菌肥有機(jī)肥無機(jī)肥配施對燈盞花生長和有效成分的影響

古 今，李維蛟，許建新，魏 波，吳 梅*

（1．云南中醫(yī)藥大學(xué)，云南 昆明 650500；2．云南省科協(xié)學(xué)會發(fā)展與學(xué)術(shù)交流服務(wù)中心，云南 昆明 650021）

燈盞花Erigeron breviscapus（Vant.）Hand.-Mazz.為菊科Asteraceae植物短葶飛蓬屬ErigeronL.多年生草本植物，又名短葶飛蓬、燈盞細(xì)辛等。主要分布于我國云南、湖南、廣西、貴州、四川及西藏等省區(qū)。燈盞花是云南特有的重點(diǎn)開發(fā)的“五大天然系列”藥物之一，主要用于治療偏癱、冠心病、腦血栓等疾病，也是現(xiàn)在治療閉塞性腦血管疾病和腦溢血后遺癥最為有效的天然藥物，被列為國家中藥保護(hù)品種。燈盞花為云南省的優(yōu)勢道地藥材，野生資源已經(jīng)枯竭，主要依靠人工種植。

目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施肥以化肥為主，有機(jī)肥因堆制復(fù)雜、施肥勞動強(qiáng)度大而被大量減少。農(nóng)民不重視土壤肥力的可持續(xù)發(fā)展，長期使用無機(jī)肥造成土壤pH值明顯下降，作物產(chǎn)量逐年降低［1-2］。有機(jī)肥能夠持續(xù)供給作物生長發(fā)育所需的各種養(yǎng)分［3-4］，改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)［5］。微生物肥料是以微生物的生命活動及其代謝產(chǎn)物共同作用，提供和改善作物生長和營養(yǎng)條件，使作物得到特定肥料效應(yīng)的一種肥料［6-8］。它在保證食品安全的同時(shí)增加了土壤生物多樣性，能防治或減輕作物病蟲害，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)［9-10］，不會對土壤造成不良影響［11-12］。當(dāng)前微生物菌肥還沒有被大面積推廣施用，除了因?yàn)閮r(jià)格偏貴外，根本原因是作為肥料界的新寵，一方面，有關(guān)微生物菌肥的功效機(jī)理、應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用效果、應(yīng)用環(huán)境、生物安全等方面仍存在較大爭議。另一方面，施用方法不清楚，很難達(dá)到理想的效果。

有機(jī)肥與菌肥配施的研究已經(jīng)開始嘗試，在葡萄［13］、黃瓜［14］、煙草［15］等的產(chǎn)量和品質(zhì)上取得了較好的效果。燈盞花的種植枝術(shù)已經(jīng)推廣，前人對燈盞花施肥措施的研究的相關(guān)報(bào)道，還停留在無機(jī)肥施用上，而對于有機(jī)肥、無機(jī)肥、微生物肥配施對燈盞花植株生長和有效成分積累的研究較少。在中草藥推廣種植的過程中，施肥是薄弱環(huán)節(jié)，往往產(chǎn)量和有效成分不能兩全，同時(shí)不合理施肥，易導(dǎo)致成本增加，不僅影響了高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，還影響了農(nóng)戶種植的積極性。本試驗(yàn)以燈盞花為研究對象，研究有機(jī)肥、無機(jī)肥、微生物肥配施條件下燈盞花生物量和有效成分的變化情況，為燈盞花的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料燈盞花由云南省紅河州瀘西縣千山生物工程有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)選擇在云南省紅河州瀘西縣千山生物工程有限公司的燈盞花GAP種植基地進(jìn)行，海拔1 810 m，平地，紅壤。該縣地處滇東南，位于N 24°15′～24°45′，E 103°30′～104°04′之間，年均氣溫15.4℃，年均日照2 122 h，年均降水量979 mm，無霜期272.7 d，境內(nèi)冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以不施任何肥料為對照（CK），設(shè)置菌肥與無機(jī)復(fù)合肥配施（處理1），單施無機(jī)復(fù)合肥（處理2），菌肥與有機(jī)肥配施（處理3），單施有機(jī)肥（處理4），共5個(gè)處理，各處理施肥量見表1。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)墑面（7.8 m2·墑-1），每個(gè)處理試驗(yàn)面積23.4 m2，共15個(gè)小區(qū)。在施肥前測得基礎(chǔ)土樣的pH值為6.88，有機(jī)質(zhì)為3.05%，速效氮為2.13 mg·kg-1，速效鉀為21.30 mg·kg-1，有效磷為 0.843 mg·kg-1。

表1 肥料組合與施肥量

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 植株生長情況測定

每次追肥前統(tǒng)一進(jìn)行植株性狀，即葉長，葉寬，株高，葉片數(shù)的測量。于2016年6月1日進(jìn)行各種不同種類底肥的施用，在6月14日統(tǒng)一播種，并在播種10 d后進(jìn)行出苗率的第一次統(tǒng)計(jì)，之后每7 d進(jìn)行測量，共3次，當(dāng)植株長出6～8片葉子進(jìn)行第一次追肥，以后每隔8～10 d施肥一次，施3次。每次追肥后10 d都要對植株進(jìn)行統(tǒng)一觀測，直到第一次采收前，共5次，每次追肥后都要注意觀察，植株否有被肥料灼傷的情況，特別是雨天做好排水措施，避免發(fā)生病害。若發(fā)現(xiàn)有病的植株及時(shí)清除，防止病情擴(kuò)散。實(shí)時(shí)監(jiān)管，避免使燈盞花受病、蟲、草的侵害。

1.4.2 植株干物質(zhì)積累量和有效成分含量

于10月11日進(jìn)行燈盞花地上部分第一次采收，采收后分別統(tǒng)計(jì)各處理中每個(gè)重復(fù)的產(chǎn)量。并將每個(gè)重復(fù)采收的燈盞花放于大棚中進(jìn)行晾曬，待其曬干后統(tǒng)計(jì)其干重，取平均值。將樣品粉碎后參照《中華人民共和國藥典》（2015版）［16］燈盞花檢測標(biāo)準(zhǔn)檢測燈盞花干品中燈盞乙素含量（%）、總黃酮含量（%）。

1.4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010和SPSS 16.0軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對燈盞花出苗率的影響

常規(guī)下燈盞花的出苗率不高，只有23.16%（CK），施用不同肥料后，燈盞花出苗率都明顯高于對照，但都沒有高出50%。出苗率最高的處理3，為44.97%，其余處理在30%～40%之間，對出苗率的影響表現(xiàn)為處理3＞處理1＞處理4＞處理2＞CK，說明燈盞花種子在萌發(fā)時(shí)對土壤肥力有要求，但單施無機(jī)復(fù)合肥、有機(jī)肥的效果，不如配施菌肥的好（圖1）。

圖1 不同處理的燈盞花出苗率

2.2 不同處理對燈盞花植株高度的影響

由圖2可知，在不施肥的情況下，燈盞花長勢較慢，從第1次到第5次測量，40 d的時(shí)間里，僅從5.46 cm長至9.96 cm，而施用肥料，植株平均高度表現(xiàn)為處理1＞處理3＞處理4＞處理2，最后都長到20 cm以上，均高于CK，說明施肥對其生長有促進(jìn)作用。不同施肥處理植株生長速度變化趨勢相同，以處理1效果為最好。

圖2 不同處理的植株高度比較

2.3 不同處理對燈盞花葉片數(shù)的影響

由圖3可知，CK與不同施肥處理葉片數(shù)變化趨勢基本一致。前4次觀察，處理1的葉片數(shù)比其他3個(gè)處理有優(yōu)勢，說明菌肥與無機(jī)肥配施有利于葉片數(shù)增加。處理2與處理3、4相比，第1次觀察時(shí)葉片數(shù)最少；第2次觀察時(shí)高于處理3，低于處理4；第3、4次觀察時(shí)都高于處理3、4，表明無機(jī)肥對葉片數(shù)增加有一定作用，卻不明顯。處理3和4始終相差不大，與其他處理相比葉片數(shù)增加不明顯。第5次觀察時(shí)，處理3或處理4葉片數(shù)多于其他處理，而處理2數(shù)量最少；處理1葉片數(shù)高于處理2，表明菌肥和有機(jī)肥則對葉片衰老有一定的延緩作用。

圖3 不同處理的植物葉片數(shù)比較

2.4 不同處理對燈盞花葉面積的影響

如圖4所示，在5個(gè)處理中，前4次觀察每個(gè)處理都對葉面積有增大作用，特別是處理1更為明顯，而處理2、3、4則差別不大，這說明燈盞花的適應(yīng)性比較強(qiáng)。只有到第5次時(shí)，對照與第4次觀察相比差別不大，只增大了6.84 cm2，而處理3則增了119.37 cm2，處理4增了114.47 cm2，處理1增了73.43 cm2，處理2增了62.55 cm2。結(jié)果顯示菌肥與有機(jī)肥配施比單施有機(jī)肥效果明顯，菌肥與無機(jī)肥配施比單施無機(jī)肥效果明顯。

圖4 不同處理的植物葉面積的比較

2.5 不同處理的燈盞花的SPAD值的比較

SPAD也稱綠色度，根據(jù)植物葉片葉綠素對有色光的吸收特性，通過測量一定波長長度的發(fā)射光強(qiáng)和透過植物葉片后的光強(qiáng)，可測得植物的SPAD值。在3種肥料施用處理中，施用無機(jī)肥（處理2）植株葉片最為濃綠，生長態(tài)勢最好，其次表現(xiàn)為處理1＞處理3＞處理4＞CK（圖5）。

圖5 不同處理的燈盞花的SPAD值

2.6 不同處理的燈盞花生物量和有效成分的比較

由圖6所示，不同處理下，對于鮮重，處理3＞處理4＞處理1＞處理2＞CK，特別是處理3、4對燈盞花生物量的增長影響最為明顯，鮮重分別平均增長到22.37和20.58 g·株-1，比對照分別高出15.1和13.31 g·株-1，接著是處理1高出7.40 g·株-1，處理2高出3.43 g·株-1。雖然處理3、4對燈盞花鮮生物量的影響較大，但干物質(zhì)的量卻并不明顯，只分別比對照增加1.81和1.71 g·株-1，處理1和處理2相差不大，分別增加1.39、1.10 g·株-1。

對于有效成分，施肥有利于燈盞花的燈盞乙素和總黃酮的增加，但不同處理間對有效成分積累的影響不同。對燈盞乙素含量的影響，表現(xiàn)為處理3＞處理4＞處理1＞處理2＞CK，特別是處理3達(dá)到了3.22 mg·g-1，處理4達(dá)到了3.01 mg·g-1，處理1達(dá)到2.84 mg·g-1。多重比較發(fā)現(xiàn)，4個(gè)施肥處理與對照相比有極顯著差異，處理3和處理1、處理2、處理4相比有顯著差異，處理4、處理1、處理2之間差異不顯著，表明施用肥料有利于燈盞花燈盞乙素含量的提高，特別是有機(jī)肥與菌肥配施（處理3）最為明顯。對總黃酮含量的影響，表現(xiàn)為處理3＞處理4＞處理1＞處理2＞CK，特別是處理3達(dá)到了8.32 mg·g-1，處理4、處理1和處理2差別不大，分別為7.77、7.67、7.55 mg·g-1。多重比較發(fā)現(xiàn)，4個(gè)施肥處理與對照相比有極顯著差異，但4個(gè)處理間無顯著差異，說明施用肥料有利于燈盞花總黃酮含量的積累（圖6），但不同肥料間無明顯差異，仍以有機(jī)肥與菌肥配施（處理3）為佳。

圖6 不同處理對生物量與有效成分的影響

3 討論與結(jié)論

燈盞花的種子為小型瘦果，千粒重為0.252 g，種子敗育率極為嚴(yán)重，飽滿度為16.3%。目前播種用的燈盞花種子一般都是未經(jīng)任何處理的毛種，播種后的出苗率在20%左右［17］，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，通過用1% NaClO預(yù)處理15 min可以提高出苗率［18］。種子萌發(fā)與溫度密切相關(guān)，燈盞花種子屬于中溫萌發(fā)型，變溫反而降低萌發(fā)率。在本試驗(yàn)中，燈盞花的種子播種前未經(jīng)任何處理，萌發(fā)條件與環(huán)境條件一致，因而萌發(fā)率的高低主要受溫度和種子凈度影響。處理3，處理4和處理1中含有有機(jī)肥和菌肥，它們提供肥力的同時(shí)還有保溫作用，使溫度變幅減小，提供了相對恒定的溫度，有利于種子的萌發(fā)。用1%NaClO對種子進(jìn)行預(yù)處理目的是對種子進(jìn)行消毒，微生物肥料中的某些微生物能產(chǎn)抑制病菌類物質(zhì)，對病原微生物能產(chǎn)生直接的拮抗作用，起到了消毒作用，這也是含有菌肥處理的出苗率高的原因。

藥用植物人工種植時(shí)生物產(chǎn)量取決于初生代謝的積累，而有效成分取決于次生代謝產(chǎn)物的積累，初生代謝也為次生代謝提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，但兩類代謝對環(huán)境因子的響應(yīng)有很大的不同。施肥是植物栽培常用的增產(chǎn)管理技術(shù)措施之一［19］，株高是顯示植物生長速度最直觀的評價(jià)指標(biāo)，葉片是植物進(jìn)行光合作用、蒸騰作用和合成有機(jī)物質(zhì)的主要器官，而葉面積大小與光合速率有關(guān)。在試驗(yàn)中，菌肥與無機(jī)復(fù)合肥配施（處理1）對株高和葉片數(shù)的增加存在優(yōu)勢，處理3菌肥與有機(jī)肥配施對燈盞花生物量的增長的影響最為明顯，鮮重比對照高出15.1 g·株-1，干重卻不明顯，僅高出1.81 g·株-1，這是因?yàn)橛袡C(jī)肥含有大量的有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)物質(zhì)和有益微生物，施入土壤以后，能迅速提高土壤有機(jī)質(zhì)和微生物的數(shù)量，并增強(qiáng)土壤酶的活性，促進(jìn)土壤難溶性礦物質(zhì)養(yǎng)分的釋放，進(jìn)一步提高土壤養(yǎng)分的有效性［20］，菌肥參與了元素轉(zhuǎn)化。處理4單施有機(jī)肥僅次于處理3，可說明菌肥與有機(jī)肥配施的互作效應(yīng)對提高產(chǎn)量有促進(jìn)作用，而同樣含有菌肥的處理1與處理3相比在鮮重和干重的貢獻(xiàn)率并不突出，卻優(yōu)于單施無機(jī)復(fù)合肥和單施有機(jī)肥處理。通過燈盞花葉面積比較可以看出，在前4次觀察中，處理1菌肥與無機(jī)復(fù)合肥配施有利于葉面積增大，一方面無機(jī)肥能快速提供幼苗所需的NPK，另一方面微生物菌群參與對NPK等元素轉(zhuǎn)化的驅(qū)動，長勢比較明顯。但無機(jī)肥主要成分是NPK，很少含有中、微量元素，雖然速效性好，但利用率偏低，持續(xù)性也差。從生長后期的葉面積來看，有機(jī)肥與菌肥對葉面積的增大厚積薄發(fā)，葉片數(shù)也高于有機(jī)肥單施。更大的葉面積有利于捕獲更多的光能，延長葉齡對光合作用有利，提高了植物具有更快的生長速度和物質(zhì)積累的可能性。

燈盞花有效成分主要以燈盞乙素和總黃酮含量來檢測品質(zhì)。對燈盞乙素含量的影響，4個(gè)施肥處理與對照相比有極顯著差異，說明施用肥料有利于燈盞乙素含量的提高，這與前人的研究一致［21］。在4個(gè)施肥處理中，特別是有機(jī)肥與菌肥配施（處理3）與其他處理間有顯著差異，這主要是因?yàn)橛袡C(jī)肥與菌肥都能促進(jìn)緩釋肥料氮的釋放［22］，王初華等［23］研究發(fā)現(xiàn)對燈盞乙素含量影響較大的是N＞P＞K。而同樣具有菌肥的處理1卻沒有單施有機(jī)肥（處理4）的效果好，主要是因?yàn)槲⑸锉旧聿⒉皇欠柿?，要通過消耗土壤中的有機(jī)物，才能產(chǎn)生固氮、活化鉀磷礦物的能力，如果土壤中有機(jī)質(zhì)含量低則效果差。本試驗(yàn)基礎(chǔ)土壤有機(jī)質(zhì)含量為3.05%，含量較低影響了菌肥的作用，結(jié)果也顯示了單施有機(jī)肥優(yōu)于菌肥與無機(jī)肥配施。對總黃酮含量的影響，4個(gè)施肥處理與對照相比有極顯著差異，說明施肥對總黃酮含量有效，雖然從統(tǒng)計(jì)分析看，4個(gè)處理間無顯著差異，但含量仍以有機(jī)肥與菌肥配施（處理3）較高。通過試驗(yàn)結(jié)果可以看出，各處理對鮮重、干重、有效成分的影響，都表現(xiàn)出處理3＞處理4＞處理1＞處理2＞對照，說明有機(jī)肥對于燈盞花的初生代謝和次生代謝有重要作用，而菌肥的添加對有機(jī)肥的肥效起放大作用，或通過微生物的活動促進(jìn)了礦質(zhì)養(yǎng)分的活化，增強(qiáng)了植物對養(yǎng)分的利用率。

葉綠素是衡量葉片光合作用性能的重要指標(biāo)，是植物光合作用的主要色素。SPAD值是葉綠素相對含量讀數(shù)值，現(xiàn)有研究均表明SPAD值與葉子的葉綠素含量呈顯著正相關(guān)［24-25］，葉綠素在光合作用的光能吸收傳遞和轉(zhuǎn)化中起不可或缺的作用，葉綠素含量增加，有利于增強(qiáng)光合作用能力，植株生長快，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。在本試驗(yàn)中，處理3和處理4的SPAD值雖然與處理1和處理2相比較低，但相差不大，且后期植株的產(chǎn)量和含量也較二者高。這和王志遠(yuǎn)等［26］通過4年觀察菌肥與有機(jī)肥配施對桃葉片葉綠素含量影響一致，沒有太大影響。這個(gè)結(jié)果表明菌肥與有機(jī)肥對葉綠素含量的增加沒有明顯作用，而對于燈盞花來說SPAD值不是越高越好，它會對光強(qiáng)發(fā)生趨異適應(yīng)，可以預(yù)計(jì)處理3的植株所含的葉綠素值更接近其居群原生環(huán)境光照條件下所需的SPAD值。

中藥材是中醫(yī)藥事業(yè)傳承和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，藥用植物栽培提出了無公害中藥材、有機(jī)中藥材的要求。從本試驗(yàn)可以看出，菌肥與其他肥料的配施，不管從植株的出苗率、植株生長形態(tài)、葉綠素相對值、生物量和有效成分的積累量都較肥料單施有較大的優(yōu)勢。雖然施用菌肥在減少化肥施用量、提高肥料利用率、緩解環(huán)境污染等方面具有重要意義，但是土壤微生物種群多樣，有自身的新陳代謝，其作用效果又受土壤環(huán)境的影響很大，因此微生物肥是一種輔助肥料，不能全部代替無機(jī)肥和有機(jī)肥。不同的生物肥料用途也不相同，在研究中還要進(jìn)一步細(xì)化，并與當(dāng)?shù)氐耐寥佬再|(zhì)、結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，這對燈盞花栽培水平的提高是很好的借鑒，也可為其他的中藥材種植提供理論依據(jù)。