葉面噴施微肥對(duì)玉竹產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

謝 進(jìn)，戴艷嬌，宋 榮，彭斯文，朱校奇

（1. 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所，湖南 長沙 410125；2. 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究中心，湖南 長沙 410125）

玉竹[Polygonatum odoratum（Mill.）Druce]為百合科多年生草本植物，其根莖可供藥用，具有養(yǎng)陰潤燥、生津止渴等功效[1-2]。藥理研究表明，玉竹中含有甾體皂苷、黃酮、多糖、生物堿、甾醇、揮發(fā)油等多種成分，其中皂苷、黃酮、多糖是主要有效成分[3-5]。近年來，隨著玉竹功效的深度開發(fā)，其營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值逐漸被人們認(rèn)可，需求量與日俱增，產(chǎn)業(yè)前景廣闊。

微量元素對(duì)藥用植物的生長發(fā)育有調(diào)控作用，可以促進(jìn)植物生理代謝并影響藥用植物中有效成分的含量。中藥有效成分可能是某種或某幾種有機(jī)成分或微量元素，也可能是他們之間形成的配合物[6-7]，微量元素可以作為植物體內(nèi)某些有機(jī)合成反應(yīng)的催化劑，或參與植物有效成分的結(jié)構(gòu)功能而影響植物化學(xué)成分的形成和積累，從而最終影響藥材的藥理活性[8-10]。目前對(duì)玉竹的研究主要集中在種植方法、種植條件、田間管理等方面。趙海艷等[11]研究表明，施尿素20 g/m2、磷酸氫二銨20 g/m2、氯化鉀5～10 g/m2可促進(jìn)玉竹的生長發(fā)育；還有研究表明，添加氯化鉀可提高玉竹的有效成分含量[2]，但關(guān)于微量元素對(duì)玉竹生長及品質(zhì)影響的研究報(bào)道甚少。因此，筆者以湖南省主栽玉竹品種“豬屎尾”為試驗(yàn)材料，在玉竹花期、果期噴施不同葉面微肥，研究不同葉面微肥對(duì)玉竹產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期篩選出最佳的葉面微肥及施肥量，為玉竹高效栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選擇湖南省主栽玉竹品種“豬屎尾”為試驗(yàn)材料，于2019—2020 年在湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究基地進(jìn)行大田試驗(yàn)。供試土壤質(zhì)地為黏土，前茬作物為水稻，試驗(yàn)田土壤主要理化性質(zhì)：pH 值5.9，全氮1.99 g/kg，全磷0.58 g/kg，全鉀15.93 g/kg，速效氮191 mg/kg，速效磷6.5 mg/kg，速效鉀209 mg/kg，有機(jī)質(zhì)32.8 g/kg。供試葉面微肥分別為ZnSO4·7H2O、H3BO3、(NH4)2Mo4O13、FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采取單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選擇生長健壯、粗細(xì)適宜、無病蟲害的一年生玉竹分枝塊莖為種莖，種植行距30 cm，株距10 cm，小區(qū)面積12 m×8 m。于花期（5—6 月）、果期（7—8 月）進(jìn)行葉面噴施，每種葉面肥均噴2 次，設(shè)置鋅（Zn）、硼（B）、鉬（Mo）、鐵（Fe）、錳（Mn）5 種肥料處理，每種微量元素肥料處理均設(shè)置3 個(gè)濃度梯度（以清水做試驗(yàn)確定小區(qū)最佳噴施體積，再添加微量元素制備成低濃度5 kg/hm2、中濃度15 kg/hm2和高濃度25 kg/hm2），以噴清水為對(duì)照，每個(gè)處理3 次重復(fù)，隨機(jī)排列。其他肥料運(yùn)籌等田間管理按當(dāng)?shù)卦耘喙芾泶胧┻M(jìn)行。

果期噴施處理7 d 后，分別選取各處理長勢(shì)一致的植株，于晴天上午9：00—11：00 用LI-6400XT 便攜式光合系統(tǒng)測(cè)定植株頂部倒數(shù)第6～8 片成熟葉片的氣體交換參數(shù)（凈光合速率Pn、氣孔導(dǎo)度Gs、胞間二氧化碳濃度Ci、蒸騰速率Tr）。

結(jié)果期，從各小區(qū)隨機(jī)挖取完整玉竹植株4 株，將植株分為地上部分和地下部分，小心清除泥土并洗凈，分別放入自動(dòng)控溫烘箱，105℃下殺青30 min 后，置50℃恒溫烘干至恒重，稱量干物質(zhì)重；于枯苗期（8月中下旬）將玉竹全部采挖，測(cè)定塊莖植物生物量和有效成分含量。

1.3 有效成分含量測(cè)定

（1）總皂苷含量測(cè)定。精密稱取樣品溶解于甲醇溶液（0.15 mL，2 mg/mL）。在80℃下去除甲醇溶劑后，向樣品殘?jiān)刑砑?.1 mL 香草醛乙酸溶液（5 mg/mL）和0.4 mL高氯酸。將反應(yīng)混合物在70℃下孵化15 min，然后立即冷卻并用1.25 mL 醋酸稀釋，反應(yīng)10 min，在540 nm 波長測(cè)量稀釋溶液相對(duì)于空白對(duì)照的吸光度，空白對(duì)照包含除樣品外的所有試劑。結(jié)果以每克提取物中齊墩果酸的毫克當(dāng)量表示。

（2）總黃酮提取。將樣本烘干至恒重，粉碎，過40 目篩之后，稱取約0.1 g，加入1 mL 提取液進(jìn)行超聲提?。怀暪β?00 W，破碎5 s，間歇8 s，60℃提取30 min；再以12 000 r/min 的轉(zhuǎn)速25℃離心10 min，取上清，用提取液定容至1 mL，測(cè)定總黃酮含量。

（3）總多糖含量測(cè)定。精密稱定樣品粗粉l g，置圓底燒瓶中，加水100 mL，加熱回流1 h，用脫脂棉過濾，如上重復(fù)提取1 次，合并2 次濾液，濃縮至適量，轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，加水至刻度，搖勻；精密量取2 mL，加乙醇10 mL，攪拌，離心，取沉淀加水溶解，置50 mL 容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻；精密量取上述溶液2 mL，置具塞試管中，分別加4%苯酚溶液1 mL，混勻，迅速加入硫酸7.0 mL，搖勻，于40℃水浴中保溫30 min，取出，置于冰水浴中5 min，采用紫外-可見分光光度法測(cè)定樣品在490 nm處的吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線上讀出供試品溶液中無水葡萄糖的重量（mg），計(jì)算得總多糖含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪圖，采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（LSD 法，P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉面肥對(duì)玉竹葉片光合性能的影響

由圖1 可知，從凈光合速率（Pn）的變化來看，葉面噴施5 kg/hm2的Zn 肥后玉竹葉片的Pn比對(duì)照降低了40.2%～45.1%（取多次重復(fù)試驗(yàn)最低值至最高值區(qū)間進(jìn)行比較），葉面噴施5 kg/hm2的Fe 肥后玉竹葉片的Pn比對(duì)照升高了10.3%～12.1%，其他微量元素肥處理差異不明顯；從葉片氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）變化來看，葉面噴施5～25 kg/hm2的Zn 肥、B 肥和Mo 肥以及5～15 kg/hm2的Fe 肥后，玉竹葉片的Gs、Tr與對(duì)照相比均有提高，噴施25 kg/hm2的Fe肥和15～25 kg/hm2的Mn 肥后玉竹葉片的Gs、Tr與對(duì)照相比均有所降低；從胞間二氧化碳濃度（Ci）來看，除了噴施5 kg/hm2的Mn 肥，玉竹葉片的Ci低于對(duì)照外，其他葉面肥處理的玉竹葉片Ci均高于對(duì)照。綜上所述，噴施一定濃度的Zn、B、Mo、Fe、Mn，玉竹葉片胞間二氧化碳濃度Ci有一定的提高，后續(xù)需結(jié)合葉片葉綠素含量等數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

圖1 各處理玉竹葉片的光合作用指標(biāo)

2.2 不同葉面肥對(duì)玉竹生物量的影響

由圖2 可知，葉面噴施5～25 kg/hm2的Zn 肥、B肥和Mo 肥后，玉竹新生塊莖重量與對(duì)照相比沒有顯著差異，葉面噴施5 和15 kg/hm2的Fe 肥后，新生塊莖的重量分別比對(duì)照增加了16.5%和41.5%；葉面噴施5 和15 kg/hm2的Mn 肥后，新生塊莖的重量分別比對(duì)照增加了16.0%和25.4%；而葉面噴施25 kg/hm2的Fe 肥和Mn 肥后，新生塊莖的重量分別比對(duì)照降低了39.2%和26.5%。 噴施葉面肥對(duì)玉竹總生物量的影響與對(duì)其塊莖重量的影響趨勢(shì)相似。

圖2 各處理玉竹的塊莖重量

由圖3 可知，葉面噴施5～25 kg/hm2的Zn 肥、B 肥、Mo 肥和Mn 肥后，玉竹新生塊莖的長度和直徑與對(duì)照相比沒有顯著差異，而葉面噴施5 kg/hm2的Fe 肥后，玉竹新生塊莖的直徑比對(duì)照增加了22.5%。由此可見，葉面噴施5 kg/hm2的Fe 肥能有效增加玉竹新生塊莖的重量和直徑，從而提高玉竹塊莖的產(chǎn)量。

圖3 各處理玉竹新生塊莖的表觀性狀

2.3 不同葉面肥對(duì)玉竹品質(zhì)的影響

由圖4 可知，葉面噴施5 kg/hm2的Zn 肥、B 肥和Mo 肥后，玉竹塊莖總皂苷含量分別比對(duì)照提高了89.2%、80.7%和51.2%，總黃酮含量分別提高了80.4%、40.6%和59.7%；葉面噴施15～25 kg/hm2的Zn 肥、B 肥和Mo 肥后，玉竹塊莖總皂苷、總黃酮含量隨著濃度的升高而降低；而總多糖的含量測(cè)定結(jié)果顯示，葉面噴施5 和15 kg/hm2的Fe 肥后，玉竹塊莖總多糖含量分別比對(duì)照提高了34.2%和75.3%，其他葉面肥對(duì)提高玉竹總多糖沒有顯著效果。

圖4 各處理玉竹新生塊莖的有效成分含量

綜合來看，在玉竹花期和果期葉面噴施5 和15 kg/hm2的Fe 肥既可以有效提高玉竹產(chǎn)量又能增加玉竹塊莖總多糖含量。

3 結(jié)論與討論

Zn[12]、B[13]、Mo[14]、Fe[15]、Mn[16]作 為 植 物 生 長所必需的中微量元素，在植物生長發(fā)育過程中參與多項(xiàng)生理活動(dòng)，是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。Fe作為葉綠素合成的必需元素，是作物體內(nèi)多種酶的重要組分和活化劑，參與植物體內(nèi)氧化還原和電子傳遞，直接或間接影響植物光合、呼吸作用以及物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)換，科學(xué)合理地補(bǔ)充鐵肥是緩解植物鐵元素不足造成的作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低的重要途徑[17]。許多研究都表明，適量的鐵肥能提高植物的質(zhì)量和品質(zhì)。米璐璐[18]研究發(fā)現(xiàn)，灌漿初期施用Fe 肥，小麥的產(chǎn)量及千粒重將顯著提高；張麗等[19]研究表明，葉面噴施1.43 kg/hm2的Fe 肥對(duì)釀酒葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)提升效果最佳；路強(qiáng)等[20]研究表明，適量的Fe 肥可顯著提高胡蘿卜肉質(zhì)根合格率、產(chǎn)量和葉綠素含量等；周春濤等[21]研究發(fā)現(xiàn)，噴施Fe 肥可明顯提高馬鈴薯塊莖中淀粉、VC、蛋白質(zhì)、還原性糖以及脫落酸、玉米素的含量，同時(shí)提高馬鈴薯產(chǎn)量。除了Fe 元素外，還有Zn、B、Mo、Cu、Mn 和Se 等元素對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響顯著。

《中華人民共和國藥典》（2020 版）將總多糖的含量列為衡量玉竹品質(zhì)的重要指標(biāo)，待測(cè)樣品按干燥品計(jì)算，玉竹多糖以葡萄糖計(jì)，不得少于6.0%。試驗(yàn)結(jié)果表明，在玉竹的花期和果期葉面噴施低中濃度（5～15 kg/hm2）的Fe 肥，既可以有效提高玉竹產(chǎn)量又能增加玉竹塊莖總多糖含量。同時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果還表明，葉面噴施Zn 肥、B 肥和Mo 肥也能影響玉竹的有效成分含量。因此，后續(xù)試驗(yàn)可以進(jìn)行2 種或多種微肥配施的試驗(yàn)，進(jìn)一步提升玉竹的產(chǎn)量和品質(zhì)。