高产和常规黄花菜品种的干物质和养分积累特性

王 峰，刘海天，俞巧钢，叶 静，何新华，周 杨，马军伟，*

(1.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.西南大学 资源环境学院，重庆 400715； 3.浙江省丽水市缙云县农业农村局，浙江 缙云 321400)

黄花菜()为百合科萱草属多年生宿根性草本植物，别名金针菜、萱草、忘忧草，具有“观为花，食为菜，用为药”的特点，是著名的观赏花卉，同时其花蕾又可鲜食或阴干后食用，且其根茎叶既可食用又可入药，有清热、消肿、健胃、通乳、安神等作用。因此，黄花菜受到很多人的喜爱。湖南、浙江、湖北、江苏、甘肃、陕西、四川为我国黄花菜的主产区。近年来，随着全国各地农业产业结构的调整和人们生活水平的不断提高，黄花菜的市场需求量逐年增大，市场价格不断上调，一些地方的黄花菜种植面积越来越大，逐渐发展成为一种独具特色的经济作物。

浙江省丽水市缙云县是黄花菜的原产地和主产区之一，已有700多年的栽培历史。黄花菜作为当地的地理标志产品，缙云全县种植面积近667 hm，居浙江省第一、全国第二位。2020年，缙云县黄花菜成品产量约2 800 t，产值超亿元，黄花菜产业已成为当地扶贫增收的重要途径之一。尽管近年来缙云黄花菜产业得到了稳步发展，但是在种植模式上当地依旧以传统习惯为主，黄花菜生产中的过量施肥现象十分普遍，不仅造成严重的资源浪费，还导致土壤肥力下降，土传病害发生增加，产量下降。如何科学合理地施肥已成为黄花菜产业发展过程中面临的重要问题。作物产量形成的养分需求量是指导施肥的关键参数，然而，关于黄花菜的营养特性，尤其是黄花菜的养分吸收和产量之间的关系等还鲜有报道。为此，本文拟对比高产和常规黄花菜品种在萌芽期、展叶期、抽薹期、萌蕾开花期、枯叶期和休眠期的干物质积累动态，以及氮、磷、钾、硫、钙、镁、锌、硼、钼、锰的含量变化和吸收动态特征，以期明确黄花菜产量与养分吸收之间的关系，为黄花菜高产栽培的养分管理和合理施肥等提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

田间试验于2020年3—11月在浙江省丽水市缙云县溶江乡黄花菜繁育基地(120.265 36°E，28.606 32°N，海拔450 m)进行。供试材料为缙云县推广种植面积较大的黄花菜普通品种实心(平均产量3 000 kg·hm)和高产品种207(平均产量4 125 kg·hm)。

试验地0～25 cm土层土壤的基本理化性状如下：有机质31.70 g·kg，总氮1.57 g·kg，有效磷33.2 mg kg，速效钾134.2 mg·kg，pH值5.88。

每个品种的试验田块大小为10 m×6 m，均设置3次重复。管理措施与当地农民习惯一致，每667 m施尿素[(N)≥46%]12 kg、过磷酸钙[(PO)≥12%]10 kg、硫酸钾[(KO)≥52%]6 kg作为苗肥，尿素30 kg、过磷酸钙10 kg、硫酸钾10 kg作为薹肥，普通商品有机肥[(N)≥3%，(PO)≥1.5%，(KO)≥1%]1 000 kg作为冬肥。上述肥料均由深圳市芭田生态工程股份有限公司生产。

1.2 指标测定

分别于萌芽期(budding stage，BUS，3月12日)、展叶期(leaf-expansion stage，LES，4月3日)、抽薹期(bolting stage，BOS，5月21日)、萌蕾开花期(budding and flowering stage，BFS，7月3日)、枯叶期(leaf withering stage，LWS，8月9日)和休眠期(dormancy stage，DS，11月11日)，在每个田块随机采集植株3株，作为生物学重复。在萌蕾开花期10～12 d采收花蕾，每天采收1次，后期隔天采收。将萌蕾开花期以前采集的植株分为根和地上部分，将萌蕾开花期及其之后采集的植株分为根、茎叶、花3个部分，测定干物质量和N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Mo、Mn、B含量。

干物质积累量测定：将样品置于105 ℃烘箱(DHG-9640A型，上海左乐仪器有限公司)中杀青30 min，70 ℃烘至恒重，记录样品干重。

元素含量分析：参考鲍士旦的方法进行。采用HClO对植物样品进行硝化，然后，采用靛酚蓝比色法(723N/723PC型可见分光光度计，上海光学仪器厂)测定N含量，采用钼酸铵比色法测定P含量，采用Sherwood M410基本型火焰光度计(英国Sherwood)测定K含量，采用Prodigy Spec型电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)(德国Teledyne)测定Ca、Mg、Mn、Zn、B、Mo含量，采用AA500型连续流动分析仪(德国SEAL)测定S含量。

1.3 数据分析

用植株不同部位的干物质积累量与相应元素含量的乘积表征某部位某元素的养分积累量，用某生长阶段节点养分积累量与上一生长阶段节点养分积累量的差作为该阶段的养分需求量。

对于萌蕾开花期及其之后采集的植株，仅将茎、叶2部分合称作地上部。

利用Microsoft Excel 2019软件整理数据，利用SPSS 19.0软件进行统计分析，利用Sigma Plot 10.0软件制图。

2 结果与分析

2.1 不同生育期黄花菜植株干物质积累动态

对于普通品种实心，其植株和地上部干重在萌蕾开花期达到最大值(图1)，而根干重在抽薹期达到最大值，根、地上部和植株的干物质积累速度均在展叶期到抽薹期最大。对于高产品种207，其植株、地上部和根干重均在萌蕾开花期达到最大值，且均显著(<0.05)高于实心(分别高出47.8%、37.1%和68.6%)。这说明，高产黄花菜品种具有较大的干物质积累量，尤其是根部具有干物质高积累的特点。这可能是由于其根可以持续发育到萌蕾开花期，而普通品种实心的根干重在抽薹期达到最大。同时，高产品种207的植株、地上部和根在展叶期到萌蕾开花期干物质积累速度较大，尤其是在抽薹期到萌蕾开花期干物质积累速度最大，于物质积累的速度和持续时间均大于普通品种实心。

BUS，萌芽期；LES，展叶期；BOS，抽薹期；BFS，萌蕾开花期；LWS，枯叶期；DS，休眠期。下同。BUS， Budding stage； LES， Leaf-expansion stage； BOS， Bolting stage； BFS， Budding and flowering stage； LWS， Leaf withering stage； DS， Dormancy stage. The same as below.图1 不同生育期黄花菜干物质积累量Fig.1 Dry matter accumulation of daylily at different growth periods

2.2 不同生育期黄花菜养分积累与需求特征

2.2.1 大量元素(N、P、K)

在各个生育期，黄花菜根和地上部的N、K含量均显著(<0.05)高于P(图2)。在萌芽期至抽薹期，两个品种的黄花菜根中N含量均显著(<0.05)高于K。在此期间，品种实心根中N、K含量逐渐下降，但是高产品种207根中N、K含量出现先升高再降低的趋势。从抽薹期至枯叶期，2 个品种根中N、K含量均升高，但高产品种207根中的K含量显著(<0.05)高于品种实心。在萌芽期到展叶期，2个品种地上部的N含量均表现为下降趋势，而K含量则表现为上升趋势，推测K对于维持展叶期后地上部的生长有着重要的作用。在展叶期至休眠期，2个品种地上部的K含量均高于N，这一现象在高产品种207中表现得更为明显，且其同时期的K含量亦显著(<0.05)高于实心，据此推测，K含量是维持黄花菜产量的关键。

在萌芽期至展叶期，2个品种黄花菜N的积累量均略高于K，而在展叶期后，K的积累量明显高于N，且在萌蕾开花期N、K积累量差异最大(图3)。高产品种207对N、P、K的需求量(即吸收量)大于普通品种实心(表1)。高产品种207整个生育期总的N、P、K吸收量之比为1.0∶0.25∶2.3；而普通品种实心整个生育期总的N、P、K吸收量之比为1.0∶0.24∶1.7。

对于普通品种实心：在萌芽期，N、K吸收量最大，分别占到整个生育期吸收量的86.44%和55.01%(表2)，而P的吸收量仅占整个生育期需求量的33.52%；P的吸收量在抽薹期最大，占整个生育期吸收量的54.81%。对于高产品种207：N、K、P的养分需求主要在萌蕾开花期之前，N在萌芽期、展叶期和抽薹期的吸收量分别占整个生育期吸收量的39.35%、24.28%、36.38%，K在萌芽期、展叶期和抽薹期的吸收量分别占整个生育期吸收量的19.32%、25.71%、54.97%，P在萌芽期、展叶期和抽薹期的吸收量分别占整个生育期吸收量的15.86%、14.15%、69.99%。由此可见，对于高产品种的栽培，应在抽薹期保证N、P、K的供应。

图2 不同生育期黄花菜根和地上部的氮、磷、钾含量Fig.2 N， K， P concentration in root and shoot of daylily at different growth periods

图3 不同生育期黄花菜对氮、磷、钾的积累量和需求量Fig.3 Accumulation and demand of N， K， P of daylily at different growth periods

表1 不同黄花菜品种全生育期对各养分的吸收总量

表2 黄花菜不同生育期的养分吸收特征

2.2.2 中量元素(S、Ca、Mg)

在各个生育期，2个品种黄花菜中Ca的含量均高于S和Mg(图4)。在萌芽期至抽薹期，2个品种黄花菜根中和普通品种实心的地上部Ca含量都呈现逐渐下降趋势；在抽薹期至枯叶期，2个品种黄花菜根和地上部的Ca含量均逐渐升高，尤其是高产品种207地上部的Ca含量大幅升高，推测Ca含量对维持高产品种地上部的生长具有重要作用。在2个品种的黄花菜中，根和地上部的S、Mg含量在不同生育期变化相对平稳。在萌芽期到展叶期，2个品种根和地上部的S含量略高于Mg，展叶期后，根中二者含量相当，但地上部的Mg含量要高于S。

从2个品种黄花菜全生育期的养分积累量来看，Ca的积累量要高于S和Mg，且高产品种207对S、Ca、Mg的需求量要大于普通品种实心(表1)。总的来看，在萌芽期至萌蕾开花期，2个品种黄花菜的S、Ca、Mg积累量增大，但萌蕾开花期后，S、Ca、Mg的积累量降低(图5)。高产品种207整个生育期总的S、Ca、Mg吸收量之比为1.0∶11.5∶1.8；而普通品种实心整个生育期总的S、Ca、Mg吸收量之比为1.0∶5.5∶1.0。

对于普通品种实心：在萌芽期，S和Ca的吸收量最大，分别占到整个生育期吸收量的85.08%和45.72%，Mg在该时期的吸收量占整个生育期吸收量的27.83%；在展叶期，Mg的吸收量最大，占整个生育期吸收量的62.08%。对于高产品种207：S、Ca、Mg的吸收主要在萌蕾开花期之前，S在萌芽期、展叶期和抽薹期的吸收量分别占整个生育期吸收量的38.98%、18.28%、42.74%，Ca在萌芽期、展叶期和抽薹期的吸收量分别占整个生育期吸收量的4.97%、30.68%、64.35%，Mg在萌芽期、展叶期和抽薹期的吸收量分别占整个生育期吸收量的8.35%、25.72%、65.93%。由此可知，对于高产品种207，在抽薹期后要保证Ca和Mg的供应。

2.2.3 微量元素(Zn、B、Mo、Mn)

黄花菜根和地上部的Zn、B、Mo、Mn含量在不同生育期差异明显(表3)。供试的2个黄花菜品种根中Zn含量均在展叶期最高，且高产品种207根中的Zn含量要高于同一时期的普通品种实心。高产品种207地上部的Zn含量在萌芽期和展叶期最高，至抽薹期后大幅下降，而普通品种实心地上部的Zn含量在抽薹期后的变化幅度要小于高产品种207。供试的2个黄花菜品种的B含量在整个生育期内变化幅度较小。普通品种实心根中Mo含量在展叶期最高，地上部Mo含量在枯叶期和休眠期较高；而高产品种207根和地上部Mo含量均在枯叶期和休眠期较高。高产品种207根中Mn含量在展叶期和抽薹期较高，地上部Mn含量在展叶期最高，而普通品种实心根中Mn含量在萌芽期较高，地上部Mn含量在抽薹期较高。

图4 不同生育期黄花菜根和地上部的硫、钙、镁含量Fig.4 S， Ca， Mg concentration in root and shoot of daylily at different growth periods

图5 不同生育期黄花菜对硫、钙、镁的积累量和需求量Fig.5 Accumulation and demand of S， Ca， Mg of daylily at different growth periods

高产品种207对Zn、B、Mo、Mn的积累量要大于普通品种实心。总的来看，2个品种的黄花菜对Zn、B、Mo、Mn的吸收集中在萌芽期—抽薹期，普通品种实心在休眠期吸收少量的Zn和B。对于黄花菜品种实心和207来说，其对Zn的吸收分别在萌芽期和抽薹期达到最大，分别占到整个生育期吸收量的45.04%和45.49%。品种实心对B和Mo的吸收量在展叶期最大，分别占到整个生育期吸收量的42.44%和53.67%； 品种207对B和Mo的吸收量在抽薹期最大，分别占到整个生育期吸收量的63.28%和77.30%。品种实心对Mn的吸收量在展叶期最大，占到整个生育期吸收量的86.70%；品种207对Mn的吸收量在抽薹期最大，占到整个生育期吸收量的46.18%。

2.3 黄花菜花中养分的积累情况

黄花菜的花为其主要可食用部分，养分在花中的积累特征对于指导施肥具有重要参考意义。高产品种207花中N、K、P、S、Ca、Mg、Zn、B、Mn的积累量均显著(<0.05)高于普通品种实心(表4)。

对于普通品种实心，其花中N、K、P、Mg、B、Mo积累量占全株的比例要显著(<0.05)高于高产品种207，而花中Ca、Mn积累量占全株的比例要显著(<0.05)低于高产品种207。

3 讨论

探究植物的养分吸收规律是指导合理施肥和获得高产的基础。分析黄花菜对不同营养元素的吸收和需求规律，及干物质动态积累规律，可以为科学制定黄花菜肥料配方、确定合理采收期提供理论依据，是提高黄花菜产量与品质的关键技术参数之一。

本研究选用黄花菜普通品种实心和高产品种207作为试验材料，结果表明，2个品种在干物质积累方面存在差异，高产品种207的干物质积累明显高于品种实心，2个品种的干物质积累量均在萌蕾开花期达到最大，但普通品种实心的根系干物质积累量在抽薹期达到最大，表明高产品种207具有更长的根系发育时间。更多的干物质积累是实现高产的物质基础，而且根系发育和维持功能的时间对于作物高产亦具有重要作用。高产品种207对N、P、K的需求量大于普通品种实心，并表现出显著的高积累钾的特性。有研究表明，追施钾肥可提高黄花菜植株的抗性，增加花蕾数，提高成蕾率，增加产量，提高品质。这可能与钾能促进蛋白质的合成，以及促进糖和淀粉的合成和运输有关。普通品种实心，在萌芽期对N和K的需求量最大，在抽薹期对P的需求量最大；高产品种207，在萌芽期、展叶期和抽薹期始终对N、P、K具有比较大的需求，表明其在营养生长阶段具有较强和较稳定的养分吸收能力，有利于为之后的生殖生长打下物质基础，从而保证高产。

表3 不同生育期黄花菜根和地上部的Zn、B、Mo、Mn含量

表4 黄花菜花中各元素的积累情况

两个品种的黄花菜在萌芽期至萌蕾开花期，S、Ca、Mg的积累量总体增大，萌蕾开花期后，S、Ca、Mg的积累量降低。高产品种207对S、Ca、Mg的需求量大于普通品种实心。对于高产品种207，Ca和Mg的需求在抽薹期最大。Ca在维持细胞膜结构的稳定性、维持细胞壁结构和植物体内信号转导过程中具有重要作用，Mg在光合作用、碳水化合物合成与转运、蛋白质合成、酶活性，以及维持细胞膜完整性等方面具有重要作用。因此，对于高产品种来说，在抽薹期应保证Ca和Mg的供应。

对于黄花菜品种实心和207，Zn的需求量分别在萌芽期和抽薹期最大；对于普通品种实心，B和Mo的需求量在展叶期最大；对于高产品种207，B和Mo的需求量在抽薹期最大。B有促进碳水化合物运输和蛋白质合成、影响生殖器官的形成等功能；Mo对植物的氮代谢和光合作用有影响，可增强植物的抗病能力。高产品种207对Zn、B、Mo、Mn的需求量大于普通品种实心。对于2个品种的黄花菜来说，其对微量元素Zn、B、Mo、Mn的吸收主要集中在萌芽期—抽薹期，但普通品种实心在休眠期亦会吸收少量的Zn和B。

黄花菜常以6—8月盛花期分批采取的大花蕾或刚开的鲜花经脱水干制后的成品为食部，因其含有天冬素、蒽醌和甾体化合物而具有医疗保健作用。高产品种207花中N、K、P、S、Ca、Mg、Zn、B、Mn的积累量均高于普通品种实心，尤其是Ca和Mn，分别高出511.9%和535.8%。因此，在黄花菜的生产过程中应注意对土壤钙和锰的补充。