水氮耦合對滁菊產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

李孝良，程婷婷，方鴻祥，汪建飛，謝 越

（1.安徽科技學(xué)院 城建與環(huán)境學(xué)院，安徽 鳳陽233100；2.農(nóng)業(yè)部生物有機(jī)肥創(chuàng)制重點實驗室，安徽 蚌埠233400）

滁菊（Chuzhou chrysanthemum morifolium）是我國原產(chǎn)地域保護(hù)中藥材，列我國“四大名菊”之首，安徽省四大著名道地藥材之一［1］。滁菊產(chǎn)量和品質(zhì)的形成是滁菊遺傳特性和水、肥、氣、熱、光等外在環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果，水肥是影響滁菊產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵，合理的水肥配置是保證產(chǎn)量和品質(zhì)的重要條件，也是突破藥菊栽培經(jīng)濟(jì)效益徘徊不前瓶頸的關(guān)鍵因子［2］。近年來，施肥對藥菊生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響日益受到人們關(guān)注［3－4］，氮肥可促進(jìn)植株生長、花芽分化和提前開花，提高菊花產(chǎn)量，而菊花中綠原酸、總黃酮和可溶性糖的含量與氮肥用量成反比［5］，但對水、肥互作對藥菊產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究較少。本試驗通過研究水氮耦合對滁菊產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，探討滁菊人工栽培適宜的水氮管理模式，為滁菊高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 供試材料

盆栽試驗土壤為砂質(zhì)潮土，砂粒含量67.60%，粉粒含量24.30%，黏粒含量8.10%，土壤pH值8.42，田間持水量320g／kg，有機(jī)碳含量7.04g／kg，堿解氮含量為55.4mg／kg，有效磷含量為9.33mg／kg，速效鉀含量為174.8mg／kg；供試滁菊為組培扦插苗，由安徽科技學(xué)院組培室提供。

1.2 試驗方案

試驗采用土壤水分含量、氮肥用量二因素二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，共16個處理，兩次重復(fù)。盆栽試驗因子水平詳見表1。

1.3 試驗方法

盆栽試驗于2012年4月在安徽科技學(xué)院種植園進(jìn)行。每盆裝干土5kg，按磷肥用量P2O50.15g／kg土、鉀肥用量K2O 0.2g／kg土施用磷肥（磷酸二氫鈣）和鉀肥（硫酸鉀）。每盆定植滁菊1棵，盆栽試驗水分管理采用稱重法，根據(jù)盆、土、水分分別計算各處理總重，在滁菊生育期內(nèi)每天進(jìn)行稱重，按重量補充水分。在菊花采收期［6］，當(dāng)菊花花瓣全白、花頭有約50%～70%左右盛開時開始采摘菊花，供計產(chǎn)及品質(zhì)分析。

表1 水氮耦合盆栽試驗因子水平

1.4 數(shù)據(jù)處理和測試方法

1.4.1 試驗用土的理化性質(zhì)分析［7］顆粒組成采用吸管法（國際制）；pH采用酸度計法；田間持水量采用環(huán)刀法；有機(jī)碳采用重鉻酸鉀外加熱法；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法；有效磷采用0.5mol／L pH 值8.5 Na2HCO3浸提—鉬藍(lán)比色法；速效鉀采用1mol／L中性乙酸銨浸提—鉬藍(lán)比色法。

1.4.2 滁菊花產(chǎn)量測定 干重采用110℃殺青10 min，65℃烘干法。

1.4.3 滁菊花品質(zhì)分析：

（1）待測液制備［8］。準(zhǔn)確稱取0.5g（精確至0.000 1g）磨細(xì)過篩菊花粉末于帶塞三角瓶中，加入20ml 90℃的蒸餾水，在80℃水浴上浸提30min，稍冷過濾，濾渣加入20ml 90℃的蒸餾水在水浴上重復(fù)提取一次，并過濾，再用少許蒸餾水反復(fù)漂洗殘渣，所有濾液和洗滌液用50ml容量瓶收集，冷卻后定容，冷藏保存待測。

（2）總黃酮的測定［9］。吸取水提液2ml置于25ml比色管中，加水至6ml，加5%亞硝酸鈉溶液1ml，搖勻放置6min；加10%硝酸鋁溶液l ml，搖勻放置6min，加l mol／L氫氧化鈉試液10ml，加水至刻度，搖勻，放置10min后以空白為對照，在512nm波長處測定吸收度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線，可求得黃酮的含量。

（3）氯原酸的測定［10］。水提液適當(dāng)稀釋后吸取5ml到10ml試管中，加5ml乙醇定容到10ml，搖勻，在324～328nm波長處測定各溶液的吸光度（A），根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算氯原酸含量。

1.4.4 數(shù)據(jù)分析 采用DPS統(tǒng)計軟件和Excel數(shù)據(jù)分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 水氮耦合對滁菊花產(chǎn)量的影響

滁菊花產(chǎn)量測定結(jié)果詳見表2?；貧w分析結(jié)果表明，滁菊干花產(chǎn)量（y）對土壤水分因子水平（XW）和氮肥因子水平（XN）符合多項式關(guān)系（F＝49.11，p＝0.000 2），水氮耦合對滁菊花產(chǎn)量有極顯著影響。方程極值求解表明，滁菊花產(chǎn)量以XW水平為0.284 1，XN水平為0.403 7，即水分為田間持水量的80.0%，氮肥用量為0.257g／kg時，滁菊干花產(chǎn)量最高，達(dá)18.09g／株。植物對水氮的吸收是相對獨立的過程［11］，但只有可溶性的土壤養(yǎng)分才能被植物吸收利用，而施肥能促進(jìn)作物根系生長和冠層的發(fā)育，擴(kuò)大作物吸收水分和養(yǎng)分的空間，在總供水量不變或增加不大的情況下，顯著提高水分利用效率，水肥存在耦合效應(yīng)［12－13］。水氮耦合對滁菊花產(chǎn)量的影響如圖1所示，隨水、氮因子水平增加，滁菊花產(chǎn)量均表現(xiàn)出先增加后降低趨勢，過量施肥、灌水會引起明顯的負(fù)效應(yīng)，造成滁菊花產(chǎn)量降低。氮肥因子對滁菊干花總產(chǎn)量的影響要大于水分因子，水氮交互作用達(dá)極顯著水平（F＝16.58，p＝0.002 2）。

表2 水氮耦合對滁菊產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

圖1 不同水氮處理滁菊花產(chǎn)量變化

2.2 水氮耦合對滁菊葉片總黃酮和氯原酸含量的影響

滁菊總黃酮及氯原酸含量測定結(jié)果詳見表2?；貧w分析表明，滁菊葉片水提總黃酮（y）對土壤水分因子水平（XW）和氮肥因子水平（XN）符合多項式關(guān)系（F＝109.04，p＝0.000 1），方程極值求解表明，當(dāng)XW，XN均為－1.414水平時，滁菊葉片總黃酮含量最大，達(dá)40.42mg／g。水氮交互作用對葉片總黃酮含量有極顯著影響（F＝23.24，p＝0.0007）。水氮耦合對滁菊葉片總黃酮含量的影響如圖2所示，氮肥因子對滁菊葉片總黃酮含量的影響要大于水分因子，隨盆栽試驗土壤水分含量增加，滁菊葉片總黃酮含量呈現(xiàn)先降低后增加趨勢，隨氮肥用量增加，葉片總黃酮含量呈降低趨勢。

滁菊葉片水提氯原酸（y）對土壤水分因子水平（XW）和氮肥因子水平（XN）也符合多項式關(guān)系（F＝33.55，p＝0.000 1），方程極值求解表明，當(dāng)XW和XN均為－1.414水平時，滁菊葉片氯原酸含量最大，達(dá)25.50mg／g。水氮交互作用對葉片氯原酸含量無顯著影響（F＝1.440，p＝0.257 8）。水氮耦合對滁菊葉片氯原酸含量的影響如圖3所示，氮肥因子對滁菊葉片氯原酸含量的影響要大于水分因子，隨盆栽試驗土壤水分含量增加，滁菊葉片氯原酸含量呈現(xiàn)先降低后增加趨勢，隨氮肥用量增加，葉片氯原酸含量呈降低趨勢。

圖2 不同水氮處理滁菊葉片黃酮變化

圖3 不同水氮處理滁菊葉片氯原酸變化

2.3 水氮耦合對滁菊花總黃酮和氯原酸含量的影響

滁菊花中水提總黃酮含量平均為27.47mg／g，滁菊花水提總黃酮（y）對土壤水分因子水平（XW）和氮肥因子水平（XN）符合多項式關(guān)系（F＝109.47，p＝0.000 1），方程極值求解表明，當(dāng)XW和XN均為－1.414水平時，滁菊花總黃酮含量最大，達(dá)59.44 mg／g。水氮交互作用對花中總黃酮含量有極顯著影響（F＝25.30，p＝0.000 5）。水氮耦合對滁菊花總黃酮含量的影響如圖4所示。氮肥因子對滁菊花總黃酮含量的影響要大于水分因子，當(dāng)土壤水分在低水平時，隨氮肥用量增加，滁菊花總黃酮含量呈降低趨勢；當(dāng)土壤水分處中高水平時，隨氮肥用量增加，滁菊花總黃酮含量呈先降低后增加趨勢。土壤含水量對滁菊花總黃酮含量的影響與氮肥用量相似，表現(xiàn)在氮肥用量低水平時，隨土壤含水量增加，滁菊花總黃酮含量呈降低趨勢；當(dāng)?shù)视昧吭谥懈咚綍r，隨土壤含水量增加，滁菊花總黃酮含量呈先降低后增加趨勢。

滁菊花中水提氯原酸含量平均為14.62mg／g，滁菊花水提氯原酸（y）對土壤水分因子水平（XW）和氮肥因子水平（XN）符合二元二次多項式關(guān)系（F＝62.51，p＝0.000 1），方程極值求解表明，當(dāng)XW和XN均為－1.414水平時，滁菊花氯原酸含量最大，達(dá)28.81mg／g。水氮交互作用對花中氯原酸含量有顯著影響（F＝7.22，p＝0.022 8），水氮耦合對滁菊花氯原酸含量的影響如圖5所示。氮肥因子對滁菊花氯原酸含量的影響要大于水分因子，當(dāng)土壤水分在高水平時，隨氮肥用量增加，滁菊花氯原酸含量呈降低趨勢；當(dāng)土壤水分處中低水平時，隨氮肥用量增加，滁菊花氯原酸含量呈先降低后增加趨勢。土壤含水量對滁菊花總黃酮含量的影響與氮肥用量對滁菊化氯原酸的影響具有相同趨勢。

圖4 不同水氮處理滁菊花黃酮變化

圖5 不同水氮處理滁菊花氯原酸變化

3 結(jié)論

水肥耦合對作物產(chǎn)量的影響主要反映在水肥供應(yīng)水平上，不同肥水條件下，作物的產(chǎn)量表現(xiàn)不同。在水肥不足的情況下，補充水分可增加產(chǎn)量，施肥的增產(chǎn)效果大于水分的增產(chǎn)效果［14］。本試驗結(jié)果也表明，氮肥用量對滁菊花產(chǎn)量的影響大于水分因子，水、氮對滁菊花產(chǎn)量的影響符合報酬遞減律，過量施肥、灌水會引起明顯的負(fù)效應(yīng)，水分與氮肥用量間存在極顯著的正相交互作用，這與前人在大田作物玉米上的研究結(jié)果一致［15］。

在低氮條件下，滁菊花、葉片中總黃酮含量和氯原酸含量均較高，隨氮肥用量增加，總黃酮含量和氯原酸含量呈降低趨勢，這與前人對蘋果葉片中黃酮含量的研究結(jié)果相一致［16－18］?？掠么旱龋?9］對金銀花的研究發(fā)現(xiàn)，在輕度水分脅迫下，花體可能是為了適應(yīng)逆境而分泌大量的綠原酸；謝寶東等［20］對銀杏研究結(jié)果表明，適度缺水有利于黃酮的積累，充足供水和水淹條件均不能有效地提高銀杏葉黃酮的含量。本研究結(jié)果表明，水分脅迫有利于提高滁菊葉片中總黃酮和氯原酸的含量，而適度干旱條件下滁菊花中總黃酮含量較高，而在低氮條件下的水分脅迫，利于滁菊花中氯原酸的累積。生長／分化平衡假說認(rèn)為［16，21］，任何對植物生長與光合作用有不同程度影響的環(huán)境因子，都會導(dǎo)致次生代謝物質(zhì)的變化，對植物生長抑制作用更強的因素將增加次生代謝產(chǎn)物。水分脅迫對滁菊生長產(chǎn)生抑制作用，增加滁菊次生代謝產(chǎn)物（黃酮和氯原酸）的含量。

滁菊花產(chǎn)量是滁菊種植經(jīng)濟(jì)效益的保證，而總黃酮和氯原酸含量是滁菊花藥用品質(zhì)的主要表現(xiàn)，適宜的水氮管理方式，可以協(xié)調(diào)產(chǎn)量與品質(zhì)間的關(guān)系，達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的。本研究結(jié)果顯示，中水中氮滁菊花產(chǎn)量較高，而低水低氮滁菊藥用品質(zhì)較高，綜合考慮，在滁菊生育前期，滁菊水氮管理以中水中氮模式較為適宜，通過培育健壯的滁菊個體，達(dá)到提高滁菊花產(chǎn)量的目的；在滁菊現(xiàn)蕾開花期，以低水低氮模式較為適宜，通過適當(dāng)?shù)哪婢趁{迫，增加滁菊次生代謝產(chǎn)物，提高滁菊花藥用品質(zhì)。

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