氮磷鉀配施對(duì)瑪咖產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及肥料效應(yīng)

李 浩 徐 瑞 施輝能 劉春蘭 龍光強(qiáng) 田 洋 范 偉

(1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；2云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201；3 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)西南中藥材種質(zhì)創(chuàng)新與利用國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心/云南省藥用植物生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650201)

瑪咖(Lepidium meyeniiWalp.)是十字花科獨(dú)行菜屬一年至二年生草本植物[1]，原產(chǎn)于秘魯安第斯山脈中部4 000～4 500 m 的“Puna”農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)，在當(dāng)?shù)赜小懊佤斎藚ⅰ焙汀澳厦廊藚ⅰ钡拿雷u(yù)[2]?，斂У叵屡虼蟮馁A藏根富含瑪咖酰胺類(lèi)化合物和瑪咖烯等活性成分[3]，在強(qiáng)精力、抗疲勞、改善性功能和治療女性更年期綜合癥方面具有顯著的功效[4－5]。自2002年引入我國(guó)后，經(jīng)不同區(qū)域的馴化栽培和多年的比較試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，云南麗江和會(huì)澤高海拔地區(qū)被認(rèn)為是中國(guó)最適宜瑪咖種植的產(chǎn)區(qū)[6－9]。2011年瑪咖被我國(guó)批準(zhǔn)為新資源食品后，開(kāi)始在上述兩大區(qū)域大面積種植。然而，生產(chǎn)上長(zhǎng)期缺乏優(yōu)質(zhì)的種源、規(guī)范的種植模式和合理的施肥指導(dǎo)，導(dǎo)致瑪咖產(chǎn)量和質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品功效難以保障。

“3414”試驗(yàn)?zāi)軌蛞罁?jù)土壤肥力、作物需肥規(guī)律和肥料效應(yīng)函數(shù)，確定合理的氮磷鉀施用量[10－11]。目前，基于“3414”的配方施肥試驗(yàn)在三七[12]、桔梗[13]、燈盞花[14]、枸杞[15]和川貝母[16]等大宗藥材的種植生產(chǎn)中得到廣泛研究和推薦。然而，瑪咖現(xiàn)有的施肥仍主要依靠經(jīng)驗(yàn)或參照發(fā)育特征類(lèi)似的農(nóng)作物或中藥材，盲目性和隨意性較大。僅有的瑪咖施肥研究更多關(guān)注于單一肥料的施用或復(fù)合肥增施農(nóng)家肥對(duì)瑪咖產(chǎn)量的影響[17－21]，缺乏對(duì)氮磷鉀三因素綜合肥力考量的研究。為此，本研究采用“3414”試驗(yàn)方案，將肥料、產(chǎn)量、品質(zhì)三因素結(jié)合，旨在通過(guò)對(duì)單位面積的精確計(jì)算和針對(duì)性結(jié)果分析，明確氮磷鉀肥配施對(duì)瑪咖的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，提出氮磷鉀的合理施用量，為科學(xué)合理指導(dǎo)瑪咖施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為烏蒙黑瑪咖(Lepidium meyeniiwumemghei)，良種編號(hào):云R-SV-LM－045－2017。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在曲靖市會(huì)澤縣大海鄉(xiāng)(103°23′E，26°29′N(xiāo))，海拔3 237.70 m，該地土壤類(lèi)型為亞高山草甸土，前茬作物為馬鈴薯。在試驗(yàn)進(jìn)行前，取0～20 cm的土壤測(cè)定其化學(xué)性質(zhì)，結(jié)果如表1 所示。

表1 大田土壤理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of field soil

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用“3414”肥效試驗(yàn)設(shè)計(jì)，基于N、P、K 3 個(gè)因素，設(shè)置4 個(gè)施肥水平，共14 個(gè)處理的復(fù)因素試驗(yàn)方案。每小區(qū)6 m×4 m，包括3 條畦(1.8 m×4 m)，兩條溝(0.3 m×4 m)，溝深25 cm，株行距均25 cm。4 個(gè)施肥水平中的0 水平指不施肥，2 水平指當(dāng)?shù)赝扑]施肥量(純N＝120 kg·hm－2、純P2O5＝90 kg·hm－2、 純K2O＝120 kg·hm－2)，1 水平＝2 水平×0.5，3 水平＝2 水平×1.5，詳見(jiàn)表2。氮磷鉀肥均采用常用的尿素(純N≥46%)、過(guò)磷酸鈣(P2O5≥16%)、硫酸鉀(K2O≥50%)。全部P、K 肥和40%N 肥基施，在移栽后第1 和第2 個(gè)月分別追施30%N 肥。采用人工移栽，每穴定植1 苗，定植深度3～5 cm，每小區(qū)定植336 株，整平做畦并覆蓋黑色反光防蟲(chóng)地膜。

表2 氮磷鉀配施處理及施肥量Table 2 Combined application of nitrogen，phosphorus and potassium and fertilization amount /(kg·hm－2)

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 植株生長(zhǎng)指標(biāo) 在采收前分小區(qū)取6 株瑪咖測(cè)定其株高、冠幅、葉片數(shù)、主根粗、主根長(zhǎng)以及地上部和地下部的干重鮮重。

1.4.2 瑪咖活性成分指標(biāo)

1.4.2.1 瑪咖烯和瑪咖酰胺類(lèi)化合物測(cè)定 稱(chēng)取0.5 g 瑪咖地下部干樣(粉碎，過(guò)40 目篩)至50 mL 離心管中，添加25 mL 石油醚(沸程60～90℃)。然后將樣品置于XUB5 超聲波清洗機(jī)(廣州虹科電子)中提取30 min，再以8 000 r·min－1離心10 min，取上清液于250 mL 錐形瓶中。然后對(duì)離心管中的殘留樣品重復(fù)上述步驟，并將上清液添加到錐形瓶中，過(guò)濾上清液，將濾液倒入圓底燒瓶，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸干(50℃以下)后，圓底燒瓶?jī)?nèi)殘留的固體物即為含有雜質(zhì)的目的提取物，加甲醇溶解目的提取物，將溶后的目的提取物倒入10 mL 容量瓶中定容，放入4℃冰箱備用。每個(gè)樣品重復(fù)2 次。

瑪咖酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線制作:取瑪咖酰胺對(duì)照品間甲氧基－芐基－亞麻酰胺和間甲氧基－芐基－亞油酰胺各4 mg，瑪咖酰胺對(duì)照品芐基－亞麻酰胺、芐基－亞油酰胺和芐基－十六烷酰胺各10 mg，使用乙腈溶解并定容于100 mL 容量瓶中，為5 種瑪咖酰胺混標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)使用液。分別取標(biāo)準(zhǔn)使用液0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 和1.0 mL，加0.9、0.8、0.6、0.4、0.2 和0 mL 乙腈配置成標(biāo)準(zhǔn)系列各濃度用于液相檢測(cè)。進(jìn)樣量為10 μL。

瑪咖烯標(biāo)準(zhǔn)曲線制作:用80%的色譜級(jí)乙腈配置1 mL 咖瑪咖烯標(biāo)準(zhǔn)溶液，稀釋至0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3 μg·mL－1，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

高效液相色譜( high performance liquid chromatography，HPLC)檢測(cè):(1)瑪咖酰胺HPLC 檢測(cè)條件:色譜柱為ZORBAX Eclipse Plus C8 柱(5 μm，4.6 mm×250 mm)；檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm，流速0.6 mL·min－1，進(jìn)樣量20 μL，等梯度洗脫:90%乙腈；(2)瑪咖烯HPLC 檢測(cè)條件:色譜柱為ZORBAX Eclipse Plus C8 柱(5 μm，4.6 mm × 250 mm)；檢測(cè)波長(zhǎng)275 nm，流速0.6 mL·min－1，進(jìn)樣量20 μL，流動(dòng)相:90%乙腈。

1.4.2.2 瑪咖芥子油苷類(lèi)化合物檢測(cè) 準(zhǔn)確稱(chēng)取1.00 g 瑪咖地下部干樣(粉碎，過(guò)40 目篩)至10 mL離心管中，于75℃條件下水浴保溫5 min 滅酶活，加入8 mL 70%甲醇提取液水浴(75℃)12 min，每隔2 min充分振蕩1 次，8 000 r·min－1離心10 min，轉(zhuǎn)移上清液至25 mL 容量瓶中。殘?jiān)偬崛? 次，離心合并上清液，將提取液定容至25 mL，保存于4℃冰箱備用。取5 mL 樣品溶液于干燥潔凈的25 mL 試劑瓶中，加15 mL 0.02 mol·L－1乙酸鈉緩沖液，加1 mL 每毫升活性單位不低于10 的硫酸酯酶，試劑瓶蓋上蓋子后于37℃恒溫培養(yǎng)箱中保溫16 h 以上至酶解完全。將酶解液轉(zhuǎn)移至25 mL 容量瓶定容，用0.22 μm 微孔濾膜過(guò)濾，用于高效液相色譜分析。

丙烯基芥子油苷標(biāo)準(zhǔn)品配制:精密稱(chēng)取4 mg 丙烯基芥子油苷標(biāo)準(zhǔn)品，溶解于1 mL 水中。重復(fù)上述操作步驟，將過(guò)濾后的標(biāo)品溶液分別取1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0 mL，并用水補(bǔ)充至1 mL，用于HPLC 檢測(cè)，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用分析:色譜柱為Eclipse XDBC18(5 μm，4.6 mm×250 mm，美國(guó)Agilent)，流動(dòng)相流速1 mL·min－1，柱溫30℃，進(jìn)樣20 μL，紫外檢測(cè)器檢測(cè)波長(zhǎng)229 nm，流動(dòng)相為水和乙腈體系，梯度洗脫:0～1 min 為100%水，1～20 min 水梯度變化100%～80%，20～25 min 水梯度變化80%～100%。

1.4.2.3 灰分檢測(cè) 將石英坩堝放入高溫爐中，并在550±25℃條件下烘烤30 min，冷卻至約200℃，取出，放入干燥器中30 min，然后稱(chēng)重。稱(chēng)取5.000 g 瑪咖樣品，均勻地分布在坩堝中。首先在電熱板上加熱小火，以確保樣品不會(huì)完全冒煙，然后將其放入烤箱中，并在550±25℃條件下燃燒4 h。冷卻至200℃，取出并放入干燥器中冷卻30 min，然后稱(chēng)重。根據(jù)公式計(jì)算灰分含量:

式中:X 為灰分含量，g·100g－1；m1為坩堝和灰分的質(zhì)量，g；m2為坩堝的質(zhì)量，g；m3為坩堝和試樣的質(zhì)量，g；100 為單位換算系數(shù)。

1.4.3 產(chǎn)量 收獲后測(cè)單株產(chǎn)量和小區(qū)產(chǎn)量，為了排除邊際效應(yīng)干擾，取樣取中間的畦，每小區(qū)取6 株。記錄數(shù)據(jù)并作肥料效應(yīng)三元二次方程回歸分析，得出最高產(chǎn)量的施肥量和經(jīng)濟(jì)最佳的施肥量。并根據(jù)公式計(jì)算各指標(biāo):

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析。采用測(cè)土配方施肥“3414”試驗(yàn)分析器分析，分析確定瑪咖最高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量以及結(jié)合品質(zhì)要求的氮磷鉀施用量。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖植株農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖地上部農(nóng)藝性狀的影響 由表3 可知，與不施肥處理(N0P0K0)相比，施肥總體提高了瑪咖株高、冠幅等地上部農(nóng)藝性狀，且部分施肥處理與不施肥處理差異呈顯著水平。當(dāng)P、K 肥施用水平為中等(P2K2)時(shí)，與不施N 肥處理(N0P2K2)相比，施N分別增加了瑪咖冠幅、地上部鮮重，在N3水平時(shí)單株地上部鮮重達(dá)到最高，為87.46 g。當(dāng)N、K 或N、P 施用水平為中等水平(N2K2或N2P2)時(shí)，與不施P 肥(N2P0K2)或不施K 肥(N2P2K0)相比，增施P 肥或K 肥能夠增加單株地上部鮮重，并分別以P2或K1水平最高，之后增加P 或K 肥單株重量呈下降的趨勢(shì)。

表3 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖地上部農(nóng)藝性狀的影響Table 3 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on agronomic characteristics of L. meyenii shoots

2.1.2 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖地下部農(nóng)藝性狀的影響 由表4 可知，與不施肥(N0P0K0)相比，施肥總體提高了瑪咖的主根長(zhǎng)、主根粗等地下部農(nóng)藝性狀。當(dāng)?shù)?、氮磷或磷鉀肥施用水平為中等水?N2K2、N2P2和P2K2)時(shí)，與各自不施氮肥處理(N0P2K2)、不施磷肥(N2P0K2)或不施鉀肥(N2P2K0)相比，其單株鮮重和干重隨氮、磷、鉀量的增加而增加，至N2P2K2水平達(dá)到最高，之后呈下降的趨勢(shì)。N2P2K2的單株地下部鮮重達(dá)到58.84 g，相比N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0分別增長(zhǎng)14.14%、31.95%、79.44%。

表4 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖地下部農(nóng)藝性狀的影響Table 4 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on agronomic characteristics of L. meyenii roots

2.2 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖產(chǎn)量的影響

由表5 可知，空白試驗(yàn)小區(qū)瑪咖相對(duì)產(chǎn)量為38.23%，缺氮瑪咖的相對(duì)產(chǎn)量為68.14%，缺磷試驗(yàn)小區(qū)瑪咖的相對(duì)產(chǎn)量為77.94%，缺鉀試驗(yàn)小區(qū)瑪咖的相對(duì)產(chǎn)量為70.59%，表現(xiàn)為空白區(qū)產(chǎn)量<缺氮區(qū)產(chǎn)量<缺鉀區(qū)產(chǎn)量<缺磷區(qū)產(chǎn)量。表明該試驗(yàn)地土壤肥力較高，尤其是速效磷和速效鉀。瑪咖對(duì)氮的依賴性相對(duì)較磷和鉀肥強(qiáng)，缺氮區(qū)施肥依存度為31.86%，說(shuō)明氮肥對(duì)瑪咖產(chǎn)量起著重要的作用。氮磷鉀配施時(shí)，全肥區(qū)施肥依存度為61.77%，說(shuō)明氮磷鉀三者配合施用能使產(chǎn)量達(dá)到最佳。

表5 氮磷鉀配施處理下瑪咖產(chǎn)量和產(chǎn)值Table 5 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on yield and output value of L. meyenii

瑪咖產(chǎn)量最低的處理水平為N0P0K0，鮮產(chǎn)3 625.44 kg·hm－2；最高為N2P2K2，鮮產(chǎn)9 481.92 kg·hm－2，相比缺氮區(qū)(N0P2K2)、缺磷區(qū)(N2P0K2)、缺鉀區(qū)(N2P2K0)和空白區(qū)(N0P0K0)分別增產(chǎn)46.76%、28.30%、41.67%和161.54%。

2.3 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖品質(zhì)的影響

2.3.1 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖酰胺含量的影響 由圖1可知，與空白處理A1(N0P0K0)對(duì)比，除A13(N1P2K1)外其余各處理瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量均顯著增加。在A10(N2P2K3)施肥水平下瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量最高，為270.63 mg·100g－1，相比A1(N0P0K0) 增長(zhǎng)524.58%；其次為A6(N2P2K2)，瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量 為181.15 mg·100g－1，相比A1(N0P0K0) 增長(zhǎng)318.07%。

在磷鉀肥為中等水平下瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量隨增施氮肥呈上升的趨勢(shì)，在A6(N2P2K2)施肥水平達(dá)到最高，之后呈下降的趨勢(shì)，下降率為92.38%；在氮鉀肥為中等水平下瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量隨增施磷肥呈上升的趨勢(shì)，在A6(N2P2K2)施肥水平達(dá)到最高，之后呈下降的趨勢(shì)，下降率為79.30%；在氮磷肥為中等水平下瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量隨增施鉀肥呈上升的趨勢(shì)，在A10(N2P2K3)施肥水平達(dá)到最高，為270.63 mg·100g－1。隨著鉀肥施用的增加瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量也隨之增加，表明鉀肥的施用有助于瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量的積累。

2.3.2 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖烯含量的影響 由圖2 可知，與空白處理A1(N0P0K0)相比，各處理瑪咖烯含量均顯著提高。在P2K2、N2K2或N2P2施肥水平下，瑪咖烯含量隨著氮、磷或鉀肥施用量的增加而增加，至A6(N2P2K2)施肥水平達(dá)到最高，之后呈下降的趨勢(shì)。其中A6(N2P2K2)施肥水平下瑪咖烯的含量最高，為7.36 mg·100g－1，相比A1(N0P0K0)增長(zhǎng)125.08%；A7(N2P3K2) 施肥水平下瑪咖烯的含量?jī)H次于A6(N2P2K2)。

2.3.3 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖芥子油苷含量的影響 由圖3 可知，與空白A1(N0P0K0)相比，各處理瑪咖芥子油苷類(lèi)化合物含量均顯著增加。A6(N2P2K2)的總芥子油苷類(lèi)化合物含量最高，相比A1(N0P0K0)增長(zhǎng)118.58%。從整體上可以看出瑪咖芥子油苷類(lèi)化合物隨著施肥量的增加而增加，在A6(N2P2K2)施肥水平下達(dá)到最高，之后呈下降的趨勢(shì)。

2.3.4 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖灰分含量的影響 由圖4可知，與空白A1(N0P0K0)相比，各處理瑪咖灰分含量均顯著增加。A6(N2P2K2)瑪咖的灰分含量達(dá)到最高，為4.38 g·100g－1，相比A1(N0P0K0)增長(zhǎng)65.99%，但與A5(N2P1K2)、A7(N2P3K2)、A9(N2P2K1)、A10(N2P2K3)、A11(N3P2K2)之間無(wú)顯著差異。

圖1 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量的影響Fig.1 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on macaamides content

圖2 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖烯含量的影響Fig.2 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on macaene content

圖3 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖芥子油苷類(lèi)化合物含量的影響Fig.3 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on glucosinolates content

在P2K2、N2K2或N2P2施肥水平下，隨著氮、磷或鉀肥施用量的增加瑪咖灰分含量也隨之增加，在A6(N2P2K2)達(dá)到最高，之后呈下降趨勢(shì)。

圖4 氮磷鉀配施對(duì)瑪咖灰分含量的影響Fig.4 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on ash content

2.4 氮磷鉀肥的互作效應(yīng)

2.4.1 磷鉀肥的施用對(duì)氮效率的影響 如圖5 所示，當(dāng)鉀肥為K2水平時(shí)，在低、中氮水平下隨著磷肥施用的增加瑪咖產(chǎn)量隨之增加，分別增產(chǎn)527.85 kg·hm－2(N1)、 1 719.75 kg·hm－2(N2)，增產(chǎn)率分別為15.49%、18.14%。當(dāng)磷肥為P2水平時(shí)，在低氮水平下瑪咖產(chǎn)量隨施鉀量的增加而降低，減產(chǎn)93 kg·hm－2，減產(chǎn)率為1.21%；在中氮水平下，瑪咖產(chǎn)量隨施鉀量的增加而增加，增產(chǎn)1 998.60 kg·hm－2，增產(chǎn)率為26.71%。因此，在低氮和低磷水平下瑪咖的產(chǎn)量低于其他施肥水平，在中磷、中鉀和中氮水平下產(chǎn)量最高，在中磷和中鉀水平下，有利于氮肥效果的發(fā)揮。

圖5 磷鉀肥施用對(duì)氮肥效率的影響Fig.5 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on nitrogen efficiency

2.4.2 氮鉀肥的施用對(duì)磷肥效率的影響 如圖6 所示，當(dāng)鉀肥施用為K2水平時(shí)，瑪咖產(chǎn)量在低磷、中磷水平下隨之施氮量的增加而增加，分別增產(chǎn)為371.85、1 859.25 kg·hm－2，增產(chǎn)率分別為4.79%、19.61%。當(dāng)?shù)适┯脼镹2水平時(shí)，在低磷水平下瑪咖產(chǎn)量隨著施鉀量的增加而降低，減產(chǎn)371.85 kg·hm－2，減產(chǎn)率為4.57%；在中磷水平下，瑪咖產(chǎn)量隨著施鉀量的增加而增加，增產(chǎn)1 998.60 kg·hm－2，增產(chǎn)率為26.71%。因此，在中氮和中鉀水平下，有利于磷肥效果的發(fā)揮。

圖6 氮鉀肥施用對(duì)磷肥效率的影響Fig.6 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on phosphate efficiency

2.4.3 氮磷肥的施用對(duì)鉀肥效率的影響 如圖7 所示，當(dāng)磷肥施用為P2水平時(shí)，瑪咖產(chǎn)量在低鉀水平時(shí)隨施氮量的增加而降低，減產(chǎn)232.50 kg·hm－2，減產(chǎn)率為3.10%；在中鉀水平下，瑪咖產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，增產(chǎn)1 859.25 kg·hm－2，增產(chǎn)率為19.61%。當(dāng)?shù)适┯脼镹2水平時(shí)，在低鉀水平下瑪咖產(chǎn)量隨施磷的增加而降低，減產(chǎn)650.70 kg·hm－2，減產(chǎn)率為8.00%；在中鉀水平下瑪咖產(chǎn)量隨施磷的增加而增加，增產(chǎn)1 719.75 kg·hm－2，增產(chǎn)率為22.16%。在中氮、中磷和低鉀水平下，瑪咖的產(chǎn)量低于其他水平，在中氮、中磷和中鉀水平下，瑪咖的產(chǎn)量最高，在中氮和中磷水平下有利于鉀肥效果的發(fā)揮。

圖7 氮磷肥施用對(duì)鉀肥效率的影響Fig.7 Effects of combined application of nitrogen，phosphorus and potassium on potassium efficiency

2.5 三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)的配置

采用測(cè)土配方施肥3414 施肥分析軟件，結(jié)合肥料價(jià)格和瑪咖售價(jià)(1.80 元·kg－1N，1.40 元·kg－1P2O5，3.20 元·kg－1K2O，鮮瑪咖10 元·kg－1)，建立瑪咖產(chǎn)量和氮、磷、鉀施肥量之間的三元二次回歸分析，結(jié)果如表6～7 所示。當(dāng)最高產(chǎn)量施肥配比N ∶P2O5∶K2O ＝120.71 ∶92.16 ∶144.22 kg·hm－2，產(chǎn)量達(dá)到8 577.35 kg·hm－2；當(dāng)經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量施肥配比N ∶P2O5∶K2O ＝120.58 ∶91.76 ∶143.35 kg·hm－2，產(chǎn)量達(dá)到8 577.29 kg·hm－2。

表6 三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)的擬合結(jié)果Table 6 Fitting results of ternary quadratic fertilizer effect function

表7 處理回歸方程應(yīng)用結(jié)果Table 7 Processing regression equation application results /(kg·hm－2)

3 討論

瑪咖產(chǎn)量取決于地下肉質(zhì)直根的膨大，而植株的生長(zhǎng)狀態(tài)直接影響肉質(zhì)直根的膨大和營(yíng)養(yǎng)成分的積累。本研究發(fā)現(xiàn)，與空白試驗(yàn)對(duì)比，氮、磷、鉀配施對(duì)瑪咖地上部和地下部的生長(zhǎng)有不同程度影響。在相同中等氮鉀水平下，隨著施磷量的增加地上部和地下部鮮重增加，而施磷量在達(dá)到一定程度時(shí)，對(duì)瑪咖產(chǎn)量出現(xiàn)抑制。前人在甘薯[22－24]和油菜[25－27]的研究中也發(fā)現(xiàn)，氮磷鉀配施可以提高甘薯和油菜的塊根粗和主根長(zhǎng)。

氮磷鉀配施可以有效提高瑪咖酰胺類(lèi)化合物、瑪咖烯、芥子油苷類(lèi)化合物、灰分的有效成分含量。在A6(N2P2K2)施肥水平下，瑪咖酰胺類(lèi)化合物總含量、瑪咖烯含量、芥子油苷總含量、灰分含量最高，分別為181.15 mg·100g－1、7.36 mg·100g－1、2.47 g·100g－1、4.38 g·100g－1，說(shuō)明氮磷鉀的均衡配施對(duì)瑪咖有效成分的積累具有重要作用。在相同中等氮磷水平下，隨著施用鉀肥的增加瑪咖酰胺類(lèi)化合物含量的也隨之增加，其中A10(N2P2K3)施肥水平下，瑪咖酰胺類(lèi)化合物的含量最高，為270.63 mg·100g－1。在A7(N2P3K2)施肥水平下，瑪咖烯的含量為7.12 mg·100g－1，且與A6(N2P2K2)相差不大。瑪咖酰胺和瑪咖烯是脂肪酸衍生物。磷是核酸和核蛋白的組成成分，鉀可促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，是某些酶或輔酶的活化劑，并且與三磷酸腺苷的活性有關(guān)。在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，磷鉀主要在能量傳遞體系起介質(zhì)作用，參與了脂肪酸的合成。高志宏等[28]和趙繼獻(xiàn)等[29]研究發(fā)現(xiàn)，在油菜栽培過(guò)程中，增施磷鉀肥均可有效提高脂肪酸含量，本研究結(jié)果與之一致，適當(dāng)增施磷肥和鉀肥有利于提高瑪咖酰胺和瑪咖烯的含量。

施肥是保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)，不同的肥料配比下產(chǎn)量差別較大。本研究發(fā)現(xiàn)，肥料種類(lèi)對(duì)瑪咖相對(duì)產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為，空白區(qū)產(chǎn)量(38.24%) <缺氮區(qū)產(chǎn)量(68.14%) <缺鉀區(qū)產(chǎn)量(70.59%) <缺磷區(qū)產(chǎn)量(77.94%)。瑪咖對(duì)氮肥的依賴性相對(duì)較磷肥和鉀肥更強(qiáng)，說(shuō)明磷肥對(duì)瑪咖產(chǎn)量發(fā)揮著重要的作用。氮磷鉀配施時(shí)，全肥區(qū)施肥依存度高，說(shuō)明氮磷鉀三者配合施用能使瑪咖產(chǎn)量達(dá)到最佳。

長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)瑪咖的研究較多注重施肥對(duì)瑪咖產(chǎn)量或品質(zhì)的影響，對(duì)產(chǎn)量與品質(zhì)綜合作用的研究較少。本研究將產(chǎn)量與品質(zhì)相結(jié)合，通過(guò)三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)擬合得出在N2P2K2施肥水平下瑪咖產(chǎn)量和品質(zhì)最好。邵敏等[30]研究顯示，瑪咖在土壤肥力平衡、田間管理相同的條件下，與施用豬糞、山基土相比，選擇羊糞或復(fù)合肥作為瑪咖的種植肥料，可提高單產(chǎn)，增加經(jīng)濟(jì)效益。本試驗(yàn)所用化肥總量?jī)H為當(dāng)?shù)厥褂每偭康囊话?，達(dá)到了減施和少量多次施用原則，在提高瑪咖產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，也提高了瑪咖種植生產(chǎn)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)效益。本研究為瑪咖栽培技術(shù)提供了更有力的施肥理論與實(shí)踐數(shù)據(jù)支撐。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，隨著氮、磷、鉀肥不同程度的施用改善了瑪咖地上部和地下部農(nóng)藝性狀，N2P2K2的氮磷鉀配施效果最好，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)瑪咖對(duì)氮的依賴性最高。另外，本研究綜合探討了氮磷鉀配施對(duì)瑪咖產(chǎn)、質(zhì)量的影響，氮磷鉀配施能顯著提高瑪咖的產(chǎn)質(zhì)量以及促進(jìn)活性有效成分的積累，并根據(jù)三元二次回歸方程對(duì)瑪咖產(chǎn)量計(jì)算得出最高產(chǎn)量的施肥配比為N ∶P2O5∶K2O＝120.71 ∶92.16 ∶144.22 kg·hm－2和經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量的施肥配比為120.58 ∶91.76 ∶143.35 kg·hm－2。但本研究土壤基礎(chǔ)肥力具有局限性，建議未來(lái)在不同肥力田塊進(jìn)行大面積試驗(yàn)，探索不同肥力土壤的最佳施肥配比。