溫春秀，劉靈娣，王麗英，李若楠，田 偉，陳麗莉，張彥才

(河北省農(nóng)林科學(xué)院 a 經(jīng)濟(jì)作物研究所，b 農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所，河北 石家莊 050051)

菘藍(lán)(IsatisindigoticaFort.)是十字花科(Cruciferae)菘藍(lán)屬一年或二年生藥用植物，其根和葉分別是常用中藥板藍(lán)根和大青葉的主要來(lái)源，具有清熱解毒、涼血利咽的作用[1]。近些年隨著市場(chǎng)需求量的與日俱增，人工栽培的菘藍(lán)面積不斷擴(kuò)大，然而，在生產(chǎn)上藥農(nóng)多沿用對(duì)農(nóng)作物的施肥技術(shù)，不能根據(jù)植株生長(zhǎng)發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)需求規(guī)律確定肥料的最佳用量、比例和最佳施用期，這不僅影響了藥材的產(chǎn)量與品質(zhì)，而且造成了肥料浪費(fèi)和土壤的污染[2]。磷為植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，是植物體內(nèi)許多重要有機(jī)化合物(如核酸、核蛋白、磷脂、植素、三磷酸腺苷)的組分之一，并以多種方式參與植物體內(nèi)各種代謝過(guò)程，對(duì)促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)有著明顯的作用[3]。近年來(lái)有關(guān)磷肥對(duì)一些中藥材生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的效應(yīng)研究也有相關(guān)報(bào)道[4-7]，而有關(guān)菘藍(lán)磷肥適宜用量及磷肥對(duì)菘藍(lán)物質(zhì)積累和其營(yíng)養(yǎng)元素吸收分配特征等方面的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為此，本試驗(yàn)在前期研究工作[8-9]的基礎(chǔ)上，研究了施用磷肥對(duì)菘藍(lán)干物質(zhì)、養(yǎng)分累積和分配的影響，旨在為菘藍(lán)規(guī)范化生產(chǎn)中科學(xué)施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為普通菘藍(lán)(IsatisindigoticaFort.)；供試肥料為發(fā)酵雞糞(N 1.58%、P2O53.08%、K2O 1.72%)，尿素(含N 46.0%)，過(guò)磷酸鈣(含P2O512.0%)，硫酸鉀(含K2O 50.0%)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在河北省農(nóng)林科學(xué)院大河試驗(yàn)園區(qū)進(jìn)行，供試土壤類(lèi)型屬于黏壤質(zhì)石灰性褐土，試驗(yàn)地0～20 cm基礎(chǔ)土樣養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)16.4 g/kg，全氮0.61 g/kg，硝態(tài)氮5.74 mg/kg，速效磷17.63 mg/kg，速效鉀70.80 mg/kg。本試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理，分別為P0(不施磷肥)、P90(P2O590 kg/hm2)、P180(P2O5180 kg/hm2)、P360(P2O5360 kg/hm2)、P540(P2O5540 kg/hm2)。根據(jù)已有的研究結(jié)果[9]并結(jié)合試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分狀況，各處理中N、K2O用量分別為225，180 kg/hm2。小區(qū)面積為28 m2(4 m×7 m)，行株距為25 cm×10 cm。菘藍(lán)于2011-05-14播種，2011-11-14收獲。

1.3 施肥方法

試驗(yàn)在基施發(fā)酵雞糞7.5 t/hm2的基礎(chǔ)上進(jìn)行，各處理中100%磷肥及50%的氮肥、50%的鉀肥作為基肥施入，其余50%的氮肥、50%的鉀肥在菘藍(lán)生長(zhǎng)90 d后追施。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

于菘藍(lán)生長(zhǎng)60 d(07-14)、90 d(08-14)、120 d(09-14)、150 d(10-14)、180 d(11-14)，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取1 m2的菘藍(lán)樣品(地上部分+地下部分)，105 ℃殺青1 h后于50 ℃烘干至質(zhì)量恒定，測(cè)定大青葉和板藍(lán)根干質(zhì)量，然后以采樣株數(shù)折算單株地上部分、地下部分干物質(zhì)累積量；將所有樣品烘干粉碎，采用H2SO4-H2O2消煮后，分別用凱氏定氮法測(cè)定全氮含量，用釩鉬黃比色法測(cè)定全磷含量，用火焰光度計(jì)法(FP6400A)測(cè)定全鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

采用DPSv 2.00軟件及EXCEL 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、作圖。

植株氮(磷或鉀)素累積吸收量(mg/株)=植株全氮(全磷或全鉀)含量(%)×植株干質(zhì)量(mg/株)；

干物質(zhì)日增長(zhǎng)量(g/株)=(本月取樣單株干質(zhì)量-上月取樣單株干質(zhì)量)/30；

干物質(zhì)階段累積率=(本月取樣單株干質(zhì)量-上月取樣單株干質(zhì)量)/收獲期單株干質(zhì)量×100%；

分配率=(某生長(zhǎng)部位某時(shí)期干質(zhì)量/某時(shí)期干物質(zhì)總質(zhì)量)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷肥對(duì)菘藍(lán)干物質(zhì)積累及分配率的影響

表1顯示，不同施磷水平下，菘藍(lán)總干物質(zhì)累積量在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)表現(xiàn)出相似的變化規(guī)律，均隨生長(zhǎng)期的推進(jìn)而逐漸增加；在菘藍(lán)生長(zhǎng)期中，各處理菘藍(lán)的干物質(zhì)階段累積率均呈現(xiàn)快-慢-快-慢的增加趨勢(shì)。從出苗到生長(zhǎng)60 d時(shí)，菘藍(lán)進(jìn)入生長(zhǎng)高峰期，各處理干物質(zhì)日增長(zhǎng)量為0.29～0.31 g/株，干物質(zhì)階段累積率均達(dá)到50%以上。與其他處理相比，磷肥180 kg/hm2處理菘藍(lán)在整個(gè)生長(zhǎng)期中干物質(zhì)日增長(zhǎng)量、階段累積率都保持較高、較穩(wěn)定的水平。

表1 磷肥對(duì)菘藍(lán)干物質(zhì)積累及分配率的影響

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，施磷水平與各時(shí)期總干物質(zhì)累積量呈拋物線相關(guān)，即當(dāng)P2O5用量在0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)干物質(zhì)累積量隨著磷肥用量的增加而提高，P2O5用量超過(guò)180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)總干物質(zhì)累積量反而下降。其中，在菘藍(lán)生長(zhǎng)60 d時(shí)，磷肥用量為0，90，180，360 kg/hm2處理間總干物質(zhì)累積量無(wú)顯著差異，但均顯著高于磷肥用量為540 kg/hm2處理；在90～150 d，各施磷處理的總干物質(zhì)累積量明顯高于不施磷處理；至收獲時(shí)(180 d)，磷肥用量為90～180 kg/hm2處理菘藍(lán)干物質(zhì)累積量顯著高于其他處理，其中磷肥用量為180 kg/hm2處理菘藍(lán)總干物質(zhì)累積量較磷肥用量為0，90，360，540 kg/hm2處理分別提高了30.35%，7.49%，20.15%和22.16%(表1)。由此可見(jiàn)，相對(duì)于其他磷肥施用量而言，180 kg/hm2磷肥較有利于菘藍(lán)干物質(zhì)累積量的增加。

表1還顯示，當(dāng)磷肥用量相同時(shí)，菘藍(lán)根干物質(zhì)分配率呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)；除了150 d外，其余時(shí)間各處理根干物質(zhì)分配率差異均未達(dá)到顯著水平。在90 d以前，磷肥用量為180 kg/hm2處理菘藍(lán)根干物質(zhì)分配率高于其他處理；90 d(包括90 d)以后，磷肥用量180 kg/hm2處理菘藍(lán)根干物質(zhì)分配率與其他處理相比處于偏低水平。

菘藍(lán)根的干物質(zhì)累積量隨著生長(zhǎng)期的推進(jìn)均呈增加趨勢(shì)，其中磷肥用量為180 kg/hm2處理其各個(gè)時(shí)期根干物質(zhì)累積量最高，分別較磷肥用量為0，90，360和540 kg/hm2處理提高了12.33%，7.06%，8.53%和8.90%(圖1)。

圖1 磷肥對(duì)菘藍(lán)根干物質(zhì)累積量的影響

2.2 磷肥對(duì)菘藍(lán)磷、氮和鉀素累積吸收量的影響

2.2.1 磷素累積吸收量 圖2顯示，與不施磷肥處理相比，施用磷肥直接促進(jìn)了菘藍(lán)植株對(duì)磷素的吸收和利用，各處理菘藍(lán)植株磷素累積吸收量均隨著生長(zhǎng)期推進(jìn)呈增加趨勢(shì)，呈“S”型曲線變化；除不施磷處理外，其他施磷處理菘藍(lán)植株對(duì)磷的吸收均呈現(xiàn)快(0～90 d)-慢(90～120 d)-快(120～150 d)-慢(150～180 d)的增加趨勢(shì)；當(dāng)磷肥用量在0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)植株磷素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；用量超過(guò)180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)植株磷素累積吸收量反而下降。

圖3顯示，當(dāng)磷肥用量在0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)根部磷素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；當(dāng)磷肥用量超過(guò)180 kg/hm2時(shí)，根部磷素累積吸收量均呈下降趨勢(shì)。由此可知，適量的磷肥對(duì)促進(jìn)根系發(fā)育，進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝，爭(zhēng)取作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)起著重要作用[10]，過(guò)量則使作物生長(zhǎng)受到抑制，進(jìn)而降低作物的品質(zhì)和產(chǎn)量[11]。

圖2 磷肥對(duì)菘藍(lán)植株磷素累積吸收量的影響

2.2.2 氮素累積吸收量 圖4顯示，與不施磷肥處理相比，施用適量的磷肥能夠促進(jìn)菘藍(lán)植株對(duì)氮素的吸收；各處理菘藍(lán)植株氮素累積吸收量均呈“S”型增長(zhǎng)趨勢(shì)，其吸收的高峰期分別出現(xiàn)在生長(zhǎng)90和150 d。當(dāng)磷肥用量在0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)植株氮素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；當(dāng)磷肥用量達(dá)到180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)植株氮素累積吸收量達(dá)到最高值；之后隨著磷肥用量的繼續(xù)增加，植株氮素累積吸收量則呈下降趨勢(shì)。

圖5顯示，當(dāng)磷肥用量在0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)根部氮素累積吸收量均隨著磷肥施用量的增加而增加；之后隨著磷肥用量的提高，菘藍(lán)根部氮素累積吸收量反而下降。

2.2.3 鉀素累積吸收量 由圖6可知，在整個(gè)生長(zhǎng)期中，各處理菘藍(lán)植株的鉀素累積吸收量均隨著生長(zhǎng)期推進(jìn)總體呈增加趨勢(shì)。與不施磷肥相比，施用磷肥能夠促進(jìn)菘藍(lán)對(duì)鉀素的吸收和利用。不同磷肥處理對(duì)菘藍(lán)鉀素累積吸收的影響與其對(duì)氮、磷素的影響類(lèi)似，當(dāng)磷肥用量在0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)植株鉀素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；在磷肥用量達(dá)到180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)鉀素累積吸收量達(dá)到最高值；磷肥用量為360～540 kg/hm2時(shí)，植株鉀素累積吸收量則呈下降趨勢(shì)。可知180 kg/hm2磷肥更有利于促進(jìn)作物對(duì)鉀元素的吸收和利用。

圖7顯示，隨著生長(zhǎng)期的推進(jìn)，各處理菘藍(lán)根部鉀素累積吸收量呈逐漸增加趨勢(shì)；在菘藍(lán)生長(zhǎng)90 d之前，各磷肥處理菘藍(lán)根部鉀素的累積吸收量無(wú)明顯差異；90～180 d，磷肥用量為180 kg/hm2處理菘藍(lán)根部鉀素累積吸收量明顯高于其他處理。

綜合菘藍(lán)氮、磷、鉀累積規(guī)律可知，菘藍(lán)對(duì)氮的吸收量最大，鉀次之，磷最少；在磷肥施用量為0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)全生長(zhǎng)期對(duì)氮、磷、鉀素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；當(dāng)磷肥用量達(dá)到180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)全生長(zhǎng)期對(duì)氮、磷、鉀素累積吸收量均達(dá)到最高值，分別為1 370.22，192.44，682.44 mg/株。

圖4 磷肥對(duì)菘藍(lán)植株氮素累積吸收量的影響

圖6 磷肥對(duì)菘藍(lán)植株鉀素累積吸收量的影響

3 討 論

磷是作物生長(zhǎng)發(fā)育必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素之一，其合理施用可顯著促進(jìn)藥用植物的生長(zhǎng)發(fā)育和干物質(zhì)的積累；干物質(zhì)是作物光合作用產(chǎn)物的最終形態(tài)，其積累、分配和轉(zhuǎn)運(yùn)與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量形成密切相關(guān)[12]。菘藍(lán)作為根、葉同收的中藥材，與黃芪[13]、丹參[14]等以根入藥的中藥材不同，確定磷肥最佳用量不僅要滿足菘藍(lán)生長(zhǎng)對(duì)磷素的需求，還要使菘藍(lán)植株達(dá)到根、葉協(xié)調(diào)生長(zhǎng)的目的。本研究結(jié)果表明，當(dāng)磷肥(P2O5)用量在0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)總干物質(zhì)累積量、干物質(zhì)日增長(zhǎng)量、根干物質(zhì)分配率隨著磷肥用量的增加而提高，當(dāng)磷肥用量超過(guò)180 kg/hm2時(shí)，總干物質(zhì)累積量、干物質(zhì)日增長(zhǎng)量、根干物質(zhì)分配率反而下降。

作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)是以較高的生物量為前提的，而生物量累積和產(chǎn)量的形成以養(yǎng)分吸收為基礎(chǔ)[15-16]。本研究結(jié)果表明，磷肥用量在0～180 kg/hm2時(shí)，隨著磷肥用量的增加，菘藍(lán)對(duì)氮、磷、鉀的累積吸收量明顯增加，當(dāng)磷肥用量為180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)植株和根系的氮、磷、鉀累積吸收量均達(dá)最高；當(dāng)磷肥用量超過(guò)180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)植株和根系的氮、磷、鉀累積吸收量反而下降。一般認(rèn)為，磷與氮之間存在協(xié)同作用，由于磷參與氮代謝、硝酸鹽還原、氮同化以及蛋白質(zhì)合成等過(guò)程，適量的磷肥可以促進(jìn)作物對(duì)氮素的吸收，使植物生長(zhǎng)得更好[17]。此外，適量的磷肥能夠促進(jìn)作物對(duì)鉀元素的吸收和利用[18]。

4 結(jié) 論

在本試驗(yàn)條件下，增施磷肥能夠促進(jìn)菘藍(lán)全生長(zhǎng)期內(nèi)總干物質(zhì)累積量的增加；各磷肥處理菘藍(lán)的干物質(zhì)累積量均呈現(xiàn)快-慢-快-慢的增加趨勢(shì)，其變化趨勢(shì)呈“S”型曲線。磷肥(P2O5)用量在0～180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)總干物質(zhì)累積量隨著磷肥用量的增加而提高；當(dāng)磷肥用量超過(guò)180 kg/hm2時(shí)，菘藍(lán)總干物質(zhì)累積量反而下降。

菘藍(lán)植株的氮、磷、鉀吸收累積量動(dòng)態(tài)變化與干物質(zhì)積累規(guī)律類(lèi)似，總體均呈“S”型增長(zhǎng)趨勢(shì)；與不施磷肥處理相比，適宜的磷肥用量能夠促進(jìn)菘藍(lán)對(duì)氮、磷、鉀的吸收和利用；在菘藍(lán)整個(gè)生長(zhǎng)期中，磷肥用量為180 kg/hm2處理植株和根系的氮、磷、鉀累積吸收量最高；而當(dāng)磷肥用量超過(guò)180 kg/hm2時(shí)，植株和根系的氮、磷、鉀累積吸收量反而下降。

綜合以上結(jié)果可知，在本試驗(yàn)土壤肥力條件下，磷肥(P2O5)的推薦用量為180 kg/hm2，且是作為基肥一次性施入。

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