韋美麗,魏富剛,陳中堅(jiān)*,余育啟,王炳艷,龍廷菊
(1.文山學(xué)院 文山三七研究院,云南 文山 663099;2.文山市苗鄉(xiāng)三七實(shí)業(yè)有限公司 云南 文山 663099)
三七 [Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen]為多年生草本藥用植物,藥用價(jià)值高,種植效益好。三七種植需搭建蔭棚,在2年大田生長(zhǎng)期內(nèi)免中耕,追肥多采用撒施。生產(chǎn)中肥料濫施現(xiàn)象明顯,肥料利用率低,且增加了環(huán)境污染。氮肥是三七生長(zhǎng)必需的肥料,眾多研究者關(guān)于三七適宜施氮量的研究結(jié)論相差較大,提出的氮肥用量范圍在0 kg/hm2~450 kg/hm2不等[1-7]。此前的研究重點(diǎn)是施肥量對(duì)三七生長(zhǎng)指標(biāo)的影響,對(duì)施肥量與其養(yǎng)分吸收、分配的關(guān)系研究?jī)H見2篇文獻(xiàn)報(bào)道[8-9]。為探索氮肥用量對(duì)三七養(yǎng)分吸收及分配的影響,指導(dǎo)合理施肥,保障高效安全生產(chǎn)而開展本次研究。
三七種子及種苗。
1.2.1 時(shí)間及地點(diǎn)
試驗(yàn)于2015年-2016年采用田間試驗(yàn)開展,1年生試驗(yàn)地點(diǎn)為云南省文山州丘北縣天星鄉(xiāng)茶花村,2年生三七試驗(yàn)地點(diǎn)為云南省玉溪市新平縣羊乃革村,3年生三七(按設(shè)計(jì)方案連續(xù)施肥2年)試驗(yàn)地點(diǎn)為云南省昆明市石林縣畝竹箐村。
1.2.2 試驗(yàn)設(shè)置
采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),1年生、2年生及3年生三七均設(shè)置5個(gè)處理,1年生試驗(yàn)施氮量(純養(yǎng)分,kg/hm2)依次為0、37.5、75、150、300;2年生及3年生試驗(yàn)施氮量(純養(yǎng)分,kg/hm2)依次為0、75、225、450、675。3次重復(fù),共15個(gè)小區(qū),每小區(qū)4空,小區(qū)凈面積丘北點(diǎn)為12.48 m2,新平點(diǎn)為12.16 m2,石林點(diǎn)為12.44 m2。各處理磷、鉀肥用量(純養(yǎng)分,kg/hm2)相同,肥料分別選用尿素(含氮量46%)、過磷酸鈣(含P2O516%)、硫酸鉀(含K2O 50%)。具體用量見表1。各試驗(yàn)地塊土壤養(yǎng)分狀況見表2。
表1 試驗(yàn)各處理施肥量/(純養(yǎng)分,kg/hm2)
表2 試驗(yàn)地塊土壤理化性狀
1.2.3 肥料施用方法
試驗(yàn)用肥均作為追肥,1年生試驗(yàn)分4次施用,4月、5月用量分別為總量的20%,8月、9月用量分別為總量的30%;2年生及3年生試驗(yàn)?zāi)曜贩?次,4月、5月用量分別為總量的20%,6月、8月、9月、10月用量分別為總量的15%。肥料按設(shè)計(jì)用量分空單稱單施,將各空所需肥料稱好混勻后拌適量細(xì)土撒施,施后將植株上附著的土及肥清理干凈。
1.2.4 收獲及考種
1年生試驗(yàn)采樣時(shí)間為2015年12月2日,2年生試驗(yàn)采樣時(shí)間為2015年12月1日,3年生試驗(yàn)采樣時(shí)間為2016年11月16日。
1.2.5 樣品含量測(cè)定方法
植株樣品消煮用H2SO4-H2O2法,氮、磷、鉀測(cè)定分別選用凱氏定氮法、鉬銻抗比色法及原子吸收法。
1.2.6 統(tǒng)計(jì)分析方法
應(yīng)用IBM SPSS Statistics 22及excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)。用單因素方差分析法和 LSD 法進(jìn)行方差分析和多重比較。
與不施氮肥相比,各施氮處理均表現(xiàn)增產(chǎn)。表明施用氮肥可提高三七單株產(chǎn)量,增產(chǎn)幅度高低排序?yàn)?年生>3年生>1年生。隨氮肥用量增加,1年生三七根和葉產(chǎn)量均呈上升趨勢(shì),N150處理根產(chǎn)量最高,各處理間根產(chǎn)量無顯著差異,不施氮(N0)與N300處理間葉產(chǎn)量差異顯著;2年生三七根、莖、葉產(chǎn)量均表現(xiàn)隨氮肥用量增加而上升的趨勢(shì),N225處理根產(chǎn)量最高,施氮與不施氮處理間根、葉產(chǎn)量達(dá)極顯著差異;3年生三七根、莖、葉產(chǎn)量均表現(xiàn)隨氮肥用量增加而上升的趨勢(shì),但差異不顯著,N675處理根產(chǎn)量最高。見表3。
氮肥用量對(duì)三七植株養(yǎng)分含量的影響見表4。
表3 氮肥用量對(duì)三七單株產(chǎn)量的影響/(干,g/株)
表4 氮肥用量對(duì)三七植株養(yǎng)分含量的影響/(g/kg)
2.2.1 氮肥用量對(duì)三七植株氮含量的影響
1年生至3年生三七各施氮處理氮含量多高于不施氮處理,2年生三七根氮含量各施氮處理與不施氮處理間存在極顯著差異。1年生至3年生三七植株各部位氮含量多表現(xiàn)隨氮肥用量增加呈上升趨勢(shì),1年生三七由N150增到N300時(shí)提升幅度最大,其根、葉及全株氮含量增長(zhǎng)率超7%;2年生及3年生由N225增到N450時(shí)提升幅度最大,根及全株氮含量增長(zhǎng)率超9%。
2.2.2 氮肥用量對(duì)三七植株磷含量的影響
1年生至3年生三七各施氮處理磷含量多低于不施氮處理。隨氮肥用量增加,1年生至3年生三七各部位及全株磷含量多呈下降趨勢(shì)。2年生三七莖磷含量在N75、N225與N675處理間差異顯著,2年生葉磷用量在N0與N675處理間差異極顯著。
2.2.3 氮肥用量對(duì)三七植株鉀含量的影響
1年生、2年生三七鉀含量多表現(xiàn)為施氮處理高于不施氮處理,3年生三七各部位鉀含量多表現(xiàn)為施氮處理低于不施氮處理。隨氮肥用量增加,1年生至3年生三七各部位及全株鉀含量多呈下降趨勢(shì),2年生及3年生各部位及全株鉀含量在N75與N225處理間均呈上升趨勢(shì),2年生莖鉀含量在N75與N675處理間差異顯著。
2.3.1 氮肥用量對(duì)三七氮素積累量的影響
施氮對(duì)三七氮積累量的影響在1年生至3年生三七中表現(xiàn)基本一致,各施氮處理氮素積累量均高于不施氮處理。施氮對(duì)2年生三七根部氮積累的影響最明顯,其根氮積累量在施氮與不施氮處理間差異極顯著、莖氮積累量在施氮與不施氮處理間差異顯著。施氮對(duì)各部位氮積累量的影響強(qiáng)度排序?yàn)?年生>3年生>1年生。1年生至3年生三七氮積累量隨氮肥用量增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)(見表5)。
2.3.2 氮肥用量對(duì)三七磷素積累量的影響
1年生三七當(dāng)?shù)昧吭?50 kg/hm2以內(nèi)時(shí)磷積累量高于N0處理;2年生三七當(dāng)?shù)昧吭?25 kg/hm2以內(nèi)時(shí)磷積累量高于N0處理;3年生三七施氮處理磷積累量均低于不施氮處理。2年生三七莖磷積累量在N75與N675處理間差異極顯著。1年生至3年生三七植株各部位及全株磷積累量隨氮肥用量增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。施氮對(duì)磷積累量的影響強(qiáng)度排序?yàn)?年生>2年生>1年生(見表5)。
2.3.3 氮肥用量對(duì)三七鉀素積累量的影響
1年至3年生三七各施氮處理鉀積累量均高于不施氮處理,表明施氮有利于三七對(duì)鉀的積累。隨氮用量增加,1年生三七葉及全株鉀積累量呈下降趨勢(shì),2年生三七根、莖及全株鉀積累量呈下降趨勢(shì),3年生三七各部位及全株鉀積累量均呈上升趨勢(shì)。2年生三七根鉀積累量在不同處理間差異顯著。施氮對(duì)鉀積累量的影響強(qiáng)度排序?yàn)?年生>1年生>3年生(見表5)。
三七植株養(yǎng)分主要儲(chǔ)藏在根,各部位養(yǎng)分積累量高低排序是根>葉>莖,施氮可促進(jìn)養(yǎng)分積累,增施氮肥后2年生三七養(yǎng)分積累量增長(zhǎng)最明顯,全株積累量比不施氮處理增長(zhǎng)40%以上。
表5 氮肥用量對(duì)三七植株氮磷鉀積累量的影響/(mg/株)
2.4.1 氮肥用量對(duì)三七植株單一養(yǎng)分分配的影響
1年生至3年生三七植株氮、磷、鉀分配率在各部位的排序均為根>葉>莖。1年生三七超過70%的養(yǎng)分分配在根部,根部氮、磷、鉀分配率分別占全株該養(yǎng)分的70%、80%及70%以上;2年生三七60%以上的養(yǎng)分分配在根部,根部氮、磷、鉀分配率超過全株該養(yǎng)分的50%、75%及60%;3年生三七60%以上的養(yǎng)分分配在根部,根部氮、磷、鉀分配率超過全株該養(yǎng)分的60%、70%及60%。其養(yǎng)分主要用于根的生長(zhǎng)。氮肥用量對(duì)三七養(yǎng)分分配率的影響在不同生長(zhǎng)年限及不同部位表現(xiàn)不同。
2.4.1.1 氮肥用量對(duì)氮素分配的影響
總體上,氮分配率在1年生至3年生三七上均表現(xiàn)為施氮處理高于不施氮處理,2年生各施氮處理與不施氮處理間差異顯著。隨氮肥用量增加,氮分配率在1年生至3年生三七上均呈上升趨勢(shì)。從部位看,隨氮肥用量增加,根氮分配率在1年生至3年生均呈上升趨勢(shì);莖氮分配率2年生規(guī)律不明,3年生呈上升趨勢(shì);葉氮分配率在1年生至3年生均呈下降趨勢(shì)(見表6)。
2.4.1.2 氮肥用量對(duì)磷素分配的影響
總體上,磷分配率在1年生至3年生三七上多表現(xiàn)為施氮處理低于不施氮處理,隨氮肥用量增加,磷分配率在1年生至3年生三七上呈下降趨勢(shì)。氮用量對(duì)不同部位的作用有所不同,隨氮肥用量增加,根磷分配率1年生三七呈下降趨勢(shì),2年及3年生呈上升趨勢(shì);莖磷分配率2年生及3年生呈下降趨勢(shì);葉磷分配率在1年生至3年生均呈上升趨勢(shì)(見表6)。
2.4.1.3 氮肥用量對(duì)鉀素分配的影響
從全株看,1年生至3年生三七鉀分配率隨氮肥用量增加均呈下降趨勢(shì)。隨氮肥用量增加,根鉀分配率在1年生及3年生呈上升趨勢(shì)、2年生呈下降趨勢(shì);莖鉀分配率2年生及3年生均呈下降趨勢(shì);葉鉀分配率在1年生及2年生呈下降趨勢(shì)、3年生呈上升趨勢(shì)(見表6)。
表6 氮肥用量對(duì)三七植株不同元素分配率的影響/ %
2.4.2 氮肥用量對(duì)氮磷鉀總養(yǎng)分分配的影響
氮肥施用與否及用量影響總養(yǎng)分在各部位的分配(見表7)。
表7 氮肥用量對(duì)三七植株不同部位氮磷鉀總分配率的影響/%
施氮與不施氮相比,施氮可提高2年生及3年生三七根、1年生及3年生三七葉總養(yǎng)分分配率。各施氮處理相比,隨氮肥用量增加,1年生根、2年生葉及3年生莖總養(yǎng)分分配率呈上升趨勢(shì),其余部位總養(yǎng)分分配率隨氮肥用量增加呈下降趨勢(shì),對(duì)2年生三七的影響作用最明顯,其根總養(yǎng)分分配率在 N75與N0處理間差異極顯著,葉總養(yǎng)分分配率在N675、N0與N75處理間差異極顯著。
氮肥用量對(duì)三七植株養(yǎng)分含量、積累量及分配率均有影響,對(duì)不同生長(zhǎng)年限三七及三七的不同部位影響各不相同,但表現(xiàn)有共性的一面。
氮肥的施用可促進(jìn)三七對(duì)氮的吸收,提高各部位氮含量及氮積累量,三七植株各部位氮含量及氮積累量均隨氮肥用量增加呈上升的趨勢(shì),表明三七對(duì)氮素存在奢侈吸收現(xiàn)象,同玉米、木薯、烤煙、大豆、油菜、玉米[10-15]等。氮肥的施用會(huì)抑制三七對(duì)磷的吸收,同歐小宏等[9]的研究結(jié)論相一致,與玉米籽粒及秸稈的變化相同[10]。三七植株各部位磷含量及積累量表現(xiàn)隨氮肥用量增加而下降的趨勢(shì)。氮肥對(duì)鉀素吸收及積累的影響有促有抑,但主要表現(xiàn)為抑制作用,隨氮肥用量增加,3年生三七葉及2年生三七根、莖部鉀含量及鉀積累量呈下降趨勢(shì)。在固定磷、鉀用量的情況下增施氮肥可降低1年生三七植株氮磷鉀總含量,即降低形成單位產(chǎn)量對(duì)氮、磷、鉀的消耗,此變化特性同玉米[10]。
與不施氮相比,施氮可提高三七植株氮分配率和2年生及3年生三七根部氮磷鉀總養(yǎng)分分配。1年生至3年生三七氮分配率及根部總養(yǎng)分分配均表現(xiàn)為隨氮肥用量增加而上升的趨勢(shì),棉花生育后期生殖器官中的氮磷鉀分配率也表現(xiàn)隨氮肥用量(0 kg/hm2~180 kg/hm2范圍內(nèi))增加而上升的趨勢(shì)[16];三七中磷、鉀分配率及莖、葉分配率表現(xiàn)隨氮肥用量增加而下降的趨勢(shì)。
綜合上述各項(xiàng)指標(biāo)考慮,試驗(yàn)地塊氮肥的經(jīng)濟(jì)安全用量為:1年生三七37.5 kg/hm2左右,2年生及3年生三七為75 kg/hm2左右。