徐松鹤,赵博洋
(1.集宁师范学院 生命科学学院,内蒙古 集宁 012000;2.上海师范大学 生命科学学院,上海 200000)
荞麦又名苦荞麦,属双子叶蓼科荞麦属,我国常见的有苦荞麦和甜荞麦两种,适应性较广,在我国大部分地区种植,在部分欧洲和亚洲国家也有分布[1-2]。荞麦属于价值较高的经济作物,荞麦也是一种营养丰富的食品作物,被认为是“赋予生命的食品和保健品”,深受广大人民群众的欢迎[3-4]。自古以来,荞麦的食用方法多种多样,可以做成面条、烙饼、凉粉、搅团和麻食等各种美味。荞麦中的苦荞有很好的药用价值,可以作为茶直接饮用,茶色呈黄褐色,清亮透明,是糖尿病患者理想的保健饮品[5]。国内对荞麦化学成分的研究表明,蛋白质、脂肪、维生素和微量元素的含量高于水稻、谷子、玉米,还含有其他禾谷类作物中未发现的芦丁等黄酮类化合物。荞麦的蛋白质含量很高,荞麦面粉的蛋白质含量比水稻、小麦、玉米和高粱高10~15倍[6],且其蛋白质组成与一般作物不相同,含量最高的是水溶性清蛋白质(31.8%~42.3%),第二是盐溶性蛋白质(24.5%~26.1%),最低的是醇溶性蛋白质(1.7%~2.3%)[7]。水溶性清蛋白质和盐溶性蛋白质总蛋白质占到了50%以上,这与豆蛋白质的组成相似[8]。荞麦的矿物质含量也比较多,主要有钾、镁、铜、锌、铬、钙、锰和铁等并且其含量比禾谷类作物要高,除此之外还有硼、碘、钴、硒等微量元素[9],但影响其含量的因素比较多,如栽培品种和种植地区等。荞麦还具有较好的医疗保健价值,不但含有丰富的矿物质元素,而且在荞麦中含有的特殊生物活性物质,如芦丁,可以在很多方面起到作用,如维持毛细血管的抵抗能力,降低毛细血管的通透性,促进细胞的增生;荞麦中含有的维生素不仅可以降低血脂,扩张冠状动脉,使冠状动脉血流量增多,还可以治疗高血压和预防心脑血管疾病[10]。此外,荞麦中类黄酮化合物中槲皮酮及其糖苷具有抗炎、解渴、祛痰作用;含有的大量酮可以促进铁的吸收和利用,对治疗贫血比较有利。
生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料通常被称为缓释肥(SRFs),而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥(CRFs)。“缓释”是指化学物质养分释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率。缓释肥具有以下优点:一是肥料用量减少,利用率提高。缓释肥肥效比一般未包膜的肥料长30 d 以上,淋溶挥发损失较少,肥料用量比常规施肥可以减少10%~20%,能够达到节约成本的目的。二是施用方便,省工安全。可以与速效肥料配合作基肥一次性施用,施肥用工减少1/3左右,并且施用安全,防肥害。三是增产增收。施用后表现肥效稳长,后期不脱肥,抗病抗倒伏,增产5%以上。目前,缓释肥已经应用到了很多农作物和经济作物上,但是在荞麦种植上的研究应用报道还比较少。内蒙古乌兰察布地区土壤以栗褐土、棕钙土两大类为主,土层较厚,含有较多有机质,适宜种植荞麦。乌兰察布地区有着悠久的荞麦种植和食用历史,该地区荞麦外观完整,大小均匀,坚实饱满,富有光泽,品质优良,种植过程中一般施用有机肥比较多,但是关于缓释肥施用的报道目前较少。本试验探究不同缓释肥配施对荞麦产量和品质的影响,从而为缓释肥在荞麦种植中的推广提供依据。
本试验在乌兰察布市集宁师范学院园艺实训基地进行,该地区的土壤pH值为7.4,土壤有机质含量为2.3%,土壤为沙壤土,通透性好,排水良好。
荞麦品种为吉乌一号,缓释肥由山东金正大肥料公司生产,有机肥由深圳芭田生物工程有限公司生产。
本试验以有机肥为基肥,设置5个配施不同缓释肥处理,分别为T1、T2、T3、T4、CK(对照),具体施肥量见表1。每个处理设置3个重复,随机区组排列;然后对施肥后的荞麦叶片叶绿素含量进行测定;收获时测定荞麦产量以及可溶性糖、蛋白质、芦丁和总黄酮含量等各项品质指标。
表1 试验施肥用量
叶片叶绿素测定采用95%乙醇提取法,可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法,蛋白质含量采用Folin-酚试剂法,芦丁含量采用HPLC法;总黄酮含量测定采取HPLC法。
数据采用SPSS 18.0 软件进行统计分析,采用Excel 2010 软件绘图。
由图1可知,不同处理荞麦叶片的叶绿素含量呈现先增加后降低的趋势,其中,处理T4的叶片叶绿素含量最高,达到86.74 mg/g,比对照提高7.85 mg/g,增幅达到9.95%。方差分析表明,处理T4的叶片叶绿素含量与对照处理的叶绿素含量存在显著性差异(P<0.05),处理T3的叶片叶绿素含量也达到86.29 mg/g,高于对照9.38%,与对照的叶绿素含量存在显著性差异(P<0.05)。T2 处理和T1 处理的叶片叶绿素含量分别为80.34、82.12 mg/g,虽然比对照高1.83%和4.09%,但与对照无显著性差异(P>0.05)。
由图2可知,不同处理荞麦产量呈现先增加后降低的趋势,其中,处理T4的产量最高,达到1 587.0 kg/hm2,比对照的产量增加了19.17%,与对照相比存在显著性差异(P<0.05)。处理T3的产量为1 562.3 kg/hm2,比对照增加17.82%,与对照相比存在显著性差异(P<0.05)。处理T2的产量为1 425.1 kg/hm2,比对照提高了7.47%,与对照相比无显著性差异(P>0.05)。处理T1的产量为1 378.2 kg/hm2,比对照荞麦产量提高了3.93%,与对照相比无显著性差异(P>0.05)。在产量方面,4个处理和对照的荞麦产量呈现T4>T3>T2>T1>CK的趋势。
由表2可知,不同处理的叶片可溶性糖含量呈现先增加降低的趋势,其中,以处理T4的可溶性糖含量最高,达到3.32 mg/kg,比对照提高了1.03 mg/kg,增幅达到44.97%,与对照相比存在显著性差异(P<0.05)。处理T3的可溶性糖含量为3.18 mg/kg,高于对照38.86%,与对照相比存在显著性差异(P<0.05)。处理T1的可溶性糖含量为2.34 mg/kg,比对照要高2.18%,但与对照相比无显著性差异(P>0.05)。处理T3和处理T4的蛋白质含量最高,分别为28.7、28.3 mg/kg,比对照分别提高了33.48%和31.62%,与对照相比存在显著性差异(P<0.05)。处理T2 蛋白质含量也显著高于对照(P<0.05),但是处理T1的蛋白质含量与对照相比无显著性差异(P>0.05)。处理T4的芦丁含量最高,为4.91%,显著高于对照(P<0.05),其次为处理T3。处理T3的总黄酮含量为6.24%、处理T4为6.33%,均显著高于对照(P<0.05)。处理T2的芦丁含量和总黄酮含量也显著高于对照,处理T1的芦丁含量和总黄酮含量与对照无显著性差异(P>0.05)。
缓释肥是一种将肥料缓慢释放从而为植物生长提供源源不断养分的肥料。缓释肥目前已经应用到粮食、蔬菜、水果等作物生长方面,取得了较好的效果。张春明等[11]研究发现,小麦施用缓释肥后能减少10%氮肥用量或减少1次施肥,但对小麦产量及产量构成无明显影响。刘霞[12]研究证明,缓释肥可促进小麦长叶、发根、促蘖、壮苗,可明显增加千粒重。安江勇等[13]研究了施用缓释肥对5种玉米品种产量、生物性状、养分含量、吸收量和品质的影响,结果表明,金玉5号玉米的产量和钾含量最高。朱国梁等[14]研究发现,缓释肥处理较普通复合肥处理增加黄瓜产量8.0%~15.7%,可溶性蛋白质含量增加0.30 mg/kg,促进增收和改善品质效果显著。本研究中,不同的缓释肥配施对叶绿素含量影响呈现T4>T3>T2>T1>CK的趋势,在对荞麦产量指标影响方面,4个处理和对照产量呈现T4>T3>T2>T1>CK的趋势。在品质方面,对可溶性糖含量、芦丁含量和总黄酮含量呈现T4>T3>T2>T1>CK的趋势。由此可见,4种不同的缓释肥配施,以处理T3和处理T4 对叶绿素、荞麦产量以及可溶性糖、蛋白质、芦丁和总黄酮含量等荞麦品质的促进效果为最佳;在生产上考虑到缓释肥的价格,建议在生产上以处理4(缓释肥∶有机肥=1∶2)的比例进行配施,可以明显地提高荞麦的产量和改善荞麦的品质。
表2 不同缓释肥配施对荞麦品质的影响