不同栽培基质对牛大力根系发育的影响

魏志远++李志英++李克烈++徐立

摘 要 以不同比例泥土、砂、椰糠、草炭混合作为牛大力栽培基质，并进行盆栽试验，研究不同栽培基质条件下，基质的养分特征及其对牛大力根系生长和膨大状况的影响。结果表明：由草炭+泥土（体积比2∶1）及草炭+椰糠+砂（体积比1∶2∶1）混合的基质pH值较适中，有机质含量与氮磷钾养分含量均较高，养分状况较理想，牛大力根系发达，但膨大块根较少；而泥土与砂混合基质各项指标均比较低，养分比较贫乏，牛大力根系发达，但块根膨大明显。在本研究条件下，基质养分不是根系膨大的关键因素，泥土含量高的基质可能因为较为理想的通气和热量条件而有利于块根的膨大。

关键词 牛大力 ；栽培基质 ；根系生长

中图分类号 S158.3 文献标识码 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.）別名为金钟根，属于豆科（Leguminosae）崖豆藤属（Millettia wight et Arn.），又名山莲藕、大力牛及倒吊金钟等[1-4]，广泛分布于中国广东、广西、海南及东南亚一些国家。牛大力根药用已有非常悠久的历史，可润肺补虚、活络强筋。在民间，有肺虚咳嗽、慢性肝炎、风湿麻痹、肺结核等症，服用牛大力具有很好的功效[5-11]，在中国南方地区民间，牛大力被广泛应用作为药食两用植物。药食同源的牛大力作为海南最具潜力的经济作物之一，有望成为海南的“硅产品”。在广东、广西，牛大力将成为未来农业发展的新亮点。近年来，不少科研工作者对牛大力生药学特征、化学成分、药理学、组织培养等方面进行了研究，并取得了较大进展。施永祜[12]对牛大力整个生育期的种植技术和管理方法进行了论述。张茂源等[13]对牛大力林下种植技术开展了研究。段左俊等[14]对牛大力合理的套种模式进行了研究。徐立等[15]对牛大力的整地、定植、修剪等栽培技术进行了研究。而对于牛大力种植适应性、营养特性、肥料效应等方面的研究则少见报道。牛大力主要的药用部位是其膨大根，而根系的膨大受到很多因素的影响，其中，牛大力种植地的土壤条件便是其中的重要因素。热带地区适合不同植物生长的土壤条件千差万别，如何选择合适的土壤类型，并根据特定的土壤条件确定相应的施肥方案对于牛大力优质高效栽培乃至整个产业的健康持续发展至关重要。本研究以不同比例泥土、砂、椰糠、草炭混合作为牛大力栽培基质，并以此作为试验处理研究不同混合基质条件下，基质的养分状况及其对牛大力根系生长发育的影响，探索不同类型的栽培基质对牛大力块根膨大的影响。这不仅为牛大力营养特性和合理施肥的进一步研究提供重要参考，同时也为牛大力种植地适宜性的评价提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于海南省儋州市中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所八队试验基地的遮阴大棚内进行。供试牛大力苗为中国热带科学院热带作物品种资源研究所快繁中心培育的“热选1号牛大力”组培苗。供试盆钵为30 cm×40 cm大小无纺布钵。供试的基质为腐熟椰糠、花岗岩砖红壤（泥土）、草炭、河沙。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验设8个不同基质（组合），每个基质（组合）为一个处理（表1）。每处理重复5次，随机区组设计，于2010年4月16日置于遮阴率为70%的大棚中。浇水通过称重法进行，浇水量为对照处理基质土壤相对持水量的60%，以保证每处理水分供应一致。

1.2.2 样品观测和统计

于2015年5月23日对各处理根系的生长情况进行观测及盆钵基质样品采集，人工量测和统计膨大根的根数、根长、根粗，并测定总根干鲜重和膨大根干鲜重。基质样品风干过筛分别测定pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等指标。pH值采用电极电位法，有机质含量采用重铬酸钾外加热法，碱解氮含量测定采用碱扩散法，速效磷测定采用盐酸-氟化铵法，速效钾含量测定采用乙酸铵法，所有基质理化性质分析方法参照《土壤农业化学分析方法》[16]。

1.2.3 数据分析

应用Excel 2010整理数据，采用SPSS 13.0软件分析处理数据，使用One-Way ANOVA软件进行方差分析，并采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同栽培基质的养分状况

不同栽培基质养分状况的方差分析结果表明，不同栽培基质条件下，各处理间基质养分因子差异显著（表2）。不同基质的pH值差别较大，最高为6.00，最低为5.27。其顺序为基质2>基质3>基质1>基质4>基质5>基质7>基质8>基质6；基质2的pH值与基质3的差异不显著，但显著高于其他基质；基质6、基质7和基质8的pH值最低，且三者差异不显著，这些pH值低的基质均是由泥土与砂，或者椰糠与砂按不同比例混合而成。

在有机质含量方面，最高为基质3，含量达63.06 g/kg；其次为基质2，含量达53.88 g/kg；其顺序为基质3>基质2>基质6>基质5>基质4>基质8>基质1>基质7，即由草炭和椰糠混合而成的基质有机质含量均显著高于仅由砂或泥土混合成的基质。

基质碱解氮含量与有机质含量情况较接近，同样基质3的碱解氮含量最高达154.31 mg/kg，其次是基质5，其碱解氮含量达143.39 mg/kg，添加椰糠和草炭高于仅添加砂和泥土的基质。基质速效磷含量特征与其他养分因子不尽一致，基质6的速效磷含量达84.47 mg/kg，显著高于其他基质，其次是基质5，其速效磷含量达58.80 mg/kg，其余基质速效磷含量相对较低且差异不显著。基质速效钾含量表现出从基质1到基质8逐渐降低的趋势，基质1到基质3的速效钾含量最高且差异不显著。基质7和基质8的速效钾含量最低，其中基质8的速效钾含量仅为3.64 mg/kg。

综上所述，基质2和基质3的pH值较接近中性，有机质含量高，氮磷钾养分含量也是较高，养分状况最为理想，而基质7和基质8的各项指标均比较低，养分比较贫乏。

2.2 不同栽培基质对牛大力根系性状的影响

由表3可知，不同的栽培基质对牛大力根系生长发育影响很大。不同基质间，牛大力根鲜重、干重、膨大根干重、膨大根平均长度及膨大根总数均达到显著水平，基质8的根鲜重最大达264 g，其次为基质7與1，分别达242和239 g，但三者差异不显著。基质2和5的根鲜重最低，分别只有184和155.8 g。牛大力干重与鲜重表现出相同的重量特征。牛大力膨大根干重大小顺序为基质8>基质7>基质1>基质3>基质6>基质2>基质4>基质5，基质8的膨大根干重最大达118.68 g，基质5的最小为53.96 g。不同基质膨大根平均长度和总数差异达到了极显著水平，基质1的膨大根平均长度最长，达19.42 cm，其次是基质7和8，分别达14.88和15.52 cm。膨大根总数最多的为基质1，达6根，最少为基质4，为7根。依据牛大力根系生长的各项指标，特别是最代表牛大力经济价值的指标膨大根干重来看，用基质8、7和1培养牛大力，其块根膨大较好。

3 讨论

不同物料配比混合而成的基质在为植物生长提供水分、热量、空气、养分等性能方面具有较大差异，本研究假定不同物料配比基质在热带高温多雨条件下经过长期种植表现出不同的养分含量特征，而这种养分特征对牛大力植株生长及根系膨大具有较大影响。因此，应用不同基质作为处理，探索其牛大力根系膨大的影响，选择栽培牛大力最佳的土壤，为牛大力高产优质生产提供依据。

3.1 不同物料配比基质的养分特征

草炭+泥土（体积比2∶1）及草炭+椰糠+砂（体积比1∶2∶1）处理在经过近5年牛大力种植后pH值最高，这可能跟草炭和椰糠在转变为腐殖物质后吸附较多的质子有关，基质1、基质7和基质8的pH较低与混合泥土本身偏酸性有关；由于草炭+椰糠+砂（体积比1∶2∶1）与草炭+泥土（体积比2∶1）处理本身有机物质含量较高，因而具有较高的有机质，而由砂和泥土混合的栽培基质有机质含量显著较低。基质速效氮含量与有机质含量表现一致，这可能跟基质不施肥条件下，氮素供应主要依靠有机质分解有关。由草炭+泥土（体积比2∶1）及草炭+椰糠+砂（体积比1∶2∶1）混合的基质pH值较适中，有机质含量与氮磷钾养分含量均较高，养分状况较理想，而泥土与砂混合基质各项指标均比较低，养分比较贫乏。

3.2 不同栽培基质条件下牛大力根系性状

不同基质处理牛大力根系发育差异较大，牛大力干重与鲜重结果较为一致，泥土+砂（体积比1∶1）、泥土+砂（体积比2∶1）及泥土处理获得了较高的根系干鲜重，且膨大根重量也较高。从采收现场根系观察结果来看也是一致的趋势，含泥土比例较高的基质培养出来的牛大力根系膨大明显且具有较高的经济产量，而含草炭、椰糠等有机物质较高的栽培基质却没有能够形成较高的经济产量，根系须根发达，根系膨大不明显甚至有的处理未发现膨大根。然而，从基质肥力角度看，含泥土比例较高的基质pH偏酸，大量养分极为匮乏，草炭、椰糠等有机物质含量较高的基质，酸碱度适中，养分含量高却并未对根系膨大起到决定因素。安霞等[17]的研究结果表明，甘薯块根的膨大及生物量与氮肥形态有关，铵态氮比硝态氮和酰胺态氮更有利于根膨大和生物量积累。董月等[18]研究了甘薯的养分吸收和分配规律，认为甘薯养分吸收量大小顺序是钾>氮>磷，增施钾肥有利于生物量的形成。然而，在本试验条件下，基质养分含量并不是影响牛大力根系膨大的关键性因素，牛大力根系膨大可能受到多种因素的综合影响。有关甘薯的研究认为，形成块根的最适宜温度为（24±1）℃，在这个温度范围，形成层较为活跃，中柱表现为较小的木质化程度，对块根的形成有利；在温度低于15℃时，根系生长停止；在温度达到30℃时，块根生长较慢，呼吸消耗较大，同化作用减弱。此外，昼夜温差增大对块根膨大有利[19]。光照充足有利于地上部养分的制造，能提高生育初期和后期的土温和加大后期温差，有利于块根的形成和肥大。而本试验是在一定程度遮阴大棚中进行，光照条件较为一致，光照并不是形成膨大根产量差异的主要因素。水分和气体也可能是本试验条件下影响根系膨大的关键因素，草炭和椰糠含量较高的基质保水性能好，而水分含量过高容易出现长须根的情况，并且过量的水分也会使基质通气性较差，不利于膨大根形成。总之，在本研究条件下，基质养分不是根系膨大的关键因素，泥土含量高的基质可能因为较为理想的水分、通气和热量条件而获得了较高的膨大根产量。因此，牛大力栽培不宜选择土壤深厚疏松的土地栽培，宜选择土质较硬、砂石含量高的土壤。

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