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中山大学硕士论文 到手香栽培中的营养作用研究 硕士研究生：陈红平 指导老师：夏锋高级工程师 专业：植物学 中文摘要 到手香c o l e u sa m b o i n i c u sl o u r 别名左手香、印度薄荷，唇形科多年生草本 植物。具有药用和香料作用，同时也应用于杀虫剂、杀菌剂等植物保护方面。药 用植物栽培中，肥料不仅影响其产量，而且与药用植物的品质相关联。本文通过 到手香栽培中不同的肥料类别和施肥量应用，研究花生饼肥与化肥的不同配施对 到手香的生物量、超微结构、挥发油含量以及有效成分、矿物质元素含量的变化， 探讨有机肥与化肥的应用对到手香的产量和品质的影响。主要结果如下： 花生饼肥与化肥的配施有利于到手香单株株高、鲜重、干重等生物量的提高， 而茎叶比下降。到手香栽培中，到手香单株株高、鲜重、干重等生物量随着施 肥量增加而增加。 花生饼肥与化肥的配施增大了到手香腺毛的分布，从而反映花生饼肥与化肥 的配施可能影响到手香挥发油单株含油量的变化。到手香茎、叶表面分布丰富的 腺毛和非腺毛，腺毛参与到手香挥发油的产生、贮藏和分泌。质体是腺毛产生挥 发油的场所，挥发油贮藏在液泡中，在分泌前期转移到角质层间隙。并且，光滑 内质网参与挥发油的产生、贮藏以及转移。 花生饼肥与化肥的配施提高了单株含油量。另外，花生饼肥与化肥配施可以 提高挥发油中香芹酚的百分含量，从而改善挥发油的品质，提高到手香的经济价 值。施肥量的增加，可以提高到于香单株的含油量。但施氮量过多，虽然单株干 重增加，从而提高了单株含油量，但茎、叶出油率的出油率下降。 到手香粉末中钙、镁、锰、锌、铁等矿物质元素含量较高，这有利于促进到 手香的生长发育，从而影响到手香的产量和品质。同时，矿物质元素在中药中也 到手香栽培中的营养作用研究 具有非常重要的作用。此外，到手香可能是喜氯植物。 关键 司到手香花生饼肥化肥生物量超微结构挥发油矿物质元素 中山大学硕士论文 t h e s t u d y o nt h e p l a n t n u t r i t i o ni nt h ec u l t i v a t i o no f c o l e “sa m b o i n i c u s s u b m i t t e db y c h e n h o n g p i n g s u p e r v i s o r ：a d v a n c e de n g i n e e rx i a ，f e n g s p e c i a l i t y ：b o t a n y a b s t r a c t t h e p l a n t s o f c o l e u s a m b o i n i c u sl o u rw h i c h b e l o n g t ol a m i a c e a ea r e m u l t i p e r e n n i a la n dh e r b a lp l a n t s t h ep l a n t sa n dt h e i re x t r a c t i o n sa r ew i d e l yu s e da s d r u g s o rp e r f u m e r i e s ，a l s oa p p l i e di np l a n tp r o t e c t i o ns u c ha si n s e c t i c i d e ，b a c t e r i c i d e d u r i n g t h ec u l t i v a t i o no f m e d i c i n e p l a n t s ，f e r t i l i z e rn o to n l yh a se f f e c to n t h eq u a n t i t y , b u ta l s oo nt h eq u a l i t y i nt h i ss t u d y , w ei n v e s t i g a t e dt h ec h a n g e so ft h eb i o m a s s ， u l t r a s t m c t r u e ，t h eq u a n t i t yo fe s s e n t i a lo i lo fc o l e u sa m b o i n i c u s ，t h em i n e r a le l e m e n t s w h e nd i f f e r e n tk i n d sa n dd i f f e r e n ta m o u n t so ff e r t i l i z e r sw e r e a p p l i e d i nt h e c u l t i v a t i o no f c o l e u sa m b o i n i c u s l h er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： t h eb i o m a s s ，s u c ha st h eh e i g h t ，f r e s hw e i g h t ，d r yw e i g h to fi n d i v i d u a lp l a n t ， w a si m p r o v e dw h e nt h ee a r t h n u tc a k em a n u r ea n di n o r g a n i cf e r t i l i z e rw e r e a p p l i e di n d i f f e r e n tr a t e ，b u tt h er a t i ob e t w e e ns t e ma n dl e a fd e s c e n d e d i nt h ec u l t i v a t i o no f c o l e u s a m b o i n i c u s ，t h eq u a n t i t yo f f e r t i l i z e rh a dc o r r e c t i t u d er e l a t i o nt ot h eb i o m a s s w h e nt h ee a r t h n u tc a k em a n u r ea n d i n o r g a n i c f e r t i l i z e rw e r e a p p l i e d ，t h e d i s t r i b u t i o no f g l a n d u l a rt r i c h o m e s w a s a u g m e n t e d ，w h i c hi m p l i e dt h a tt h eq u a n t i t yo f i i i 到手香栽培中的营养作用研究 e s s e n t i a lo i lo fi n d i v i d u a l p l a n t w a si n f l u e n c e d t h e r ea r ea b u n d a n tg l a n d u l a r t r i c h o m e sa n dn o n - g l a n d u l a rt r i c h o m e so nt h es u r f a c eo fs t e ma n dl e a f t h eg l a n d u l a r t r i c h o m ew a sc o n c e r n e dw i mt h ey i e l d s t o r a g ea n ds e c r e t i o no fe s s e n t i a lo i l t h e p l a s t i d w a st h e o r i g i n o fe s s e n t i a lo i l ，w h i c hw a ss t o r e di nv a c u o l el a t e rt h e n t r a n s f e r r e dt ot h ec l e a r a n c eb e t w e e nt h ec u t i nl a y e r s a tt h es a l i l et i m e ，t h es m o o t h e n d o p l a s m w a sc o n c e r n e dw i mt h ey i e l d s t o r a g ea n dt h es e c r e t i o no f e s s e n t i a lo i l t h ee s s e n t i a lo i li n c r e a s e dw i t ht h ea p p l i c a t i o no fe a r t h n u tc a k em a n u r ea n d i n o r g a n i cf e r t i l i z e r , a tt h es a l n et i m e ，t h ec a r v o c r o l ，c h e m i c a lc o n s t i t u t eo f e s s e n t i a l o i l ，u s e da sd r u g sa n dp e r f u m e r i e s ，w a si m p r o v e d c o n s e q u e n t l y , t h eq u a l i t ya n d t h e v a l u eo fe s s e n t i a lo i li n c r e a s e d w i t h i ns o m ec e r t a i nr a n g e ，i n c r e a s e dt h ef e r t i l i z e r s ， t h e nt h ee s s e n t i a lo i lo fi n d i v i d u a lp l a n t h o w e v e r ，t o om u c hf e r t i l i z e r sw e r ea p p l i e d ， i ns p i t eo fi n c r e a s i n gt h ed r yw e i g h ta n dt h ee s s e n t i a lo i lo fi n d i v i d u a lp l a n t ，t h e p e r c e n t a g e o f e s s e n t i a lo i li nt h es t e m so rl e a v e sd e s c e n d e d t h e p o w d e r o fc o l e u sa m b o i n i c u sh a sh i g hc o n t e n to fm i n e r a le l e m e n t s ，s u c ha s c a 2 + ，m 9 2 + ，m n 2 + ，z n 2 + ，f e 3 + a n d s oo n , w h i c hi sp r o p i t i o u st o t h e g r o w t ha n d d e v e l o p m e n ta n d h a se f f e c to nt h ey i e l da n dq u a l i t yo fe s s e n t i a lo i l a tt h es n i d et i m e ， t h em i n e r a le l e m e n t s p l a yi m p o r t a n tr o l ei nt h eh e r b s b e c a u s et h eh i g h c o n t e n to f c 1 一， t h ec o l e u sa m b o i n i c u sm a y b e l o n g t ot h ep l a n t sw h i c ha r ef o n do fc l 一 k e y w o r d s ：c o l e u sa m b o i n i c u sl o u r ；e a r t h n u tc a k em a n u r e ；i n o r g a n i cf e r t i l i z e r ； b i o m a s s ；u l t r a s t r u c t u r e ；e s s e n t i a lo i l ；m i n e r a le l e m e n t s 生些奎兰堡主笙奎一 s e m t e m g c m s i c p a e s e m p t c a a t p n a d n a d p f a d f m n a b b r e v i a t i o n s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p e t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p e g a sc h r o m a t o g r a m - m a s ss p e c t r u m i n d u c t i v e l yc o u p l e d p l a s m a - a t o m i c e m i s s i o ns p e c t r o m e t r y e m b d a n - m e y e r h o f - p a m a sp a t h w a y t r i c a r b o x y l i c a c i d c y c l e a d e n o s i n e t r i p h o s p h a t e n i c o t i n a m i d ea d e n i n ed i n u c l e o d d e n i c o t i n a m i d ea d e n i n e d i n u c l e o t i d ep h o s p h a t f l a v i na d e n i n ed i n u c l e o t i d e f l a v i nm o n o n u c l e o t i d e v 扫描电子显微镜 透射电子显微镜 气相色谱质谱联用仪 电耦合等离子体原子发射光谱仪 糖酵解途径 三羧酸循环 腺苷三磷酸 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 黄素腺嘌呤二核苷酸 黄素单核苷酸 中山大学硕士论文 第1 章绪论 出于对化学药毒副作用的担忧，天然药物受到越来越多的人青睐，回归自然 已成为世界潮流。人们日益重视传统药物特别是中草药的医疗保健作用。中药也 逐渐为世界所接受，各国对此的需求越来越大。我国是中药的发源地和最大的生 产、使用国，使用药用植物已有5 0 0 0 年以上的历史。中医、中药典籍丰富，博 大精深，是中华民族对世界文明最伟大的贡献之一。但我国中药乃至中成药在国 际市场的形势不容乐观。据不完全统计，在每年1 6 0 亿美元的国际植物药市场销 售额中，我国中药的年出口额仅为6 亿美元，约占4 ，且大部分为原料药和保 健品1 ) 。这与我国传统中医药大国的地位是极不相称的。 究其原因，是我国中药材生产长期存在许多问题，如种质不清或退化、野生 资源破坏、种植加工粗放、规格标准不规范、农药残留、重金属严重超标、储存 及包装落后，不符合国际上对药品严格监管的规范和要求。因此，通过规范化生 产提升中药材质量是增强中药的国际竞争力、走向现代化和国际化的前提。国家 药品监督管理局于2 0 0 2 年正式颁布了中药材生产质量管理规范( 试行) ，简 称中药材g a p ( g o o da g r i c u l t u r a lp r a c t i c e ) 。规定要严格控制影响药材质量的各 种因子，规范药材各个生产环节及全过程的管理。而对于栽培和养殖的每一种中 药材，必须制定这种药材的生产技术标准操作规程( s o p ，s t a n d a r do p e r a t i o n p r a c t i c e ) 。这对提高中药质量、振兴中医药、保障人民用药安全有效具有十分重 要的意义。 中药材g a p 和s o p 的研究内容包括中药材的栽培技术和r r | 问管理措施，其 中一个重要内容是施肥技术。中药材g a p 是农学与药学的结合，施肥技术是植 物营养学在中药材种植中的应用。与通常偏重于产量的粮食作物种植不同，中药 材种植主要讲求的是药材的品质，这里面包括：种质，产地，即药材品种的纯正 性和地道性；药效，有效成分的含量，即药材的有效性；重金属、农药、有害物 质的残留，即药材的安全性。在此基础上，争取更大的单位面积土地生产量。通 过药用植物营养的研究，进行合理施肥，对于中药材的优质高产栽培，具有极为 重要的意义。对于保持地力，保护生态环境，防止掠夺性的生产与开发，做到药 材生产的可持续发展，也具有重要意义。 到手香栽培中的营养作用研究 广东地处热带亚热带，气候温暖，雨量充沛。地形地貌多种多样，植被茂密， 植物种类繁多，资源丰富，优越的自然环境对发展中药材生产十分有利。广东省 地道药材阳春砂仁、广藿香、高良姜、广陈皮、巴戟天、广佛手、毛橘红( 化州 橘红) 等。以“广药”、“南药”著称，驰名中外。我省有关部门在2 0 世纪六、 七十年代还引进原产东南亚等地的国外药材2 0 余种，其中如越南清化桂、檀香、 苏木、马钱子、儿茶、安息香等在我省己形成一定的面积与规模，有的开始取代 进口药材。对广东地道药材或适合广东发展种植的热带亚热带药用植物，我们更 应该加强对其规范化种植技术的研究，为促进广东的中药现代化做出贡献。 本研究试图通过对从国外引进的一种药用和香料植物c o l e u sa m b o i n i c u s l o u t , 的植物营养研究，探讨合理施肥在中药材优质高产栽培中的作用。 1 1 药用植物营养的研究进展 对药用植物营养的研究包括在植物营养学的理论和方法之中。药用植物与其 它植物一样，在其生长发育过程中必须从土壤中吸收氮、磷、钾、钙、镁、硫、 铁、锰、铜、锌、硼、钼等营养元素。在这些元素中，氮、磷、钾、钙、镁、硫 等需要量较多，称为大量元素；铁、锰、铜、锌、硼、钼等需要量少，称为微量 元素。无论是大量或微量元素，植物缺一不可。只有均衡地供给药用植物各种必 须的营养元素，才能达到优质高产的目的。 但是，对于药用植物的营养，也有其特殊性。某些产地的药材之所以称之为 地道药材，除了气候与其它环境因素以外，与产地土壤供给的营养元素直接相关。 例如，德庆、高要是著名南药巴戟天的地道产区，林励等2 ) 采集了五个产地的五 年生巴戟天样品，对其含有的微量元素、糖类、总葸醌、氨基酸等主要成分进行 了分析比较，结果表明，德庆、高要产巴戟天中的锰、铁、铜、钒几种微量元素 含量及总蒽醌含量、水解氨基酸含量显著高于其他产区。 1 1 1 氮素对药用植物的营养作用研究进展 氮素在药用植物体内所占分量较小，但氮素却对植物的生活起着非常重要的 中山大学硕士论文 作用，又称“生命的必需元素”。氮素在植物体内是可以再利用元素。它是蛋白 质、核酸、磷脂和酶的组成部分，为原生质中各种细胞器及新细胞的形成所必需。 在细胞中担负遗传信息传递的核酸及参与生物氧化和能量代谢的物质中如a t p 、 n a d 、n a d p 、f a d 等都是含氮物质。另外，细胞中许多维生素，植物激素中也 含有氮素。所以，氮素是生命活动的物质基础。供氮能促进细胞分裂和植物的形 态建成。但也是叶绿素的组成成分，供氮能促进叶绿素合成，因而对光合作用的 强度有直接作用。氮素作为基础物质为次生代谢提供原料和动力，调控次生代谢， 影响萜类化合物、酚类化合物、含氮化合物以及其它中药药效成分的产生。 氮代谢是一切生命活动的基础。也是植物体内糖类、脂类、氨基酸等物质代 谢的基础。所以，合理施氮，对药用植物尤为重要。p a r k 等( 3 ) 用单回归，多重回 归和偏回归方法研究人参氮素与皂甙含量关系表明，人参根中的氮素含量与皂甙 含量呈显著负相关性，而在叶片中含氮量与皂甙含量呈显著正相关。所以随着施 氮肥量的增加，人参茎、叶皂甙量增加，而根中皂甙含量减少。这一点对于人参 的栽培来说值得注意。张丽萍等( 4 通过施用不同的氮源，研究黄连根茎小檗碱含 量的变化。结果发现不同的氮源对水檗碱的累积有一定的影响。以铵态氦加硝态 氮混合为氮源时，黄连根茎水檗碱的含量最高，以铵态氮为氮源次之，均高于以 尿素为氮源组。而以硝态氮为氮源时黄连根茎水檗碱的含量要低一些。 1 1 2 磷对药用植物的营养作用研究进展 磷存在植物细胞的磷脂、核酸和核蛋白中，磷脂是细胞质和生物膜的主要成 分，核酸和核蛋白是细胞质和细胞核的组成成分之一。所以磷是细胞质和细胞核 的组成成分。磷是核苷酸的组成成分，核苷酸的衍生物在次生代谢中占有及其重 要的作用。如a t p 是能量传递及贮存的重要物质，与全部生命活动有关：f m n 是生物氧化的电子传递体；n a d p + 、n a d + 是氢的传递体。同时，磷对氮代谢也 有重要作用。如硝酸盐还原有n a d + 和f a d + 参与，还原氨基化有n a d + 参与a 李滨华( 5 对参根研究结果表明，底肥施磷肥，增加土壤全磷及速效磷含量， 改善了根组织磷及氮、钾营养，从而提高糖代访 水平，促进淀粉等贮藏性多糖的 合成与积累。并增加总皂甙含量。韩建萍等6 研究丹参根系氮、磷营养吸收及丹 到手香栽培中的营养作用研究 参酮累积规律发现磷肥对于丹参酮i i a 的累积表现正效应。施用磷肥可以缓解施 氮造成的参酮i i a 含量的下降。丹参酮i i a 累积高峰值均出现在栽植后1 5 0 d 左 右。在一定施氮量的基础上，增施磷肥能显著提高当归根的产量，提高优质当归 出成率 。 1 1 3 钾对药用植物的营养研究进展 钾不是植物细胞内任何有机化合物的成分，它主要以离子状态( k + ) 存在于细 胞核中或吸附在原生质胶粒的表面，在生理功能起着许多酶的辅酶或活化剂作 用。钾对于参与各种反应的酶起着活化剂的作用，是1 0 种以上酶的辅助因子。 如钾是丙酮酸磷酸酶的活化剂之一，影响呼吸速率。在核酸和蛋白质形成的部分 过程中，钾离子也起着活化作用。所以，钾能促进呼吸进程及核酸和蛋白质的形 成。在次生物质的运输过程中，钾离子也具有促进作用。 钾能促进光合作用，提高净光合速率，加速同化产物向贮藏器官输送，所以 根茎类药用植物往往喜钾，如于得荣( 8 在“人参三要素营养诊断研究”一文中指 出凡高产田的人参钾氮之比值均高于低产田人参的钾氮的比值。钾能明显地提 高植物对氮的吸收利用，使氮很快地转化为蛋白质。如在东北白浆土上种植人参， 增施钾肥后能明显提高人参1 7 种氨基酸的含量，同时产量叶相应提高( 9 ) 。此外， 钾还能消除氮肥、磷肥施用过量而造成的不良影响( 1 。在所有的植物营养中，已 知钾是与作物品质最为密切的元素，钾被公认为“品质元素”( 1 1 ) 0 1 1 4 其它植物必需元素对药用植物作用的研究进展 其它必需元素对药用植物的生长以及药效成分的产生也具有非常重要的作 用。钙离子作为第二信号，植物的新陈代谢及其次生代谢，影响植物的生长和次 生物质的产生。镁是叶绿素的组成之一，对于植物的光合作用具有重要作用。锰 能活化莽草酸合成途径的合成酶，所以缺锰时该途径的代谢产物含酚化合物、类 黄酮、木质素、香豆素等均降低1 2 ) 。毛地黄( ”的研究发现，毛地黄药材中含有 锰、钼等微量元素，而且含量越高药效越好。因此在栽培时施以铬、锰、钼等无 4 中山大学硕士论文 机盐肥，植株长势良好，强心甙含量明显提高，疗效增强。锰对蛔蒿( h ) 中山道年 的形成有促进作用。施锰后，蛔蒿花蕾中山道年含量可增高2 0 ，叶中的含量可 增加2 倍以上。王兴文等( ”) 在对白豆蔻的研究中也发现施用z n s 0 4 m n s 0 4 混合 微肥后能提高挥发油的含量，比对照增长1 0 5 ，而且施用过微肥的白豆蔻外观 质量明显优于对照和进口商品。在对阳春砂仁0 6 ) 施用z n s 0 4 m n s 0 4 混合微肥后， 提高了阳春砂仁的产量和质量。挥发油含量平均值达3 8 ，比对照提高5 5 6 。 氨基酸含量也比对照显著提高。 1 2 肥料在药物植物栽培中的应用 肥料作为中药材栽培中不可或缺的条件。它促进药用植物的生长，提高产量， 通过不同的肥料类别，施肥方式等提高中药材的产量。不仅如此，肥料的使用对 中药材的质量也有影响。氮、磷、钾三要素不同配比对莱阳沙参产量和参根生长 的影响研究结果表明，适当氮肥用量可提高鲜参产量；增施钾肥可获得更高产量， 并明显提高参根的整齐度和商品价值。较低的氮肥用量，配合增施磷钾肥，可提 高沙参的根冠比，提高肥料利用率( 1 n 。氮、磷、钾都缺乏大大影响黄连植株的正 常生长，叶片硝酸还原酶的活性和根茎小檗碱的含量都很低( 4 ) 。氮、磷、钾对于 其它中药材如嘉兰( 1 射、白芷( 1 外、丹参2 0 等药用植物的生长，药用成分都有影响。 1 2 1 有机肥在药用植物栽培中的应用 有机肥料又称农家肥料，是以有机物为主的肥料，包括人尿粪、堆肥、厩肥、 绿肥、家禽粪、饼肥、骨粉、泥炭、腐殖酸肥料等，其主要特点是养分完全，肥 效持久，施后能显著增加土壤中的有机质，一般作基肥施用。 1 2 1 1 有机肥对药用植物的产量和品质的影响 有机肥是农业生产中重要物质的基础，是传统农业中的资源。1 9 8 8 年，国 务院关于重视和加强肥料工作中阐明，有机肥料不仅能作为作物提供全面的营 到手香栽培中的营养作用研究 养，促进生长，而且可以增加和更新土壤有机质。促进微生物繁殖，增强土壤保 水保肥能力) 。其具体作用为：( 1 ) 有机肥影响药用植物的产量。近年来，我国 1 0 0 多个5 年以上的定位试验研究表明，施用有机肥与不施有机肥比较，平均增 产1 2 8 喇? 2 1 。李隆云等2 3 研究有机肥、化肥配合旋用对郁金块根的影响时，证明 施用肥料对郁金块根影响的大小为：人畜粪 过磷酸钙 氯化钾，说明有机肥对 郁金块根的产量影响非常重要。冷文金等2 0 ) 研究施肥种类对家种丹参成分丹参酮 i i a 含量的影响结果表明：不同肥料种植的丹参所含丹参酮i i a 的含量有较大差 异。草木灰、枯饼与复合肥适合丹参的种植，有利于丹参酮i i a 的含量提高。( 2 ) 有机肥影响药用植物的品质( 2 4 2 5 0 乱。( 3 ) 有机肥为土壤提供氮磷钾2 n 。( 4 ) 有机肥 为土壤提供相当量的矿物质元素2 钠。( 5 ) 有机肥能提高土壤有机质含量2 撕。( 6 ) 有机肥的营养作用3 0 3 。( 7 ) 有机肥提高作物的抗逆性( 3 孙。 1 2 1 2有机肥在药用植物栽培中优缺点 有机肥料含有丰富的有机物质和各种营养元素，具有数量大、来源广、养分 全面、施用污染少等优点。有机肥料不仅含有植物所必需的各种营养元素，如氮、 磷、钾、钙、镁、硫及微量元素，而且还含有大量有机物质，因而是一类完全肥 料。有机肥含有维生素、激素、酶、生长素、泛酸等植物生长活性物质，能促进 作物生长和增加抗逆性) 。 土壤施入有机肥后，土壤有机质增加，将促进土壤微团聚体数量的增加，改 善土壤物理性质。实验表明：施入麦秸、羊粪后，根层( o 1 2e r a ) 的土壤容重 比对照、化肥处理的1 3 5g c m 3 、1 3 9g c m 3 降低到1 2 0 1 2 7g c m 3 ，土壤总孔 隙增加了3 7 个百分点，土壤吸附力比施用化肥和对照处理的土壤大5 q ”。 施用有机肥还影响土壤的活性) 。 有机肥在农业生产中有养分全面、肥效长、提高作物产量和品质等中药作用， 但传统有机肥在生产和使用过程中，存在脏、臭、不卫生、养分含量低、肥效慢、 体积大、制作过程花工太多、使用不方便等缺点。 1 2 2 化肥在药用植物栽培中的应用 6 中山大学硕士论文 无机肥又称化学肥料，它是采用化学方法或开采矿石精制而成的肥料，包括 尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、过磷酸钙、氯化钾、复合化肥、微量元素肥料 等。这类肥料施入土壤后，很快溶解，被植物吸收利用，一般作为追肥施用。但 这类肥料较单纯，而且有的肥料( 如硫酸铵) 长期施用会引起土壤板结。近年来 研究证实，多施无机肥虽能增产，但对药用植物的品质有一定的影响，因此不宜 单独施用。 1 2 2 1 化肥对药用植物的产量和品质的影响 化学肥料具有溶解快，易吸收的特点，一般作为追肥施用。化肥的平衡施用 可以大大提高药用植物的产量。赵英等( 3 6 ) 研究无机肥对人参产量性状研究表明， 磷钾肥配合施用，人参可增产7 2 3 ：磷、钾、铜、锌肥配合施用增产8 7 7 ； 平均单支重分别增加2 1 4 9g 和2 5 6g ，平均等级达到2 级，特等参和1 等参分 别增加4 4 和4 6 。王文杰等3 7 在研究环境条件对伊贝母生物碱含量的影响中 发现不同肥料对贝母鳞茎生物碱含量影响各异。氮肥、磷肥能不同程度地提高 含量而钾肥则减少其含量。苏淑新0 8 ) 在黄芩根部黄芩甙含量的研究中发现，人 工栽培黄芩时，单一施用和复合施用氮、磷、钾化肥，在提高黄芩根部产量的同 时，不会导致根部黄芩甙的含量下降，尤其是施用磷肥，效果显著。各种施肥处 理黄岑含量从高到低的排列顺序为磷、氮磷钾、氮、氮磷、钾、磷钾、对照、氮 钾。其中氮、钾配合时对黄岑甙含量明显降低，现象特殊，机理尚不明确，有待 进一步试验研究。乌拉尔甘草中的甘草酸和二氢黄酮的含量也因施用氮肥和磷肥 而各有不同程度的提高p 。 1 2 2 2 化肥施用中存在的问题 化肥是农业生产中的基本投入之一，不论是发达国家还是发展中国家，都是 农业增产最快、最有效、最重要的增产措施。 化肥对土壤营养元素含量影响最直接，施肥是保持土壤肥力不断提高，永继 利用的前提。但化肥的过多使用导致土壤有机质含量降低、土壤供应不平衡、环 7 到手香栽培中的营养作用研究 境污染、土壤酸化等问题( 4 1 ) 。其主要问题包括：( 1 ) j i g 料搭配不合理，土壤理化 性质恶化。在长期的化肥施用过程中，氮、磷、钾及中微量元素搭配不合理，造 成有机质提高不快，某些不良性状改善缓慢4 孙。( 2 ) 土壤养分平衡受到破坏。长 期施用化肥的情况下，某些土壤有效态的微量元素下降，成为新的养分限制因素 m ) 。f 3 ) i 壤生物活性受到影响。长期施用化肥，导致微生物减少，土壤微生物 群落稳定性降低( 4 n 。( 4 ) 化肥利用率低，污染环境。由于化肥施入土壤时，容易 流失，造成化肥利用率降低惭) 。并且造成土壤、空气、水污染h 力。( 5 ) 作物病虫 害发生率提高( 4 8 ) 。( 6 ) 过量偏施化肥，影响农产品的品质。过量施用氮肥，虽然 能提高农作物和药用植物的产量，但对其品质却有所下降，尤其导致硝酸盐、亚 硝酸盐的增加( 4 9 , 5 0 , 5 t ) 。 1 2 3 微生物肥料的研究进展及其在药用植物栽培中的应用 微生物肥料是用土壤中苗株生长有益的微生物经过培养而制成的各种菌类 肥料的总称。包括固氮菌、根瘤菌、磷化菌和钾细菌等各种细菌肥料和菌根真菌 肥料。 微生物肥料的主要功效是与营养元素的来源有效性有关，概括起来包括( 5 z ) ： ( 1 ) 增进土壤肥力。( 2 ) 制造和协助农作物吸收营养物质。( 3 ) 增强植物的抗病和抗 旱能力。目前微生物肥料发展还相当迟缓，其发展速度远远落后于肥料工业的发 展要求。但是，随着d n a 重组技术应用于微生物肥料领域后极大地促进了这一 领域的发展，它不仅大大加速了筛选优质菌种的过程，而且还可以创造符合人们 需要的新的优良菌种，基因重组还有可能生产出更多功能的微生物肥料产品情”。 社会对粮食和肥料需求的加大，现代生态农业和有机农业对非化学肥料的需求， 人们环境保护意识的提高，使微生物肥料的开发和研究具有巨大的潜力。 1 2 4 合理施肥与药用植物产量和品质的关系 药用植物栽培中的合理施肥在于合理增施肥料，提高植物单位面积产量，改 善产品品质，培养地力，提高肥料的利用率和施肥的经济效益。药用植物的合理 8 中山大学硕士论文 施肥包括以下几方面： ( 1 ) 针对中药材中药用成分的特性选择适宜的肥料品种，协调药材中有效成分 比例，减少不必要的污染。如宁夏枸杞栽培中，应以农家肥为主，兼用农 家肥，配旌叶面肥( 5 钔。人参采用猪粪、马尿、鹿粪、草炭、绿肥等有机肥 与磷钾肥混合施用，显著提高产量和质量( 5 5 1 。 ( 2 ) 针对不同的中药材种类的生长特点及不同生育时期的营养需求合理施肥。 全草类在整个生长期以施氮肥为主，促进枝叶茂盛生长。如广藿香在生长 期以施氮肥为主( 5 6 1 。果实种子类药材生长期以施氮肥为主，花期、座果其 加强磷钾及微量元素的供应，促进座果率和果实肥大。如巴戟天根部含糖 量很高，苗期主要施氮肥，生长的中后期则多施钾肥及有机肥为主( 5 7 ) 。 ( 3 ) 根据土壤特点合理施肥。根据土壤养分状况、酸碱度等选用不同的旋肥种 类。 ( 4 ) 研究出专用药用植物肥料。如广蓉香的专用肥5 勤，杜仲专用肥0 9 1 。 ( 5 ) 解决肥料中的有害物质及卫生学问题也是提高中药材质量的重要一环。 1 2 5 肥料对植物挥发油产量和质量的影响 r a m m 唧) 对一种柠檬薄荷( m e n t h ac i t r a t ae h r h ) 施用氮肥，在0 ，4 0 ，8 0 ， 1 2 0 ，2 4 0 k g h a 范围内，植株的高度、叶面积、干物质累积等生物量都有很大的 影响。并且在此范围内，随着氮肥施用量的增加，挥发油的含量也有明显提高。 而挥发油的质量在第一季收获时没明显变化，第二季收获氮肥施用较高时挥发油 质量稍微下降。这可能是因为根的分生能力加强，从土壤中吸收更多营养元素和 水分，从而提高植物的生物量( 6 1 , 6 2 ) 。但由于施氮量过大，导致挥发油质量稍有下 降。氮肥对广藿香的生长以及挥发油含量的变化也有类似报道( 6 孙。另外据报道， 叶面喷施氮、磷肥能显著改善银杏植株氮、磷供应，增加银杏苗叶量和干重，显 著提高银杏叶萜类内酯含量，而对银杏黄酮苷含量影响较小) 。 s r i v a s t a v a r k 6 5 ) 在不同田间栽培薄荷( m e n t h aa r v e n s i s ) 时发现，薄荷挥发 油的含量以及薄荷醇百分比随着土壤中磷的含量增加而增加，同时，锰、铁等元 素的存在也促进薄荷醇的产生。磷对氮代谢起着重要的作用【6 6 j ，它影响硝酸盐的 9 到手香栽培中的营养作用研究 还原、氨基化还原和氨基转化等。钾对于参与活体内各种重要反应的酶起着活化 剂的作用，是4 0 种以上酶的辅助因子。钾肥的效应可以提高作物的产量、改善 产品品质、增强作物的抗逆能力。尤其对于广东、广西等缺钾较严重的华南地区， 钾肥的效应超过磷肥( 6 7 ) 。锰是硝酸还原酶的活化剂，植物缺锰就影响它对硝酸盐 的利用；铁影响叶绿体构造组成。费文宇等( 6 8 对4 种广藿香中微量元素进行比较， 发现石牌广蓉香中铁、锰、锌、锶等微量元素含量最高，而传统经验认为石牌广 藿香的质量为最佳。所以，除氮肥外，磷肥、钾肥和微量元素肥料对到手香的栽 培是不可或缺的。 有机肥除补充植物的生长的氮、磷、钾三大营养元素外，还可以提供钙、镁、 铁、硫以及各种微量元素。有机肥不仅直接提供广藿香、到手香营养元素，还可 以通过改善土壤性质，从而促进植物的生长。s i n g h ，m 等6 9 用有机物覆盖在地表 面上，能增加广藿香的干物质重量、挥发油含量，并能改善挥发油的性质，尤其 与氮肥配合施用时更为明显。另外，厩肥( f a r my a r d m a n u r e f y m ) 能促进日本 薄荷( j a p a n e s eb i n t ) ( 7 0 ) 和棕榈香7 1 的生长以及挥发油的含量，提高挥发油的品 质。厩肥的影响可能是因为土壤容水性更强，微生物活力增加，供给的营养元素 能满足植物的需要7 孙。 有机肥与无机肥的配合施用能大大增加日本薄荷的干物质重量和挥发油的 含量7 3 1 。这可能是由于土壤有利营养元素的种类和量的增多，另外，土壤的物理 和化学性质有重要的改善，如土壤颗粒大小、含水能力。在水稻- d , 麦作物栽培 系统中，绿肥、作物渣肥与化肥的施用能提高土壤含水能力、土壤密度、渗透能 力等物理性质( 铷。到手香与薄荷同属唇形科植物，并都以茎叶提取挥发油，推测 有机肥与无机肥的配合施用可能会影响它们的生长和挥发油的含量及其质量，但 末见到报道。 本研究试图通过对从国外引进的一种药用和香料植物c o l e u sa m b o i n i c u s l o u t 的植物营养学研究，探讨合理施肥的机理及其在中药材优质高产栽培中的应 用。 1 0 中山大学硕士论文 1 3 研究内容、目的和意义 到手香c o l e u sa m b o i n i c u sl o u r 具有作为药用和香料以及杀虫剂、杀菌剂之 功效。本文通过盆栽实验，运用仪器分析方法，研究到手香栽培中花生饼肥，化 肥的不同比例配施情况下，观察株高、鲜重、干重、茎叶比等生物量的变化， 目的是探讨有机肥与化肥的配施对到手香产量的影响；通过s e m 和t e m ，观察 到手香的超微结构变化，目的是探讨有机肥与化肥对到手香的超微结构、腺毛的 超微结构变化、挥发油的产生、贮藏、分泌过程之间的关系；运用g c m s 联用 仪，测定挥发油的性质，目的是探讨有机肥与化肥的配施对挥发油品质的影响； 运用s e m x 射线能谱联用仪以及i c p a e s 测定到手香矿物质元素的含量，探讨 有机肥与化肥的施用对到手香与矿物质元素有关的品质方面的影响，以及重金属 含量变化。 通过研究花生饼肥与化肥对到手香的生物量、超微结构、有效成分以及矿物 质元素的影响，为到手香的栽培和其它药用植物的栽培提供理论参考。 到手香栽培中的营养作用研究 1 4研究路线 l 到手香的栽培：妻茎姜笔兰罢妻 ： r 花生饼肥的肥力测定和 剑手杳栽堵甲的砸肥处埋 1 1 化j l e l i , 充以及肥料的施 用方式设定 1 花生饼肥化肥的配施施肥量的变化 l llii l 生物量的变化 超微结构变化含油量及其性质的变化矿物质元素的变 i 研究到手香栽培中施肥对其生物量及其品质的影响 为到手香的引种栽培、以及其它药用植物栽培中肥料 的应用提供理论基础 中山大学硕士论文 2 1 到手香 第2 章实验材料与实验设计 到手香c o l e u sa m b o i n i c u sl o u t ( = c a r o m a t i c u sb e n t h = p l e e t r a n t h u s a m b o i n i c u s 仁o u r ) s p r e n g ) ，英文名有：i n d i ab o r a g e ( e p 度琉璃苣) ，m e x i c a nm i n t ( 墨西哥薄荷) ，s p a n i s h t h y m e ( 西班牙百里香) ，c u b a n o r e g a n o ( 古巴牛至) ；在 台湾称为到手香、左手香、印度薄荷等；之所以称为到手香，是因为用手触摸该 植物叶片之后，手指间便留下一股浓烈的香味。为唇形科鞘蕊花属植物。原产印 度和东南亚；广泛分布于斐济、汤加、夏威夷等太平洋诸岛，南部非洲，南美洲； 野生或人工栽培。在国外作为一种香料，主要用做调味品，添加在肉、鱼中烹调， 具有独特风味；同时作为药用植物和杀虫、杀菌剂，得到广泛应用。联合国粮农 组织农业服务公告1 3 7 号公布的用作谷物杀虫剂的香料与药用植物中列举了 世界上1 0 0 余种具有杀虫与杀菌活性的植物和植物精油，c o l e u sa m b o i n i c u s 名列 其中7 ”。国内的中药典籍和植物志、植物名录均未收录。郭华仁等( 7 6 将其归入 没有在台湾收录过的原产东南亚观赏植物目录中。据中山大学分析测试中心一些 老师说，他们在家乡潮汕一些人家的房前屋后见过这种植物，当地人用它来治疗 喉痛与咳嗽，说明该植物在广东民间已有种植和使用。 2 2 到手香的来源与植物学鉴定 本研究使用的到手香材料，2 0 0 1 年5 月由夏锋高级工程师在原中山医科大学 阳西县药材基地采得一茎，在中山大学测试大楼顶扦插成功并大量繁殖。但该基 地有关人员除了知道它是一种国外香料植物以外，对其中文名称、学名、原产地、 详细用途均不清楚。鉴于该种植物未见国内植物名录及中药典籍收录，叶创兴与 夏锋两位老师将其标本送到广州中医药大学、华南植物所、昆明植物所请有关专 家鉴定，均不得要领。经检索，联合国粮农组织1 9 9 9 年1 3 7 号农业服务公告( 7 ”、 美国d a v e 。sg a r d e n 公司的植物数据库( 7 7 ) 、夏威夷太平洋岛屿林业学会濒危 芋i j 于雷披培中的一持养作用研究 生态系统( 7 8 ) 等和台湾的一些网站公和了c o l e u sa m b o i n i c u s 的标本、实物照片和 捕述，与我们得到的到手香相符，从而确认该植物即c o l e u sa m b o i n i c u s 。 根据以_ l ：网站、s m i t h 。7 ”的描述和我们自己观察，到手香的植物学形念描述 如下：叶浅绿色，肉质，广卵形或心形，4 9c m 长，轮状对生，锯齿状边缘， 厚度1 i 刀片相似，表而多毛，水分含量大，具有芳香味：茎四棱形，多毛；轮状 花序1 0 2 0 或更多花，在顶端排列成1 0 2 0c m 长，密被柔毛的穗状花序，苞 片长o 3 o 4c m ；花梗柔弱，多毛，长o 5c m