高產(chǎn)和常規(guī)黃花菜品種的干物質(zhì)和養(yǎng)分積累特性

王 峰，劉海天，俞巧鋼，葉 靜，何新華，周 楊，馬軍偉，*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.西南大學 資源環(huán)境學院，重慶 400715； 3.浙江省麗水市縉云縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 縉云 321400)

黃花菜()為百合科萱草屬多年生宿根性草本植物，別名金針菜、萱草、忘憂草，具有“觀為花，食為菜，用為藥”的特點，是著名的觀賞花卉，同時其花蕾又可鮮食或陰干后食用，且其根莖葉既可食用又可入藥，有清熱、消腫、健胃、通乳、安神等作用。因此，黃花菜受到很多人的喜愛。湖南、浙江、湖北、江蘇、甘肅、陜西、四川為我國黃花菜的主產(chǎn)區(qū)。近年來，隨著全國各地農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和人們生活水平的不斷提高，黃花菜的市場需求量逐年增大，市場價格不斷上調(diào)，一些地方的黃花菜種植面積越來越大，逐漸發(fā)展成為一種獨具特色的經(jīng)濟作物。

浙江省麗水市縉云縣是黃花菜的原產(chǎn)地和主產(chǎn)區(qū)之一，已有700多年的栽培歷史。黃花菜作為當?shù)氐牡乩順酥井a(chǎn)品，縉云全縣種植面積近667 hm，居浙江省第一、全國第二位。2020年，縉云縣黃花菜成品產(chǎn)量約2 800 t，產(chǎn)值超億元，黃花菜產(chǎn)業(yè)已成為當?shù)胤鲐氃鍪盏闹匾緩街弧１M管近年來縉云黃花菜產(chǎn)業(yè)得到了穩(wěn)步發(fā)展，但是在種植模式上當?shù)匾琅f以傳統(tǒng)習慣為主，黃花菜生產(chǎn)中的過量施肥現(xiàn)象十分普遍，不僅造成嚴重的資源浪費，還導致土壤肥力下降，土傳病害發(fā)生增加，產(chǎn)量下降。如何科學合理地施肥已成為黃花菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中面臨的重要問題。作物產(chǎn)量形成的養(yǎng)分需求量是指導施肥的關鍵參數(shù)，然而，關于黃花菜的營養(yǎng)特性，尤其是黃花菜的養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量之間的關系等還鮮有報道。為此，本文擬對比高產(chǎn)和常規(guī)黃花菜品種在萌芽期、展葉期、抽薹期、萌蕾開花期、枯葉期和休眠期的干物質(zhì)積累動態(tài)，以及氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂、鋅、硼、鉬、錳的含量變化和吸收動態(tài)特征，以期明確黃花菜產(chǎn)量與養(yǎng)分吸收之間的關系，為黃花菜高產(chǎn)栽培的養(yǎng)分管理和合理施肥等提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

田間試驗于2020年3—11月在浙江省麗水市縉云縣溶江鄉(xiāng)黃花菜繁育基地(120.265 36°E，28.606 32°N，海拔450 m)進行。供試材料為縉云縣推廣種植面積較大的黃花菜普通品種實心(平均產(chǎn)量3 000 kg·hm)和高產(chǎn)品種207(平均產(chǎn)量4 125 kg·hm)。

試驗地0～25 cm土層土壤的基本理化性狀如下：有機質(zhì)31.70 g·kg，總氮1.57 g·kg，有效磷33.2 mg kg，速效鉀134.2 mg·kg，pH值5.88。

每個品種的試驗田塊大小為10 m×6 m，均設置3次重復。管理措施與當?shù)剞r(nóng)民習慣一致，每667 m施尿素[(N)≥46%]12 kg、過磷酸鈣[(PO)≥12%]10 kg、硫酸鉀[(KO)≥52%]6 kg作為苗肥，尿素30 kg、過磷酸鈣10 kg、硫酸鉀10 kg作為薹肥，普通商品有機肥[(N)≥3%，(PO)≥1.5%，(KO)≥1%]1 000 kg作為冬肥。上述肥料均由深圳市芭田生態(tài)工程股份有限公司生產(chǎn)。

1.2 指標測定

分別于萌芽期(budding stage，BUS，3月12日)、展葉期(leaf-expansion stage，LES，4月3日)、抽薹期(bolting stage，BOS，5月21日)、萌蕾開花期(budding and flowering stage，BFS，7月3日)、枯葉期(leaf withering stage，LWS，8月9日)和休眠期(dormancy stage，DS，11月11日)，在每個田塊隨機采集植株3株，作為生物學重復。在萌蕾開花期10～12 d采收花蕾，每天采收1次，后期隔天采收。將萌蕾開花期以前采集的植株分為根和地上部分，將萌蕾開花期及其之后采集的植株分為根、莖葉、花3個部分，測定干物質(zhì)量和N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Mo、Mn、B含量。

干物質(zhì)積累量測定：將樣品置于105 ℃烘箱(DHG-9640A型，上海左樂儀器有限公司)中殺青30 min，70 ℃烘至恒重，記錄樣品干重。

元素含量分析：參考鮑士旦的方法進行。采用HClO對植物樣品進行硝化，然后，采用靛酚藍比色法(723N/723PC型可見分光光度計，上海光學儀器廠)測定N含量，采用鉬酸銨比色法測定P含量，采用Sherwood M410基本型火焰光度計(英國Sherwood)測定K含量，采用Prodigy Spec型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)(德國Teledyne)測定Ca、Mg、Mn、Zn、B、Mo含量，采用AA500型連續(xù)流動分析儀(德國SEAL)測定S含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用植株不同部位的干物質(zhì)積累量與相應元素含量的乘積表征某部位某元素的養(yǎng)分積累量，用某生長階段節(jié)點養(yǎng)分積累量與上一生長階段節(jié)點養(yǎng)分積累量的差作為該階段的養(yǎng)分需求量。

對于萌蕾開花期及其之后采集的植株，僅將莖、葉2部分合稱作地上部。

利用Microsoft Excel 2019軟件整理數(shù)據(jù)，利用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析，利用Sigma Plot 10.0軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育期黃花菜植株干物質(zhì)積累動態(tài)

對于普通品種實心，其植株和地上部干重在萌蕾開花期達到最大值(圖1)，而根干重在抽薹期達到最大值，根、地上部和植株的干物質(zhì)積累速度均在展葉期到抽薹期最大。對于高產(chǎn)品種207，其植株、地上部和根干重均在萌蕾開花期達到最大值，且均顯著(<0.05)高于實心(分別高出47.8%、37.1%和68.6%)。這說明，高產(chǎn)黃花菜品種具有較大的干物質(zhì)積累量，尤其是根部具有干物質(zhì)高積累的特點。這可能是由于其根可以持續(xù)發(fā)育到萌蕾開花期，而普通品種實心的根干重在抽薹期達到最大。同時，高產(chǎn)品種207的植株、地上部和根在展葉期到萌蕾開花期干物質(zhì)積累速度較大，尤其是在抽薹期到萌蕾開花期干物質(zhì)積累速度最大，于物質(zhì)積累的速度和持續(xù)時間均大于普通品種實心。

BUS，萌芽期；LES，展葉期；BOS，抽薹期；BFS，萌蕾開花期；LWS，枯葉期；DS，休眠期。下同。BUS， Budding stage； LES， Leaf-expansion stage； BOS， Bolting stage； BFS， Budding and flowering stage； LWS， Leaf withering stage； DS， Dormancy stage. The same as below.圖1 不同生育期黃花菜干物質(zhì)積累量Fig.1 Dry matter accumulation of daylily at different growth periods

2.2 不同生育期黃花菜養(yǎng)分積累與需求特征

2.2.1 大量元素(N、P、K)

在各個生育期，黃花菜根和地上部的N、K含量均顯著(<0.05)高于P(圖2)。在萌芽期至抽薹期，兩個品種的黃花菜根中N含量均顯著(<0.05)高于K。在此期間，品種實心根中N、K含量逐漸下降，但是高產(chǎn)品種207根中N、K含量出現(xiàn)先升高再降低的趨勢。從抽薹期至枯葉期，2 個品種根中N、K含量均升高，但高產(chǎn)品種207根中的K含量顯著(<0.05)高于品種實心。在萌芽期到展葉期，2個品種地上部的N含量均表現(xiàn)為下降趨勢，而K含量則表現(xiàn)為上升趨勢，推測K對于維持展葉期后地上部的生長有著重要的作用。在展葉期至休眠期，2個品種地上部的K含量均高于N，這一現(xiàn)象在高產(chǎn)品種207中表現(xiàn)得更為明顯，且其同時期的K含量亦顯著(<0.05)高于實心，據(jù)此推測，K含量是維持黃花菜產(chǎn)量的關鍵。

在萌芽期至展葉期，2個品種黃花菜N的積累量均略高于K，而在展葉期后，K的積累量明顯高于N，且在萌蕾開花期N、K積累量差異最大(圖3)。高產(chǎn)品種207對N、P、K的需求量(即吸收量)大于普通品種實心(表1)。高產(chǎn)品種207整個生育期總的N、P、K吸收量之比為1.0∶0.25∶2.3；而普通品種實心整個生育期總的N、P、K吸收量之比為1.0∶0.24∶1.7。

對于普通品種實心：在萌芽期，N、K吸收量最大，分別占到整個生育期吸收量的86.44%和55.01%(表2)，而P的吸收量僅占整個生育期需求量的33.52%；P的吸收量在抽薹期最大，占整個生育期吸收量的54.81%。對于高產(chǎn)品種207：N、K、P的養(yǎng)分需求主要在萌蕾開花期之前，N在萌芽期、展葉期和抽薹期的吸收量分別占整個生育期吸收量的39.35%、24.28%、36.38%，K在萌芽期、展葉期和抽薹期的吸收量分別占整個生育期吸收量的19.32%、25.71%、54.97%，P在萌芽期、展葉期和抽薹期的吸收量分別占整個生育期吸收量的15.86%、14.15%、69.99%。由此可見，對于高產(chǎn)品種的栽培，應在抽薹期保證N、P、K的供應。

圖2 不同生育期黃花菜根和地上部的氮、磷、鉀含量Fig.2 N， K， P concentration in root and shoot of daylily at different growth periods

圖3 不同生育期黃花菜對氮、磷、鉀的積累量和需求量Fig.3 Accumulation and demand of N， K， P of daylily at different growth periods

表1 不同黃花菜品種全生育期對各養(yǎng)分的吸收總量

表2 黃花菜不同生育期的養(yǎng)分吸收特征

2.2.2 中量元素(S、Ca、Mg)

在各個生育期，2個品種黃花菜中Ca的含量均高于S和Mg(圖4)。在萌芽期至抽薹期，2個品種黃花菜根中和普通品種實心的地上部Ca含量都呈現(xiàn)逐漸下降趨勢；在抽薹期至枯葉期，2個品種黃花菜根和地上部的Ca含量均逐漸升高，尤其是高產(chǎn)品種207地上部的Ca含量大幅升高，推測Ca含量對維持高產(chǎn)品種地上部的生長具有重要作用。在2個品種的黃花菜中，根和地上部的S、Mg含量在不同生育期變化相對平穩(wěn)。在萌芽期到展葉期，2個品種根和地上部的S含量略高于Mg，展葉期后，根中二者含量相當，但地上部的Mg含量要高于S。

從2個品種黃花菜全生育期的養(yǎng)分積累量來看，Ca的積累量要高于S和Mg，且高產(chǎn)品種207對S、Ca、Mg的需求量要大于普通品種實心(表1)。總的來看，在萌芽期至萌蕾開花期，2個品種黃花菜的S、Ca、Mg積累量增大，但萌蕾開花期后，S、Ca、Mg的積累量降低(圖5)。高產(chǎn)品種207整個生育期總的S、Ca、Mg吸收量之比為1.0∶11.5∶1.8；而普通品種實心整個生育期總的S、Ca、Mg吸收量之比為1.0∶5.5∶1.0。

對于普通品種實心：在萌芽期，S和Ca的吸收量最大，分別占到整個生育期吸收量的85.08%和45.72%，Mg在該時期的吸收量占整個生育期吸收量的27.83%；在展葉期，Mg的吸收量最大，占整個生育期吸收量的62.08%。對于高產(chǎn)品種207：S、Ca、Mg的吸收主要在萌蕾開花期之前，S在萌芽期、展葉期和抽薹期的吸收量分別占整個生育期吸收量的38.98%、18.28%、42.74%，Ca在萌芽期、展葉期和抽薹期的吸收量分別占整個生育期吸收量的4.97%、30.68%、64.35%，Mg在萌芽期、展葉期和抽薹期的吸收量分別占整個生育期吸收量的8.35%、25.72%、65.93%。由此可知，對于高產(chǎn)品種207，在抽薹期后要保證Ca和Mg的供應。

2.2.3 微量元素(Zn、B、Mo、Mn)

黃花菜根和地上部的Zn、B、Mo、Mn含量在不同生育期差異明顯(表3)。供試的2個黃花菜品種根中Zn含量均在展葉期最高，且高產(chǎn)品種207根中的Zn含量要高于同一時期的普通品種實心。高產(chǎn)品種207地上部的Zn含量在萌芽期和展葉期最高，至抽薹期后大幅下降，而普通品種實心地上部的Zn含量在抽薹期后的變化幅度要小于高產(chǎn)品種207。供試的2個黃花菜品種的B含量在整個生育期內(nèi)變化幅度較小。普通品種實心根中Mo含量在展葉期最高，地上部Mo含量在枯葉期和休眠期較高；而高產(chǎn)品種207根和地上部Mo含量均在枯葉期和休眠期較高。高產(chǎn)品種207根中Mn含量在展葉期和抽薹期較高，地上部Mn含量在展葉期最高，而普通品種實心根中Mn含量在萌芽期較高，地上部Mn含量在抽薹期較高。

圖4 不同生育期黃花菜根和地上部的硫、鈣、鎂含量Fig.4 S， Ca， Mg concentration in root and shoot of daylily at different growth periods

圖5 不同生育期黃花菜對硫、鈣、鎂的積累量和需求量Fig.5 Accumulation and demand of S， Ca， Mg of daylily at different growth periods

高產(chǎn)品種207對Zn、B、Mo、Mn的積累量要大于普通品種實心。總的來看，2個品種的黃花菜對Zn、B、Mo、Mn的吸收集中在萌芽期—抽薹期，普通品種實心在休眠期吸收少量的Zn和B。對于黃花菜品種實心和207來說，其對Zn的吸收分別在萌芽期和抽薹期達到最大，分別占到整個生育期吸收量的45.04%和45.49%。品種實心對B和Mo的吸收量在展葉期最大，分別占到整個生育期吸收量的42.44%和53.67%； 品種207對B和Mo的吸收量在抽薹期最大，分別占到整個生育期吸收量的63.28%和77.30%。品種實心對Mn的吸收量在展葉期最大，占到整個生育期吸收量的86.70%；品種207對Mn的吸收量在抽薹期最大，占到整個生育期吸收量的46.18%。

2.3 黃花菜花中養(yǎng)分的積累情況

黃花菜的花為其主要可食用部分，養(yǎng)分在花中的積累特征對于指導施肥具有重要參考意義。高產(chǎn)品種207花中N、K、P、S、Ca、Mg、Zn、B、Mn的積累量均顯著(<0.05)高于普通品種實心(表4)。

對于普通品種實心，其花中N、K、P、Mg、B、Mo積累量占全株的比例要顯著(<0.05)高于高產(chǎn)品種207，而花中Ca、Mn積累量占全株的比例要顯著(<0.05)低于高產(chǎn)品種207。

3 討論

探究植物的養(yǎng)分吸收規(guī)律是指導合理施肥和獲得高產(chǎn)的基礎。分析黃花菜對不同營養(yǎng)元素的吸收和需求規(guī)律，及干物質(zhì)動態(tài)積累規(guī)律，可以為科學制定黃花菜肥料配方、確定合理采收期提供理論依據(jù)，是提高黃花菜產(chǎn)量與品質(zhì)的關鍵技術參數(shù)之一。

本研究選用黃花菜普通品種實心和高產(chǎn)品種207作為試驗材料，結(jié)果表明，2個品種在干物質(zhì)積累方面存在差異，高產(chǎn)品種207的干物質(zhì)積累明顯高于品種實心，2個品種的干物質(zhì)積累量均在萌蕾開花期達到最大，但普通品種實心的根系干物質(zhì)積累量在抽薹期達到最大，表明高產(chǎn)品種207具有更長的根系發(fā)育時間。更多的干物質(zhì)積累是實現(xiàn)高產(chǎn)的物質(zhì)基礎，而且根系發(fā)育和維持功能的時間對于作物高產(chǎn)亦具有重要作用。高產(chǎn)品種207對N、P、K的需求量大于普通品種實心，并表現(xiàn)出顯著的高積累鉀的特性。有研究表明，追施鉀肥可提高黃花菜植株的抗性，增加花蕾數(shù)，提高成蕾率，增加產(chǎn)量，提高品質(zhì)。這可能與鉀能促進蛋白質(zhì)的合成，以及促進糖和淀粉的合成和運輸有關。普通品種實心，在萌芽期對N和K的需求量最大，在抽薹期對P的需求量最大；高產(chǎn)品種207，在萌芽期、展葉期和抽薹期始終對N、P、K具有比較大的需求，表明其在營養(yǎng)生長階段具有較強和較穩(wěn)定的養(yǎng)分吸收能力，有利于為之后的生殖生長打下物質(zhì)基礎，從而保證高產(chǎn)。

表3 不同生育期黃花菜根和地上部的Zn、B、Mo、Mn含量

表4 黃花菜花中各元素的積累情況

兩個品種的黃花菜在萌芽期至萌蕾開花期，S、Ca、Mg的積累量總體增大，萌蕾開花期后，S、Ca、Mg的積累量降低。高產(chǎn)品種207對S、Ca、Mg的需求量大于普通品種實心。對于高產(chǎn)品種207，Ca和Mg的需求在抽薹期最大。Ca在維持細胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、維持細胞壁結(jié)構(gòu)和植物體內(nèi)信號轉(zhuǎn)導過程中具有重要作用，Mg在光合作用、碳水化合物合成與轉(zhuǎn)運、蛋白質(zhì)合成、酶活性，以及維持細胞膜完整性等方面具有重要作用。因此，對于高產(chǎn)品種來說，在抽薹期應保證Ca和Mg的供應。

對于黃花菜品種實心和207，Zn的需求量分別在萌芽期和抽薹期最大；對于普通品種實心，B和Mo的需求量在展葉期最大；對于高產(chǎn)品種207，B和Mo的需求量在抽薹期最大。B有促進碳水化合物運輸和蛋白質(zhì)合成、影響生殖器官的形成等功能；Mo對植物的氮代謝和光合作用有影響，可增強植物的抗病能力。高產(chǎn)品種207對Zn、B、Mo、Mn的需求量大于普通品種實心。對于2個品種的黃花菜來說，其對微量元素Zn、B、Mo、Mn的吸收主要集中在萌芽期—抽薹期，但普通品種實心在休眠期亦會吸收少量的Zn和B。

黃花菜常以6—8月盛花期分批采取的大花蕾或剛開的鮮花經(jīng)脫水干制后的成品為食部，因其含有天冬素、蒽醌和甾體化合物而具有醫(yī)療保健作用。高產(chǎn)品種207花中N、K、P、S、Ca、Mg、Zn、B、Mn的積累量均高于普通品種實心，尤其是Ca和Mn，分別高出511.9%和535.8%。因此，在黃花菜的生產(chǎn)過程中應注意對土壤鈣和錳的補充。