鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

劉莉莉， 晉小軍， 賈襲偉

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅省中藥材規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070)

當(dāng)歸是傘形科植物當(dāng)歸Angelicasinensis(Oliv.)Diels的干燥根[1]，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》[2]，它作為常用婦科之要藥，具有活血補(bǔ)血、調(diào)經(jīng)止痛、潤腸通便的功效，素有“十方九歸”之美譽(yù)[3-6]，主產(chǎn)于甘肅岷縣及周邊地區(qū)，并以“岷歸”著稱[7]。近年來，當(dāng)歸需求量顯著增加，但因道地性所限，盲目擴(kuò)大栽培面積存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

施肥是有效促進(jìn)植物生長和提高產(chǎn)量質(zhì)量的主要途徑，施肥種類及用量的選擇對(duì)藥材產(chǎn)量品質(zhì)影響至關(guān)重要。楊少華[2]等研究氮磷鉀施肥量對(duì)當(dāng)歸產(chǎn)量的影響，馬中森等[8]研究輪作周期及新型肥料對(duì)當(dāng)歸抗病性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，席旭東等[9]研究硒元素對(duì)當(dāng)歸產(chǎn)量質(zhì)量的影響。目前對(duì)當(dāng)歸施肥的研究大多集中在氮磷鉀，而鮮有中、微量元素的報(bào)道。

螯合肥是指螯合劑與植物所需的微量元素制成的肥料，常見的有螯合鎂、鋅、鐵、錳、銅等[10]。傳統(tǒng)施肥以農(nóng)家肥和化肥為主，其用量大、肥效利用率低、污染環(huán)境，而螯合肥穩(wěn)定性強(qiáng)，不僅能促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收平衡，提高作物產(chǎn)量品質(zhì)，提高肥料利用率，還可減少環(huán)境污染和保證作物安全[10-11]。鎂元素作為植物生長發(fā)育所必需的元素，在植物光合作用及新陳代謝、營養(yǎng)物質(zhì)的合成中都具有顯著的促進(jìn)作用[12]。因此，本實(shí)驗(yàn)研究鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸生長及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期為當(dāng)歸的進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試種苗 當(dāng)歸種苗購于岷縣育苗專業(yè)戶，選取根部細(xì)長、粗細(xì)均勻、無機(jī)械損傷、無病害、無腐爛、表皮光滑、直徑3～5 mm，根長4～6 cm者作為播種材料，經(jīng)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)晉小軍研究員鑒定為傘形科植物當(dāng)歸Angelicasinensis(Oliv.)Diels的干燥根。

1.2 試劑與肥料 藁本內(nèi)酯(批號(hào)DST191015-007，純度98%)、阿魏酸(批號(hào)DST191029-001，純度98%)對(duì)照品均購自成都德思特生物技術(shù)有限公司；乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽(螯合鎂含量≥5.8%，簡稱鎂螯合肥)購自鄭州銀之?；ぎa(chǎn)品有限公司。甲醇為色譜純(北京迪科馬科技有限公司)；70%乙醇、甲苯、稀鹽酸、乙腈、1%乙酸為分析純。

1.3 儀器 GZX-GF101-4BS-Ⅱ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司)；SPAD-502葉綠素測(cè)定儀(日本Konica Minolta公司)；LI-6400便攜式光合儀(北京力高泰科技有限公司)；ACQUITY Arc高效液相色譜儀(美國Waters公司)。

1.4 試區(qū) 本實(shí)驗(yàn)在甘肅省渭源縣麻家集鎮(zhèn)塄坎村進(jìn)行，當(dāng)?shù)貫楫?dāng)歸核心分布區(qū)域，屬于高寒陰濕氣候。試驗(yàn)地前茬為黃芪，0～30 cm土層土壤中含有機(jī)質(zhì)24.66 g/kg、全氮1.3 g/kg、有效磷16.14 mg/kg、速效鉀112.8 mg/kg、pH值為7.9；土壤為黑壚土，土地疏松，土層深厚，排水良好。

1.5 設(shè)計(jì) 采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積為15 m2(3 m×5 m)，用40 cm寬黑色地膜覆蓋，株行距為15 cm×30 cm，每小區(qū)種植6行當(dāng)歸，小區(qū)間距為90 cm，設(shè)置4個(gè)濃度，重復(fù)3次，見表1。播種前整地并施入充分腐熟的農(nóng)家肥3噸，在2019年5月30日對(duì)當(dāng)歸試驗(yàn)田噴施4個(gè)濃度鎂螯合肥，然后于6月20日首次觀察當(dāng)歸植株長勢(shì)，測(cè)定地上、地下部分生長指標(biāo)，每次測(cè)定10株，此后每30 d測(cè)定1次，直至10月20日。噴施時(shí)間選擇在天氣晴朗、無風(fēng)或微風(fēng)的上午或下午，每次噴施量為900 kg/hm2，對(duì)照噴施等量清水。

表1 鎂螯合肥噴施方式

1.6 指標(biāo)檢測(cè)

1.6.1 光合特性 通過光合儀和葉綠素測(cè)定儀分別測(cè)定當(dāng)歸光合指標(biāo)和當(dāng)歸葉片SPAD值，每組隨機(jī)選擇10株，每株測(cè)定10片葉片，取平均值。

1.6.2 產(chǎn)量 在當(dāng)歸采收后測(cè)定當(dāng)歸根鮮、干重，以小區(qū)計(jì)算當(dāng)歸產(chǎn)量。

1.6.3 株高 采用直尺測(cè)量植株地面至最高葉片的高度。

1.6.4 莖粗 采用游標(biāo)卡尺測(cè)定最粗葉柄基部距地面1 cm處的直徑。

1.6.5 根粗 采用游標(biāo)卡尺測(cè)定最粗根處的直徑。

1.6.6 根長 采用直尺測(cè)量當(dāng)歸根部的長度。

1.6.7 揮發(fā)油、醇溶性浸出物、水分、總灰分、酸不溶性灰分 根據(jù)2020年版《中國藥典》方法[1]進(jìn)行測(cè)定。

1.6.8 HPLC法測(cè)定阿魏酸、藁本內(nèi)酯含量

1.6.8.1 對(duì)照品溶液制備 精密稱取阿魏酸、藁本內(nèi)酯對(duì)照品適量，置于棕色量瓶中，70%甲醇定容，即得。

1.6.8.2 供試品溶液制備 取藥材粉末(過3號(hào)篩)約0.2 g，精密稱定，置于具塞錐形瓶中，精密加入70%甲醇20 mL，密塞，稱定質(zhì)量，加熱回流30 min，放冷，70%甲醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量，搖勻，靜置，取上清液，濾過，取續(xù)濾液，即得。

1.6.8.3 色譜條件 Waters Symmetry? C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流動(dòng)相乙腈(A)-1%乙酸(B)，梯度洗脫(0～8 min，38%～90%A；8～12 min，90%～38%A；12～14 min，38%A)；體積流量1.0 mL/min；柱溫30 ℃；檢測(cè)波長323 nm；進(jìn)樣量10 μL。理論塔板數(shù)按阿魏酸峰計(jì)，應(yīng)不低于5 000，色譜圖見圖1。

1.6.8.4 線性關(guān)系考察 將“1.6.8.1”項(xiàng)下對(duì)照品溶液依次稀釋至80、40、20、10、5 μg/mL，在“1.6.8.3”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定。以對(duì)照品進(jìn)樣量為橫坐標(biāo)(X)，峰面積為縱坐標(biāo)(Y)進(jìn)行回歸，結(jié)果見表2，可知各成分在各自范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

表2 各成分線性關(guān)系

2 結(jié)果

2.1 鎂螯合肥濃度對(duì)當(dāng)歸株高和莖粗的影響 由表3～4可知，當(dāng)歸株高在7月至8月增幅較大，但由于當(dāng)?shù)?月至9月降水較多，當(dāng)歸地上部分生長減弱，部分枝葉脫落所致，8月后出現(xiàn)增長轉(zhuǎn)折點(diǎn)，株高呈下降趨勢(shì)；莖粗一直在增加，10月達(dá)到最大值；7月至8月M2噴施濃度的當(dāng)歸株高和莖粗高于其他處理，在生長后期M2與M1、M3差異不顯著，但與CK、M4仍存在顯著差異，這可能是因?yàn)镸4噴施濃度太低而效果不明顯，M1因濃度太高對(duì)當(dāng)歸株高和莖粗增長有輕微的抑制作用；在整個(gè)生長期內(nèi)，CK與M4噴施濃度差異不顯著，CK最小，依次為M2>M3>M1>M4>CK，M2較M1、M3、M4、CK株高的最大值分別高出2.9%、1.5%、7.0%、13.9%，M2較M1、M3、M4、CK莖粗的最大值分別高18.2%、12.3%、22.9%、20.9%。

表3 鎂螯合肥濃度對(duì)當(dāng)歸株高的影響

表4 鎂螯合肥濃度對(duì)當(dāng)歸莖粗的影響

2.2 鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸根長和根粗的影響 由表5～6可知，根長和根粗在7月至8月增幅最大，9月后增幅變?。?月、8月當(dāng)歸根長除M2與M3噴施濃度差異不顯著外，M2顯著大于其他處理方法；10月各噴施濃度根長差異不顯著，M2僅顯著高于CK，說明噴施鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸根伸長生長的促進(jìn)作用體現(xiàn)在生長前期，僅加快根部伸長生長的速度，到收獲期各處理根長差異并不顯著；6月至7月M2噴施濃度的當(dāng)歸根粗顯著大于CK、M1、M4處理；8月后，M2處理顯著高于M4與CK，但與M1、M2、M3噴施濃度均無顯著差異，M4噴施濃度可能因噴施濃度過小沒有表現(xiàn)出明顯效果，根粗大于CK，但未表現(xiàn)出顯著性差異；各處理根長和根粗均高于對(duì)照，依次為M2>M3>M1>M4>CK。

表5 鎂螯合肥濃度對(duì)當(dāng)歸根長的影響

表6 鎂螯合肥濃度對(duì)當(dāng)歸根粗的影響

2.3 鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸葉綠素相對(duì)含量、光合參數(shù)的影響 由表7可知，隨著噴施濃度增加，葉綠素相對(duì)含量呈先升后降的趨勢(shì)，各噴施濃度組葉綠素相對(duì)含量均高于對(duì)照組，以M2最高，CK最低，而且M2較CK、M1、M3、M4分別高出18.6%、13.7%、8.3%、16.4%，葉綠素相對(duì)含量依次為M2>M3>M1>M4>CK；不同處理凈光合速率變化與葉綠素相對(duì)含量變化規(guī)律一致，除M3外，M2顯著高于其他噴施濃度，為5.85 μmol/(m2·s)，M1、M4、CK之間差異不顯著；M2較CK、M1、M3、M4分別高出63.0%、45.2%、20.6%、59.8%，M2噴施濃度植株凈光合速率最高，M3次之；各處理間蒸騰速率無顯著性差異；各處理間氣孔導(dǎo)度依次為M2>M3>M1>M4>CK，噴施不同濃度鎂螯合肥對(duì)植株葉片氣孔導(dǎo)度均有不同程度的增加，以M2、M3處理較高，CK、M4較低；不同處理對(duì)葉片胞間CO2濃度變化無顯著差異。

表7 鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸葉綠素相對(duì)含量、光合參數(shù)的影響

2.4 鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

2.4.1 產(chǎn)量 由表8可知，隨著鎂螯合肥噴施濃度增加，當(dāng)歸鮮、干產(chǎn)量均呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，并且影響顯著；各噴施濃度組當(dāng)歸鮮產(chǎn)量差異顯著，依次為M2>M3>M1>M4>CK，其中M2鮮產(chǎn)量最高，可達(dá)24 163.84 kg/hm2，折干率達(dá)68.11%，CK鮮產(chǎn)量最低為15 780.17 kg/hm2，折干率為66.28%，說明M2為鎂螯合肥最佳噴施濃度，并且噴施濃度過高或過低都會(huì)顯著影響當(dāng)歸鮮產(chǎn)量；不同噴施濃度對(duì)當(dāng)歸干產(chǎn)量的影響規(guī)律與鮮產(chǎn)量一致，M2最高，為7 704.79 kg/hm2，較CK、M1、M3、M4分別高出44.8%、25.3%、23.0%、49.3%。

表8 鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸產(chǎn)量的影響

2.4.2 品質(zhì) 由表9可知，不同噴施濃度對(duì)當(dāng)歸水分影響顯著，依次為M4>M1=M3>CK>M2，其中M4最高，為6.7%，M2最低，為6.2%，M1、M4之間差異不顯著，分別為6.6%、6.7%；不同噴施濃度下當(dāng)歸總灰分、酸不溶性灰分含量變化規(guī)律與水分一致，均表現(xiàn)為CK>M4>M1>M3>M2，其中M4、M1之間差異不顯著，其余均有顯著差異，M2最低；隨著噴施濃度增加，醇溶性浸出物含量呈先升后降的趨勢(shì)，依次為M2>M3>M1>CK>M4，其中M2最高，為64.3%，較M1、M3、M4、CK分別高出2.1%、1.6%、5.1%、4.9%，M4與CK、M1與M3之間差異不顯著；隨著噴施濃度增加，揮發(fā)油含量呈先升后降的趨勢(shì)，依次為M2>M3>M1>M4>CK，其中M2最高，為0.593 3%，較M1、M3、M4、CK分別高出21.34%、14.44%、22.47%、29.77%，M1與M3之間差異不顯著，其余均有顯著差異；不同噴施濃度下阿魏酸、藁本內(nèi)酯含量變化規(guī)律與醇溶性浸出物含量一致，其中M2最高，阿魏酸含量較CK、M1、M3、M4分別高出24.5%、17.6%、5.8%、18.7%，藁本內(nèi)酯含量分別高出13.0%、7.7%、1.8%、7.7%。

表9 鎂螯合肥對(duì)當(dāng)歸品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

當(dāng)歸葉面噴施不同濃度的鎂螯合肥時(shí)，各指標(biāo)影響程度依次為800倍>1 200倍>400倍>1 600倍>清水；隨著噴施濃度增加，各項(xiàng)指標(biāo)均呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)，其中噴施800倍時(shí)不僅可顯著促進(jìn)當(dāng)歸地上部分生長，同時(shí)能顯著影響當(dāng)歸產(chǎn)量品質(zhì)。王鋒堂等[13]報(bào)道，鈣肥、鎂肥、鋅肥作為植物生長必須營養(yǎng)元素對(duì)檳榔果的坐果、產(chǎn)量及內(nèi)含物質(zhì)量都有顯著的影響；唐靜[14]發(fā)現(xiàn)，增施中微肥能顯著提高甘薯產(chǎn)量，提高可溶性糖含量，降低甘薯藤磷含量；楊苞梅等[15]研究表明，適量增施鉀肥、鈣肥、鎂肥有利于香蕉植株的生長發(fā)育，促進(jìn)葉片葉綠素的合成，提高葉片凈光合速率，從而有效提高葉片光合作用能力，且適量增施鉀肥、鎂肥能降低葉片抗氧化酶活性及膜脂過氧化強(qiáng)度，從而有效延緩葉片衰老。由此可見，在施用化肥的同時(shí)增施中微量元素肥料對(duì)當(dāng)歸產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響，可實(shí)現(xiàn)該藥材優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的市場需求，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益，具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。