黄芩为唇形科植物黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）的干燥根,具有止血、清热解毒、祛燥热寒湿之功效。黄芩作为传统的大宗药材需求量逐年增加,野生资源已经远远满足不了需求,栽培黄芩逐渐成为市场供应的主要来源。随着栽培面积的增加,药农为了产量,大肆的施用化肥,严重影响了黄芩的质量,进而无法保证临床用药的安全有效。同时化肥的过量使用,造成了土壤不可逆的结构破坏,形成了恶性循环,而有机肥替代化肥是国家战略所需,目前市场上针对中药材生产所需的专用有机肥报道较少。因此,本课题组前期针对黄芩生长过程中提高黄酮类成分合成和积累而研制了一种黄芩专用有机肥,本文在黄芩道地药材产区承德布置试验,通过小区试验、盆栽试验和不同区域的大田试验,研究黄芩专用有机肥的肥效以及对土壤的影响,为黄芩专用有机肥的研制提供数据支撑和田间验证。目的:通过小区试验、盆栽试验和不同区域的大田试验,研究黄芩专用有机肥对黄芩生物量积累、活性成分含量、植物生理生化指标的影响;并从土壤理化性质和土壤微生物群落结构等方面评价黄芩专用有机肥的效果,确定基施黄芩专用有机肥与追施黄芩专用有机肥的最佳配比方案,为提高黄芩高品质生产提供理论基础。方法:在承德地区的滦平试验田和隆化试验田,设置8个不同基肥处理的小区试验;在承德地区四个县域药材基地（丰宁、宽城、滦平、隆化）布置12个不同施肥处理的追肥大田试验;在承德医学院药用植物试验田布置追施12个不同施肥处理的盆栽试验。通过测定黄芩生长指标、生理生化指标、药用成分含量以及土壤生理指标和土壤微生物变化,分析黄芩专用有机肥的肥效。1.基施黄芩专用有机肥的不同处理中,秋季采收黄芩药材,测量不同处理的黄芩鲜重、干重、根长、芦头直径等生长指标,以及黄芩中黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素、千层纸素A有效成分含量,评价基施黄芩专用有机肥对黄芩产量及质量的影响。2.在追施黄芩专用有机肥的不同处理中,在黄芩的5个不同生长时期内对黄芩地上部分的叶绿素、光合速率、蒸腾速率等指标动态测定;选定盛花期测定黄芩叶片中的SOD（超氧化物歧化酶）、POD（过氧化物酶）酶活性,MDA（丙二醛）含量,评价追施黄芩专用有机肥对黄芩生理生化指标的影响。3.在追施黄芩专用有机肥的不同处理中,对土壤速效N、速效P、速效K等土壤生理指标进行动态测定,分析追施黄芩专用有机肥对土壤肥力的影响。4.在追施黄芩专用有机肥的不同处理中,秋季采收黄芩药材,测量黄芩鲜重、干重等生长指标,以及黄芩中黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素、千层纸素A有效成分含量,评价黄芩专用有机肥对黄芩产量及质量的影响。5.基于高通量测序技术分析盆栽黄芩根际土壤微生物多样性,评价不同施肥处理对黄芩土壤微生物的影响。结果:1.通过对秋季采挖的基施不同肥料的黄芩根进行生物量及有效成分含量的分析发现:（1）滦平试验田所有施肥组对黄芩根鲜重的增加均有影响,以专用有机肥组中的W3处理组和F化肥组总鲜重增加程度最大,较CK对照组分别增加了20.31%、20.29%（P＜0.05）;根长以专用有机肥组的W1处理组增加的最多,较CK组增加了33.89%;黄芩根芦头直径以F化肥组和专用有机肥组中的W3组最高为1.69 cm、1.52 cm,较CK组分别增加了60.95%、44.77%。隆化试验田黄芩药材各生物量的大小趋势与滦平试验田基本相同,其中黄芩总重、根长和芦头直径都以W（专用有机肥组）和F（化肥组）增加的最为显著。（2）滦平试验田各施肥处理的黄芩药材中黄芩苷与对照组相比差异均显著（P＜0.05）,且不同配比的专用有机肥组的黄芩苷含量均大于化肥处理组,以专用有机肥组中W3处理组含量最高为12.26%,相比于CK对照组提高28.51%,较F化肥组提高21.27%;本试验各施肥处理的黄芩药材中黄芩素与对照组相比差异均显著（P＜0.05）,且加入专用有机肥的处理黄芩素含量均大于化肥处理组,黄芩素含量W3＞W4＞W5＞W1＞W0＞F＞CK,以W3含量最高,较对照组提高40.78%;千层纸素A的含量在各施肥处理组之间变化并不显著,汉黄芩苷,汉黄芩素都以专用有机肥组最高。隆化试验田黄芩药材中各有效成分的含量趋势与滦平试验田基本相同。2.在四个区域黄芩大田和盆栽试验中,追施不同肥料测定黄芩光合和生理生化指标动态分析发现:相同点为不同区域黄芩植株叶绿素、光合速率、蒸腾速率、气孔导度及水分利用效率指标均在5～7月份为增加期,8、9月份为下降期,其中以专用有机肥组（W）较CK处理组效果显著。盆栽条件下盛花期黄芩植株净光合速率W3最高为16.83μmol/（m~2·s）,较CK对照组增加34.74%;黄芩植株叶绿素含量SPAD以W3最高为46.13,较CK对照组增加22.36%;黄芩植株气孔导度W5最高为0.44 mmol/（m~2·s）,较CK对照组增加69.23%;黄芩植株水分利用效率W5最高为4.54%;黄芩植株蒸腾速率W3最低为3.70μmol/mol,较CK减少了28.11%。大田试验中以丰宁大田效果最好,盛花期黄芩植株净光合速率W3最高为16.13μmol/（m~2·s）,较CK对照组增加33.75%;黄芩植株叶绿素含量SPA D为W5最高43.53,较CK对照组增加23.42%;黄芩植株气孔导度W3最高为0.36 mmol/（m~2·s）;黄芩植株水分利用效率W5最高为5.20%;黄芩植株蒸腾速率W1最低为3.10μmol/mol,较CK对照组减少了34.84%。其余三个大田基地变化趋势与丰宁大田相同。测定黄芩植株盛花期的相关酶活性发现,SOD、POD酶活性均以专用有机肥组（W）增加的最明显,MDA含量各施肥处理组较CK处理组改变的不明显,其中盆栽试验结果优于大田试验,大田试验中以丰宁大田的效果最显著。3.对追施不同肥料的黄芩土壤理化性质有关数据进行动态测定,对比不同施肥处理发现:土壤速效氮、速效磷、速效钾、含水量5～7月份为增加期,8、9月份趋于平稳,其中以专用有机肥组（W）增加最明显,土壤电导率5～7月份为减少期,8、9月份趋于平稳,其中以专用有机肥组（W）较CK对照组减少的最明显,F化肥组较CK对照组电导率增加。盆栽试验:7月份盛花期土壤速效氮、速效磷、速效钾,施加专用有机肥组较CK对照组都有显著增加（P＜0.05）,W3处理组的土壤含水量较CK对照组增加了8.94%,W5处理组的土壤的电导率相较于CK对照组与F化肥组分别降低了19.23%和24.47%;大田试验中以丰宁大田效果最好,7月份盛花期W3处理土壤速效氮、速效磷、速效钾较CK对照组分别增加了31.51%、57.05%、49.83%,W1处理组土壤含水量较CK对照组增加了20.45%,W3处理组使土壤的电导率相较于CK对照组与F化肥组分别降低了40.73%和40.95%。其余大田试验与丰宁大田试验变化趋势相同,其中盆栽试验结果优于大田试验,大田试验中以丰宁大田试验的效果最显著。4.大田和盆栽试验中,通过对秋季采挖的追施不同肥料的黄芩根进行生物量及有效成分含量的分析发现:（1）黄芩专用有机肥可以促进黄芩根生长,增加地下药用部分生物量的积累。盆栽试验中各施肥处理均可以增加黄芩的产量,且与CK对照组相比均具有显著性的差异（P＜0.05）,其中以专用有机肥组中的W1处理组和F化肥组增加的最显著,较CK对照组分别增加了14.24%、14.16%;大田试验中以丰宁大田试验的产量增加最显著,施加化肥组与专用有机肥组增加的更为显著,以F化肥组和专用有机肥组中的W5处理组增加的最为显著,较CK对照组增加了15.51%、15.23%。（2）黄芩专用有机肥可促进黄芩活性成分积累。盆栽试验条件下,各活性成分都以专用有机肥组增加效果明显,且与CK对照组相比均具有显著性的差异（P＜0.05）,以W3施肥量效果最好,黄芩药材中的黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素较CK对照组分别通过提高了18.74%、10.58%、21.45%、23.38%;大田试验中以丰宁黄芩基地效果最好,W3施肥量中黄芩药材中的黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素较CK对照组分别通过提高了18.99%、7.53%、21.59%、26.39%。5.对盆栽黄芩根际土壤微生物进行高通量测序发现,专用有机肥组（W）可以显著提高细菌与真菌的微生物多样性。细菌层面分析:专用有机肥组（W）有利于放线菌门（Actinobacteriota）、拟杆菌门（Firmicute s）与节杆菌属（Arthrobacter）等多种有益细菌的相对丰度提高,放线菌门（Actinobacteriota）的相对丰度较CK对照组显著升高了21.52%,变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度较CK对照组显著增加6.54%（P＜0.05）;真菌层面分析:专用有机肥组（W）可以提高真菌的微生物多样性,其中子囊菌门（Ascomycota）以及赤霉菌属（Gibberella）在内的多种有益真菌的相对丰度显著提高,子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度较CK对照组显著提高81.09%,赤霉菌属（Gibberella）的相对丰度较CK对照组显著提高了683.14%（P＜0.05）。结论:1.基施黄芩专用有机肥可以有效提高黄芩的生物量及有效成分含量。2.黄芩专用有机肥显著提高黄芩植株叶绿素含量、净光合速率、气孔导度并显著降低植物蒸腾作用,进而提升黄芩植株的光合生理作用;施加专用有机肥可通过增强SOD、POD酶活性来提高黄芩体内代谢水平,进而提升黄芩的生理活性;不同区域种植条件下SOD、POD酶活性与光合指标的相关性以专用有机肥组最高。3.黄芩专用有机肥可以通过提升土壤速效氮、速效磷、速效钾含量及土壤含水量,并降低土壤电导率,来提升土壤的肥力,保障黄芩生长所需营养,进而提升黄芩的产量。黄芩土壤理化指标均以盆栽试验与丰宁大田试验增加的最显著。4.不同大田及盆栽试验对追施不同肥料处理效果基本相同,产量均为专用有机肥组与施加化肥组升高的最显著,有效成分含量以施加专用有机肥组提高的最显著,说明追施黄芩专用有机肥可以显著提高黄芩药材的产量及有效成分含量。5.黄芩专用有机肥可以显著提升多种有益细菌、真菌的相对丰度,并增加细菌及真菌的微生物多样性,有益微生物能利用各种有机碳源和能源,并降解土壤中各种难分解的物质和农药,改良土壤,进而为植物健康、药材质量、药物安全提供保障。