許丹楓,羅丹丹,夏運(yùn)生,左智天,劉 引,徐 揚(yáng),劉大會(huì)*
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,云南 昆明 650201;2.湖北中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,湖北 武漢 430070;3.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所,云南 昆明 650231)
【研究意義】杭菊是菊科植物菊(ChrysanthemummorifoliumRamat.)的干燥頭狀花序,為中國傳統(tǒng)中藥材和保健茶飲,具有散風(fēng)清熱、平肝明目、清熱解毒的功效[1],被大量用于食品[2]、化工[3]等領(lǐng)域,具有顯著經(jīng)濟(jì)價(jià)值。菊花藥材按產(chǎn)地和加工方法不同,分為“亳菊”、“滁菊”、“貢菊”、“杭菊”、“懷菊”。其中“杭菊”面積最大,近年來在云南昆明、祿勸、祥云等地進(jìn)行了引種栽培,成為地方特色產(chǎn)業(yè)?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】長(zhǎng)期以來,由于杭菊營(yíng)養(yǎng)與施肥理論方面[4-5]研究較少,生產(chǎn)基地栽培和施肥技術(shù)比較落后,導(dǎo)致中國杭菊產(chǎn)量和質(zhì)量偏低,嚴(yán)重制約了杭菊產(chǎn)業(yè)發(fā)展。杭菊生產(chǎn)上多采用傳統(tǒng)施肥方法,很少根據(jù)其生長(zhǎng)特性按配比施肥?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】在前期工作基礎(chǔ)上,開展了氮、鉀肥不同配比對(duì)杭菊生長(zhǎng)周期內(nèi)不同采收期產(chǎn)量及礦質(zhì)元素氮、磷、鉀、鈣和鎂吸收的影響?!緮M解決的關(guān)鍵問題】探討氮、鉀肥配施對(duì)杭菊產(chǎn)量、礦質(zhì)元素吸收的影響及其交互作用,研究氮、鉀配施的適宜用量和比例,旨在為杭菊規(guī)范化種植上的科學(xué)施肥和兩減提供必要參考。
供試菊花為杭菊。供試土壤為黃棕壤,基本理化性狀為:pH 5.92,有機(jī)質(zhì)2.6 g/kg,堿解氮21.4 mg/kg,速效磷2.6 mg/kg,速效鉀60.7 mg/kg。
盆栽試驗(yàn)采用聚乙烯塑料桶,每盆裝土8.5 kg,并混入1.5 kg石英砂,共10.0 kg,每盆定植1株杭菊扦插苗。試驗(yàn)氮肥設(shè)0.1、0.3、0.5 g N/kg土 3個(gè)用量水平,分別用N1、N2、N3表示,氮肥品種為硫酸銨[(NH4)2SO4];鉀肥設(shè)0.1、0.3、0.6 g K2O/kg土 3個(gè)用量水平,分別用K1、K2、K3表示,鉀肥品種為硫酸鉀(K2SO4)。試驗(yàn)采用完全均衡設(shè)計(jì),共設(shè)N1K1、N1K2、N1K3、N2K1、N2K2、N2K3、N3K1、N3K2和N3K39個(gè)處理,每處理4個(gè)重復(fù)。各處理其它養(yǎng)分施用均相同,具體如下:每盆基施磷肥2.0 g P2O5[Ca (H2PO4)2]、白云石10 g來調(diào)節(jié)土壤pH值和補(bǔ)充鈣、鎂營(yíng)養(yǎng),阿農(nóng)微量元素混合液10 mL補(bǔ)充土壤微量營(yíng)養(yǎng)元素。杭菊扦插育苗時(shí)間為5月10日,定植時(shí)間為6月15日,采收期為當(dāng)年11月上旬至12月上旬。各處理N肥分次施入,底施一半,N1處理和N2處理剩下氮肥平均分成2份,分別于8月16日和9月20日追施,N3處理剩下氮肥平均分成4份,分別于7月20日、8月16日、9月20日和10月10日追施;K2處理的鉀肥作底肥一次性施入,K3處理的鉀肥底施4.0 g K2O/盆,剩下的鉀肥分別于8月10日和9月5日分2次平均追施。定植前統(tǒng)一打頂,留基部6~7葉,栽培當(dāng)年8月5日左右做最后一次打頂摘心,其它按照常規(guī)進(jìn)行管理。
1.3.1 花朵數(shù)、產(chǎn)量、折干率測(cè)定 在開花采收期,當(dāng)杭菊花瓣全白、70 %以上花頭盛開時(shí)開始采摘,同時(shí)按照采收時(shí)間的先后將采收杭菊分為第一水花(11月15日以前采收)、第二水花(11月15-25日之間采收)、第三水花(11月25日以后采收)。百朵鮮花重=鮮花重/花朵數(shù)×100。將每次采收的鮮花及時(shí)采用微波-氣流式干燥技術(shù)進(jìn)行殺青,并在鼓風(fēng)干燥箱中于55 ℃以下烘至全干后稱重,然后將烘干樣品密封保存待測(cè)。鮮花折干率(%)=杭菊干重/鮮重×100。
1.3.2 花中N、P、K、Ca和Mg測(cè)定[8]采用凱氏定氮法測(cè)定氮(N),鉬銻抗比色法測(cè)定磷(P),火焰光度計(jì)法測(cè)定鉀(K),原子吸收的方法分別測(cè)定樣品中的鈣(Ca)和鎂(Mg)。
1.3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 采用MS-Excell軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;運(yùn)用SPASS18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
高氮可促進(jìn)杭菊提早開花,提高杭菊前期花朵數(shù)占總產(chǎn)的比重,鉀肥同樣能顯著提高杭菊花朵數(shù)(表1),其中氮肥比鉀肥對(duì)杭菊各期花的花朵數(shù)影響更大。氮、鉀兩種肥料之間對(duì)杭菊各期花的花朵數(shù)還存在著顯著的交互作用。在低氮水平下,隨著施鉀量提高,杭菊各花期花朵數(shù)降低,說明杭菊在缺氮時(shí),提高鉀含量反而會(huì)降低各期花的花朵數(shù)。在中氮水平下,中鉀處理第一、二水花的花朵數(shù)同低鉀處理差異不大,第三水花和總產(chǎn)花朵數(shù)高于低鉀處理;高鉀處理第一、二水花的花朵數(shù)高于低鉀和中鉀處理,第三水花和總產(chǎn)花朵數(shù)低于低鉀和中鉀處理。在高氮水平下,隨著施鉀量提高,杭菊第一、三水花和總產(chǎn)的花朵數(shù)增加,第二水花各施鉀處理間花朵數(shù)差異不大。在各施鉀水平下,隨著氮肥施用量上升,杭菊各花期的花朵數(shù)總體上升。將杭菊總產(chǎn)花朵數(shù)(Y,朵/株)同氮(N)、鉀(K)肥施用量進(jìn)行回歸分析,可得回歸方程:Y=-28.64+268.62N-31.83N2-3.85K2+8.70NK(r=0.9832***)。
隨著氮肥施用量逐步提高,杭菊各期花的鮮花產(chǎn)量大幅上升,且高施氮水平還可促進(jìn)杭菊提早開花,并大幅提高其第一水花在總產(chǎn)量中的比重(表2)。施用鉀肥也可顯著提高杭菊的鮮花產(chǎn)量。但是氮肥施用量對(duì)杭菊鮮花產(chǎn)量影響要高于鉀肥。
表1 氮、鉀配施對(duì)杭菊植株花朵數(shù)的影響
注:差異顯著性檢驗(yàn)為L(zhǎng)SD法,同列不同小寫字母表示5 %差異水平,下同。
Note:Using LSD method to test significance level, small letters (a, b, c…)represent significance level at 5 %. The same as below.
氮、鉀2種肥料之間對(duì)提高杭菊各期花的鮮花產(chǎn)量還存在著顯著的交互作用。在低氮水平下,隨著施鉀量提高,杭菊各期花的鮮花產(chǎn)量逐步下降。中氮水平下,隨著施鉀量增加,杭菊第一水花產(chǎn)量上升,其它花期產(chǎn)量先上升后下降。高氮水平下,施鉀量提高使得杭菊各期花的鮮花產(chǎn)量上升。不同施鉀水平下,除低氮和中氮水平下杭菊第三水花的鮮花產(chǎn)量是隨施氮量增加而先增加后降低,其它各期的鮮花產(chǎn)量,均是隨著施氮量的提高而上升。將杭菊植株鮮花總產(chǎn)量(Y,g/株)同其N、K施用量進(jìn)行回歸分析,可得回歸方程:Y=-12.95+212.99N-25.24N2-3.77K2+9.74NK(r=0.9874***)。
杭菊各花期的鮮花折干率同氮肥施用量呈反比,而施用鉀肥能夠顯著提高杭菊各期花的鮮花折干率(表3)。在低氮水平下,隨著施鉀量的提高,杭菊各期花的鮮花折干率將逐漸下降。在中氮和高氮水平下,隨著鉀肥施用量的增加,杭菊各期花的鮮花折干率先上升,然后趨于穩(wěn)定或略有下降。在低鉀和中鉀水平下,隨著施氮量提高,杭菊各期花鮮花的折干率一般是逐步降低;在高鉀水平下,隨著施氮量提高,杭菊第一水花和總產(chǎn)的鮮花折干率也逐步降低,而第二、三水花的折干率有逐步升高的趨勢(shì)。將杭菊植株全生育期鮮花平均折干率(Y, %)同N、K施用量進(jìn)行回歸分析,可得回歸方程:Y=19.31-0.83N-0.05K2+0.14NK(r=0.8667***)。
氮、鉀2種肥料之間對(duì)杭菊各期花中N含量也存在著顯著的交互作用,在低氮水平下,不同鉀肥施用量對(duì)杭菊各期花中N含量影響不大;而中氮和高氮條件下,都是施鉀量低的處理中杭菊N含量最高,說明在中氮和高氮條件下,多施鉀不利于杭菊對(duì)氮的吸收(表4)。在不同施鉀水平下,隨著施氮量的提高,杭菊各期花中N含量均是顯著上升。結(jié)果表明杭菊各期花中N含量同氮肥施用量呈顯著正相關(guān),而同鉀肥施用量呈顯著負(fù)相關(guān)。將杭菊第一水花中N含量(Y, %)同N、K施用量進(jìn)行回歸分析,可得回歸方程:Y=0.78+0.23N+0.006K2-0.022NK(r=0.9651***)。
表2 氮、鉀配施對(duì)杭菊植株鮮花產(chǎn)量的影響
表3 氮、鉀配施對(duì)杭菊鮮花折干率的影響
表4 氮、鉀配施對(duì)杭菊中N含量的影響
氮、鉀2種肥料之間對(duì)杭菊各期花中P含量存在著顯著的交互作用(表5),在低氮水平下,隨著施鉀量提高,杭菊各期花中P含量先大幅上升后小幅下降;在中氮和高氮水平下,除N2K2處理的第二水花外,杭菊各期花中P含量,隨著施鉀量提高,先下降后上升。低鉀水平下,隨著施氮量的提高,中氮處理的杭菊各期花中P含量變化不大,高氮處理P含量提高;中鉀水平下,隨著施氮量提高,杭菊各期花中P含量降低;高鉀水平下,隨著施氮量提高,杭菊各期花中P含量先大幅下降后小幅上升。將杭菊第一水花中P含量(Y, %)同N、K施用量進(jìn)行回歸分析,可得回歸方程:Y=0.30-0.027N+0.004N2+0.001K2-0.002NK(r=0.6407**)。
在3個(gè)施氮水平下,隨著施鉀量的提高,杭菊各期花中K含量均大幅上升;在3個(gè)施鉀水平下,隨施氮量提高,杭菊各期花中K含量均顯著下降(表6)。杭菊各期花中K含量,同氮肥施用量呈顯著負(fù)相關(guān),而同鉀肥施用量呈顯著正相關(guān)。隨杭菊采收期推進(jìn),含K量呈顯著下降趨勢(shì),表明施鉀可以提高杭菊前期K含量占總產(chǎn)的比重。氮、鉀2種肥料之間對(duì)杭菊不同花期花中K含量也存在著顯著的交互作用。在低氮水平下,隨著施鉀量提高,第一、二、三水花之間K含量的差距先遞增后減小。
表5 氮、鉀配施對(duì)杭菊中P含量的影響
在中氮水平下,施鉀量提高使得第一、二水花之間K含量的差距增大,而第二、第三水花之間先增大而后減??;在高氮水平下,隨著施鉀量提高,第一、二水花之間的K含量差距增大,而第二、三水花之間先變大后減小。將杭菊第一水花中K含量(Y, %)同其N、K施用量進(jìn)行回歸分析,可得回歸方程:Y=2.47-0.44N+0.19K+0.04N2(r=0.9880***)。
杭菊各期花中Ca含量同氮肥施用量也呈顯著負(fù)相關(guān)。氮、鉀2種肥料之間,對(duì)杭菊各期花中Ca含量也存在著顯著的交互作用(表7)。在低氮水平下,隨著施鉀量的提高,杭菊第一水花中Ca含量先大幅降低后小幅上升,而第二、三水花中大幅降低;在中氮水平下,隨著施鉀量的提高,杭菊第一、三水花中Ca含量降低,而第二水花先降低后上升;在高氮水平下,隨著施鉀量提高,杭菊第一、二水花中Ca含量先降低后不同程度回升,而第三水花中Ca含量則一直降低。在不同施鉀水平下,隨著施氮量的提高,杭菊各期花的Ca含量均逐步下降。將杭菊第一水花中Ca含量(Y,g/kg)同其N、K施用量進(jìn)行回歸分析,可得回歸方程:Y=0.57-0.08N-0.03K+0.008N2+0.003K2(r=0.9701***)。
氮、鉀兩種肥料之間對(duì)杭菊第一、三水花中Mg含量也存在著顯著的交互作用(表8)。在不同施氮水平下,隨著施鉀量提高,杭菊各期花中Mg含量下降。在低鉀水平下,隨著施氮量提高,杭菊各期花的Mg含量均是先下降后上升,3個(gè)氮水平間差異不大;在中鉀水平下,隨著施氮量提高,杭菊第一水花中Mg含量先升高后降低,第二水花中Mg含量先小幅升高后趨于穩(wěn)定,而第三水花中Mg含量先小幅降低然后又小幅升高;在高鉀水平下,隨著施氮量提高,杭菊第一水花中Mg含量逐步升高,而第二、三水花中Mg含量先降低,然后呈升高的趨勢(shì)。將杭菊第一水花中Mg含量(Y,g/kg)同其N、K用量進(jìn)行回歸分析,可得回歸方程:Y=0.26-0.028K+0.0016N2+0.0024K2(r=0.9251***)。
表6 氮、鉀配施對(duì)杭菊中K含量的影響
表7 氮、鉀配施對(duì)杭菊中Ca含量的影響
表8 氮、鉀配施對(duì)杭菊中Mg含量的影響
本研究發(fā)現(xiàn),氮肥施用量對(duì)杭菊花芽分化和產(chǎn)量影響最大,增加施氮量可顯著提高杭菊的花朵數(shù)和鮮花產(chǎn)量,并促進(jìn)植株提早開花,增加第一、二水花的產(chǎn)量,減少其第三水花占總產(chǎn)的比重;但施氮量增加后會(huì)降低杭菊鮮花的折干率。氮、鉀2種肥料對(duì)提高杭菊花朵數(shù)、鮮花產(chǎn)量和鮮花折干率方面存在著顯著的交互作用。在增加杭菊氮肥施用量的同時(shí),提高鉀肥施用量會(huì)顯著增加杭菊產(chǎn)量,否則高氮低鉀會(huì)加重杭菊植株缺鉀,從而降低植株的花朵數(shù)、鮮花產(chǎn)量和折干率,最終導(dǎo)致植株早衰;在增加鉀肥施用量時(shí),不增施氮肥將加重杭菊植株缺氮,從而降低杭菊產(chǎn)量。因此,可在提高施氮量增加杭菊產(chǎn)量的同時(shí),適當(dāng)增施鉀肥,從而提高杭菊中K含量和適當(dāng)控制花中N含量,達(dá)到即增加杭菊產(chǎn)量又保持杭菊活性成分含量不大幅降低。而且,杭菊植株氮、鉀2種營(yíng)養(yǎng)間,存在著顯著的拮抗關(guān)系;在低氮施用水平時(shí),隨著鉀肥施用量提高會(huì)加重植株的缺氮癥狀;而在低鉀施用水平時(shí),隨著氮肥施用量提高會(huì)加重植株的缺鉀癥狀;氮、鉀2種肥料配合施用后,可顯著促進(jìn)杭菊的生長(zhǎng)發(fā)育,并提高其花朵數(shù)、產(chǎn)量和折干率。
回歸分析表明,杭菊生育期內(nèi),當(dāng)N=5.00 g/株,K=5.64~6.00 g/株時(shí),杭菊的鮮花花朵數(shù)、鮮花產(chǎn)量達(dá)到最大,分別為98.94朵/株,88.80 g/株;建議氮、鉀2種肥料間施用比例以N/K=0.83~0.89為宜,此時(shí)杭菊植株生育期的花朵數(shù)、鮮花產(chǎn)量和折干率最高。