和N-SCK。陵川處理N-SⅠ的黨參鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均為最高，顯著高于其他各組，與2015 年結(jié)果一致；平順N-SⅠ、N-SⅡ的根鮮質(zhì)量顯著高于N-SCK，兩者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而干質(zhì)量與N-SCK 相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，N-SⅢ鮮質(zhì)量與N-SCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義，干質(zhì)量顯著低于NSCK。陵川處理N-SⅠ產(chǎn)量最高，與N-SCK 相比產(chǎn)量提高9.09%，但兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義；平順在施肥后產(chǎn)量顯著提高，其中處理N-SⅢ小區(qū)產(chǎn)量最高，產(chǎn)量提高85.71%，N-SⅠ、N-SⅡ次之，三者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 2016年撒施對陵川和平順潞黨參根系形態(tài)的影響（, n=30）

表2 2016年撒施對陵川和平順潞黨參根系形態(tài)的影響（, n=30）

注：陵川與平順比較，不同小寫字母表示P＜0.05；表5同。

綜合2015、2016 年數(shù)據(jù)，撒施生物有機肥600 kg·hm-2時，陵川地區(qū)潞黨參根系鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均最高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義；平順地區(qū)潞黨參撒施生物肥600、1200 kg·hm-2時，黨參根長、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量顯著增加，但是兩者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

3.1.2 撒施對潞黨參品質(zhì)的影響 《中國藥典》2020 年版規(guī)定黨參炔苷和黨參多糖是黨參的指標成分，黨參總灰分≤5.0%，且黨參藥材醇溶性浸出物量≥55.0%[1]。如表3 所示，各處理組黨參多糖質(zhì)量分數(shù)顯著高于SCK，且隨施肥量增加，有升高的趨勢。其中，處理SⅢ黨參多糖質(zhì)量分數(shù)最高，顯著高于其他各處理。不同撒施處理間黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。各處理浸出物質(zhì)量分數(shù)均符合《中國藥典》2020 年版規(guī)定，其中，SⅢ浸出物質(zhì)量分數(shù)顯著高于其他處理，處理SⅠ與SCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義。2015 年陵川潞黨參總灰分也符合《中國藥典》2020 年版要求，處理SⅠ與SⅢ相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但顯著高于SCK。折干率隨施肥量的增加而顯著降低，其中處理SⅠ與SCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表3 2015年撒施對陵川潞黨參品質(zhì)的影響（, n=30）%

表3 2015年撒施對陵川潞黨參品質(zhì)的影響（, n=30）%

綜上所述，生物有機肥撒施量為1200 kg·hm-2時，黨參多糖質(zhì)量分數(shù)及浸出物質(zhì)量分數(shù)最高，與其他組比較差異顯著。撒施量為600 kg·hm-2時，折干率顯著高于其他各組。

2016 年數(shù)據(jù)顯示（圖1），陵川在施肥處理后，各處理黨參多糖質(zhì)量分數(shù)顯著高于N-SCK。其中，處理N-SⅡ黨參多糖質(zhì)量分數(shù)最高，與N-SⅢ差異無統(tǒng)計學(xué)意義，兩者均顯著高于N-SⅠ，但處理N-SⅢ與N-SⅠ相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與2015年數(shù)據(jù)一致。平順各處理間黨參多糖質(zhì)量分數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。陵川各處理間黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義；而平順在施肥后黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)顯著升高，其中處理N-SⅡ的黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)最高，顯著高于其他各組。平順撒施生物肥后，各處理總灰分質(zhì)量分數(shù)均超過《中國藥典》2020 年版規(guī)定標準，但各處理組與N-SCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義，N-SⅠ浸出物質(zhì)量分數(shù)顯著低于N-SCK。陵川處理組N-SⅢ浸出物質(zhì)量分數(shù)與N-SCK 相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其他各處理組顯著低于N-SCK。此外，不同施肥量對折干率無顯著影響。

圖1 2016年撒施對陵川、平順潞黨參品質(zhì)的影響（, n=10）

由上可知，陵川撒施600 kg·hm-2生物有機肥時，黨參干質(zhì)量顯著高于其他處理組，但是黨參多糖質(zhì)量分數(shù)顯著低于1200 kg·hm-2生物有機肥處理組，綜合經(jīng)濟效益，可確定陵川潞黨參生物有機肥的最適量為600 kg·hm-2。而平順撒施1200 kg·hm-2生物有機肥時黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)顯著升高，但總灰分質(zhì)量分數(shù)超標。

3.2 條施對潞黨參根系形態(tài)特征、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

3.2.1 條施對潞黨參根系形態(tài)特征及產(chǎn)量的影響 由表4 可知，施用生物有機生物肥后，各處理的根長顯著低于TCK；處理T Ⅰ的黨參直徑顯著高于TCK，與TⅢ差異無統(tǒng)計學(xué)意義；處理TⅠ、TⅢ的黨參鮮質(zhì)量、干質(zhì)量與TCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而處理TⅡ顯著低于TCK；處理TⅢ黨參產(chǎn)量顯著高于TCK。

表4 2015年條施對陵川潞黨參根系形態(tài)及產(chǎn)量的影響（, n=30）

表4 2015年條施對陵川潞黨參根系形態(tài)及產(chǎn)量的影響（, n=30）

如表5 所示，陵川與平順對照組潞黨參根系長度、直徑、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、產(chǎn)量均顯著高于處理組，或與處理組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表5 2016年條施對陵川、平順潞黨參根系形態(tài)及產(chǎn)量的影響（, n=30）

表5 2016年條施對陵川、平順潞黨參根系形態(tài)及產(chǎn)量的影響（, n=30）

3.2.2 條施對潞黨參品質(zhì)的影響 如表6 所示，施肥后各處理組多糖質(zhì)量分數(shù)顯著高于TCK，其中TⅠ、TⅢ黨參多糖質(zhì)量分數(shù)最高，兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義。處理TⅡ黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)顯著高于TCK，其他處理組TⅠ、TⅢ顯著低于TCK。各處理組總灰分質(zhì)量分數(shù)均符合《中國藥典》2020 年版要求，其中TⅡ最高，其他處理組TⅠ、TⅢ均顯著低于TCK。處理TⅡ浸出物質(zhì)量分數(shù)不符合《中國藥典》2020 年版規(guī)定標準，處理TⅠ浸出物質(zhì)量分數(shù)最高，顯著高于其他各組。處理TⅡ的折干率顯著低于TCK，處理TⅠ、TⅢ與TCK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表6 2015年條施對陵川潞黨參品質(zhì)的影響（, n=30）%

表6 2015年條施對陵川潞黨參品質(zhì)的影響（, n=30）%

綜上所述，施用150、600 kg·hm-2劑量的生物有機肥可提高黨參多糖質(zhì)量分數(shù)，兩者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。TⅠ浸出物質(zhì)量分數(shù)顯著高于TⅢ，但是黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)顯著降低。施用300 kg·hm-2劑量的生物有機肥時，黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)顯著高于其他各組，但是浸出物質(zhì)量分數(shù)顯著降低，低于《中國藥典》2020年版標準。

2016 年數(shù)據(jù)顯示（圖2），陵川條施生物有機肥后黨參多糖質(zhì)量分數(shù)顯著增高，其中處理N-TⅠ、NTⅡ的多糖質(zhì)量分數(shù)顯著高于其他各組，兩者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。平順各處理間黨參多糖質(zhì)量分數(shù)與對照組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義。由圖2 可知，平順與陵川各處理下炔苷質(zhì)量分數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，且平順的炔苷質(zhì)量分數(shù)均顯著高于陵川。陵川地區(qū)黨參的總灰分和浸出物質(zhì)量分數(shù)符合《中國藥典》2020 年版規(guī)定，且施肥對總灰分、浸出物、折干率均無顯著影響。平順地區(qū)黨參的浸出物質(zhì)量分數(shù)符合《中國藥典》2020 年版規(guī)定，且施肥對浸出物、折干率均無顯著影響，但總灰分均不符合《中國藥典》2020年版的規(guī)定。

圖2 2016年條施對陵川、平順潞黨參品質(zhì)的影響（, n=10）

綜上所述，在陵川條施150、200 kg·hm-2生物有機肥料可促進多糖質(zhì)量分數(shù)增加，兩者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)、根系長度、直徑、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量與對照組相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。在平順條施150 kg·hm-2劑量雖可增產(chǎn)，但可能使灰分增加而不符合《中國藥典》2020 年版規(guī)定。因此，在陵川條施150 kg·hm-2生物有機肥最適宜。

3.3 條施和撒施對潞黨參根系形態(tài)特征及品質(zhì)影響的比較

陵川撒施600 kg·hm-2或條施150 kg·hm-2生物有機肥對于潞黨參根系形態(tài)和品質(zhì)都有顯著的影響，因此，對條施和撒施方式進行比較以確定最佳的施肥方式。2016 年數(shù)據(jù)顯示（圖3），撒施生物有機肥的潞黨參根直徑、干質(zhì)量、每平方米產(chǎn)量均顯著高于條施。因此，陵川最佳的施肥方式為撒施，最適生物有機肥施肥量為600 kg·hm-2。

圖3 2016年條施與撒施對潞黨參品質(zhì)的影響（, n=10）

4 討論

采用合理的施肥方式及施肥量對保證潞黨參高品質(zhì)、高產(chǎn)量具有重要作用。生物有機肥綜合了有機肥、化肥和微生物肥料，可顯著增加土壤的養(yǎng)分[8,12-13]，提高根際土壤微生物的多樣性[14]，更利于植物的生長。本研究在陵川與平順采用撒施和溝施2 種施肥方式施用生物有機肥，研究結(jié)果表明，陵川在采用撒施方式施用生物有機肥后，潞黨參直徑、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及黨參多糖質(zhì)量分數(shù)均顯著增加并高于條施處理。此外，其醇溶性浸出物和總灰分質(zhì)量分數(shù)也符合《中國藥典》2020 年版的要求。平順地區(qū)在施用生物有機肥后，黨參炔苷質(zhì)量分數(shù)提高。有研究表明，生物有機肥可使人參、滁菊、青天葵顯著增產(chǎn)[15-17]，這與平順潞黨參施用生物有機肥后產(chǎn)量顯著增長的結(jié)果相一致。

總灰分是衡量中藥材質(zhì)量的重要指標。本研究發(fā)現(xiàn)，施肥后平順與陵川潞黨參的總灰分較對照組均有不同程度的升高，而平順潞黨參施肥后總灰分超標。分析其原因大概有2 個方面：一方面，施用生物有機肥可能使總灰分增加。有研究表明，藥材總灰分可能與土壤中無機鹽含量有關(guān)[18]。潞黨參的總灰分除了本身灰化后的無機鹽成分，還有其表面附著的無揮發(fā)性的無機鹽類[19]。這大多來自其生長附著的土壤。施肥后，生物有機肥中所含有的化學(xué)元素使土壤中無機鹽含量增加，從而導(dǎo)致藥材總灰分增加。據(jù)報道，崔亞榮[20]對紅棗施用有機肥后灰分提高。另一方面，總灰分增加可能與潞黨參道地產(chǎn)區(qū)采后加工處理時未水洗，直接捆綁揉搓的方式有關(guān)。潞黨參因未經(jīng)水洗，使藥材表面附著土壤，總灰分增高。由于本研究設(shè)置樣點有限、批次較少，不足以得出肯定的結(jié)論，在后續(xù)的試驗中，將選取不同地區(qū)作為試驗地、增加試驗樣點和樣品批次進一步驗證。

施肥方式是影響肥料利用率的重要因素之一，不同的施肥方式對陵川與平順潞黨參的品質(zhì)均有較大影響，潞黨參根直徑、干質(zhì)量、產(chǎn)量、黨參炔苷含量均顯著增加。平順撒施生物有機肥可顯著提高潞黨參黨參炔苷含量、促進其生長，而條施對其有效成分含量并無顯著改善，這與陵川撒施優(yōu)于條施的結(jié)果一致。施肥方式不同導(dǎo)致養(yǎng)分供應(yīng)位置存在差異，影響作物根系生長和養(yǎng)分吸收。有研究表明，白及撒施蚯蚓糞能夠顯著提高多糖含量，條施則增高鮮質(zhì)量、折干率，降低總灰分[21]。這與本研究撒施生物有機肥提高黨參有效成分含量的結(jié)果相一致。究其原因，潞黨參藥用部位為根，撒施可使肥料均勻分布于土壤中，從而提高根系吸收養(yǎng)分速率，進而促進有效成分的積累。