摘要:结合十堰市茅苍术[Atractylodes lancea(Thunb.)DC.]种子种苗生产需求,以一年生茅苍术种子种苗为材料,开展不同叶面肥对种苗的生物量和干燥根茎苍术素含量的影响研究。结果表明,不同叶面肥均未能促进一年生茅苍术种苗植株增高,对须根长和须根数无显著影响,减少了地下根茎鲜重和干重,相对提高了干重占比,但显著提高了一年生茅苍术种苗根茎的苍术素含量。此外,尽管叶面肥采用尿素能够提高一年生茅苍术种苗的叶片生长,但叶面肥采用磷酸二氢钾和硝酸钾有利于提高一年生茅苍术种苗的苍术素积累,提高了品质,更有利于大田生产应用。
关键词:叶面肥;茅苍术[Atractylodes lancea(Thunb.)DC.];种苗;生物量;苍术素
中图分类号:S567.23 文献标识码:A
文章编号:0439-8114(2024)10-0115-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.10.021 开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Abstract: Based on the production demand of Atractylodes lancea (Thunb.)DC. seeds and seedlings in Shiyan City, a study was conducted on the effects of different foliar fertilizers on the biomass and dry rhizome atractylodin content of one-year Atractylodes lancea (Thunb.)DC. seeds and seedlings. The results showed that different foliar fertilizers didn’t promote the growth of one-year Atractylodes lancea (Thunb.)DC. seedlings, and had no significant effect on the length and quantity of fibrous roots. They reduced the fresh and dry weight of underground rhizomes and relatively increased the proportion of dry weight, but significantly increased the content of atractylodin in the rhizomes of one-year Atractylodes lancea (Thunb.)DC. seedlings. In addition, although using urea as foliar fertilizer could improve the leaf growth of one-year Atractylodes lancea (Thunb.)DC. seedlings, using potassium dihydrogen phosphate and potassium nitrate as foliar fertilizer was beneficial for increasing the accumulation of atractylodin and improving the quality of one-year Atractylodes lancea (Thunb.)DC. seedlings, which was more conducive to field pr2c014577c67605ea4fd762ea513d487boduction and application.
Key words: foliar fertilizer; Atractylodes lancea (Thunb.) DC.; seedlings; biomass; atractylodin
苍术是中国传统中药材,因富含苍术素、挥发油等药用成分[1],具有祛风散寒、降血糖、抗肿瘤等作用[1-3],在医药、农药、保健食品等多方面都有应用[1],市场需求量大。《中国药典(2020年版)》收录的菊科植物苍术分茅苍术[Atractylodes lancea(Thunb.)DC.]和北苍术[Atractylodes chinensis(DC.)Koidz.]两种[4]。其中,茅苍术为湖北省道地中药材,也是湖北省十大楚药之一。
然而,茅苍术在生产过程中易发生病害,也因多代繁殖,品质下降严重[5-7]。茅苍术块茎繁殖,成本高、风险大,近年来湖北省大多采用种子种苗进行繁殖,不仅能降低种植风险,还能提高品质和产量[8],这也是湖北省发展茅苍术种子种苗非常迅速的原因。但茅苍术种子种苗培育集中,生长缓慢,存在一定的竞争关系,需要追施一定的肥料才能促进茅苍术种子种苗的生长发育。马国珠等[9]通过不同氮素对一年生茅苍术光合特性和光合氮素利用效率的影响研究发现,施用硝态氮肥能改善茅苍术光能特性,提高氮素利用效率。张莉等[10]通过不同氮肥对一年生茅苍术自根苗的影响研究发现,一年生茅苍术自根苗硝态氮比酰胺态氮处理显著提高氮素吸收效率43.83%,且硝态氮肥处理更有利于茅苍术干物质积累、氮磷钾吸收及氮肥利用。夏蕴等[11]通过外源氯化钙对高温胁迫下二年生茅苍术种苗的影响研究表明,5~10 mmol/L的氯化钙溶液处理能有效减少茅苍术叶片黄化。然而,关于叶面肥对茅苍术种子种苗生物量、苍术素含量的影响研究很少报道。
鉴于此,结合湖北省十堰市郧西县茅苍术苍术素含量低的地方品种,开展不同叶面肥对一年生茅苍术种子种苗生物量、干物质和苍术素含量的影响研究,分析茅苍术种子种苗生长过程中对叶面肥的需求情况,以期为十堰市茅苍术种子种苗培育提供相关技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料来源
参试品种为十堰市郧西县安家乡当地茅苍术,种子来源于郧西县贵峰中药材专业合作社三年生茅苍术规范化培育基地。2022年12月10日按照8 kg/667 m2的标准均匀撒播,深度3~4 cm,厢面宽1 m,沟深25 cm,沟宽30 cm,底肥使用50 kg/667 m2的硫酸钾型三元复合肥(N-P2O5-K2O=14-16-15)。
1.2 试验设计
大田试验在十堰市郧西县安家乡神雾岭村郧西县贵峰中药材专业合作社苍术育苗基地进行,土壤pH 6.6。一年生苗采用的6种叶面肥及施用情况见表1,以不施肥为对照,试验每小区10 m2,每个处理重复3次,共设置21个小区。
1.3 含量测定
2023年6月20日进行地上农艺性状检测,每个处理每次随机采集9株。并于10月26日采收一年生茅苍术种苗地下根茎。10月27日至11月1日,将一年生苍术种苗地下根茎按照处理分开清洗,去除须根、烘干、粉碎(浙江省温岭市创力药材器械厂制造的密封型摇摆式粉碎机CLF-20C,成品细度50~300目)、过筛,装入4 cm×6 cm自封袋中,送至湖北省农业科学院中药材研究所检测苍术素含量,峰面积函数为Y = 0.010 2 x - 0.909 6,R2 = 0.993 9。
1.4 方差分析
试验数据运用Excel进行整理、制表,采用IBM SPSS Statistics 26软件比较平均值单因素ANOVA检验(P<0.05)分析,GraphPad Prism 9.2.0软件绘图。
2 结果与分析
2.1 茅苍术种苗茎叶的生长情况
一年生茅苍术种苗在喷施两次叶面肥后,与对照相比,未能促进植株增高,仅施用尿素叶面肥能显著促进一年生茅苍术种苗的叶长、叶片数增长,有机水溶肥的喷施明显导致一年生茅苍术植株高度和叶片宽度增长缓慢(图1)。此外,与对照相比,有机水溶肥处理显著抑制了一年生茅苍术种苗株高,抑制叶片横向生长,促进叶片数量增加,对叶片长度无显著影响;含氨基酸水溶肥、硝酸钾、矿物源黄腐酸钾和磷酸二氢钾4种叶面肥处理均对一年生茅苍术种苗叶长和叶宽无显著影响,抑制株高和促进叶片数增加均不显著,尤其矿物源黄腐酸钾对一年生茅苍术种苗叶片无显著影响。表明叶面肥尿素能有效促使茅苍术种苗生长发育,而其他叶面肥可能有助于茅苍术的物质积累或抗性,需要进一步研究。
2.2 茅苍术种苗地下须根的生长情况
茅苍术地下须根发达,抗旱能力强,且在土壤环境养分匮乏下生根较多[12]。然而,本试验发现,不同叶面肥的喷施对一年生茅苍术种苗须根长度和数量无显著影响(图2)。这可能是由于茅苍术地下须根本身较为发达,且土壤养分较高,一定量的叶面肥不足以影响茅苍术地下须根的生长发育。
2.3 茅苍术种苗地下根茎的产量情况
一年生茅苍术种苗在喷施叶面肥后,均未能显著提高地下根茎的鲜重和干重,而是不同程度降低了根茎的鲜重,影响了干物质的积累(图3)。其中,与对照相比,有机水溶肥处理显著延缓了一年生茅苍术种苗鲜重和干重的增加,含氨基酸水溶肥、硝酸钾、矿物源黄腐酸钾3种处理不同程度显著削弱了一年生茅苍术种苗鲜重和干重的增长,仅磷酸二氢钾处理对一年生茅苍术种苗鲜重和干重影响不明显。表明叶面肥的施用能有效改善一年生茅苍术种苗的根茎生长发育情况,从而影响大田生产及其效益。
2.4 茅苍术种苗地下根茎的干重占比情况
与对照相比,一年生茅苍术种苗在不同叶面肥的影响下,仅喷施YMF-1能促进干物质占比,YMF-3无显著影响,其余均降低了地下根茎干重占比(图4)。结合图3可知,不同叶面肥明显影响了一年生茅苍术地下根茎鲜重和干重产量,仅施用磷酸二氢钾叶面肥(YMF-6)有助于提高更多易挥发物质或水分等积累,其余叶面肥均未能显著促进一年生茅苍术鲜、干重增加,尤其是喷施尿素(YMF-1)。
2.5 茅苍术种苗地下根茎的苍术素含量情况
《中国药典(2020年版)》规定,茅苍术干燥品苍术素含量不得少于0.30%[4]。尽管一年生茅苍术种苗未能符合药典标准,但不同叶面肥的施用显著提高了一年生茅苍术种苗地下根茎干燥品的苍术素含量(图5)。说明叶面肥能显著提高茅苍术苍术素含量,在生产过程中适当喷施可提升茅苍术的品质。
3 小结
药用植物茅苍术药用成分含量[13,14]受环境条件影响,尤其是营养条件直接影响植物生长和物质积累[12]。然而,在茅苍术生产过程中,一些土壤肥力不能满足需求[15],大多采用氮磷钾肥来提高植物生长发育及有效成分合成与积累。王鑫晶等[16]的研究表明,一年生茅苍术施加氮磷钾肥有助于株高、光合作用以及根茎中可溶性糖含量增加。顾永华等[12]的研究表明,氮、磷、钾、镁、硫比例为 1∶1∶1∶2∶2浓度40%的营养液显著促进了茅苍术根茎生长。
试验结果表明,不同叶面肥的喷施未能促进一年生茅苍术种苗植株增高,对须根长、须根数无显著影响,降低了一年生茅苍术种苗根茎的鲜重,但显著提高了苍术素含量。这可能表明,试验基地的土壤肥力较充足,一定量的叶面肥不足以影响植物一些部位的生长发育,但能够改善植物有效成分的合成和积累,具体还需要进一步试验验证。
此外,尽管喷施叶面肥尿素促进了一年生茅苍术种苗的叶片长、叶宽、叶片数和干物质占比增长,但茅苍术种子种苗叶片增加过快,容易引起头重脚轻,从而出现倒苗、死苗现象,且提高一年生茅苍术种苗根茎的苍术素含量并不是最佳的。值得注意的是,叶面肥磷酸二氢钾、硝酸钾的喷施,尽管未能显著促进植物生物量的增加,但是能够最大程度提高苍术素含量。因此,在茅苍术一年生种子种苗培育过程中,建议少量或不用叶面喷施尿素,可结合实际条件喷施磷酸二氢钾和硝酸钾。
参考文献:
[1] 秦聪聪,杜沁圆,张义敏,等. 苍术挥发油化学成分及药理作用研究进展[J].中成药,2023,45(6):1944-1952.
[2] 姚 珊,张红瑞,周执西,等. 不同育苗措施对茅苍术种子萌发及幼苗生长的影响[J].浙江农业科学,2017,58(1):49-51.
[3] 曹令森,陈 飞,戴传超. 茅苍术与内生菌互作信号对其活性成分的影响[J].农业环境科学学报,2022,41(12):2831-2839.
[4] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典(2020年版)[M]. 北京:中国医药科技出版社,2020.
[5] 王 萌,瞿彩丽,张 燕,等. 茅苍术根际自毒物质鉴定及其对幼苗生长的影响[J].湖北中医药大学学报,2023,25(2):47-51.
[6] 柴学丽,孔雅婷,李永华,等. 茅苍术CYP736A12基因的克隆与生物信息学分析[J].时珍国医国药,2022,33(6):1467-1470.
[7] 张 莉,张艳玲,刘红云,等. 茅苍术林下种植模式对土壤养分及其根茎品质的影响[J].南方农业学报,2021,52(8):2117-2123.
[8] 魏引平,霍彬科,邰利强,等. 影响家种苍术品质的因素探讨[J].现代中医药,2021,41(1):26-30.
[9] 马国珠,张 莉,付国占,等. 不同氮素形态对茅苍术光合特性和光合氮素利用效率的影响[J].中国土壤与肥料,2023(8):184-189.
[10] 张 莉,马国珠,王 婧,等. 不同氮素形态对茅苍术生长和氮磷钾吸收的影响[J].北方园艺,2022(15):106-112.
[11] 夏 蕴,谷 巍,巢建国,等.外源氯化钙对高温胁迫下茅苍术生长生理指标及叶片关键酶基因表达的影响[J].南方农业学报,2020,51(2):267-274.
[12] 顾永华,冯 煦,夏 冰.营养条件对茅苍术生长与挥发油含量的影响[J].江苏农业科学,2008(5):133-138.
[13] 顾永华,冯 煦,夏 冰.光照强度对茅苍术根茎生物量及挥发油含量的影响[J].江苏农业科学,2008(4):148-151.
[14] 孙 金,翁丽丽,肖春萍.药用植物苍术挥发油合成及积累影响因素的研究进展[J].中药材,2021,44(5):1259-1265.
[15] 胡煜雯,巢建国,李孟洋.“3414”施肥方案对茅苍术产量与质量的影响[J].现代中药研究与实践,2017,31(4):1-4.
[16] 王鑫晶,黄日晴,王凤茹,等.苍术抗逆性的研究进展[J/OL].分子植物育种.1-11[2023-05-19]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.202305 19.1134.004.html.
收稿日期:2024-03-13
基金项目:湖北省第四批现代农业产业技术体系道地药材产业技术体系项目(2023HBSTX4-07)
作者简介:何亚慧(1981-),女(蒙古族),内蒙古宁城人,农艺师,博士,主要从事农作物栽培技术研究工作,(电话)15771097594(电子信箱)179117170@qq.com;通信作者,司海倩(1986-),女,农艺师,硕士,主要从事中药材育种与栽培工作,(电话)15346601717(电子信箱)836623914@qq.com。