不同肥料處理對短毛獨活生長的影響

劉玉新 蔣欣梅 于錫宏

摘要：以二年生短毛獨活為試驗材料，采用不同肥料作為基肥處理，主要研究其對短毛獨活品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，同時對其物候期進行調(diào)查。結(jié)果表明，可通過調(diào)節(jié)肥料的配比來控制進入展葉期的時間從而調(diào)節(jié)產(chǎn)品的供應期。每種肥料的施用都有一個量的界定，而多種肥料的混合施用必然會出現(xiàn)交互作用，進而影響植株的生長發(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硫酸鉀復合施用時，小區(qū)產(chǎn)量達最優(yōu)值;當復合施用60 kg/hm2磷酸二銨和160.05 kg/hm2硫酸鉀時，短毛獨活的香豆素、黃酮含量達最優(yōu)值;當120 kg/hm2磷酸二銨和160.05 kg/hm2硫酸鉀復合施用時，短毛獨活的皂苷含量達最優(yōu)值。因此，當60 kg/hm2磷酸二銨配施160.05 kg/hm2硫酸鉀時，可獲得香豆素、黃酮含量較高的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的短毛獨活;當 120 kg/hm2 磷酸二銨配施10.67 kg/667 m2硫酸鉀時，可獲得皂苷含量較高的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的短毛獨活。

關(guān)鍵詞：短毛獨活;肥料;品質(zhì);產(chǎn)量

中圖分類號： S647.06 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2019）01-0142-04

短毛獨活學名為東北牛防風，又名老山芹（Heracleum moellendorffii Hance）、土當歸、短毛白芷[1]、大葉芹等，系傘形科牛防風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]。人們對短毛獨活營養(yǎng)價值的關(guān)注度也越來越高，國內(nèi)外市場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的需求，因此筆者提出對短毛獨活進行馴化栽培，通過調(diào)查野生資源的生境基礎，確定合理的栽培措施，以期獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的短毛獨活。

目前對于短毛獨活的研究只有一些栽培技術(shù)的報道，而對于其本身的生長發(fā)育規(guī)律缺乏系統(tǒng)的基礎性研究。李富恒等提出，為提高栽培技術(shù)水平，獲得短毛獨活較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，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活為試驗材料，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其物候期、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在探明適宜短毛獨活的馴化機制，為其高產(chǎn)高品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為短毛獨活植株，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)大學實驗室內(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)大學設施園藝中心的野生資源圃。

1.2 試驗方法

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

試驗設置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個小區(qū)隨機排列，每個小區(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照，各處理設3次重復。

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]。定期進行田間觀察并記錄達到各物候期的時間，以30%植株達到相應狀態(tài)時作為記錄各個物候期的標準。

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

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

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理對短毛獨活物候期的影響

當2017年春季來臨時，隨著溫度的升高和日照時間的延長，短毛獨活休眠芽開始萌動并生長，3月27日新芽出土，進入宿根萌發(fā)期。4月15日葉片陸續(xù)展開，對于進入展葉期。5月26日進入抽薹現(xiàn)蕾期，此時開始生殖生長階段。6月3日進入開花期，黃綠色花蕾綻放，花色變?yōu)槌砂咨Ｂ浠ê蠓N子開始發(fā)育，于7月初開始采收。

如表2所示，各處理同時進入萌芽期。對于進入展葉期的時間，在P1水平下，隨著鉀（K）肥用量的上升，呈增加趨勢;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肥可以縮短進入展葉期的時間;在K1水平下，隨著磷（P）肥用量的上升，呈增加趨勢;在K2水平下，呈增加趨勢，P1K2處理與K2處理差異顯著，說明施入少量磷肥可以縮短進入展葉期的時間;在K3水平下，各處理間無顯著差異。進入現(xiàn)蕾期的時間，在P1水平下，隨著K肥用量的上升，呈增加趨勢;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，說明少量K肥可延后進入現(xiàn)蕾期的時間;在K1水平下，隨著P肥用量的上升，呈增加趨勢，且各處理間差異顯著;在K2水平下，呈先增后減趨勢，與K2差異不顯著;在K3水平下，各處理間無顯著性差異。對于進入開花期的時間，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，P2K1處理與P2K3處理均與P2處理差異顯著，說明施入少量K肥可以縮短進入開花期的時間，過量K肥會延長進入開花期的時間;在P3水平下，呈先減后增的趨勢，說明在高P肥水平下，適當?shù)腒肥不會造成開花期的延后;在K1水平下，隨著P肥用量的上升，呈增加趨勢;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肥會延長進入開花期時間;在K3水平下，呈先增后減的趨勢，說明少量的P肥不會造成開花期的延后，而過量的P肥會導致開花期延后。對于進入種子收獲期的時間，在P1水平下，隨著K肥用量的上升，呈增加趨勢;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;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 不同肥料處理對短毛獨活產(chǎn)量的影響

如圖1所示，各施肥處理短毛獨活產(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，隨著硫酸鉀用量的上升，產(chǎn)量呈先升后降的趨勢。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，且均顯著高于單施P肥處理，說明施用一定量的鉀肥會增加短毛獨活的產(chǎn)量。在硫酸鉀施用量為80.10、240.15 kg/hm2時，隨著磷酸二銨用量的上升，產(chǎn)量呈先升后降的趨勢。在硫酸鉀施用量為160.05 kg/hm2時，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，且均顯著高于單施K肥處理，說明施用一定量的磷肥會增加短毛獨活的產(chǎn)量。在磷酸二銨120 kg/hm2和240.15 kg/hm2硫酸鉀復合施用時，產(chǎn)量最大。結(jié)合肥料成本，發(fā)現(xiàn)當施用磷酸二銨量為60、120 kg/hm2時，配施硫酸鉀量為160.05 kg/hm2時，產(chǎn)量達最優(yōu)值。方差分析表明，P肥對短毛獨活產(chǎn)量的影響比鉀肥大，且均達到顯著水平。

2.3 不同肥料處理對短毛獨活葉片品質(zhì)的影響

2.3.1 不同肥料處理對短毛獨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，說明適當施用肥料可增加短毛獨活內(nèi)香豆素類化合物的含量。其中P1K2、P2K2處理短毛獨活內(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，隨著硫酸鉀用量的上升，香豆素的含量呈先升后降的趨勢;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，說明施用鉀肥會增加短毛獨活內(nèi)香豆素的含量。在硫酸鉀施用量80.10、240.15 kg/hm2時，隨著磷酸二銨用量的上升，香豆素含量呈下降的趨勢;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增加短毛獨活內(nèi)香豆素含量。在復合施用磷酸二銨60 kg/hm2和硫酸鉀160.05 kg/hm2時，香豆素的含量最高。結(jié)合小區(qū)產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)當施用磷酸二銨60、120 kg/hm2，配施硫酸鉀 160.05 kg/hm2 時，香豆素含量達最優(yōu)值。方差分析表明K肥對短毛獨活香豆素含量的影響比P肥大，且均達到顯著水平。

2.3.2 不同肥料處理對短毛獨活皂苷含量的影響 如圖3所示，各施肥處理短毛獨活內(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，隨著硫酸鉀用量的上升，皂苷含量呈先升后降的趨勢;在磷酸二銨施用量為120 kg/hm2時，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增加短毛獨活內(nèi)皂苷含量。在硫酸鉀施用量為80.10、240.15 kg/hm2時，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;在硫酸鉀施用量為160.05 kg/hm2時，隨著磷酸二銨用量的上升，皂苷含量呈先升后降的趨勢，且均顯著高于單施K肥處理，說明施用一定量的P肥會增加短毛獨活內(nèi)皂苷含量。當施用磷酸二銨120 kg/hm2，配施硫酸鉀160.05、240.15 kg/hm2 時，短毛獨活皂苷含量最高。結(jié)合產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)當施用磷酸二銨120 kg/hm2，配施硫酸鉀160.05、240.15 kg/hm2 時，短毛獨活皂苷含量達最優(yōu)值。方差分析表明，P肥對短毛獨活皂苷含量的影響比K肥大，且均達到顯著水平。

2.3.3 不同肥料處理對短毛獨活黃酮含量的影響 如圖4所示，各施肥處理短毛獨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，隨著硫酸鉀用量的上升，黃酮含量呈先升后降的趨勢;在磷酸二銨施用量為120 kg/hm2時，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使黃酮含量上升。在硫酸鉀施用量為80.10、240.15 kg/hm2 時，隨著磷酸二銨用量的上升，黃酮含量呈下降的趨勢;在硫酸鉀施用量為160.05 kg/hm2時，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復合施用時，短毛獨活黃酮含量最高。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 復合施用時短毛獨活黃酮含量達最優(yōu)值。方差分析表明，P肥對短毛獨活黃酮含量的影響比K肥大，且均達到顯著水平。

3 討論

植物的物候期是指植物生長、發(fā)育與其變化相對應的節(jié)候反應。短毛獨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個階段[5]。本試驗結(jié)果顯示，各處理在宿根萌發(fā)期的時間無差異，可能是由于宿根萌發(fā)期主要是受溫度影響，據(jù)報道，生態(tài)因子對植物的生長發(fā)育有很大的影響[9]，其中，溫度是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子[10]。本研究同時也顯示，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，與對照相比均會使展葉期及以后所有時期的時間延后，因此，通過調(diào)整肥料的配比達到錯開采收期并延長采收期的效果，從而增加短毛獨活的市場供應期，增加種植者收益。

P元素是植物最重要的營養(yǎng)元素之一，是許多重要化合物的組成成分，是植物生長發(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、呼吸作用及生長發(fā)育，尤其是體內(nèi)的各種酶促反應和能量傳遞[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元素的作用機制與P元素不同，不是細胞的組成元素，在植物體內(nèi)呈離子態(tài)存在，并不參加有機物的組成，具有較強的移動性和被再利用能力，主要是促進和調(diào)節(jié)各種生理活動過程，并參與許多酶促反應，增強抗逆性[15]。本試驗結(jié)果表明，施用少量P肥和適量K肥后，短毛獨活中香豆素、皂苷和黃酮含量顯著提高，說明施P肥有利于短毛獨活中香豆素、皂苷及黃酮的積累。本試驗結(jié)果也表明，施用一定量K肥后，短毛獨活中香豆素、皂苷、黃酮的含量明顯高于對照，可能是由于K肥促進了某些酶的作用，促進核酸合成，促進糖的聚合和運輸，進而提高了香豆素、皂苷及黃酮的含量。

本試驗的磷酸二銨中主要為P肥但也含有少量的氮（N）肥，N對植物至關(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肥可促進植物生長發(fā)育和對N元素的吸收轉(zhuǎn)運，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營養(yǎng)促使植物細胞伸長，促進分裂，延長地上部分的生長期，從而明顯提高產(chǎn)量[17]。本試驗主要探究目的為P肥與K肥之間的不同配比對短毛獨活生長的影響，其中N肥對本試驗的影響有待于進一步研究。

每種肥料的施用，都有一個量的界定，而多種肥料的混合施用必然會出現(xiàn)交互作用，進而影響植株的生長發(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]。本試驗結(jié)果顯示，P1K2、P2K1、P2K2、P2K3處理中，短毛獨活產(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施用，以獲得更多的經(jīng)濟效益。

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

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