珍稀藥用植物白及植株氮磷鉀吸收累積規(guī)律研究

李朝楨，時(shí)玉瑛，李 婧，周 穎

(貴州省植物園，貴陽(yáng) 550004)

白及系蘭科白及屬多年生草本藥用植物，以白及塊莖作為入藥部位，是我國(guó)傳統(tǒng)大宗藥材[1]。白及有止血收斂、消腫生肌之功效，在治療吐血、外傷出血、咯血、潰瘍疼痛、癰瘡腫毒等的臨床療效顯著，白及還具有抗菌、抗炎、抗腫瘤、抗氧化、促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)等活性[2-3]。目前白及已從傳統(tǒng)的中藥材發(fā)展成為一種藥、食、工業(yè)、保健兼具觀賞的特種經(jīng)濟(jì)植物[4-7]。隨著白及市場(chǎng)需求量的進(jìn)一步擴(kuò)大，野生白及資源已漸漸不能滿足白及的市場(chǎng)需求，出于保護(hù)野生資源和滿足市場(chǎng)需求，大面積人工栽培迫在眉睫。植物營(yíng)養(yǎng)吸收特性的研究是其高產(chǎn)栽培的基礎(chǔ)之一[8-9]，但目前關(guān)于白及營(yíng)養(yǎng)吸收及合理施肥等方面的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究旨在分析白及不同生長(zhǎng)時(shí)期各部位氮磷鉀含量變化及累積動(dòng)態(tài), 初步探明其氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)吸收特性, 為珍稀藥用植物白及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培及合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概括

施秉縣雙井鎮(zhèn)地處施秉縣東南面，“108°09′9～108°18′E，26°50′～27°58′8 N”之間，最高海拔1 235 m，最低海拔516 m，平均海拔700 m，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫15 ℃，最冷月(一月)平均氣溫4.2 ℃，最熱月(七月)平均氣溫25 ℃，無(wú)霜期290 d左右，年降雨量1 075 mm，土壤類型主要為黑色石灰石和黃壤。本研究樣區(qū)分布于施秉縣雙井鎮(zhèn)龍?zhí)链遒F州科學(xué)院貴州省植物園產(chǎn)學(xué)研基地(地理位置東經(jīng)108°24′10″、北緯26°53′4″、海拔935 m)，基地目前種植白及約20 hm2。

1.2 樣品采集與制備

于2018年7月至10月，按每月1日、11日及21日進(jìn)行采集樣品，樣區(qū)中白及為人工種植3年的且長(zhǎng)勢(shì)基本一致，每次抽取5株作為1個(gè)混合樣，共采集24個(gè)植株樣，采集的白及植株樣用自來(lái)水清洗后帶回實(shí)驗(yàn)室用去離子水洗去泥土，按地上部位、根和塊莖3個(gè)部位進(jìn)行處理。將洗凈的地上部位和根進(jìn)行105 ℃高溫殺青，殺青后以50 ℃恒溫烘干至恒重，烘干后進(jìn)行干物質(zhì)稱重統(tǒng)計(jì)，稱重后用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)60目篩充分混合均勻備用。將洗凈的白及塊莖用沸水煮至無(wú)白心后取出自然風(fēng)干，自然風(fēng)干后進(jìn)行干物質(zhì)稱重統(tǒng)計(jì)，稱重后用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)60目篩充分混合均勻備用。

1.3 樣品測(cè)定方法

白及氮磷鉀測(cè)定時(shí)，分別取0.5 g樣品用濃硫酸-過(guò)氧化氫消煮，后定容至50 mL，靜置澄清作為待測(cè)液。氮磷鉀含量的測(cè)定方法分別為擴(kuò)散法、礬鉬黃比色法和火焰光度法。白及不同時(shí)期各部位氮磷鉀累積量，則分別以不同時(shí)期各部位氮磷鉀的含量乘以此時(shí)各部位干物質(zhì)重量，全株氮磷鉀累積量為各部位累積量的總和。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

原始數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，去除異常值后，用Excel 2007軟件對(duì)各分析測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)分析。采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 白及干物質(zhì)累積規(guī)律

對(duì)貴州白及從7月至10月期間分地上部位、塊莖及根3個(gè)部位進(jìn)行干物質(zhì)累積規(guī)律研究，研究統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。結(jié)果可以看出，白及地上部位、塊莖及根和全株總的干物質(zhì)累積量隨生長(zhǎng)時(shí)間的不同存在顯著性差異，地上部位的干物質(zhì)累積量以8月的最高，隨生長(zhǎng)時(shí)間表現(xiàn)為8月>7月>9月>10月。從白及塊莖干物質(zhì)累積量來(lái)看，也以8月白及塊莖干物質(zhì)累積量最大，隨生長(zhǎng)時(shí)間表現(xiàn)為8月>10月>7月>9月。白及根部位的干物質(zhì)累積量變化規(guī)律與地上部位和白及塊莖不同，其10月的干物質(zhì)累積量顯著高于其他生長(zhǎng)時(shí)間，總體表現(xiàn)為10月>8月>9月>7月。將白及地上、塊莖及根3個(gè)部位干物質(zhì)累積量相加得白及全株總干物質(zhì)累積量變化規(guī)律，白及全株干物質(zhì)累積量以8月時(shí)全株干物質(zhì)總累積量顯著最高，表現(xiàn)為8月>10月>9月份>7月。

表1 貴州白及干物質(zhì)動(dòng)態(tài)累積規(guī)律統(tǒng)計(jì)結(jié)果(g/株)

取樣時(shí)間地上部位塊莖根全株總干重平均值45.80b169.07c40.90d255.77d7月標(biāo)準(zhǔn)差6.32 39.50 4.42 42.28 變異系數(shù)(%)13.79 23.37 10.80 16.53 平均值56.70a237.05a72.15b365.90a8月標(biāo)準(zhǔn)差2.26 29.06 9.69 41.01 變異系數(shù)(%)3.99 12.26 13.43 11.21 平均值23.30c 167.70d 66.33c 257.33c 9月標(biāo)準(zhǔn)差15.05 24.53 4.71 35.62 變異系數(shù)(%)64.59 14.63 7.09 13.84 平均值13.60d 199.50b 74.63a 287.73b 10月標(biāo)準(zhǔn)差6.1038.2513.5057.82變異系數(shù)(%)44.8519.1718.0920.09

注：不同小寫(xiě)字母表示不同地區(qū)間差異顯著(p<0.05)。

2.2 白及氮磷鉀含量變化規(guī)律

對(duì)貴州白及從7月至10月期間分地上部位、塊莖及根3個(gè)部位進(jìn)行氮磷鉀含量分析，并對(duì)白及地上部位、塊莖及根和全株氮磷鉀含量建立動(dòng)態(tài)曲線，如圖1所示。全氮隨生長(zhǎng)時(shí)間的增加呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)；白及塊莖中全磷的含量在7月至9月之間趨于緩慢增加后基本保持不變，9月到10月白及塊莖中全磷含量增加，且增加幅度比較顯著；白及塊莖中全鉀的含量在7月至10月之間沒(méi)有顯著的變化，基本保持平穩(wěn)趨勢(shì)。白及根中全氮、全磷和全鉀動(dòng)態(tài)曲線顯示，根中全氮從7月到10月先降低后逐漸升高，在8月含量最低；根中全磷含量隨生長(zhǎng)時(shí)間先降低后趨于平穩(wěn)；根中全鉀含量在7月到10月期間變化不明顯，在7月到8月根中全鉀含量略有所升高。白及地上部位主要是指白及葉及葉鞘等，從白及地上部位全氮、全磷與全鉀變化趨勢(shì)來(lái)看，可以發(fā)現(xiàn)全氮變化顯著，從7月到10月地上部位中全氮含量先降低后升高再降低；地上部位全磷含量在7月和8月基本保持不變，后含量從8月到10月逐漸降低；地上部位全鉀含量隨生長(zhǎng)時(shí)間的變化，含量變化不顯著，基本保持不變。從白及全株中全氮、全磷及全鉀含量動(dòng)態(tài)變化來(lái)看，全氮含量隨生長(zhǎng)時(shí)間變化顯著，8月含量最低，總體為先降低后升高的趨勢(shì)；全磷在7月到9月之間基本維持不變，在10月有所增加；全鉀含量隨生長(zhǎng)時(shí)間變化不明顯。

表2 白及氮磷鉀含量動(dòng)態(tài)分配規(guī)律

項(xiàng)目 塊莖 根 地上部位 平均值(g/kg)比例(%)平均值(g/kg)比例(%)平均值(g/kg)比例(%)全株(g/kg)全氮7月6.9123.638.9930.7513.3445.6229.248月8.3745.512.9415.997.0838.5018.399月10.6336.057.4825.3611.3838.5929.4910月13.5242.607.9324.9810.2932.4231.74全磷7月1.0017.182.8248.452.0034.365.828月1.7929.302.2236.332.1034.376.119月1.6931.352.3343.231.3725.425.3910月4.6557.842.3829.601.0112.568.04全鉀7月2.2030.222.5034.342.5835.447.288月2.1828.572.8337.092.6234.347.639月2.2029.612.7637.152.4733.247.4310月2.2530.702.7136.972.3732.337.33

2.3 白及氮磷鉀動(dòng)態(tài)分配規(guī)律

對(duì)貴州白及從7月至10月期間，按地上、塊莖及根3個(gè)部位進(jìn)行氮磷鉀分配比例統(tǒng)計(jì)，白及氮磷鉀含量分配動(dòng)態(tài)規(guī)律結(jié)果如表2所示。白及植株中全氮分配比例，7月以地上部位比例最高，7月表現(xiàn)為地上部位>根>塊莖；8月和10月以塊莖中比例最高，8月表現(xiàn)為塊莖>地上部位>根；9月以地上部位中比例最高，9月表現(xiàn)為地上部位>塊莖>根。全磷分配規(guī)律表現(xiàn)為，7月和8月均以根中全磷分配比例最高，表現(xiàn)為根>地上部位>塊莖；9月以根中全磷分配比例最高，表現(xiàn)為根>塊莖>地上部位；10月以塊莖中全磷分配比例最高，表現(xiàn)為塊莖>根>地上部位。全鉀在白及地上部位、塊莖和根3個(gè)部位中分配規(guī)律表現(xiàn)為，7月以地上部位分配比例最大，為地上部位>根>塊莖；8月、9月和10月全鉀在3個(gè)部位中分配規(guī)律相同，均為根>地上部位>塊莖。將白及按地下部分(塊莖和根)和地上部位來(lái)處理，7月至10月期間，白及中全氮、全磷和全鉀含量均表現(xiàn)為地下部分(塊莖和根)養(yǎng)分含量高于地上部分。

2.4 白及氮磷鉀累積動(dòng)態(tài)規(guī)律

對(duì)貴州白及從7月到10月期間氮磷鉀吸收累積比例進(jìn)行分析，如表3所示。從表3可以發(fā)現(xiàn)，白及對(duì)氮的吸收累積大于對(duì)磷和鉀的吸收累積量，為喜氮植物，但白及對(duì)磷和鉀的吸收累積量在不同生長(zhǎng)時(shí)間存在差異，7月到9月白及對(duì)磷的吸收累積量最小，而10月白及對(duì)鉀的吸收累積量最小。從圖2可以看出，白及塊莖中全氮的吸收累積量隨時(shí)間的增加總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，10月全氮的吸收累積量約是7月的2倍；白及塊莖中全磷的變化規(guī)律和全氮相似，7月到9月全磷的吸收累積量比較穩(wěn)定，10月吸收累積量增加，約是7月時(shí)全磷的吸收累積量的3倍；白及塊莖中全鉀的吸收累積量變化比較平緩，基本保持穩(wěn)定。根中全氮的吸收累積量從7月到10月先降低后逐漸增加，根中全磷和全鉀的吸收累積變化趨勢(shì)相似，從7月到10月緩慢增加，總體變化不大。與白及塊莖和根不同，地上部位中全氮、全磷及全鉀的吸收累積量隨生長(zhǎng)時(shí)間的增加均出現(xiàn)了降低的趨勢(shì)，地上部位中全氮的吸收累積量降低現(xiàn)象明顯。從全株白及全氮、全磷及全鉀的吸收累積規(guī)律來(lái)看，全氮、全磷及全鉀的吸收累積量從7月到10月總體都在升高，但9月均存在一次略微的降低。

表3 白及氮磷鉀吸收累積比例規(guī)律

取樣時(shí)間N∶P∶K7月1.00∶0.18∶0.27 8月1.00∶0.27∶0.33 9月1.00∶0.19∶0.24 10月1.00∶0.33∶0.20

3 結(jié)論與討論

白及地上部位的干物質(zhì)累積量以8月的最高，隨生長(zhǎng)時(shí)間表現(xiàn)為8月>7月>9月>10月，地上部位隨生長(zhǎng)時(shí)間的累積變化規(guī)律與白及生長(zhǎng)規(guī)律相似，每年10月寒露過(guò)后白及葉片開(kāi)始發(fā)黃倒苗，白及葉片的枯萎使得白及地上部位干物質(zhì)累積量在10月開(kāi)始降低。白及塊莖干物質(zhì)累積量也以8月白及塊莖干物質(zhì)累積量最大，隨生長(zhǎng)時(shí)間表現(xiàn)為8月>10月>7月>9月。白及根部位的干物質(zhì)累積量在10月的干物質(zhì)累積量顯著高于其他生長(zhǎng)時(shí)間，總體表現(xiàn)為10月>8月>9月>7月。白及為塊莖類藥用植物，綜合白及塊莖干物質(zhì)累積量的變化規(guī)律，從考慮白及產(chǎn)量來(lái)看，以8月為采收時(shí)間最高，其次是10月?，F(xiàn)白及普遍接受的人工種植采收時(shí)間為寒露節(jié)后，即10月，白及發(fā)揮藥效的主要成分為白及多糖，應(yīng)進(jìn)一步研究白及多糖在不同生長(zhǎng)時(shí)間白及塊莖中白及多糖含量，以便綜合白及產(chǎn)量及白及品質(zhì)來(lái)優(yōu)化白及的采收時(shí)間。

圖2 白及氮磷鉀吸收累積動(dòng)態(tài)曲線

白及塊莖中全氮隨生長(zhǎng)時(shí)間的增加呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)；白及塊莖中全磷的含量在7月至9月之間趨于緩慢增加后基本保持不變，9月到10月白及塊莖中全磷含量增加；白及塊莖中全鉀的含量在7月至10月之間基本保持平穩(wěn)趨勢(shì)。白及根中全氮從7月到10月先降低后逐漸升高，在8月含量最低；根中全磷含量隨生長(zhǎng)時(shí)間先降低后趨于平穩(wěn)；根中全鉀含量在7月到10月期間變化不明顯。白及地上部位中全氮變化顯著，從7月到10月地上部位中全氮含量先降低后升高再降低；地上部位全磷含量在7月和8月基本保持不變，從8月到10月逐漸降低；地上部位全鉀含量隨取樣時(shí)間的變化，含量變化不顯著，基本保持不變。白及全株的全氮含量隨時(shí)間變化顯著，8月含量最低，總體為先降低后升高的趨勢(shì)；全磷在7月到9月之間基本維持不變，在10月增加；全鉀含量隨時(shí)間變化不明顯。從全氮、全磷及全鉀含量變化動(dòng)態(tài)曲線來(lái)看，白及全株中全氮含量受根的全氮含量影響較大，而全株的全鉀含量與白及塊莖聯(lián)系較大。

白及為喜氮植物，白及對(duì)氮的吸收累積大于對(duì)磷和鉀的吸收累積量，但7月到9月白及對(duì)磷的吸收累積量最小，而10月白及對(duì)鉀的吸收累積量最小。這說(shuō)明在白及不同生長(zhǎng)時(shí)期可根據(jù)情況分別追施不同配比的氮磷鉀肥，以滿足白及植株不同生育階段生長(zhǎng)中對(duì)氮磷鉀的需求。其中施肥主要以施氮肥為主，9月底開(kāi)始適當(dāng)增加磷比例而降低鉀的比例。從地上部位和地下部位全氮、全磷和全鉀分配比例來(lái)看，7月至10月期間，全氮、全磷及全鉀在白及中主要分布在地下部位，且隨時(shí)間的增加，地下部位全氮、全磷和全鉀分配比重在增加，主要原因，可能與白及此期主要集中于地下部分生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)，特別是白及塊莖品質(zhì)的形成。同時(shí)因白及主要以塊莖入藥，本研究?jī)H對(duì)其這一時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)吸收特性進(jìn)行了探討，而其出苗時(shí)和消苗后的營(yíng)養(yǎng)吸收情況將有待于進(jìn)一步研究。根據(jù)以上分析，建議在白及生產(chǎn)中以底肥氮磷鉀肥為主，后期根據(jù)白及生長(zhǎng)情況考慮噴葉面肥方式進(jìn)行追肥，以加快白及對(duì)養(yǎng)分的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)。