鄭冬鴿,李連珍,王璐靜,孟 肖,高致明
(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,河南省高校中藥資源開發(fā)與利用工程技術(shù)研究中心,河南 鄭州450002)
杭菊,與安徽的滁菊、亳菊及河南的懷菊,被稱之為中國四大藥菊。杭菊常見栽培品種大洋菊主產(chǎn)于浙江省桐鄉(xiāng)地區(qū),以干燥頭狀花序入藥,具疏散風(fēng)熱、平肝明目、清熱解毒等功效,臨床多用于治療風(fēng)熱感冒、眩暈驚風(fēng)、目赤昏花、疔瘡腫毒等[1]。近年來,隨著人們對中藥養(yǎng)生保健功能的不斷關(guān)注,作為藥食兼用品種的菊花也越來越受到重視,其需求量不斷上升,各地紛紛引種栽培。目前,河南省的菊花栽培面積已達40 hm2。但由于作物的產(chǎn)量和品質(zhì)受有機肥比例、種植密度、肥水管理等因素的影響[2-6],所以大洋菊在河南地區(qū)的產(chǎn)量和品質(zhì)也與其栽培管理密切相關(guān),且這些因子之間互相影響,表現(xiàn)出較強的非線性關(guān)系。
正交試驗設(shè)計是研究多因素多水平影響的一種高效快速又經(jīng)濟的方法,被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究領(lǐng)域[7-8]。試驗采用田間正交試驗設(shè)計,以產(chǎn)量及品質(zhì)的綜合指標值作為評判標準,研究有機肥施用比例、種植密度和磷酸二氫鉀處理次數(shù)3個主要栽培措施對大洋菊的產(chǎn)量以及營養(yǎng)品質(zhì)和藥用品質(zhì)的影響,以期探索出大洋菊在河南地區(qū)的最優(yōu)栽培措施,為當(dāng)?shù)刂械确柿ν寥罈l件下大洋菊的引種栽培提供參考。
試驗于2012年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)進行,面積約607 m2。供試土壤為中壤土,耕作層有機質(zhì)含量13.30 g/kg,全氮含量0.84g/kg,堿解氮含量78.59 mg/kg,速效磷含量19.70 mg/kg,速效鉀含量123.87 mg/kg。供試材料經(jīng)專家鑒定為菊科植物菊(Chrysanthemum morifolium),品種為杭菊系列的大洋菊(C.morifolium'Dayangju')。
試驗以有機肥比例(A)、種植密度(B)和磷酸二氫鉀處理次數(shù)(C)三個因素作L9(34)正交試驗設(shè)計,因素水平見表1。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計,每小區(qū)面積為22 m2,每個處理重復(fù)3 次。
表1 正交試驗因素水平設(shè)計
菊花于2012年4月12日扦插育苗,2012年5月19日移栽,2012年10月26日采摘。整個生育期施肥量(以氮素含量計)相當(dāng)于無機復(fù)合肥750 kg/hm2(N︰P2O5︰K2O=15︰15︰15),移栽前一周施入總施肥量的20%作為基肥,移栽后分別在苗期(占總施肥量的30%)、分枝期(占總施肥量的20%)、現(xiàn)蕾期(占總施肥量的30%)進行追肥。其他按常規(guī)田間管理進行。
1.3.1 產(chǎn)量測定 于花期定株觀測5 株,分株采摘,蒸汽殺青5 min 后于50℃烘干,分別稱其干重,并計算產(chǎn)量,最后將烘干樣品密封保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 營養(yǎng)成分含量測定 營養(yǎng)成分包括可溶性總氨基酸、可溶性總糖、Vc、類胡蘿卜素、有機酸等,其含量分別采用茚三酮比色法、苯酚法、2,4-二硝基苯肼比色法、分光光度法、滴定法進行測定[9-11]。
1.3.3 藥用成分含量測定 藥用成分包括總黃酮、綠原酸、木犀草苷、3,5-O-二咖啡?;鼘幩岬?,其中總黃酮含量采用分光光度法測定[12];其他成分依據(jù)中華人民共和國藥典2010 版菊花項下的方法測定。
將菊花產(chǎn)量,可溶性總氨基酸、可溶性總糖、Vc、類胡蘿卜素、有機酸等營養(yǎng)成分含量,以及綠原酸、木犀草苷、3,5-O-二咖啡?;鼘幩帷⒖傸S酮等藥用成分含量作為評價指標,依據(jù)多指標試驗設(shè)計綜合加權(quán)評分值的確定方法[13],確定各指標權(quán)重系數(shù)依次為0.10,0.08,0.11,0.11,0.10,0.15,0.11,0.11,0.09,0.05,按此系數(shù)進行綜合評分。
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003 軟件進行整理,并用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。
從表2 中可以看出,不同處理組合中,各項指標含量表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。從產(chǎn)量來看,以處理3 的最高,為2 327.85 kg/hm2,比最低產(chǎn)量(處理6)高878.10 kg/hm2;其次為處理2,比處理3 的產(chǎn)量低247.50 kg/hm2。但從綜合加權(quán)評分值來看,以處理2 的菊花各指標的綜合加權(quán)評分值最高,為73.26;其次為處理3,綜合加權(quán)評分值為72.48。
表2 各處理的產(chǎn)量、營養(yǎng)成分和藥用成分含量及綜合加權(quán)評分值
K 值反映了各因素對應(yīng)水平上的綜合平均表現(xiàn)。對比表3 中各因素水平的K 值可知最優(yōu)栽培管理措施為A1B2C3,其對應(yīng)的最優(yōu)栽培條件為:有機肥比例75%,種植密度52 500 株/hm2,磷酸二氫鉀處理3 次。
極值R 反應(yīng)了試驗中3 因素對菊花各項指標綜合加權(quán)評分值的影響程度,由表3 可知,三個因素對菊花各項指標綜合加權(quán)評分值的影響由大到小排列依次為A 有機肥比例>B種植密度>C 磷酸二氫鉀處理次數(shù)及時間。方差分析結(jié)果表明(表4),3個因素有機肥比例對綜合加權(quán)評分值的影響顯著(P<0.05),其余兩個因素的影響不顯著。因此,從保證大洋菊的產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)和藥用品質(zhì)的綜合評分出發(fā),有機肥比例是大洋菊栽培管理的關(guān)鍵因素。
驗證試驗于2013年在河南省鄭州市河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)進行,供試菊花品種為杭菊系列大洋菊。田間供試土壤理化性狀及田間管理均和2012年的試驗條件相同。按照正交試驗的優(yōu)化栽培條件:有機肥比例75%,種植密度52 500 株/hm2,磷酸二氫鉀處理次數(shù)3 次,重復(fù)3 次。收獲加工干燥后,平均產(chǎn)量為2 185.65 kg/hm2;可溶性總氨基酸、可溶性總糖、Vc、類胡蘿卜素、有機酸的平均含量分別為7.28%、7.54%、1.67%、0.94%、1.62%;綠原酸、木犀草苷、3,5-O-二咖啡酰基奎寧酸、總黃酮的平均含量分別為2.58%、1.87%、4.20%、18.55%;整體指標含量較協(xié)調(diào)。
表3 正交試驗結(jié)果極差分析
表4 正交試驗結(jié)果方差分析
研究采用大田正交試驗,探討了有機肥比例、種植密度、磷酸二氫鉀處理次數(shù)等主要栽培措施對大洋菊產(chǎn)量、營養(yǎng)成分及藥用成分含量的影響,以期篩選出大洋菊最優(yōu)栽培措施組合。結(jié)果表明:三個因素中,有機肥比例對試驗綜合指標影響顯著,其次是種植密度,第三為磷酸二氫鉀處理次數(shù);各因素對應(yīng)水平比較結(jié)果:A1>A3>A2,B2>B3>B1,C3>C2>C1;最優(yōu)栽培管理措施為有機肥比例75%,種植密度52 500 株/hm2,磷酸二氫鉀處理3 次。驗證試驗證明了正交試驗設(shè)計所得的最優(yōu)栽培措施組合非常適宜于河南地區(qū)中等肥力土壤條件下杭菊的種植,平均產(chǎn)量為2 185.65 kg/hm2,營養(yǎng)成分和藥用成分含量較協(xié)調(diào)。
適宜的土壤有機質(zhì)含量及良好的土壤理化性狀是作物生長的必備條件,而有機肥是改良土壤理化性狀的有效途徑之一。試驗優(yōu)化得到的最優(yōu)組合中有機肥施用比例為75%,說明以有機肥為主配合施用無機肥的施肥措施能有效提高杭菊的綜合品質(zhì)。
種植密度為52 500 株/hm2,在此密度下個體發(fā)育較好,綜合指標含量較高。但河南作為懷菊花產(chǎn)地,實際生產(chǎn)中廣大藥農(nóng)仍采用懷菊花的種植密度67 500 株/hm2來種植杭菊,并且認為密植能夠提高菊花產(chǎn)量。但該研究結(jié)果表明,不同產(chǎn)地、不同品種的菊花,生物學(xué)特性、株型、分枝數(shù)等均存在差異,不能以偏慨全,一味的通過增加種植密度來提高產(chǎn)量,應(yīng)該在保證產(chǎn)量和品質(zhì)的同時適當(dāng)密植。這和周可金等[14]研究亳菊種植密度對產(chǎn)量和光合效率影響的結(jié)果相似。
磷酸二氫鉀作為葉面肥具有增產(chǎn)及調(diào)整株高的作用,但對作物品質(zhì)的影響未見報道,后續(xù)研究中可對磷酸二氫鉀進行單因素試驗設(shè)計,研究其施用次數(shù)和施用量對大洋菊產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。
[1]國家藥典委員會.中國藥典I部[S].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2010.
[2]劉大會,朱瑞衛(wèi),周文兵,等.氮、磷、鉀配合施用對福田白菊產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].中草藥,2006,37(1):125-129.
[3]祝麗香,王建華,李玉朋,等.控釋復(fù)合肥對白菊花生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2009,20(10):2570-2572.
[4]楊太新,歐陽云燕,郭玉海,等.栽培技術(shù)對道地藥材祁菊產(chǎn)量和黃酮含量的影響[J].中國中藥雜志,2005,30(18):1440-1443.
[5]朱新開,郭文善,李春燕,等.小麥株高及其構(gòu)成指數(shù)與產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)性[J].麥類作物學(xué)報,2009,29(6):1034-1038.
[6]李 英.葉面肥及磷酸二氫鉀施用方法[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè),2009,(8):23-24.
[7]景延秋,張欣華,楊玉熙,等.采用正交試驗憂化烤煙栽培技術(shù)[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,(5):32-34.
[8]姚紹嫦,潘麗梅,白隆華,等.正交試驗優(yōu)選羅漢果組培苗生根壯苗生產(chǎn)工藝[J].種子,2014,33(5):118-120.
[9]王學(xué)奎.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000.185-186.
[10]吳家紅,靳風(fēng)云,龍開杰,等.分光光度法測定板藍根中總氨基酸[J].微量元素與健康研究,2006,23(5):45-46.
[11]楊敏文.分光光度法測定葉片葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量[J].化學(xué)教學(xué),2002,(8):44-45.
[12]朱慶書,趙文英.超聲提取野菊花總黃酮及其抑茵活性的研究[J].化學(xué)與生物工程,2008,25(12):72-74.
[13]魏效玲,趙立新,任建華.多指標試驗設(shè)計綜合加權(quán)評分值的確定[J].河北建筑科技學(xué)院學(xué)報,2003,20(4):68-72.
[14]周可金,章力干,張俊霞,等.種植密度和氮磷鉀肥對藥用菊花的產(chǎn)量及光合效率的影響[J].土壤,2010,42(4):579-583.