不同有機肥與氮素配施對婺源皇菊產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

劉建廷,劉 爽,樊永信,薛光山,李 晨,朱翠英*

1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院,山東 泰安 271018

2.商河縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,山東 濟南 370126

‘婺源皇菊’(Chrysanthemum morifoliumRamat.)也叫‘曉起皇菊’，按花瓣顏色分類，屬于黃菊的一種[1]，富含葉黃素、鋅、硒、黃酮等多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有較高的保健價值?！脑椿示铡锌偡?、類黃酮、維生素C 等有效抗氧化成分的含量決定著菊花功能性的品質(zhì)，菊花品質(zhì)與產(chǎn)量共同決定著產(chǎn)值的大小，而品質(zhì)與產(chǎn)量間卻存在一定矛盾。施用有機肥能夠增加作物產(chǎn)量并改善作物品質(zhì)[2,3]。也有研究表明，有機質(zhì)含量不是越高對植株的生長越有利，而是存在閾值，因為土壤有機質(zhì)過高，造成植株過旺生長，容易受到干旱的脅迫[4]，施用氮素可提高野菊花的株高、分枝數(shù)、單株鮮花和干花產(chǎn)量，但過高的施氮量不利于產(chǎn)量進一步提升[5]。有機肥與氮肥的施加能夠顯著提升作物產(chǎn)量，同時對品質(zhì)產(chǎn)生一定影響，但不同的施用量影響效果不同。氮肥過量時，產(chǎn)量增加幅度降低甚至出現(xiàn)減產(chǎn)，品質(zhì)也會顯著降低，影響經(jīng)濟效益。在生產(chǎn)上也存在單獨施用有機肥而忽視氮肥施加，致使產(chǎn)量較低的情況。在‘婺源皇菊’生產(chǎn)中，存在施肥量與種類不確定、單施有機肥而忽視化學(xué)肥料的現(xiàn)象。有機肥雖然營養(yǎng)成分豐富、肥效長，但不能完全取代化學(xué)肥料的速效性及高效性；氮肥對產(chǎn)量的提升則需要合理控制其施用量，才會獲得較高的生產(chǎn)效益。

在本試驗中，通過設(shè)置不同有機肥與氮素配施量，在花期測定生長量、干物質(zhì)積累量、菊花產(chǎn)量及品質(zhì)等相關(guān)指標(biāo)，探尋提高產(chǎn)量并保證品質(zhì)的最佳施肥配比，為生產(chǎn)上茶用菊的合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料處理

本試驗于2018年7月至2020年1月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝實驗站進行。試驗地地處泰安市（東經(jīng)116°20′-117°59′，北緯35°38′-36°28′），屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨熱同季，年平均氣溫13.0 ℃。試驗材料為‘婺源皇菊’，土壤為園藝實驗站壤土，土壤堿解氮含量為107.25 mg·kg-1，速效磷含量為3.22 mg·kg-1，速效鉀含量為70.23 mg·g-1，pH 7.35，有機質(zhì)含量1.60%。

本試驗所用有機肥由羊糞發(fā)酵而成，有機質(zhì)含量16.24%。設(shè)置0 kg·667m-2、500 kg·667m-2、1000 kg·667m-2三個梯度，分別記為L、M和H。在此有機肥基礎(chǔ)上每千克土分別施氮素0 g、0.20 g、0.35 g、0.50 g，記為N0，N1，N2，N3，四個梯度，氮素以尿素供給。即共有12個處理：LN0，MN0，HN0，LN1，MN1，HN1，LN2，MN2，HN2，LN3，MN3，HN3，以LN0為對照，見表1。選用直徑約22 cm、高度20 cm的普通瓦盆，每盆裝土4 kg，每個處理各22盆，每盆定植1株同一批次根系發(fā)育良好的‘婺源皇菊’扦插苗，盆底排水孔墊碎瓦片，防止土壤流失及根系下扎，并將盆半埋于地下，穩(wěn)定其盆內(nèi)環(huán)境，以防忽干忽濕，影響生長發(fā)育。其它條件統(tǒng)一常規(guī)管理，保證菊花正常生長。

表1 試驗設(shè)計Table 1 Test design

7月22日定植，定植前一次性施入有機肥。定植緩苗一周后施入氮素總量的1/2，同時每千克土施磷肥（P2O5）0.2 g、鉀肥（K2O）0.3 g，分別以Ca(H2PO4)2、K2SO4施加。分枝期、花芽分化期分別施入氮素總量的1/4?；ㄆ冢?1月）測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 花期菊花產(chǎn)量測定 進入花期后，測量記錄一水花、二水花、三水花的花朵數(shù)量及總數(shù)量。

1.2.2 菊花類黃酮、總酚、維生素C含量測定 利用甲醇溶液從果實中提取總酚物質(zhì)和類黃酮，在紫外分光光度計下測定其吸光值，測定方法參考《果蔬采后生理生化實驗指導(dǎo)》[6]。稱取0.3 g菊花花瓣鮮樣，加入少許已經(jīng)預(yù)冷的1%HCl-甲醇溶液，在冰浴條件下研磨成勻漿后，倒入10 mL刻度試管中，用1%HCl-甲醇溶液沖洗研缽，一并轉(zhuǎn)移到試管中，定容至刻度，混勻后在4 ℃避光條件下提取20 min，期間搖動數(shù)次，然后過濾收集濾液待用。用1%HCl-甲醇溶液做空白參比調(diào)零，在280 nm測定吸光度值計算總酚含量，在325 nm測定溶液的吸光度值計算類黃酮含量。2,4-二硝基苯肼比色法測定維生素C含量[7]。

1.2.3 植株生長量測定 各處理隨機選取3株菊花并標(biāo)記好，在營養(yǎng)生長期、花芽分化期、花期分別用米尺、游標(biāo)卡尺測量植株高度、近地處主莖粗度、葉長度、葉寬度、葉柄長度等指標(biāo)。

1.2.4 植株各部位干物質(zhì)及氮、磷、鉀含量測定 在花期，各處理隨機選取3株植株，整株取樣，根、莖、葉和花分別稱重，在105 ℃條件下殺青0.5 h后，在80 ℃條件下烘干至恒重，并分別稱重記錄。稱取植株花朵干樣0.2 g，采用H2SO4-H2O2法進行聯(lián)合消煮。半微量凱氏定氮法蒸餾測總氮含量[8]全磷和全鉀含量分別用鉬銻抗比色法和火焰光度計法測定[9]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel GrapHPad Prism對數(shù)據(jù)進行整理并作圖，采用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析，用LSD檢測各處理之間多重比較及顯著性水平（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機肥和氮素配施對菊花產(chǎn)量的影響

2.1.1 菊花單株產(chǎn)量 由圖1可知，不同處理對菊花單株產(chǎn)量影響較為顯著。施氮量相同時，有機肥施用量的增加，顯著提高了單株產(chǎn)量。有機肥施用量相同時，單株產(chǎn)量隨氮素施用量的增加呈先升后降趨勢。其中，HN2、HN3、MN2處理單株產(chǎn)量較高，分別為145朵、142朵株、139朵，顯著高于其它處理。表明有機肥與氮素合理配施可以顯著提高‘婺源皇菊’產(chǎn)量，但當(dāng)?shù)赜昧窟^大時，菊花產(chǎn)量增加幅度減小。

圖1 不同處理對菊花單株產(chǎn)量的影響Fig.1 Effect of different treatments on the yield per plant of Chrysanthemum

2.1.2 菊花產(chǎn)量時間分布 菊花采收依時間先后分為一水花、二水花和三水花，三次完成采收，且質(zhì)量會依次下降，特別是三水花，花朵較小、畸形率較高。由圖2可知，MN2、HN3、HN2、MN3的一水花單株產(chǎn)量依次為59朵、58朵、56朵、53朵，顯著高于其它處理。HN2的三水花單株產(chǎn)量顯著高于其它三組，為51朵；MN3的總產(chǎn)量顯著低于其它三組。綜合總產(chǎn)量和一、二水花占比情況，HN3、MN2這兩個處理均為較佳處理。

圖2 不同處理對菊花產(chǎn)量時間分布的影響Fig.2 Effect of different treatments on temporal distribution of yield of Chrysanthemum

2.2 有機肥和氮肥配施對花朵中維生素C 含量的影響

由圖3 可知，施氮量相同時，有機肥的施用不同程度地提高了菊花花朵中Vc 含量。有機肥施用量相同時，增加氮素施用量后，L 處理組Vc 含量先上升后下降，H、M 處理組Vc 含量均呈降低趨勢，其中HN0、HN1、HN2 處理菊花花朵中Vc 含量較高，分別為2.27 mg·kg-1、2.17 mg·kg-1、1.93 mg·kg-1，但無顯著差異。表明在本試驗中，有機肥的施用能提高菊花花朵中Vc 含量，而氮素施用量的增加對菊花花朵中Vc 含量影響不顯著。

圖3 不同處理對菊花中維生素C 含量的影響Fig.3 Effects of different treatments on vitamin C content in chrysanthemum flower

2.3 有機肥和氮肥配施對花朵中總酚、類黃酮含量的影響

總酚、類黃酮是菊花中重要的有效抗氧化成分，由圖4 可知，菊花花朵中總酚、類黃酮含量隨有機肥與氮素的增加呈上升趨勢，其中MN3 處理菊花花朵中總酚、類黃酮含量均最高，分別為1152.22 OD·g-1、1610.00 OD·g-1。表明在本試驗中，有機肥與氮素施用量對菊花花朵中總酚、類黃酮含量略有提高，未達(dá)到顯著性差異水平。

圖4 不同處理對菊花中總酚、類黃酮含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on the contents of total phenol and flavonoid in chrysanthemum flowers

2.4 有機肥和氮肥配施對花期植株生長量及干物質(zhì)的影響

2.4.1 植株生長量 由表2可知，在花期，有機肥與氮素的施加不同程度的增加了株高，其中HN3、MN3處理的株高較高分別為74.13 cm、72.5 cm與對照（LN0）的63.43 cm差異顯著；有機肥與氮素的施加增大了莖粗，其中MN3處理最大，為11.12 mm，顯著高于對照，但處理間差異不顯著；相較于對照，有機肥與氮素的施加對葉長、葉寬、葉柄長均有不同程度的增加。

表2 不同處理對花期植株生長量的影響Table 2 Effects of different treatments on plant growth at florescence

2.4.2 植株干物質(zhì)積累量 植株生長發(fā)育是整體的、完整的過程，根、莖、葉、花各部位間密切相關(guān)。對花期植株各部位干物質(zhì)積累量進行測定，以觀察不同處理對菊花植株各部位生長狀況的影響。

由表3 可知，在花期，有機肥與氮素配施能夠顯著增加根部的干物質(zhì)積累量，其中HN3、MN2處理根部干物質(zhì)積累量最大，每株分別為10.54 g、9.94 g，顯著高于其它處理。有機肥與氮素配施能夠顯著增加莖部的干物質(zhì)積累量，其中HN3 處理莖部干物質(zhì)積累量最大，為41.51 g 每株，其次為MN2、MN3，每株分別為36.43 g、36.31 g，顯著高于其它處理。有機肥與氮素配施能夠顯著增加葉部的干物質(zhì)積累量，其中HN2 處理葉部干物質(zhì)積累量最大，為17.62 g 每株，其次為HN3、MN2，每株分別為16.27 g、16.05 g，顯著高于其它處理。花部作為經(jīng)濟產(chǎn)物，其干物質(zhì)積累量直接影響著產(chǎn)量的多少。有機肥與氮素配施能夠顯著增加花部干物質(zhì)積累量，其中MN2、HN2 處理花部干物質(zhì)積累量較大，每株分別為25.59 g、25.23 g，顯著高于其它處理。有機肥與氮素配施能夠顯著提高植株各部位干物質(zhì)積累量，但過量的氮素導(dǎo)致花部干物質(zhì)積累量提高幅度減小。

表3 不同處理對花期菊花植株各部位干物質(zhì)積累量的影響Table 3 Effects of different treatments on dry matter distribution in different parts of florescence Chrysanthemum

2.5 有機肥和氮素配施對花朵礦質(zhì)元素含量的影響

氮是植物生長的必需養(yǎng)分，是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的組成成分，對植株生長發(fā)育影響十分明顯。磷是細(xì)胞的組成元素，在體內(nèi)參與光合作用、細(xì)胞分裂、細(xì)胞增大等過程。鉀在植物體內(nèi)保證各種代謝的順利進行，具有促進植株生長、增強抗病蟲害和抗倒伏等功能。在菊花植株生長發(fā)育過程中，不斷吸收積累營養(yǎng)元素，供給自身的生長發(fā)育所用。

從表4 中可以看出，HN2 處理的花朵全氮含量最高，為57.71 mg·g-1，顯著高于其它處理。表明在花期時，有機肥H 與氮素N2 配施處理較利于花朵全氮含量的提高。MN0、HN0、LN0 處理的花朵全磷含量較高，分別為1.48 mg·g-1、1.46 mg·g-1、1.39 mg·g-1，顯著高于其它處理，但其它處理間差異不顯著。表明在花期有機肥與低氮素量配施較利于花朵全磷含量的提高。HN0、MN0 處理的全鉀含量最高，分別為11.35 mg·kg-1、11.23 mg·kg-1。表明在花期，H、M 有機肥與低氮素施加量配施較利于花朵全鉀含量的提高。

表4 不同處理對花朵礦質(zhì)元素含量的影響Table 4 Effects of different treatments on the content of mineral elements in flower

3 討論

3.1 有機肥與氮肥配施可以不同程度提高菊花的產(chǎn)量和品質(zhì)

有機肥富含大量有益物質(zhì)，包括多種有機酸、肽類以及氮、磷、鉀等，肥效長，常作為基肥施用，在改良土壤、培肥地力方面效果顯著，但有機肥見效較慢，單獨施用會降低作物前期的生產(chǎn)力[10]。氮是植株生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素，氮肥見效快，但肥效短，與有機肥配合使用對于提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)有重要作用。

在本試驗中，菊花產(chǎn)量隨有機肥的施入顯著增加，隨施氮量的增加呈先升高后降低趨勢，兩者配施可以不同程度地提高菊花的單株產(chǎn)量。其中HN2、HN3、MN2 處理的單株產(chǎn)量顯著高于其它處理。可能是因為有機肥與氮素的施加提高了土壤礦質(zhì)營養(yǎng)元素的含量，增加了植株氮、磷、鉀的含量，提高了植株干物質(zhì)積累量，從而提高了產(chǎn)量。菊花中總酚、類黃酮含量隨有機肥與氮素的施加呈上升趨勢，但差異不顯著，表明有機肥與氮素的配施使得氮含量在植物體內(nèi)處于較適宜狀態(tài)，從而同時實現(xiàn)產(chǎn)量的提高與品質(zhì)的改善。表現(xiàn)較好的HN2、HN3、MN2 三個處理中，HN2 雖然產(chǎn)量最高，但質(zhì)量較差的三水花占比顯著高于其它兩組，HN3 和MN2 無顯著差異，結(jié)合生產(chǎn)成本與“減肥”政策，MN2 處理即有機肥500 kg·667m-2與每千克土0.35 g 氮素配施，更適宜‘婺源皇菊’的生產(chǎn)。

3.2 有機肥與氮肥配施有利于菊花的生長

菊花生長狀況由多個方面組成，地上部的莖、葉、花等的生長狀況均是其重要組成部分。莖起到運輸、支撐的作用，菊花在分枝頂部開放，莖的生長也就影響了花的產(chǎn)量；葉是光合作用的主要部位，為全株的生長提供光合產(chǎn)物；花是最終經(jīng)濟產(chǎn)物，其干物質(zhì)積累量是最終產(chǎn)量的決定因素之一。有機肥可以促進菊花植株的生長，氮素的適量施用能提升菊花的產(chǎn)量，但產(chǎn)量增加到一定程度后，氮素施加量再增加，菊花產(chǎn)量出現(xiàn)降低現(xiàn)象[11]。在本試驗中，不同有機肥與氮素配施增加了花期株高、莖粗、葉長、葉寬、葉柄長，并顯著提高了根、莖、葉、花部位干物質(zhì)積累量。HN3、MN2處理根部干物質(zhì)積累量較高，MN2、HN3、HN2 處理莖、葉、花部干物質(zhì)積累量顯著高于其它處理。這是因為有機肥與氮素配施協(xié)調(diào)了土壤供氮狀況和作物需氮之間的矛盾，為植株提供了適宜的養(yǎng)分，不同程度地促進了植株的生長[12]。綜合效果以MN2 處理即有機肥500 kg·667m-2與每千克土0.35 g氮素配施，較利于植株的生長。

4 結(jié)論

有機肥與氮素的配施不同程度地提高了土壤堿解氮、速效磷、速效鉀的含量，促進了‘婺源皇菊’植株的生長，提高了植株干物質(zhì)的積累量，顯著提高了菊花產(chǎn)量，且在產(chǎn)量提高的同時菊花品質(zhì)未見顯著下降。綜合效果以MN2 處理即有機肥500 kg·667m-2與每千克土0.35 g 氮素配施最佳。