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        不同肥料處理對(duì)短毛獨(dú)活生長(zhǎng)的影響

        2019-08-13 08:55:35劉玉新蔣欣梅于錫宏
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019年1期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)量

        劉玉新 蔣欣梅 于錫宏

        摘要:以二年生短毛獨(dú)活為試驗(yàn)材料,采用不同肥料作為基肥處理,主要研究其對(duì)短毛獨(dú)活品質(zhì)及產(chǎn)量的影響,同時(shí)對(duì)其物候期進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果表明,可通過調(diào)節(jié)肥料的配比來控制進(jìn)入展葉期的時(shí)間從而調(diào)節(jié)產(chǎn)品的供應(yīng)期。每種肥料的施用都有一個(gè)量的界定,而多種肥料的混合施用必然會(huì)出現(xiàn)交互作用,進(jìn)而影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育,只有合理使用肥料才可最大化肥料效果,從而獲得高產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品。在60、120 kg/hm2磷酸二銨和10.67 kg/667 m2硫酸鉀復(fù)合施用時(shí),小區(qū)產(chǎn)量達(dá)最優(yōu)值;當(dāng)復(fù)合施用60 kg/hm2磷酸二銨和160.05 kg/hm2硫酸鉀時(shí),短毛獨(dú)活的香豆素、黃酮含量達(dá)最優(yōu)值;當(dāng)120 kg/hm2磷酸二銨和160.05 kg/hm2硫酸鉀復(fù)合施用時(shí),短毛獨(dú)活的皂苷含量達(dá)最優(yōu)值。因此,當(dāng)60 kg/hm2磷酸二銨配施160.05 kg/hm2硫酸鉀時(shí),可獲得香豆素、黃酮含量較高的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的短毛獨(dú)活;當(dāng) 120 kg/hm2 磷酸二銨配施10.67 kg/667 m2硫酸鉀時(shí),可獲得皂苷含量較高的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的短毛獨(dú)活。

        關(guān)鍵詞:短毛獨(dú)活;肥料;品質(zhì);產(chǎn)量

        中圖分類號(hào): S647.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào):1002-1302(2019)01-0142-04

        短毛獨(dú)活學(xué)名為東北牛防風(fēng),又名老山芹(Heracleum moellendorffii Hance)、土當(dāng)歸、短毛白芷[1]、大葉芹等,系傘形科牛防風(fēng)屬多年生宿根草本植物,多分布于中國東北部林區(qū)和主要山脈,是極其重要的野生植物資源,其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量是普通蔬菜的數(shù)倍,全株均可以食用,嫩莖葉富含多種維生素、鐵、鈣等礦物質(zhì)[2],含有16種氨基酸及香豆素類和黃酮類化合物[3],根部具有治療腰膝酸痛、頭痛及降血壓等功效。

        醫(yī)學(xué)研究表明,人類的腸胃病、癌癥、心血管病等的發(fā)病率在急劇攀升,這與人類長(zhǎng)期食用含殘留農(nóng)藥、化肥的果蔬和糧食有密切關(guān)系。因而人們對(duì)飲食的要求越來越高,已由原來單一的溫飽需求,開始向優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、綠色、無污染和健康方向發(fā)展[4]。人們對(duì)短毛獨(dú)活營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的關(guān)注度也越來越高,國內(nèi)外市場(chǎng)的需求量也急劇增加,單純依靠人工采集野生資源必定不能滿足市場(chǎng)的需求,因此筆者提出對(duì)短毛獨(dú)活進(jìn)行馴化栽培,通過調(diào)查野生資源的生境基礎(chǔ),確定合理的栽培措施,以期獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的短毛獨(dú)活。

        目前對(duì)于短毛獨(dú)活的研究只有一些栽培技術(shù)的報(bào)道,而對(duì)于其本身的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律缺乏系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究。李富恒等提出,為提高栽培技術(shù)水平,獲得短毛獨(dú)活較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,掌握其植株生育特性是亟待解決的問題[5]。本研究以二年生短毛獨(dú)活為試驗(yàn)材料,采用不同肥料作為基肥處理,通過植株的觀察及生理生化分析,探究不同肥料配比對(duì)其物候期、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,旨在探明適宜短毛獨(dú)活的馴化機(jī)制,為其高產(chǎn)高品質(zhì)提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        供試材料為短毛獨(dú)活植株,種子于2015年在黑龍江省尚志市采集,采后處理在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成,種子層積結(jié)束后,于2016年5月移植于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施園藝中心的野生資源圃。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 田間設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2016年10月至2017年8月在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院進(jìn)行。于黑龍江省尚志市采集短毛獨(dú)活種子,經(jīng)過低溫層積處理后,將繁育出的短毛獨(dú)活幼苗于4葉期定植于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施園藝中心,常規(guī)管理,于第2年進(jìn)行試驗(yàn)。

        試驗(yàn)設(shè)置2因素3水平,磷酸二銨(因素A)和硫酸鉀(因素B)為基肥,于移栽前一次性施入,施入量如表1所示。畦作栽培,做畦4.0 m×1.2 m,過道寬度為0.5 m,總面積為 182.9 m2,共34個(gè)小區(qū)隨機(jī)排列,每個(gè)小區(qū)4.8 m2,畦上2行,行距為0.5 m,株距為0.5 m,每小區(qū)16株,以單施肥及不施肥為對(duì)照,各處理設(shè)3次重復(fù)。

        1.2.2 物候期觀察 從2017年春季3月20日開始觀察物候期并記錄,短毛獨(dú)活物候期分為萌芽期、展葉期、現(xiàn)蕾抽薹期、開花期、種子收獲期[5]。定期進(jìn)行田間觀察并記錄達(dá)到各物候期的時(shí)間,以30%植株達(dá)到相應(yīng)狀態(tài)時(shí)作為記錄各個(gè)物候期的標(biāo)準(zhǔn)。

        1.2.3 指標(biāo)測(cè)定 在短毛獨(dú)活展葉期進(jìn)行產(chǎn)量和品質(zhì)的測(cè)定。產(chǎn)量的測(cè)定采用單次直接稱質(zhì)量法,香豆素采用比色法[6]測(cè)定,皂苷采用比色法[7]測(cè)定,黃酮采用三氯化鋁法[8]測(cè)定。

        1.2.4 數(shù)據(jù)分析 采用WPS表格作圖,利用SAS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同肥料處理對(duì)短毛獨(dú)活物候期的影響

        當(dāng)2017年春季來臨時(shí),隨著溫度的升高和日照時(shí)間的延長(zhǎng),短毛獨(dú)活休眠芽開始萌動(dòng)并生長(zhǎng),3月27日新芽出土,進(jìn)入宿根萌發(fā)期。4月15日葉片陸續(xù)展開,對(duì)于進(jìn)入展葉期。5月26日進(jìn)入抽薹現(xiàn)蕾期,此時(shí)開始生殖生長(zhǎng)階段。6月3日進(jìn)入開花期,黃綠色花蕾綻放,花色變?yōu)槌砂咨?。落花后種子開始發(fā)育,于7月初開始采收。

        如表2所示,各處理同時(shí)進(jìn)入萌芽期。對(duì)于進(jìn)入展葉期的時(shí)間,在P1水平下,隨著鉀(K)肥用量的上升,呈增加趨勢(shì);在P2、P3水平下,各處理間無顯著差異,且除P3K3處理外均顯著低于P2處理,說明施入K肥可以縮短進(jìn)入展葉期的時(shí)間;在K1水平下,隨著磷(P)肥用量的上升,呈增加趨勢(shì);在K2水平下,呈增加趨勢(shì),P1K2處理與K2處理差異顯著,說明施入少量磷肥可以縮短進(jìn)入展葉期的時(shí)間;在K3水平下,各處理間無顯著差異。進(jìn)入現(xiàn)蕾期的時(shí)間,在P1水平下,隨著K肥用量的上升,呈增加趨勢(shì);在P2水平下,各處理間無顯著差異,且均與P2處理差異不顯著;在P3水平下,呈增加趨勢(shì),說明少量K肥可延后進(jìn)入現(xiàn)蕾期的時(shí)間;在K1水平下,隨著P肥用量的上升,呈增加趨勢(shì),且各處理間差異顯著;在K2水平下,呈先增后減趨勢(shì),與K2差異不顯著;在K3水平下,各處理間無顯著性差異。對(duì)于進(jìn)入開花期的時(shí)間,在P1水平下,隨著K肥用量的上升,各處理間無顯著差異;在P2水平下,呈增加趨勢(shì),P2K1處理與P2K3處理均與P2處理差異顯著,說明施入少量K肥可以縮短進(jìn)入開花期的時(shí)間,過量K肥會(huì)延長(zhǎng)進(jìn)入開花期的時(shí)間;在P3水平下,呈先減后增的趨勢(shì),說明在高P肥水平下,適當(dāng)?shù)腒肥不會(huì)造成開花期的延后;在K1水平下,隨著P肥用量的上升,呈增加趨勢(shì);在K2水平下,各處理間無明顯差異,除K2P2處理外均與K2處理差異顯著,說明施入P肥會(huì)延長(zhǎng)進(jìn)入開花期時(shí)間;在K3水平下,呈先增后減的趨勢(shì),說明少量的P肥不會(huì)造成開花期的延后,而過量的P肥會(huì)導(dǎo)致開花期延后。對(duì)于進(jìn)入種子收獲期的時(shí)間,在P1水平下,隨著K肥用量的上升,呈增加趨勢(shì);在P2水平下,各處理間無顯著差異;在P3水平下,各處理間無顯著差異;在K1水平下,隨著P肥用量的上升,呈增加趨勢(shì);在K2水平下,各處理間無顯著差異;在K3水平下,各處理間無明顯差異。

        2.2 不同肥料處理對(duì)短毛獨(dú)活產(chǎn)量的影響

        如圖1所示,各施肥處理短毛獨(dú)活產(chǎn)量均明顯增加,其中P1K2、P2K1、P2K2、P2K3處理產(chǎn)量明顯高于其他處理,分別比CK處理增加了44.79%、45.88%、54.56%、55.41%。在磷酸二銨施用量為60、180 kg/hm2時(shí),隨著硫酸鉀用量的上升,產(chǎn)量呈先升后降的趨勢(shì)。在磷酸二銨施用量為 120 kg/hm2,隨著硫酸鉀用量的上升,產(chǎn)量總體呈上升趨勢(shì),且均顯著高于單施P肥處理,說明施用一定量的鉀肥會(huì)增加短毛獨(dú)活的產(chǎn)量。在硫酸鉀施用量為80.10、240.15 kg/hm2時(shí),隨著磷酸二銨用量的上升,產(chǎn)量呈先升后降的趨勢(shì)。在硫酸鉀施用量為160.05 kg/hm2時(shí),隨著磷酸二銨用量的上升,產(chǎn)量總體呈低中水平無明顯差異、高水平下降的趨勢(shì),且均顯著高于單施K肥處理,說明施用一定量的磷肥會(huì)增加短毛獨(dú)活的產(chǎn)量。在磷酸二銨120 kg/hm2和240.15 kg/hm2硫酸鉀復(fù)合施用時(shí),產(chǎn)量最大。結(jié)合肥料成本,發(fā)現(xiàn)當(dāng)施用磷酸二銨量為60、120 kg/hm2時(shí),配施硫酸鉀量為160.05 kg/hm2時(shí),產(chǎn)量達(dá)最優(yōu)值。方差分析表明,P肥對(duì)短毛獨(dú)活產(chǎn)量的影響比鉀肥大,且均達(dá)到顯著水平。

        2.3 不同肥料處理對(duì)短毛獨(dú)活葉片品質(zhì)的影響

        2.3.1 不同肥料處理對(duì)短毛獨(dú)活香豆素含量的影響 如圖2所示,除P3K3處理以外,其他所有處理的香豆素含量均顯著高于CK處理,說明適當(dāng)施用肥料可增加短毛獨(dú)活內(nèi)香豆素類化合物的含量。其中P1K2、P2K2處理短毛獨(dú)活內(nèi)香豆素的含量明顯高于其他處理,分別比CK處理增加了130.08%、103.85%。在磷酸二銨施用量為60、180 kg/hm2時(shí),隨著硫酸鉀用量的上升,香豆素的含量呈先升后降的趨勢(shì);在磷酸二銨施用量 120 kg/hm2,各處理香豆素的含量均顯著高于單施P肥處理,說明施用鉀肥會(huì)增加短毛獨(dú)活內(nèi)香豆素的含量。在硫酸鉀施用量80.10、240.15 kg/hm2時(shí),隨著磷酸二銨用量的上升,香豆素含量呈下降的趨勢(shì);在硫酸鉀施用量為 160.05 kg/hm2,P1K2與P2K2處理顯著高于單施K肥處理,P3K2與K2處理無顯著差異,說明施用少量磷肥會(huì)增加短毛獨(dú)活內(nèi)香豆素含量。在復(fù)合施用磷酸二銨60 kg/hm2和硫酸鉀160.05 kg/hm2時(shí),香豆素的含量最高。結(jié)合小區(qū)產(chǎn)量,發(fā)現(xiàn)當(dāng)施用磷酸二銨60、120 kg/hm2,配施硫酸鉀 160.05 kg/hm2 時(shí),香豆素含量達(dá)最優(yōu)值。方差分析表明K肥對(duì)短毛獨(dú)活香豆素含量的影響比P肥大,且均達(dá)到顯著水平。

        2.3.2 不同肥料處理對(duì)短毛獨(dú)活皂苷含量的影響 如圖3所示,各施肥處理短毛獨(dú)活內(nèi)皂苷含量均明顯增加,其中P2K2、P2K3處理皂苷含量顯著高于其他處理,分別比CK處理增加了112.67%、101.41%。在磷酸二銨施用量60、180 kg/hm2 時(shí),隨著硫酸鉀用量的上升,皂苷含量呈先升后降的趨勢(shì);在磷酸二銨施用量為120 kg/hm2時(shí),P2K2與P2K3處理皂苷含量均顯著高于單施P肥處理,P2K1與單施P肥處理間無顯著差異,說明施用一定量鉀肥會(huì)增加短毛獨(dú)活內(nèi)皂苷含量。在硫酸鉀施用量為80.10、240.15 kg/hm2時(shí),隨著磷酸二銨用量的上升,皂苷含量分別為上升和先升后降的趨勢(shì);在硫酸鉀施用量為160.05 kg/hm2時(shí),隨著磷酸二銨用量的上升,皂苷含量呈先升后降的趨勢(shì),且均顯著高于單施K肥處理,說明施用一定量的P肥會(huì)增加短毛獨(dú)活內(nèi)皂苷含量。當(dāng)施用磷酸二銨120 kg/hm2,配施硫酸鉀160.05、240.15 kg/hm2 時(shí),短毛獨(dú)活皂苷含量最高。結(jié)合產(chǎn)量,發(fā)現(xiàn)當(dāng)施用磷酸二銨120 kg/hm2,配施硫酸鉀160.05、240.15 kg/hm2 時(shí),短毛獨(dú)活皂苷含量達(dá)最優(yōu)值。方差分析表明,P肥對(duì)短毛獨(dú)活皂苷含量的影響比K肥大,且均達(dá)到顯著水平。

        2.3.3 不同肥料處理對(duì)短毛獨(dú)活黃酮含量的影響 如圖4所示,各施肥處理短毛獨(dú)活黃酮含量均明顯增加,其中P1K2、P2K2處理黃酮含量明顯高于其他處理,分別比CK處理增加了81.44%、69.46%。在磷酸二銨施用量為60、180 kg/hm2時(shí),隨著硫酸鉀用量的上升,黃酮含量呈先升后降的趨勢(shì);在磷酸二銨施用量為120 kg/hm2時(shí),P2K2處理黃酮含量顯著高于P2K1處理、P2K3處理,且均顯著高于單施P肥處理,說明施入適量的鉀肥會(huì)使黃酮含量上升。在硫酸鉀施用量為80.10、240.15 kg/hm2 時(shí),隨著磷酸二銨用量的上升,黃酮含量呈下降的趨勢(shì);在硫酸鉀施用量為160.05 kg/hm2時(shí),P1K2、P2K2處理黃酮含量均顯著高于單施K肥處理,P3K2處理與單施K肥處理差異不顯著,說明施入少量的磷肥會(huì)使黃酮含量顯著上升。在硫酸鉀160.05 kg/hm2、磷酸二銨60、120 kg/hm2復(fù)合施用時(shí),短毛獨(dú)活黃酮含量最高。結(jié)合產(chǎn)量,發(fā)現(xiàn)在磷酸二銨60、120 kg/hm2 和硫酸鉀80.10、160.05 kg/hm2 復(fù)合施用時(shí)短毛獨(dú)活黃酮含量達(dá)最優(yōu)值。方差分析表明,P肥對(duì)短毛獨(dú)活黃酮含量的影響比K肥大,且均達(dá)到顯著水平。

        3 討論

        植物的物候期是指植物生長(zhǎng)、發(fā)育與其變化相對(duì)應(yīng)的節(jié)候反應(yīng)。短毛獨(dú)活物候期分為宿根萌發(fā)期、展葉期、(現(xiàn)蕾期、抽薹期)、開花期、種子發(fā)育期、種子收獲期共7個(gè)階段[5]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,各處理在宿根萌發(fā)期的時(shí)間無差異,可能是由于宿根萌發(fā)期主要是受溫度影響,據(jù)報(bào)道,生態(tài)因子對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有很大的影響[9],其中,溫度是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因子[10]。本研究同時(shí)也顯示,從展葉期開始到開花期,都因肥料配比的不同而受到相應(yīng)的影響,無論是單一的P肥或K肥,還是二者不同配比施入,與對(duì)照相比均會(huì)使展葉期及以后所有時(shí)期的時(shí)間延后,因此,通過調(diào)整肥料的配比達(dá)到錯(cuò)開采收期并延長(zhǎng)采收期的效果,從而增加短毛獨(dú)活的市場(chǎng)供應(yīng)期,增加種植者收益。

        P元素是植物最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一,是許多重要化合物的組成成分,是植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中物質(zhì)和能量代謝中極其重要的元素之一,參與植物體內(nèi)的許多生理過程,如光合作用、呼吸作用及生長(zhǎng)發(fā)育,尤其是體內(nèi)的各種酶促反應(yīng)和能量傳遞[11-13]。在香豆素、皂苷、黃酮的合成代謝過程中,P元素起著重要作用[14]。K元素的作用機(jī)制與P元素不同,不是細(xì)胞的組成元素,在植物體內(nèi)呈離子態(tài)存在,并不參加有機(jī)物的組成,具有較強(qiáng)的移動(dòng)性和被再利用能力,主要是促進(jìn)和調(diào)節(jié)各種生理活動(dòng)過程,并參與許多酶促反應(yīng),增強(qiáng)抗逆性[15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,施用少量P肥和適量K肥后,短毛獨(dú)活中香豆素、皂苷和黃酮含量顯著提高,說明施P肥有利于短毛獨(dú)活中香豆素、皂苷及黃酮的積累。本試驗(yàn)結(jié)果也表明,施用一定量K肥后,短毛獨(dú)活中香豆素、皂苷、黃酮的含量明顯高于對(duì)照,可能是由于K肥促進(jìn)了某些酶的作用,促進(jìn)核酸合成,促進(jìn)糖的聚合和運(yùn)輸,進(jìn)而提高了香豆素、皂苷及黃酮的含量。

        本試驗(yàn)的磷酸二銨中主要為P肥但也含有少量的氮(N)肥,N對(duì)植物至關(guān)重要,因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常施用N肥。合理施用N肥可促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育和對(duì)N元素的吸收轉(zhuǎn)運(yùn),使葉片含N量提高,葉綠素增加,植物光合速率增快[14,16]。充足的N營(yíng)養(yǎng)促使植物細(xì)胞伸長(zhǎng),促進(jìn)分裂,延長(zhǎng)地上部分的生長(zhǎng)期,從而明顯提高產(chǎn)量[17]。本試驗(yàn)主要探究目的為P肥與K肥之間的不同配比對(duì)短毛獨(dú)活生長(zhǎng)的影響,其中N肥對(duì)本試驗(yàn)的影響有待于進(jìn)一步研究。

        每種肥料的施用,都有一個(gè)量的界定,而多種肥料的混合施用必然會(huì)出現(xiàn)交互作用,進(jìn)而影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育,只有合理使用肥料才可最大化肥料效果,從而獲得高產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品[18]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,P1K2、P2K1、P2K2、P2K3處理中,短毛獨(dú)活產(chǎn)量均較高,P1K2、P2K2處理中,香豆素含量較高,P2K2、P2K3處理中,皂苷含量較高,P1K2、P2K2處理中,黃酮含量較高。因此,如果單一考慮產(chǎn)量最大化,則P1K2、P2K1、P2K2、P2K3處理的肥料配比均可,且產(chǎn)品收獲期不同,可多種肥料配比同時(shí)施用,以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

        綜上所述,可通過調(diào)節(jié)肥料的配比,來調(diào)節(jié)產(chǎn)品的供應(yīng)期,處理P2K2為最佳處理,與對(duì)照相比,展葉期延后2 d。當(dāng)60、120 kg/hm2磷酸二銨配施160.05 kg/hm2硫酸鉀時(shí),小區(qū)產(chǎn)量達(dá)最優(yōu)值;當(dāng)60、120 kg/hm2磷酸二銨配施 160.05 kg/hm2 硫酸鉀時(shí),香豆素、黃酮含量達(dá)最優(yōu)值;當(dāng) 120 kg/hm2 磷酸二銨和160.05 kg/hm2硫酸鉀復(fù)合施用時(shí),皂苷含量達(dá)最優(yōu)值。因此可見,當(dāng)60 kg/hm2磷酸二銨配施160.05 kg/hm2硫酸鉀時(shí),可獲得香豆素、黃酮含量較高的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的短毛獨(dú)活;當(dāng)120 kg/hm2磷酸二銨配施 160.05 kg/hm2 硫酸鉀時(shí),可獲得皂苷含量較高的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的短毛獨(dú)活。由此可知,P2K2處理的香豆素、皂苷、黃酮含量均較高,產(chǎn)量也達(dá)到最優(yōu)值,成本也較低,適于大規(guī)模生產(chǎn)。因此得出,當(dāng)60 kg/hm2磷酸二銨和160.05 kg/hm2硫酸鉀復(fù)合施用時(shí),與哈爾濱地區(qū)的土壤、氣候、種植技術(shù)等因素相適應(yīng),對(duì)短毛獨(dú)活產(chǎn)量和品質(zhì)有明顯的提升效果。

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