不同栽培基質(zhì)對牛大力根系發(fā)育的影響

魏志遠(yuǎn)++李志英++李克烈++徐立

摘 要 以不同比例泥土、砂、椰糠、草炭混合作為牛大力栽培基質(zhì)，并進(jìn)行盆栽試驗，研究不同栽培基質(zhì)條件下，基質(zhì)的養(yǎng)分特征及其對牛大力根系生長和膨大狀況的影響。結(jié)果表明：由草炭+泥土（體積比2∶1）及草炭+椰糠+砂（體積比1∶2∶1）混合的基質(zhì)pH值較適中，有機(jī)質(zhì)含量與氮磷鉀養(yǎng)分含量均較高，養(yǎng)分狀況較理想，牛大力根系發(fā)達(dá)，但膨大塊根較少；而泥土與砂混合基質(zhì)各項指標(biāo)均比較低，養(yǎng)分比較貧乏，牛大力根系發(fā)達(dá)，但塊根膨大明顯。在本研究條件下，基質(zhì)養(yǎng)分不是根系膨大的關(guān)鍵因素，泥土含量高的基質(zhì)可能因為較為理想的通氣和熱量條件而有利于塊根的膨大。

關(guān)鍵詞 牛大力 ；栽培基質(zhì) ；根系生長

中圖分類號 S158.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.03.007

Effects of Different Culture Media on Root Development of

Callerya speciosa

WEI Zhiyuan LI Zhiying Li Kelie XU Li

（Tropical Crops Genetic Resource Institute， CATAS， Danzhou， Hainan 571737）

Abstract Soil， sand， coconut fibre and grass peat were mixed at different proportions to prepare culture mediums， on which Callerya speciosa were pot cultured to observe development and enlargement of their roots. The results showed that C. speciosa had a well-developed root system but few big roots when cultured on the highly nutritional mediums with adequate pH and higher organic matter content and N， P， K contents. These mediums contained grass peat and soil at a ratio of 2∶1， or grass peat， coconut and sand at a ratio of 1∶2∶1. However， C. speciosa produced a well-developed root system with bigger roots on the mediums of mixture of soil and sand contained less nutrients. The nutrients in these mediums might not be the key factor for root enlargement. High content of soil in the mediums might facilitate expansion of roots due to good aeration and heat in the mediums.

Keywords Callerya speciosa ； culture media ； root growth

牛大力（Callerya speciosa.）別名為金鐘根，屬于豆科（Leguminosae）崖豆藤屬（Millettia wight et Arn.），又名山蓮藕、大力牛及倒吊金鐘等[1-4]，廣泛分布于中國廣東、廣西、海南及東南亞一些國家。牛大力根藥用已有非常悠久的歷史，可潤肺補虛、活絡(luò)強筋。在民間，有肺虛咳嗽、慢性肝炎、風(fēng)濕麻痹、肺結(jié)核等癥，服用牛大力具有很好的功效[5-11]，在中國南方地區(qū)民間，牛大力被廣泛應(yīng)用作為藥食兩用植物。藥食同源的牛大力作為海南最具潛力的經(jīng)濟(jì)作物之一，有望成為海南的“硅產(chǎn)品”。在廣東、廣西，牛大力將成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的新亮點。近年來，不少科研工作者對牛大力生藥學(xué)特征、化學(xué)成分、藥理學(xué)、組織培養(yǎng)等方面進(jìn)行了研究，并取得了較大進(jìn)展。施永祜[12]對牛大力整個生育期的種植技術(shù)和管理方法進(jìn)行了論述。張茂源等[13]對牛大力林下種植技術(shù)開展了研究。段左俊等[14]對牛大力合理的套種模式進(jìn)行了研究。徐立等[15]對牛大力的整地、定植、修剪等栽培技術(shù)進(jìn)行了研究。而對于牛大力種植適應(yīng)性、營養(yǎng)特性、肥料效應(yīng)等方面的研究則少見報道。牛大力主要的藥用部位是其膨大根，而根系的膨大受到很多因素的影響，其中，牛大力種植地的土壤條件便是其中的重要因素。熱帶地區(qū)適合不同植物生長的土壤條件千差萬別，如何選擇合適的土壤類型，并根據(jù)特定的土壤條件確定相應(yīng)的施肥方案對于牛大力優(yōu)質(zhì)高效栽培乃至整個產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。本研究以不同比例泥土、砂、椰糠、草炭混合作為牛大力栽培基質(zhì)，并以此作為試驗處理研究不同混合基質(zhì)條件下，基質(zhì)的養(yǎng)分狀況及其對牛大力根系生長發(fā)育的影響，探索不同類型的栽培基質(zhì)對牛大力塊根膨大的影響。這不僅為牛大力營養(yǎng)特性和合理施肥的進(jìn)一步研究提供重要參考，同時也為牛大力種植地適宜性的評價提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于海南省儋州市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所八隊試驗基地的遮陰大棚內(nèi)進(jìn)行。供試牛大力苗為中國熱帶科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所快繁中心培育的“熱選1號牛大力”組培苗。供試盆缽為30 cm×40 cm大小無紡布缽。供試的基質(zhì)為腐熟椰糠、花崗巖磚紅壤（泥土）、草炭、河沙。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗設(shè)8個不同基質(zhì)（組合），每個基質(zhì)（組合）為一個處理（表1）。每處理重復(fù)5次，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，于2010年4月16日置于遮陰率為70%的大棚中。澆水通過稱重法進(jìn)行，澆水量為對照處理基質(zhì)土壤相對持水量的60%，以保證每處理水分供應(yīng)一致。

1.2.2 樣品觀測和統(tǒng)計

于2015年5月23日對各處理根系的生長情況進(jìn)行觀測及盆缽基質(zhì)樣品采集，人工量測和統(tǒng)計膨大根的根數(shù)、根長、根粗，并測定總根干鮮重和膨大根干鮮重。基質(zhì)樣品風(fēng)干過篩分別測定pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀等指標(biāo)。pH值采用電極電位法，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法，堿解氮含量測定采用堿擴(kuò)散法，速效磷測定采用鹽酸-氟化銨法，速效鉀含量測定采用乙酸銨法，所有基質(zhì)理化性質(zhì)分析方法參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[16]。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2010整理數(shù)據(jù)，采用SPSS 13.0軟件分析處理數(shù)據(jù)，使用One-Way ANOVA軟件進(jìn)行方差分析，并采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培基質(zhì)的養(yǎng)分狀況

不同栽培基質(zhì)養(yǎng)分狀況的方差分析結(jié)果表明，不同栽培基質(zhì)條件下，各處理間基質(zhì)養(yǎng)分因子差異顯著（表2）。不同基質(zhì)的pH值差別較大，最高為6.00，最低為5.27。其順序為基質(zhì)2>基質(zhì)3>基質(zhì)1>基質(zhì)4>基質(zhì)5>基質(zhì)7>基質(zhì)8>基質(zhì)6；基質(zhì)2的pH值與基質(zhì)3的差異不顯著，但顯著高于其他基質(zhì)；基質(zhì)6、基質(zhì)7和基質(zhì)8的pH值最低，且三者差異不顯著，這些pH值低的基質(zhì)均是由泥土與砂，或者椰糠與砂按不同比例混合而成。

在有機(jī)質(zhì)含量方面，最高為基質(zhì)3，含量達(dá)63.06 g/kg；其次為基質(zhì)2，含量達(dá)53.88 g/kg；其順序為基質(zhì)3>基質(zhì)2>基質(zhì)6>基質(zhì)5>基質(zhì)4>基質(zhì)8>基質(zhì)1>基質(zhì)7，即由草炭和椰糠混合而成的基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于僅由砂或泥土混合成的基質(zhì)。

基質(zhì)堿解氮含量與有機(jī)質(zhì)含量情況較接近，同樣基質(zhì)3的堿解氮含量最高達(dá)154.31 mg/kg，其次是基質(zhì)5，其堿解氮含量達(dá)143.39 mg/kg，添加椰糠和草炭高于僅添加砂和泥土的基質(zhì)?；|(zhì)速效磷含量特征與其他養(yǎng)分因子不盡一致，基質(zhì)6的速效磷含量達(dá)84.47 mg/kg，顯著高于其他基質(zhì)，其次是基質(zhì)5，其速效磷含量達(dá)58.80 mg/kg，其余基質(zhì)速效磷含量相對較低且差異不顯著。基質(zhì)速效鉀含量表現(xiàn)出從基質(zhì)1到基質(zhì)8逐漸降低的趨勢，基質(zhì)1到基質(zhì)3的速效鉀含量最高且差異不顯著?；|(zhì)7和基質(zhì)8的速效鉀含量最低，其中基質(zhì)8的速效鉀含量僅為3.64 mg/kg。

綜上所述，基質(zhì)2和基質(zhì)3的pH值較接近中性，有機(jī)質(zhì)含量高，氮磷鉀養(yǎng)分含量也是較高，養(yǎng)分狀況最為理想，而基質(zhì)7和基質(zhì)8的各項指標(biāo)均比較低，養(yǎng)分比較貧乏。

2.2 不同栽培基質(zhì)對牛大力根系性狀的影響

由表3可知，不同的栽培基質(zhì)對牛大力根系生長發(fā)育影響很大。不同基質(zhì)間，牛大力根鮮重、干重、膨大根干重、膨大根平均長度及膨大根總數(shù)均達(dá)到顯著水平，基質(zhì)8的根鮮重最大達(dá)264 g，其次為基質(zhì)7與1，分別達(dá)242和239 g，但三者差異不顯著?；|(zhì)2和5的根鮮重最低，分別只有184和155.8 g。牛大力干重與鮮重表現(xiàn)出相同的重量特征。牛大力膨大根干重大小順序為基質(zhì)8>基質(zhì)7>基質(zhì)1>基質(zhì)3>基質(zhì)6>基質(zhì)2>基質(zhì)4>基質(zhì)5，基質(zhì)8的膨大根干重最大達(dá)118.68 g，基質(zhì)5的最小為53.96 g。不同基質(zhì)膨大根平均長度和總數(shù)差異達(dá)到了極顯著水平，基質(zhì)1的膨大根平均長度最長，達(dá)19.42 cm，其次是基質(zhì)7和8，分別達(dá)14.88和15.52 cm。膨大根總數(shù)最多的為基質(zhì)1，達(dá)6根，最少為基質(zhì)4，為7根。依據(jù)牛大力根系生長的各項指標(biāo)，特別是最代表牛大力經(jīng)濟(jì)價值的指標(biāo)膨大根干重來看，用基質(zhì)8、7和1培養(yǎng)牛大力，其塊根膨大較好。

3 討論

不同物料配比混合而成的基質(zhì)在為植物生長提供水分、熱量、空氣、養(yǎng)分等性能方面具有較大差異，本研究假定不同物料配比基質(zhì)在熱帶高溫多雨條件下經(jīng)過長期種植表現(xiàn)出不同的養(yǎng)分含量特征，而這種養(yǎng)分特征對牛大力植株生長及根系膨大具有較大影響。因此，應(yīng)用不同基質(zhì)作為處理，探索其牛大力根系膨大的影響，選擇栽培牛大力最佳的土壤，為牛大力高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供依據(jù)。

3.1 不同物料配比基質(zhì)的養(yǎng)分特征

草炭+泥土（體積比2∶1）及草炭+椰糠+砂（體積比1∶2∶1）處理在經(jīng)過近5年牛大力種植后pH值最高，這可能跟草炭和椰糠在轉(zhuǎn)變?yōu)楦澄镔|(zhì)后吸附較多的質(zhì)子有關(guān)，基質(zhì)1、基質(zhì)7和基質(zhì)8的pH較低與混合泥土本身偏酸性有關(guān)；由于草炭+椰糠+砂（體積比1∶2∶1）與草炭+泥土（體積比2∶1）處理本身有機(jī)物質(zhì)含量較高，因而具有較高的有機(jī)質(zhì)，而由砂和泥土混合的栽培基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量顯著較低。基質(zhì)速效氮含量與有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)一致，這可能跟基質(zhì)不施肥條件下，氮素供應(yīng)主要依靠有機(jī)質(zhì)分解有關(guān)。由草炭+泥土（體積比2∶1）及草炭+椰糠+砂（體積比1∶2∶1）混合的基質(zhì)pH值較適中，有機(jī)質(zhì)含量與氮磷鉀養(yǎng)分含量均較高，養(yǎng)分狀況較理想，而泥土與砂混合基質(zhì)各項指標(biāo)均比較低，養(yǎng)分比較貧乏。

3.2 不同栽培基質(zhì)條件下牛大力根系性狀

不同基質(zhì)處理牛大力根系發(fā)育差異較大，牛大力干重與鮮重結(jié)果較為一致，泥土+砂（體積比1∶1）、泥土+砂（體積比2∶1）及泥土處理獲得了較高的根系干鮮重，且膨大根重量也較高。從采收現(xiàn)場根系觀察結(jié)果來看也是一致的趨勢，含泥土比例較高的基質(zhì)培養(yǎng)出來的牛大力根系膨大明顯且具有較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，而含草炭、椰糠等有機(jī)物質(zhì)較高的栽培基質(zhì)卻沒有能夠形成較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，根系須根發(fā)達(dá)，根系膨大不明顯甚至有的處理未發(fā)現(xiàn)膨大根。然而，從基質(zhì)肥力角度看，含泥土比例較高的基質(zhì)pH偏酸，大量養(yǎng)分極為匱乏，草炭、椰糠等有機(jī)物質(zhì)含量較高的基質(zhì)，酸堿度適中，養(yǎng)分含量高卻并未對根系膨大起到?jīng)Q定因素。安霞等[17]的研究結(jié)果表明，甘薯塊根的膨大及生物量與氮肥形態(tài)有關(guān)，銨態(tài)氮比硝態(tài)氮和酰胺態(tài)氮更有利于根膨大和生物量積累。董月等[18]研究了甘薯的養(yǎng)分吸收和分配規(guī)律，認(rèn)為甘薯養(yǎng)分吸收量大小順序是鉀>氮>磷，增施鉀肥有利于生物量的形成。然而，在本試驗條件下，基質(zhì)養(yǎng)分含量并不是影響牛大力根系膨大的關(guān)鍵性因素，牛大力根系膨大可能受到多種因素的綜合影響。有關(guān)甘薯的研究認(rèn)為，形成塊根的最適宜溫度為（24±1）℃，在這個溫度范圍，形成層較為活躍，中柱表現(xiàn)為較小的木質(zhì)化程度，對塊根的形成有利；在溫度低于15℃時，根系生長停止；在溫度達(dá)到30℃時，塊根生長較慢，呼吸消耗較大，同化作用減弱。此外，晝夜溫差增大對塊根膨大有利[19]。光照充足有利于地上部養(yǎng)分的制造，能提高生育初期和后期的土溫和加大后期溫差，有利于塊根的形成和肥大。而本試驗是在一定程度遮陰大棚中進(jìn)行，光照條件較為一致，光照并不是形成膨大根產(chǎn)量差異的主要因素。水分和氣體也可能是本試驗條件下影響根系膨大的關(guān)鍵因素，草炭和椰糠含量較高的基質(zhì)保水性能好，而水分含量過高容易出現(xiàn)長須根的情況，并且過量的水分也會使基質(zhì)通氣性較差，不利于膨大根形成。總之，在本研究條件下，基質(zhì)養(yǎng)分不是根系膨大的關(guān)鍵因素，泥土含量高的基質(zhì)可能因為較為理想的水分、通氣和熱量條件而獲得了較高的膨大根產(chǎn)量。因此，牛大力栽培不宜選擇土壤深厚疏松的土地栽培，宜選擇土質(zhì)較硬、砂石含量高的土壤。

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