李 丽 ,王富胜 ,汪淑霞 ,杨荣洲 *,潘晓春 ,王兴政 ,朱田田
(1.定西市农业科学研究院,甘肃 定西 743000;2.甘肃中医药大学,甘肃 兰州 730000)
氮、磷、钾等元素是植物体重要的结构物质,是植物体维持生命的基本矿质营养元素。氮、磷、钾肥是农业生产中最基本的肥料种类,但不合理的施用会造成地下水污染、土壤硝酸盐积累、农产品产量和品质下降等问题[1-2]。当归为伞形科多年生草本植物,其根是常用的大宗药材之一,具有调节机体免疫力、抗缺氧、抑菌、护肤等用途[3]。由于独特的自然资源优势和悠久的栽培历史,产于定西市南部高寒阴湿生态区岷县、渭源、漳县等地的当归,素以“岷归”而闻名天下[4]。定西市岷归种植面积占全国的80%,占国际药材市场的90%,但在岷归主栽区氮、磷、钾肥不规律施用和用量的盈亏使其产量和品质受到严重影响,施肥水平亟待尽快提升。有研究认为,氮、磷、钾肥的合理施用可显著促进当归的生长,提高当归的根鲜重和根系分枝数[5]。而不断探索和总结科学施肥新技术是促进当归产业进步的基础。为此,本试验以岷归6 号为供试材料,研究氮磷钾不同比例配施对当归生产效应的影响,以期为当归氮磷钾肥的合理施用提供参考与借鉴。
供试当归品种为岷归6 号,种苗单株平均重1.1 g,主根长14.5 cm,芦茎粗2.3 mm,平均侧根数0.2 枚/株,种苗品相健壮[6],均为1 级苗,种苗由定西市农业科学研究院中药材研究所提供。供试肥料:氮肥为尿素(含N 46%),由兰州化肥厂生产;磷肥为磷酸二铵(含N 18%、P2O546%),由金昌奔马化工厂生产;钾肥为硫酸钾(含K2O 50%),由格尔木化工厂生产。
1.2.1 试验设计 试验设置在渭源县会川镇绵柳坪村下葱沟社的旱梯田地上,试验区气候条件:海拔2 456 m,属高寒阴湿生态区,年降雨量615 mm,日照时数1 780 h,年均气温为5.9 ℃。供试土壤为耕种黑麻土(0~30 cm 耕作层基本理化性质见表1),质地中壤,肥力基本均匀。试验地周围环境条件良好,标准符合试验用地。
表1 试验地土壤基本理化性质
试验采用单因素随机区组法设计,不同比例的氮磷钾肥配施处理如下,T1:N∶P2O5∶K2O=1∶1∶0.5;T2:N ∶P2O5∶K2O=1 ∶1.5 ∶0.5;T3:N ∶P2O5 ∶ K2O=1∶0.7∶0.5;T4:不施肥作为对照(CK),施肥量均为450 kg/hm2,肥料全部基施。小区面积15 m(2长5 m、宽3 m)。种苗平作栽培,平均行距50 cm,株距10 cm,各小区植苗300 株。用50%多菌灵可湿性粉剂22.5 kg/hm2对土壤进行消毒处理,各小区在全生育期田间管理一致。
1.2.2 观测记载 于2020 年9 月5 日测定植株株高、开展度、叶片数、叶柄粗度及叶片病害发病率等地上部主要性状,于采挖期(10 月24 日)各小区取样10 株,测定其地下部根系鲜重、主根长、芦茎粗等指标,并调查根病发病率和病情指数。产量以各小区实际收获的鲜根量计算。
1.2.3 数据分析 试验数据采用DPS 9.50 软件和Excel 2007 进行统计分析。
在移栽密度和田间管理一致的条件下,不同比例的氮、磷、钾配施后各处理当归的返青率为90.5%~93.7%,其中,T1(N∶P2O5∶K2O=1∶1∶0.5)当归返青率最高,较T4(CK)提高了3.2 个百分点。T4(CK)当归株高最高,为 31.9 cm;T3(N∶P2O5∶K2O=1∶0.7∶0.5)当归植株开展度最大,为46.5 cm。叶片数和叶柄粗也是衡量植物生长状态的重要指标,氮磷钾配施处理后,当归的叶片数和叶柄粗分别为 3.7~4.7 枚 / 株、49.4~55.2 mm。其中,T2(N∶P2O5∶K2O= 1∶1.5∶0.5)叶片数最多,为4.7枚 /株,叶柄粗最粗,为 55.2 mm,较 T4(CK)多 1.0枚/株、粗5.8 mm。当归褐斑病主要会对叶片造成不同程度的损伤,试验结果表明:氮磷钾肥的施肥配比不同,叶片病害的发病程度也不同,其中T2(N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶0.5)发病最轻,发病率和病情指数分别较 T4(CK)降低了 13.5 个百分点和 20(表 2)。
表2 氮磷钾不同配比对当归主要农艺性状的影响
由表 3 可知,T3(N∶P2O5∶K2O=1∶0.7∶0.5)的单株平均鲜根重(58.0 g)和芦头径粗(23.7 mm)最大,较 T4(CK)分别增加了 20.0 g/ 株、5.8 mm。氮磷钾配施对当归主根长的影响以T2(N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶0.5)最长,较 T4(CK)长 2.2 cm。不同比例氮、磷、钾配施对当归根部发病程度的影响不同。研究结果表明:T1(N∶P2O5∶K2O=1∶1∶0.5)当归的根部发病率 / 病情指数(30.8/23.1)最低,低于 T4(CK)12.1个百分点 /10.2,而 T2(N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶0.5)当归的根部发病率较T4(CK)有所增加,可见增加磷肥的施用量会提高当归根部麻口病、根腐病和水烂病的发病率。
由表3 可知,氮磷钾配施的比例不同,对当归产量的影响亦不同。其中,T3(N∶P2O5∶K2O=1∶0.7∶0.5)的当归折合产量最高,较T4(CK)增产53.6%。多重比较结果表明:处理间F=5.953,检验值F0.05(3,6)=5.953*,增产效果达显著水平。为比较处理间的真实差异,应用新复极差法进行多重比较(表4)。由表4 可知,T3(N ∶P2O5∶K2O=1 ∶0.7 ∶0.5) 和 T2 (N ∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶0.5)的产量较 T4(CK)均达显著水平,其中 T1(N∶P2O5∶K2O=1∶1∶0.5)的产量在 0.01 水平上较T4(CK)达显著水平(P<0.05)。综合比较可知,T3(N∶P2O5∶K2O=1∶0.7∶0.5)的产量位居第一,增产效果显著,是当归丰产栽培中的最优配比。
表3 氮磷钾配施对当归产量和根系综合性状的影响
表4 施肥处理间多重检验结果
根据经济纯收益=鲜当归统货产量×现时统货单价-肥料投资成本;投资收益率=经济纯效益÷投资成本计算(表5)。氮磷钾肥料配施处理后当归经济纯收益相差6 246.45 元/hm2,其中T1(N∶P2O5∶K2O=1∶1∶0.5)的处理经济纯收益最高,为70 326.90 元 /hm2。
表5 肥料配比对当归经济效益影响
合理施肥是实现中药材高产、稳产的一个重要措施,也是促进药用植物有效成分积累的重要手段[7],尤其是以根和根茎类入药的中药材,在生长阶段需要从外界环境吸收大量的矿质营养和有机物,有利于药用部位药效成分的合成和积累。有研究表明:氮磷钾合理配施能有效地减轻当归病虫害的侵害[8],而氮磷钾比例失调会造成当归产生烂根现象[9]。本研究结果表明:氮磷钾肥对当归主要农艺性状影响效果显著,增施磷肥亦可减轻当归叶片的病害程度,但对根部病害却有相反的作用,这与汤宏[10]等的研究结果相似,即磷肥可降低烟草生育期内的病害发病率结果一致,而对当归根部病害程度的影响,究其原因可能与磷肥施用过量[11-12]、种苗及当归生长环境等因素有关。
一般认为,氮、磷、钾合理施用可提高作物产量。已有研究表明:氮磷钾合理配施可提高桔梗[13]、白头翁[14]、柴胡[15]等中药材的产量,与本研究结果一致。在当归种植中,在单位面积施肥量确定的前提下,元素间的配比显著地影响其单位面积产量、施肥效益和经济收益率。肥料合理配比可以平衡作物生长过程中“源”与“库”的关系,促进作物提高目标产量。
在当归高效栽培过程中,施纯量氮磷钾450 kg/hm2,同时要求 N∶P2O5∶K2O=1∶1∶0.5,即施纯 N 180 kg/hm2、P2O5180 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2的施肥方案增产效果最为显著,经济纯收益最高,为70 326.90 元/hm2。建议在当归种植中应用推广这一优化施肥方案。