不同鈣肥施用量對(duì)烏拉爾甘草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

張清云， 王寧庚， 楊朝霞， 劉 華， 李 明

(1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院 荒漠化治理研究所， 寧夏 銀川 750002;

2.寧夏回族自治區(qū)鹽池縣林業(yè)局, 寧夏 鹽池 751500; 3寧夏回族自治區(qū)鹽池縣科技局, 寧夏 鹽池 751500)

不同鈣肥施用量對(duì)烏拉爾甘草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

張清云1， 王寧庚2， 楊朝霞3， 劉 華1， 李 明1

(1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院 荒漠化治理研究所， 寧夏 銀川 750002;

2.寧夏回族自治區(qū)鹽池縣林業(yè)局, 寧夏 鹽池 751500; 3寧夏回族自治區(qū)鹽池縣科技局, 寧夏 鹽池 751500)

摘要：[目的] 通過(guò)開(kāi)展不同鈣肥施用量對(duì)烏拉爾甘草(Glycyrrhiza uralensis.)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響研究，為甘草的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供依據(jù)。[方法] 采用田間小區(qū)試驗(yàn)方法，比較不同鈣肥施用量對(duì)烏拉爾甘草株高、藥用成分以及地上和地下部生物量的作用。[結(jié)果] 鈣肥施用量為450～600 kg/hm2時(shí)，甘草的產(chǎn)量和植株甘草酸及總黃酮的總量最大，過(guò)量的施用鈣肥對(duì)烏拉爾甘草的生長(zhǎng)以及有效成分的含量具有抑制作用。[結(jié)論] 適量的鈣肥供應(yīng)有利于烏拉爾甘草的生長(zhǎng)以及烏拉爾甘草中有效成分含量的提高。

關(guān)鍵詞：烏拉爾甘草; 施鈣水平; 產(chǎn)量; 品質(zhì)

烏拉爾甘草(Glycyrrhizauralensis)為豆科(Leguminosae)甘草屬(GlycyrrhizaLinn.)多年生草本植物[1],其根及根莖為常用中藥材,具有補(bǔ)脾益氣、潤(rùn)肺止咳、通經(jīng)脈、利血?dú)?、清熱解毒及止咳祛痰?rùn)肺的功效。近年來(lái)，隨著甘草的藥理研究日益深入[2]，甘草藥物需求量不斷增加，僅依靠采挖有限的野生種已不能滿足現(xiàn)代化的制藥需求。最新醫(yī)學(xué)研究表明,甘草中的甘草酸還具有抑制HⅣ[3]和SAS冠狀病毒的作用[4]。除此之外,甘草還廣泛用于煙草工業(yè)、畜牧業(yè)、食品加工及日化等行業(yè)[5-7]。甘草多生長(zhǎng)于生態(tài)環(huán)境十分脆弱的干旱半干旱荒漠草原區(qū),是干旱地區(qū)寶貴的植物資源[8]。鈣是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的中量營(yíng)養(yǎng)元素，它能夠穩(wěn)定細(xì)胞膜，促進(jìn)細(xì)胞壁的形成，傳遞信號(hào)，調(diào)節(jié)信號(hào)等。但由于它的移動(dòng)性小、再利用程度低導(dǎo)致鈣在植物體內(nèi)的運(yùn)輸速率低，一旦缺乏就會(huì)在新葉或其他幼嫩器官上表現(xiàn)出缺素癥。近年來(lái),關(guān)于鈣肥對(duì)水稻、玉米、小麥?zhǔn)┯眯Ч难芯勘砻?，鈣肥對(duì)作物增產(chǎn)和品質(zhì)改善效果顯著[9-13]。甘草屬于喜鈣植物，是鈣質(zhì)土壤的指示植物[14]，研究不同鈣肥施用量對(duì)烏拉爾甘草生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合影響,為甘草的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供施肥依據(jù),也為甘草專用肥的制備奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1　研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于寧夏紅寺堡綠苑工貿(mào)有限公司甘草種植基地。紅寺堡開(kāi)發(fā)區(qū)屬鄂爾多斯臺(tái)地的過(guò)渡地帶，海拔1 240 m，無(wú)霜期155 d，日平均氣溫8.4 ℃，≥10 ℃的年有效積溫平均為2 963.1 ℃，年太陽(yáng)總輻射143.9 kJ/cm2，年日照時(shí)數(shù)達(dá)3 036.4 h，氣候?yàn)楹Ｑ笮詼嘏瘞駶?rùn)季風(fēng)氣候向溫帶大陸性干旱氣候過(guò)渡區(qū)。該區(qū)四季分明，春季多風(fēng)、夏季炎熱、秋季涼爽和冬季寒冷，年降雨量為277 mm，蒸發(fā)量為2 050 mm，干燥度3.1。氣候特點(diǎn)是氣溫低、溫差大、冬季長(zhǎng)、降水少、蒸發(fā)量大和多風(fēng)沙，屬典型的大陸性氣候，也是甘草種植的適宜區(qū)[15]。供試土壤基本狀況見(jiàn)表1。

表1　供試土壤基本性狀

1.2　試驗(yàn)材料

供試材料為烏拉爾甘草1年生混合種苗，苗長(zhǎng)22～24 cm，莖粗0.5～0.6 cm，供試肥料為當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生石灰粉，主要成分CaO，生石灰粉含CaO為95%。

1.3　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置6個(gè)不同施鈣水平，小區(qū)面積3 m×11 m，每小區(qū)施鈣量分別為0，0.5，1，1.5，2和2.5 kg，以不施鈣肥為對(duì)照，重復(fù)3次，施肥方法是種植前把鈣肥均勻撒施在小區(qū)內(nèi)，然后用人工翻入地下20 cm以上，供試甘草種苗于1周后人工移栽，行距30 cm，株距10 cm，移栽深度10 cm,每小區(qū)定植890株，移栽完后灌第1水，以后田間管理、施肥和除草等管理一致，2012年11月10日采挖。

1.4　數(shù)據(jù)采集與處理

在甘草生長(zhǎng)期間，每月15日采用德國(guó)產(chǎn)TDR對(duì)甘草地0—100 cm的水分分層進(jìn)行測(cè)定(每20 cm為一層)；每月的15日和30日對(duì)甘草的株高進(jìn)行測(cè)定、葉片的SPAD值通過(guò)SPAD 502葉綠素計(jì)進(jìn)行測(cè)定；采用人工采挖，采挖深度為40 cm，采挖后對(duì)甘草的根長(zhǎng)、莖粗和產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)產(chǎn)后每小區(qū)任選5株進(jìn)行甘草酸含量和甘草黃酮含量的測(cè)定，其測(cè)定方法是采用煎煮法提取浸液，并用HPLC法(日立u-3210紫外分光光度計(jì))檢測(cè)甘草酸和總黃酮含量[16-17]。

2結(jié)果與分析

2.1　不同施鈣量對(duì)甘烏拉爾甘草地土壤水分變異

由圖1可以看出，不同施鈣水平對(duì)甘草地的土壤水分影響不大，施鈣肥的土壤含水量比對(duì)照略高，但無(wú)明顯差異。由圖2可知，烏拉爾甘草地的土壤水分變化整體與降雨量的變化趨勢(shì)相一致，可說(shuō)明不同施鈣量對(duì)烏拉爾甘草地土壤含水量影響比較小。

注：Ca0，Ca1，Ca2，Ca3，Ca4，Ca5分別代表施鈣量0，0.5，1，1.5，2，和2.5 kg。下同。

圖1烏拉爾甘草地不同施鈣水平土壤水分變化

圖2　烏拉爾甘草地氣溫和降雨量變化

2.2　不同施鈣量對(duì)烏拉爾甘草出苗的影響

由表2可以看出,隨著供鈣量的增加，甘草出苗率也隨著增加，但甘草出苗率沒(méi)有明顯的增加；甘草在第2 a返青時(shí)，Ca1—Ca4處理,返青率隨著施鈣量的增加而顯著增大,返青率明顯提高，Ca3處理達(dá)到最大值810株，返青率為91.94%，較對(duì)照增加了18.59%，隨著鈣量的增加，返青率開(kāi)始逐漸降低。說(shuō)明在該試驗(yàn)范圍內(nèi)鈣肥能促進(jìn)甘草出苗率的增加，尤其是第2 a返青率增加更加明顯。

2.3　不同施鈣量對(duì)烏拉爾甘草生長(zhǎng)的影響

由表3可以看出,隨著施鈣量增大,株高、主根長(zhǎng)度和徑粗的增長(zhǎng)量隨之增大,說(shuō)明在人工移栽烏拉爾甘草中鈣肥能夠促進(jìn)甘草株高和地下部分的生長(zhǎng)。尤其是在第2 a返青后，隨著施鈣量的增大，甘草的株高、主根長(zhǎng)度和徑粗顯著增大,Ca3處理達(dá)到最大值，隨著鈣量的增加，甘草的株高、主根長(zhǎng)度和徑粗呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明適量的鈣肥能促進(jìn)甘草株高、主根長(zhǎng)度和徑粗的增加,而過(guò)多的鈣肥反而使得甘草的生長(zhǎng)受到抑制，表明供給過(guò)量的鈣肥不利于甘草的生長(zhǎng)。

表2　不同施鈣量對(duì)甘烏拉爾草出苗的影響

表3　不同施鈣量對(duì)烏拉爾甘草生長(zhǎng)的影響　cm

注：不同大小寫字母表示在0.05,0.01水平上的差異顯著性。

2.4　不同鈣量施用量對(duì)烏拉爾甘草葉綠素相對(duì)含量的影響

由圖3和圖4分別是不同施鈣量對(duì)1，2年生烏拉爾甘草葉綠素相對(duì)含量影響的動(dòng)態(tài)變化曲線。從圖3—4上2個(gè)曲線變化可看出，隨著移栽烏拉爾甘草生長(zhǎng)年限的增加，生長(zhǎng)1 a和2 a的烏拉爾甘草葉片的SPAD值都呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì)，在7月15日左右的SPAD值達(dá)到最大值，說(shuō)明寧夏烏拉爾甘草在這個(gè)時(shí)期地上部分生長(zhǎng)達(dá)到旺盛期，隨后出現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。另外，從烏拉爾甘草生長(zhǎng)后期葉綠色相對(duì)含量的下降趨勢(shì)看，Ca3和Ca4的處理明顯低于其他處理，表明在烏拉爾甘草栽培中，增加鈣肥的施用量，可有效增加烏拉爾甘草葉片的光合作用，對(duì)地上部分生物量的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。

圖3　不同鈣肥施用量對(duì)1年生烏拉爾甘草葉綠素相對(duì)含量的影響

圖4　不同鈣肥施用量對(duì)2年生烏拉爾甘草葉綠素相對(duì)含量的影響

2.5　不同施鈣量對(duì)烏拉爾甘草產(chǎn)量的影響

由表4可以看出,隨著供鈣量的增大,烏拉爾甘草地上部分和地下部分增長(zhǎng)量隨之增大,說(shuō)明在本試驗(yàn)范圍內(nèi)鈣肥能促進(jìn)烏拉爾甘草地上部分和地下部分的生長(zhǎng)。從Ca1—Ca3處理看,甘草的地上和地下產(chǎn)量隨著施鈣量的增大而顯著增大,Ca3處理達(dá)到最大值，地上部分鮮重549 kg,地下部分鮮重753 kg。Ca4，Ca5處理甘草的地上和地下產(chǎn)量反而低于Ca3處理。說(shuō)明適量的鈣肥能促進(jìn)甘草的地上和地下部分的干物質(zhì)的積累,而過(guò)多的鈣肥反而使得甘草的地上和地下部分的干物質(zhì)積累量下降。

2.6　不同施鈣肥量對(duì)烏拉爾甘草品質(zhì)的影響

不同施鈣肥量對(duì)烏拉爾甘草甘草酸含量的影響(圖5)。不同施鈣肥量對(duì)烏拉爾甘草總黃酮含量的影響見(jiàn)圖5—6。甘草酸和甘草總黃酮是甘草的主要藥用成分，由圖5和圖6可以看出，烏拉爾甘草移栽1 a以上其含量均超過(guò)藥典規(guī)定的含量[18]。由圖3和圖4可知,Ca0—Ca5處理,根部的甘草酸和甘草總黃酮相對(duì)含量隨著施鈣量的增大逐漸增大,其中,含量最高的均是Ca3處理；當(dāng)施鈣量大于Ca3處理時(shí),甘草酸和甘草總黃酮的相對(duì)含量降低,但Ca3處理與Ca4和Ca5處理的甘草酸含量沒(méi)有顯著差異。

表4　不同施鈣量對(duì)甘草產(chǎn)量的影響

注：甘草產(chǎn)量以鮮重為依據(jù)。

圖5　不同施鈣量對(duì)移栽不同年限烏拉爾甘草酸含量的影響

圖6　不同施鈣量對(duì)移栽不同年限烏拉爾甘草總黃酮含量的影響

3結(jié) 論

本試驗(yàn)采用鈣肥一次性施入的方式對(duì)不同水平鈣肥施用量對(duì)烏拉爾甘草生長(zhǎng)及品質(zhì)影響進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)移栽1，2 a烏拉爾甘草的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和有效成分含量的調(diào)查表明，適量的鈣肥供應(yīng)有利于烏拉爾甘草的生長(zhǎng)以及對(duì)烏拉爾甘草中有效成分含量的提高，過(guò)量的施用對(duì)烏拉爾甘草的生長(zhǎng)以及有效成分的含量具有抑制作用。

在甘草的人工栽培中,適量的鈣肥能有效促進(jìn)烏拉爾甘草的生長(zhǎng)、改善烏拉爾甘草的品質(zhì),過(guò)低或過(guò)高的鈣肥量都不利于甘草的生長(zhǎng)。由于試驗(yàn)材料為苗期的甘草,Ca3(450 kg/hm2)處理的產(chǎn)量最高,長(zhǎng)勢(shì)最好,合成的甘草酸和甘草黃酮含量均最高，相對(duì)于甘草2～3 a的生長(zhǎng)期來(lái)講,施鈣量為Ca3(450 kg/hm2)處理時(shí),營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)更旺盛,合成藥用成分次生代謝產(chǎn)物的能力更強(qiáng),為烏拉爾甘草后期的生長(zhǎng)發(fā)育及藥用成分積累奠定了基礎(chǔ)。

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Effects of Different Calcium Fertilizers Application Amount on Yield and Quality of Ural LicoriceGlycyrrhizaUralensis

ZHANG Qingyun1， WANG Ninggeng2， YANG Zhaoxia3， LIU Hua1， LI Ming1

(1.InstituteofDesertificationControl,AcademyofNingxiaAgriculturaland

ForestryScience,Yinchuan,Ningxia750002,China; 2.TheForestryBureauofYanchi

CountyinNingxiaHuiAutonomousRegion,Yanchi,Ningxia751500,China; 3.TheScienceand

TechnologyBureauofYanchiCountyinNingxiaHuiAutonomousRegion,Yanchi,Ningxia751500,China)

Abstract：[Objective] To investigate the effects of different calcium fertilizer application amount on yield and quality of Ural licorice Glycyrrhiza uralensis.[Methods] By field plot experiment, we investigated the effect of different calcium fertilizer application amount on the plant height, medicinal composition and aboveground and underground biomass of G. uralensis.[Results] The root yield, glycyrrhizic acid and total flavonoids of G. uralensis reached maximum when calcium fertilizer application amount was 450~600 kg/hm2. Excess amount of calcium fertilizer could inhibit the growth of Glycyrrhiza uralensis.[Conclusion] Optimal amount of calcium fertilizer application is crucial to growth and effective components of G. uralensis.

Keywords:Glycyrrhiza uralensis; application rates of calcium fertilizer; yield; quality

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2015)01-0107-04

中圖分類號(hào)：S143.7

通信作者：李明(1965—),男(漢族)，寧夏平羅縣人,碩士，研究員,主要從事防沙治沙與藥用植物研究。E-mail:lm.nxpl@163.com。

收稿日期：2014-01-10修回日期：2014-02-17

資助項(xiàng)目：寧夏科技攻關(guān)項(xiàng)目“寧夏中部干旱風(fēng)沙區(qū)甘草產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”; 國(guó)家科技支撐項(xiàng)目“甘草規(guī)范化基地優(yōu)化升級(jí)及系列產(chǎn)品綜合開(kāi)發(fā)研究”(52011BAI05B001); 寧夏農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新先導(dǎo)資金項(xiàng)目“甘草連作障礙因素及解除措施研究”(NKYJ-14-25)

第一作者：張清云(1964—),男(漢族)，寧夏鹽池縣人,學(xué)士,副研究員,主要從事防沙治沙與藥用植物研究。E-mail:nxzhqy@163.com。