湖北麥冬需肥特性及優(yōu)化施肥技術(shù)研究與應(yīng)用
——襄陽(yáng)市研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《湖北麥冬需肥特性及專用肥開(kāi)發(fā)研究》成果介紹

趙勁松，何家濤

（襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 湖北 襄陽(yáng) 441050）

湖 北 麥 冬 （Liriope spicata（Thunb.）Loru.var.prolifera Y.T.Ma）與川、杭麥冬為同科不同屬植物，屬山麥冬,其塊根與川、杭麥冬塊根有相似的化學(xué)成分和藥理活性。湖北麥冬主產(chǎn)襄陽(yáng)，廣泛種植于襄陽(yáng)的歐廟、宜城、東津等地，種植面積高達(dá)5 000 hm2，年產(chǎn)量具三大麥冬（川麥冬、杭麥冬、湖北麥冬）之首，已占全國(guó)50%以上。為推進(jìn)湖北麥冬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在襄陽(yáng)市科技局的支持下，襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院組織項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)，積極推進(jìn)湖北麥冬優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究工作。經(jīng)過(guò)多年的研究及推廣應(yīng)用，在湖北麥冬需肥特性方面取得較大理論與實(shí)踐成果，優(yōu)化了湖北麥冬配方施肥技術(shù)，開(kāi)發(fā)了專用肥，取得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，該成果獲2015年襄陽(yáng)市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

一、項(xiàng)目研究背景、目標(biāo)及內(nèi)容

（一）研究背景

湖北麥冬主要栽培于湖北襄陽(yáng)境內(nèi)，為襄陽(yáng)地道藥材。自20世紀(jì)60年代轉(zhuǎn)為家種，其栽培歷史不長(zhǎng)，栽培技術(shù)欠缺。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)中藥材資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，湖北麥冬迅速發(fā)展。湖北麥冬作為藥食同源植物，具較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，被當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶俗稱“金豆豆”美譽(yù)，2010年每666.7 m2最高經(jīng)濟(jì)效益達(dá)3.8萬(wàn)元。但對(duì)湖北麥冬的相關(guān)研究不夠深入，湖北麥冬的研究多集中在其生理生化特性與遺傳特性上，對(duì)湖北麥冬生產(chǎn)技術(shù)的研究更是鳳毛麟角。由于湖北麥冬長(zhǎng)期依賴傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)種植，缺少技術(shù)性支持，栽培技術(shù)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)、不規(guī)范，尤其在肥料的施用上“種類不分、寧濫勿缺、以逸待勞”。為規(guī)范湖北麥冬生產(chǎn)技術(shù)，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)，湖北麥冬施肥特性及專用肥的開(kāi)發(fā)研究就越顯迫切。

（二）研究目標(biāo)與內(nèi)容

項(xiàng)目通過(guò)對(duì)湖北麥冬施肥配方與施肥技術(shù)的研究，確立適宜湖北麥冬生長(zhǎng)的氮、磷、鉀配方，制定規(guī)范化的施肥措施和標(biāo)準(zhǔn)化的田間管理規(guī)程。具體內(nèi)容如下：①提出湖北麥冬優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的施肥配方,推進(jìn)湖北麥冬專用肥的開(kāi)發(fā)，提高湖北麥冬的品質(zhì)和產(chǎn)量,促進(jìn)農(nóng)民增收、增效。②建立湖北麥冬地道藥材規(guī)范化施肥技術(shù)體系和湖北麥冬藥材的施肥標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。③建立湖北麥冬外觀品質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),推進(jìn)湖北麥冬深加工，提高湖北麥冬的商品價(jià)值。④完善湖北麥冬科技推廣體系，推進(jìn)湖北麥冬施肥技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

項(xiàng)目采用二次回歸正交設(shè)計(jì)。結(jié)合湖北麥冬傳統(tǒng)栽培的施肥習(xí)慣和湖北麥冬主產(chǎn)區(qū)（襄陽(yáng)歐廟鎮(zhèn)）土壤肥力狀況，確立湖北麥冬適宜的栽培環(huán)境，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的氮、磷、鉀配方研究。建立湖北麥冬塊根產(chǎn)量和外觀品質(zhì)的模型，指導(dǎo)和調(diào)整湖北麥冬規(guī)范化生產(chǎn)。

二、項(xiàng)目取得的理論成果

項(xiàng)目以湖北麥冬為研究對(duì)象，以配方施肥與專用肥開(kāi)發(fā)為落腳點(diǎn)，深入開(kāi)展了氮、磷、鉀配比施用對(duì)湖北麥冬產(chǎn)量形成機(jī)理研究，建立了湖北麥冬品質(zhì)、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素與配方施肥之間的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了施肥與湖北麥冬生理指標(biāo)的回歸方程，指導(dǎo)了湖北麥冬規(guī)范化生產(chǎn)。

（一）確立了湖北麥冬優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的施肥配方

通過(guò)對(duì)配方施肥技術(shù)的研究，得到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)（產(chǎn)量≥500kg/666.7m2、每50g粒數(shù)≤170粒）的氮磷鉀施肥配方。即 N：30.379 2～32.929 2 kg/666.7 m2、P2O5：17.299 8～20.813 2 kg/666.7 m2、K2O：49.844 2～50.488 8 kg/666.7 m2。

（二）明確了湖北麥冬需肥的生理特性

氮肥、鉀肥的施用,提高了湖北麥冬單葉葉面積，增加了葉片中葉綠素總量,提高了光合效率。同時(shí)，氮肥增加了地下部分營(yíng)養(yǎng)根、貯藏根的數(shù)量；鉀肥顯著提高了湖北麥冬塊根體積和塊根百粒重，改善了湖北麥冬的產(chǎn)量與外觀品質(zhì)。氮、磷、鉀對(duì)產(chǎn)量的影響均表現(xiàn)為開(kāi)口向下的拋物線關(guān)系,氮肥、鉀肥對(duì)產(chǎn)量有顯著的影響,磷肥則不明顯。氮肥與磷肥的互作效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量的影響呈互補(bǔ)關(guān)系,即在較低磷肥時(shí)隨施氮肥的增加產(chǎn)量增加,反之則下降。高氮、高鉀、低磷配方施用能達(dá)最高產(chǎn)量點(diǎn),即施N 36.412 kg/666.7 m2、P2O510.058 5 kg/666.7 m2、K2O 54.657 5 kg/666.7 m2時(shí)最高產(chǎn)量組合點(diǎn)達(dá)686.55 kg/666.7 m2。

（三）建立了產(chǎn)量構(gòu)成因素的數(shù)學(xué)模型

建立了產(chǎn)量與每叢塊根數(shù)量、塊根百粒重之間的二元線形回歸模型Y(塊根產(chǎn)量)=-9.38+0.09093S(每叢塊根數(shù)量)+0.372L(塊根百粒重)。利用該模型進(jìn)行估測(cè)產(chǎn)量的可靠程度為0.994**，產(chǎn)量與每叢塊根數(shù)量、塊根百粒重線形相關(guān)的密切程度為0.997**。

（四）確立了產(chǎn)量品質(zhì)與生理因素的相關(guān)關(guān)系

通過(guò)對(duì)湖北麥冬產(chǎn)量、外觀品質(zhì)與其顯著相關(guān)因素的回歸模型分析，發(fā)現(xiàn)：試驗(yàn)范圍內(nèi)增加塊根體積可提高產(chǎn)量,塊根膨大期葉綠素總量對(duì)產(chǎn)量的影響有一個(gè)最高點(diǎn),當(dāng)葉綠素總量為3.996 5 mg/g（極大值點(diǎn)）時(shí)，產(chǎn)量最高；增加塊根長(zhǎng)度、塊根百粒重、塊根體積能提高湖北麥冬塊根的外觀品質(zhì)；單葉葉面積與塊根數(shù)量、塊根體積呈顯著正相關(guān)，在試驗(yàn)范圍內(nèi)單葉葉面積增加，湖北麥冬塊根數(shù)量和體積均呈直線上升趨勢(shì)。

三、項(xiàng)目創(chuàng)新價(jià)值

項(xiàng)目通過(guò)田間試驗(yàn)的方法，首次應(yīng)用正交二次回歸設(shè)計(jì)對(duì)湖北麥冬配方施肥技術(shù)進(jìn)行了研究。通過(guò)模型構(gòu)建的方式，系統(tǒng)性地開(kāi)展了氮、磷、鉀配方施用對(duì)湖北麥冬產(chǎn)量與外觀品質(zhì)的影響研究，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的研究空白，在國(guó)內(nèi)居領(lǐng)先水平。同時(shí)，模型檢驗(yàn)是有效的，對(duì)湖北麥冬生產(chǎn)具有較強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

（一）數(shù)學(xué)模型構(gòu)建國(guó)內(nèi)首次

項(xiàng)目結(jié)合土壤肥力狀況，系統(tǒng)地開(kāi)展了影響湖北麥冬需肥生理的研究，建立了湖北麥冬產(chǎn)量與施肥、外觀品質(zhì)與施肥的數(shù)學(xué)模型，在同類研究中尚屬首次。對(duì)影響湖北麥冬產(chǎn)量、外觀品質(zhì)的形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行了建模分析，在同類成果中也未見(jiàn)相關(guān)研究。

（二）數(shù)學(xué)模型應(yīng)用性強(qiáng)

項(xiàng)目在符合國(guó)家發(fā)展中藥材大氣、水質(zhì)均標(biāo)準(zhǔn)的條件下,探討了湖北麥冬施肥的最佳模式，建立了數(shù)學(xué)模型。模型分析結(jié)果都有理論支撐，表明模型的有效性高、實(shí)踐意義強(qiáng)。模型的建立，在一定范圍內(nèi)湖北麥冬塊根產(chǎn)量和外觀品質(zhì)形成可以根據(jù)地上部形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定來(lái)預(yù)測(cè)，這對(duì)湖北麥冬規(guī)范化生產(chǎn)提供了可操作性的依據(jù)，對(duì)發(fā)展湖北麥冬生產(chǎn)具有實(shí)踐指導(dǎo)意義，對(duì)制定湖北麥冬規(guī)范化操作規(guī)程提供了理論基礎(chǔ)。

四、項(xiàng)目推廣應(yīng)用情況

（一）提高了湖北麥冬生產(chǎn)水平與種植的經(jīng)濟(jì)效益

項(xiàng)目通過(guò)對(duì)湖北麥冬需肥特性的基礎(chǔ)研究，確立了適宜湖北麥冬生長(zhǎng)的氮、磷、鉀配方，制定了規(guī)范化的施肥措施和標(biāo)準(zhǔn)化的田間管理規(guī)程，使產(chǎn)量增幅達(dá)15%～20%，優(yōu)質(zhì)品率提高了20%～25%。自2004年以來(lái)，在襄城區(qū)歐廟鎮(zhèn)、襄州區(qū)東津鎮(zhèn)、宜城市小河鎮(zhèn)累計(jì)推廣應(yīng)用0.22萬(wàn)余公頃，每666.7 m2增產(chǎn)52.5～70㎏，累計(jì)增收1億多元。

（二）建立了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化生產(chǎn)基地，完善了科技推廣體系

通過(guò)項(xiàng)目推廣實(shí)施，使得歐廟鎮(zhèn)麥冬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展，明顯改變了傳統(tǒng)的栽培技術(shù)，提高了科技在麥冬產(chǎn)業(yè)化上的應(yīng)用效率。建立了66.7 hm2的湖北麥冬 規(guī)范化生產(chǎn)基地，完善了以湖北麥冬規(guī)范化生產(chǎn)基地為中心的科學(xué)生產(chǎn)示范體系；推動(dòng)成立了襄麥冬協(xié)會(huì)、湖北麥冬專業(yè)合作社，建立健全了各類湖北麥冬科技生產(chǎn)推廣組織；持續(xù)開(kāi)展湖北麥冬生產(chǎn)技術(shù)培訓(xùn)，累計(jì)培訓(xùn)5 000多人次，使近1 000多農(nóng)戶家中有了科技明白人。

（三）帶動(dòng)了麥冬相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增強(qiáng)了湖北麥冬的產(chǎn)業(yè)地位

項(xiàng)目經(jīng)推廣應(yīng)用，進(jìn)一步鞏固了湖北麥冬產(chǎn)業(yè)的中心地位，有力地推動(dòng)了麥冬專業(yè)生產(chǎn)、加工、銷售等其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)以歐廟鎮(zhèn)為中心，麥冬栽培輻射到襄州區(qū)、宜城市等周邊縣市區(qū)。