不同有机肥与氮素配施对婺源皇菊产量及品质的影响

刘建廷,刘 爽,樊永信,薛光山,李 晨,朱翠英*

1.山东农业大学园艺科学与工程学院,山东 泰安 271018

2.商河县农业农村局,山东 济南 370126

‘婺源皇菊’(Chrysanthemum morifoliumRamat.)也叫‘晓起皇菊’，按花瓣颜色分类，属于黄菊的一种[1]，富含叶黄素、锌、硒、黄酮等多种营养物质，具有较高的保健价值。‘婺源皇菊’中总酚、类黄酮、维生素C 等有效抗氧化成分的含量决定着菊花功能性的品质，菊花品质与产量共同决定着产值的大小，而品质与产量间却存在一定矛盾。施用有机肥能够增加作物产量并改善作物品质[2,3]。也有研究表明，有机质含量不是越高对植株的生长越有利，而是存在阈值，因为土壤有机质过高，造成植株过旺生长，容易受到干旱的胁迫[4]，施用氮素可提高野菊花的株高、分枝数、单株鲜花和干花产量，但过高的施氮量不利于产量进一步提升[5]。有机肥与氮肥的施加能够显著提升作物产量，同时对品质产生一定影响，但不同的施用量影响效果不同。氮肥过量时，产量增加幅度降低甚至出现减产，品质也会显著降低，影响经济效益。在生产上也存在单独施用有机肥而忽视氮肥施加，致使产量较低的情况。在‘婺源皇菊’生产中，存在施肥量与种类不确定、单施有机肥而忽视化学肥料的现象。有机肥虽然营养成分丰富、肥效长，但不能完全取代化学肥料的速效性及高效性；氮肥对产量的提升则需要合理控制其施用量，才会获得较高的生产效益。

在本试验中，通过设置不同有机肥与氮素配施量，在花期测定生长量、干物质积累量、菊花产量及品质等相关指标，探寻提高产量并保证品质的最佳施肥配比，为生产上茶用菊的合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料处理

本试验于2018年7月至2020年1月在山东农业大学园艺实验站进行。试验地地处泰安市（东经116°20′-117°59′，北纬35°38′-36°28′），属于温带季风气候区，雨热同季，年平均气温13.0 ℃。试验材料为‘婺源皇菊’，土壤为园艺实验站壤土，土壤碱解氮含量为107.25 mg·kg-1，速效磷含量为3.22 mg·kg-1，速效钾含量为70.23 mg·g-1，pH 7.35，有机质含量1.60%。

本试验所用有机肥由羊粪发酵而成，有机质含量16.24%。设置0 kg·667m-2、500 kg·667m-2、1000 kg·667m-2三个梯度，分别记为L、M和H。在此有机肥基础上每千克土分别施氮素0 g、0.20 g、0.35 g、0.50 g，记为N0，N1，N2，N3，四个梯度，氮素以尿素供给。即共有12个处理：LN0，MN0，HN0，LN1，MN1，HN1，LN2，MN2，HN2，LN3，MN3，HN3，以LN0为对照，见表1。选用直径约22 cm、高度20 cm的普通瓦盆，每盆装土4 kg，每个处理各22盆，每盆定植1株同一批次根系发育良好的‘婺源皇菊’扦插苗，盆底排水孔垫碎瓦片，防止土壤流失及根系下扎，并将盆半埋于地下，稳定其盆内环境，以防忽干忽湿，影响生长发育。其它条件统一常规管理，保证菊花正常生长。

表1 试验设计Table 1 Test design

7月22日定植，定植前一次性施入有机肥。定植缓苗一周后施入氮素总量的1/2，同时每千克土施磷肥（P2O5）0.2 g、钾肥（K2O）0.3 g，分别以Ca(H2PO4)2、K2SO4施加。分枝期、花芽分化期分别施入氮素总量的1/4。花期（11月）测定相关指标。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 花期菊花产量测定 进入花期后，测量记录一水花、二水花、三水花的花朵数量及总数量。

1.2.2 菊花类黄酮、总酚、维生素C含量测定 利用甲醇溶液从果实中提取总酚物质和类黄酮，在紫外分光光度计下测定其吸光值，测定方法参考《果蔬采后生理生化实验指导》[6]。称取0.3 g菊花花瓣鲜样，加入少许已经预冷的1%HCl-甲醇溶液，在冰浴条件下研磨成匀浆后，倒入10 mL刻度试管中，用1%HCl-甲醇溶液冲洗研钵，一并转移到试管中，定容至刻度，混匀后在4 ℃避光条件下提取20 min，期间摇动数次，然后过滤收集滤液待用。用1%HCl-甲醇溶液做空白参比调零，在280 nm测定吸光度值计算总酚含量，在325 nm测定溶液的吸光度值计算类黄酮含量。2,4-二硝基苯肼比色法测定维生素C含量[7]。

1.2.3 植株生长量测定 各处理随机选取3株菊花并标记好，在营养生长期、花芽分化期、花期分别用米尺、游标卡尺测量植株高度、近地处主茎粗度、叶长度、叶宽度、叶柄长度等指标。

1.2.4 植株各部位干物质及氮、磷、钾含量测定 在花期，各处理随机选取3株植株，整株取样，根、茎、叶和花分别称重，在105 ℃条件下杀青0.5 h后，在80 ℃条件下烘干至恒重，并分别称重记录。称取植株花朵干样0.2 g，采用H2SO4-H2O2法进行联合消煮。半微量凯氏定氮法蒸馏测总氮含量[8]全磷和全钾含量分别用钼锑抗比色法和火焰光度计法测定[9]。

1.3 数据处理

采用Excel GrapHPad Prism对数据进行整理并作图，采用SPSS 19.0软件对数据进行差异显著性分析，用LSD检测各处理之间多重比较及显著性水平（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 有机肥和氮素配施对菊花产量的影响

2.1.1 菊花单株产量 由图1可知，不同处理对菊花单株产量影响较为显著。施氮量相同时，有机肥施用量的增加，显著提高了单株产量。有机肥施用量相同时，单株产量随氮素施用量的增加呈先升后降趋势。其中，HN2、HN3、MN2处理单株产量较高，分别为145朵、142朵株、139朵，显著高于其它处理。表明有机肥与氮素合理配施可以显著提高‘婺源皇菊’产量，但当氮素用量过大时，菊花产量增加幅度减小。

图1 不同处理对菊花单株产量的影响Fig.1 Effect of different treatments on the yield per plant of Chrysanthemum

2.1.2 菊花产量时间分布 菊花采收依时间先后分为一水花、二水花和三水花，三次完成采收，且质量会依次下降，特别是三水花，花朵较小、畸形率较高。由图2可知，MN2、HN3、HN2、MN3的一水花单株产量依次为59朵、58朵、56朵、53朵，显著高于其它处理。HN2的三水花单株产量显著高于其它三组，为51朵；MN3的总产量显著低于其它三组。综合总产量和一、二水花占比情况，HN3、MN2这两个处理均为较佳处理。

图2 不同处理对菊花产量时间分布的影响Fig.2 Effect of different treatments on temporal distribution of yield of Chrysanthemum

2.2 有机肥和氮肥配施对花朵中维生素C 含量的影响

由图3 可知，施氮量相同时，有机肥的施用不同程度地提高了菊花花朵中Vc 含量。有机肥施用量相同时，增加氮素施用量后，L 处理组Vc 含量先上升后下降，H、M 处理组Vc 含量均呈降低趋势，其中HN0、HN1、HN2 处理菊花花朵中Vc 含量较高，分别为2.27 mg·kg-1、2.17 mg·kg-1、1.93 mg·kg-1，但无显著差异。表明在本试验中，有机肥的施用能提高菊花花朵中Vc 含量，而氮素施用量的增加对菊花花朵中Vc 含量影响不显著。

图3 不同处理对菊花中维生素C 含量的影响Fig.3 Effects of different treatments on vitamin C content in chrysanthemum flower

2.3 有机肥和氮肥配施对花朵中总酚、类黄酮含量的影响

总酚、类黄酮是菊花中重要的有效抗氧化成分，由图4 可知，菊花花朵中总酚、类黄酮含量随有机肥与氮素的增加呈上升趋势，其中MN3 处理菊花花朵中总酚、类黄酮含量均最高，分别为1152.22 OD·g-1、1610.00 OD·g-1。表明在本试验中，有机肥与氮素施用量对菊花花朵中总酚、类黄酮含量略有提高，未达到显著性差异水平。

图4 不同处理对菊花中总酚、类黄酮含量的影响Fig.4 Effects of different treatments on the contents of total phenol and flavonoid in chrysanthemum flowers

2.4 有机肥和氮肥配施对花期植株生长量及干物质的影响

2.4.1 植株生长量 由表2可知，在花期，有机肥与氮素的施加不同程度的增加了株高，其中HN3、MN3处理的株高较高分别为74.13 cm、72.5 cm与对照（LN0）的63.43 cm差异显著；有机肥与氮素的施加增大了茎粗，其中MN3处理最大，为11.12 mm，显著高于对照，但处理间差异不显著；相较于对照，有机肥与氮素的施加对叶长、叶宽、叶柄长均有不同程度的增加。

表2 不同处理对花期植株生长量的影响Table 2 Effects of different treatments on plant growth at florescence

2.4.2 植株干物质积累量 植株生长发育是整体的、完整的过程，根、茎、叶、花各部位间密切相关。对花期植株各部位干物质积累量进行测定，以观察不同处理对菊花植株各部位生长状况的影响。

由表3 可知，在花期，有机肥与氮素配施能够显著增加根部的干物质积累量，其中HN3、MN2处理根部干物质积累量最大，每株分别为10.54 g、9.94 g，显著高于其它处理。有机肥与氮素配施能够显著增加茎部的干物质积累量，其中HN3 处理茎部干物质积累量最大，为41.51 g 每株，其次为MN2、MN3，每株分别为36.43 g、36.31 g，显著高于其它处理。有机肥与氮素配施能够显著增加叶部的干物质积累量，其中HN2 处理叶部干物质积累量最大，为17.62 g 每株，其次为HN3、MN2，每株分别为16.27 g、16.05 g，显著高于其它处理。花部作为经济产物，其干物质积累量直接影响着产量的多少。有机肥与氮素配施能够显著增加花部干物质积累量，其中MN2、HN2 处理花部干物质积累量较大，每株分别为25.59 g、25.23 g，显著高于其它处理。有机肥与氮素配施能够显著提高植株各部位干物质积累量，但过量的氮素导致花部干物质积累量提高幅度减小。

表3 不同处理对花期菊花植株各部位干物质积累量的影响Table 3 Effects of different treatments on dry matter distribution in different parts of florescence Chrysanthemum

2.5 有机肥和氮素配施对花朵矿质元素含量的影响

氮是植物生长的必需养分，是植物体内蛋白质、核酸和叶绿素的组成成分，对植株生长发育影响十分明显。磷是细胞的组成元素，在体内参与光合作用、细胞分裂、细胞增大等过程。钾在植物体内保证各种代谢的顺利进行，具有促进植株生长、增强抗病虫害和抗倒伏等功能。在菊花植株生长发育过程中，不断吸收积累营养元素，供给自身的生长发育所用。

从表4 中可以看出，HN2 处理的花朵全氮含量最高，为57.71 mg·g-1，显著高于其它处理。表明在花期时，有机肥H 与氮素N2 配施处理较利于花朵全氮含量的提高。MN0、HN0、LN0 处理的花朵全磷含量较高，分别为1.48 mg·g-1、1.46 mg·g-1、1.39 mg·g-1，显著高于其它处理，但其它处理间差异不显著。表明在花期有机肥与低氮素量配施较利于花朵全磷含量的提高。HN0、MN0 处理的全钾含量最高，分别为11.35 mg·kg-1、11.23 mg·kg-1。表明在花期，H、M 有机肥与低氮素施加量配施较利于花朵全钾含量的提高。

表4 不同处理对花朵矿质元素含量的影响Table 4 Effects of different treatments on the content of mineral elements in flower

3 讨论

3.1 有机肥与氮肥配施可以不同程度提高菊花的产量和品质

有机肥富含大量有益物质，包括多种有机酸、肽类以及氮、磷、钾等，肥效长，常作为基肥施用，在改良土壤、培肥地力方面效果显著，但有机肥见效较慢，单独施用会降低作物前期的生产力[10]。氮是植株生长发育必需的营养元素，氮肥见效快，但肥效短，与有机肥配合使用对于提高作物产量、改善作物品质有重要作用。

在本试验中，菊花产量随有机肥的施入显著增加，随施氮量的增加呈先升高后降低趋势，两者配施可以不同程度地提高菊花的单株产量。其中HN2、HN3、MN2 处理的单株产量显著高于其它处理。可能是因为有机肥与氮素的施加提高了土壤矿质营养元素的含量，增加了植株氮、磷、钾的含量，提高了植株干物质积累量，从而提高了产量。菊花中总酚、类黄酮含量随有机肥与氮素的施加呈上升趋势，但差异不显著，表明有机肥与氮素的配施使得氮含量在植物体内处于较适宜状态，从而同时实现产量的提高与品质的改善。表现较好的HN2、HN3、MN2 三个处理中，HN2 虽然产量最高，但质量较差的三水花占比显著高于其它两组，HN3 和MN2 无显著差异，结合生产成本与“减肥”政策，MN2 处理即有机肥500 kg·667m-2与每千克土0.35 g 氮素配施，更适宜‘婺源皇菊’的生产。

3.2 有机肥与氮肥配施有利于菊花的生长

菊花生长状况由多个方面组成，地上部的茎、叶、花等的生长状况均是其重要组成部分。茎起到运输、支撑的作用，菊花在分枝顶部开放，茎的生长也就影响了花的产量；叶是光合作用的主要部位，为全株的生长提供光合产物；花是最终经济产物，其干物质积累量是最终产量的决定因素之一。有机肥可以促进菊花植株的生长，氮素的适量施用能提升菊花的产量，但产量增加到一定程度后，氮素施加量再增加，菊花产量出现降低现象[11]。在本试验中，不同有机肥与氮素配施增加了花期株高、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长，并显著提高了根、茎、叶、花部位干物质积累量。HN3、MN2处理根部干物质积累量较高，MN2、HN3、HN2 处理茎、叶、花部干物质积累量显著高于其它处理。这是因为有机肥与氮素配施协调了土壤供氮状况和作物需氮之间的矛盾，为植株提供了适宜的养分，不同程度地促进了植株的生长[12]。综合效果以MN2 处理即有机肥500 kg·667m-2与每千克土0.35 g氮素配施，较利于植株的生长。

4 结论

有机肥与氮素的配施不同程度地提高了土壤碱解氮、速效磷、速效钾的含量，促进了‘婺源皇菊’植株的生长，提高了植株干物质的积累量，显著提高了菊花产量，且在产量提高的同时菊花品质未见显著下降。综合效果以MN2 处理即有机肥500 kg·667m-2与每千克土0.35 g 氮素配施最佳。