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氮磷钾对冬凌草中迷迭香酸积累影响的研究
作者:董诚明, 王 龙, 苏绣红, 王伟丽    
作者单位:河南中医学院,河南 郑州

《时珍国医国药》 2008年 第10期

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       【摘要】 
       目的研究氮、磷、钾3种养分对冬凌草中迷迭香酸含量积累的影响。方法采用3因素2次饱和-D最优盆栽施肥试验设计,对冬凌草中迷迭香酸积累进行肥效研究。结果磷肥对迷迭香酸的积累作用最为显著,氮磷肥共同施用时可使冬凌草中迷迭香酸含量增加一倍。结论营养元素对冬凌草中代谢产物的积累中有明显的调节作用,合理施肥能够有效地调节代谢产物合成与积累。
       【关键词】  冬凌草; 迷迭香酸; 肥效; 数学模型
       Effect of Nitrogen,Phosphorus,and Potassium on Rosmarinic Acid in Rabdosia rubescens
        DONG Chengming,WANG Long ,SU Xiuhong,WANG Weili
        (Henan College of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou 450008,China)
        Abstract:ObjectiveTo research the effects of three fertilizer of N,P,K on content accumulation of rosmarinic acid in Rabdosia rubescens . MethodsThe optimum design of three factors of D-saturation design plan of N,P,K was adopted in the experiment.ResultsThe fertilizers of P made an obvious improvement in accumulation of rosmarinic acid , The fertilizers of P and N  used together could double the content of rosmarinic acid.ConclusionThe nutrient elements make obvious adjustment. Reasonable fertilization can make great effect on synthesis and accumadatin of the secondary meoabvlites.
        Key words:Rabdosia rubescens(Hemsl.)Hara;   Rosmarinic acid;  Response of fertilizer;  Active components ;  Mathematics equations
        冬凌草Rabdosia rubescens (Hems1.)Hara为唇形科香茶菜属植物。主产于河南济源太行山区。河南民间以泡茶、煮水治疗咽喉肿痛、食管癌等已有 50余年历史,临床报道其水及醇提取物对食管癌、贲门癌、肝癌、乳腺癌有一定疗效[1]。实验证明,迷迭香酸具有较好的抗菌、消炎、止痛的功效,是冬凌草其水溶性部位主要的有效成分。矿物元素对冬凌草迷迭香酸代谢积累研究未见报道。前人的研究表明氮、磷、钾是影响药用植物次生代谢物积累的重要因素[2],因此探索其对冬凌草中迷迭香酸代谢积累的影响,从根源上提高冬凌草的质量是十分必要的。
           1  材料
        实验设在河南中医学院苗圃基地,盆栽实验土壤为黄砂壤,供试土壤基本性状:pH7.4,氨态氧22.44 mg/kg,硝态氮22.00 mg/kg,速效磷34.94 mg/kg,速效钾105.28 mg/kg。供试的冬凌草经董诚明教授鉴定为唇形科香茶菜属,碎米桠Rabdosia rubenscen (Hemsl) Hara。移栽时间为20060315。花盆装土重量为10 kg,肥料分别为尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P 16%)、硫酸钾(含K 33%) 。
        冬凌草迷迭香酸对照品均为河南中医学院冯卫生教授所赠,纯度为99.8%。
           2  方法
        2.1  实验方案实验采用3因素2次饱和D-最优设计[3]。
        2.2   冬凌草迷迭香酸的提取和含量分析样品置于60℃恒温干燥箱中干燥至恒重,用研钵研成粉末,精密称取0.25 g样品,加20 ml甲醇,超声提取2次,30 min/次,合并2次滤液,水浴蒸干,用甲醇溶解定溶于5 ml容量瓶中,作为供试样品。用HPLC法分析迷迭香酸的含量。岛津20-A高效液相色谱仪,SPA-20检测器。所用柱子为Sphermage-80, 4 mm× 250 mm 反相柱。迷迭香酸检测波长335 nm,流速为0.8 ml/min。流动相为甲醇-0.5%的磷酸水溶液(45∶55),柱温为30℃,标准液0.58 mg/ml。每个样品测定3次,进样量为10 μl。样品中的迷迭香酸含量均为3次进样的平均值。
        2.3  数据分析方法实验数据结果运用DPS统计软件对进行分析[4]。
        3  结果
        3.1  实验结果见表1。
        3.2  实验分析
        3.2.1  氮、磷、钾肥对冬凌草迷迭香酸肥效方程的建立及检验Y=0.808 7+0.395 9X1+0.027 52X2-0.377 5X3-0.132 23X12+0.099 7X22+0.124 1X32-0.012 29X1X2+0.030 8X1X3-0.144 2X2X3  ①    
        注:X1 氮肥;X2磷肥 ;X3钾肥 显著水平P=0.0033(P值小于0.01) 达到极显著水平,  F值=55 279.076 7,相关系数R=0.999 999该数学模型与田间试验结果高度拟合。此回归方程可以应用二次多项式回归模型来分析实验结果。
        3.2.2  氮磷钾对冬凌草素的影响程度由回归方程①可以看出氮、磷、钾对冬凌草甲素的影响程度大小为磷>氮>钾。
        3.2.3  单因素分析将方程①采用降维法,得到各因素对冬凌草迷迭香酸的方程,并将方程②③④作图1。
        Y=0.808 7+0.395 9X1-0.132 23X12   ②氮肥
        Y=0.808 7+0.027 52X2+0.099 7X22  ③磷肥
        Y=0.808 7-0.377 5X3+0.124 1X32  ④钾肥
        由②式和图1可见,氮肥数学模型曲线为开口向下的抛物线,随着氮肥施用量的增多,冬凌草迷迭香酸的含量先达到顶点后又连续递减,说明施用适量的氮肥对冬凌草迭香酸的积累有促进作用,施用过量的氮肥对冬凌草迷迭香酸的形成造成不利影响;由③式和图1可见,磷肥数学模型曲线为开口向上的抛物线,随着磷肥施用量的增多冬凌草迷迭香酸百分含量一直连续上升,并达到最高值。说明磷肥在冬凌草迷迭香酸的形成积累过程中起着首要的作用;由④式和图1可见,钾肥数学模型曲线为开口向上的抛物线,随着钾肥施用量的增多冬凌草迷迭香酸先递减后有所上升,但还是低于空白处理的冬凌草迷迭香酸,说明钾肥不利于冬凌草迷迭香酸的积累。表1  氮、磷、钾配施实验冬凌草干重及冬凌草甲素含量结果
        3.2.4  交互作用分析将方程①采用降维法,得到两因素对冬凌草干重的方程⑤⑥⑦并作图2~4。
        由图2可见,氮磷肥共同施交互作用明显,为正效应。适量的氮肥与足量的磷肥共同施用时,可以促使冬凌草迷迭香酸的含量显著增加;由图3可见,氮钾肥交互作用为正。施用适量的氮肥与足量的磷肥,可使冬凌草迷迭香酸百分含量达到较高水平。由图4可以看出,在PK肥共同施用时,交互作用为负,钾肥的施用极为不利于冬凌草迷迭香酸的积累。
        3.2.5  寻优结果根据冬凌草迷迭香酸氮、磷、钾肥效反应方程计算可知施肥模式寻优结果:当纯N的施用量为6.83 kg/667m2,P2O5的施用量12.00 kg/667 m2,冬凌草迷迭香酸可达到最大目标含量1.703 04%。
           4  讨论
        矿质营养元素对药用植物有效成分的含量关系作用很大,很多无机养料参与活性物质如生物碱、苷类等的生物合成,成为其不可缺少的原料。赵杨景等[5]的研究表明,土壤中钾、磷、锰、镁和有机质含量的差异是当归道地性形成的主要生态因子。因此药用植物施肥应该多考虑如何不改变药材的地道性。在本实验中磷对冬凌草迷迭香酸积累影响作用最大,单施磷肥就可使冬凌草迷迭香酸含量达到1.45%。氮磷肥同施交互作用更为明显,可以使冬凌草迷迭香酸含量达到1.70%,与对照相比增加1倍还多。
       【参考文献】
         [1] 刘晨江,赵志鸿.冬凌草的研究进展[J].中国药学杂志,1998,33(10):577.
       
       [2] 刘长庆.冬凌草及其开发利用[J].中国特产,1999,2:4.
       
       [3] 张永成.饱和D最优设计方法在农业试验中的应用[J].马铃薯杂志,1997, 11(3):171
       
       [4] 唐启义,冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[J].华夏英才基金学术文库,2002.
       
       [5] 赵杨景,陈 震.西洋参营养特点研究II氮磷钾营养元素对西洋参生长的影响[J].中草药,1997, 22 (1):13.

经典中医古籍

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