不同配方基肥對溫郁金產量及其營養(yǎng)元素含量的影響

葉靜，鄭福勃，鄒平，陳照明，林輝，馬軍偉，王強，符建榮，馬進川*

(1.浙江省農業(yè)科學院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；2.溫州市翔犇溫郁金開發(fā)有限公司，浙江 溫州 325215)

溫郁金(Curcumawenyujin)，別名溫莪術，俗稱姜黃，系姜科姜黃屬多年生藥用草本植物，是我國著名道地藥材“浙八味”之一[1-2]。根據(jù)藥用部分與加工方法不同可以分成3種藥材：溫郁金，塊根煮熟曬干，具有活血止痛，利膽退黃等功效；莪術，主根莖煮熟曬干，具有消積止痛，行氣破血等功效；片姜黃，側根莖鮮縱切厚片曬干，具有通經(jīng)止痛等功效[3-4]。溫郁金原產地主要位于飛云江中下游沿岸沖淤積小平原，陶山、馬嶼、仙江等鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，在當?shù)匾延? 000多年的栽培歷史[5]。該區(qū)域土壤母質為河海交互沉積物，土壤質地以中壤為主，粗粉砂含量高，透水性好，陽離子代換量高。同時，由于該區(qū)域種植地的土壤及氣候條件非常利于溫郁金的生長，成為我國溫郁金藥材道地產區(qū)。

施肥對提高溫郁金產量及品質具有突出貢獻[6]。雖然溫郁金藥用歷史悠久，種植歷史已逾千年，常年種植面積為267～400 hm2，產量為2 400～3 600 t，但是傳統(tǒng)的栽培模式仍比較粗放。近年來，由于長期連作及不合理施肥已經(jīng)導致溫郁金產量下降、品種退化和土壤退化等問題日益突出[7-8]。到目前為止，國內關于溫郁金營養(yǎng)特性的研究不多，通過營養(yǎng)調控提高溫郁金產量與品質的研究更不系統(tǒng)，藥農施肥主要依據(jù)經(jīng)驗，沒有可參考的標準化技術規(guī)范，近年來溫郁金產量及品質進一步提升受到限制，已嚴重制約了當?shù)販赜艚鸬目沙掷m(xù)發(fā)展。科學的施肥可以實現(xiàn)溫郁金優(yōu)質高產高效與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展，實現(xiàn)溫郁金產業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。本研究旨在根據(jù)溫郁金原產地土壤條件，在前期養(yǎng)分吸收特性及需肥規(guī)律研究的基礎上，進一步探索基肥氮磷鉀不同比例配施對溫郁金產量和品質的影響，為開發(fā)溫郁金專用肥料，形成標準化的施肥技術規(guī)程，解決溫郁金產業(yè)發(fā)展的瓶頸因子提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

田間試驗于2017年3-12月在瑞安市通明溫郁金專業(yè)合作社進行。該地區(qū)為亞熱帶濕潤季風性氣候，年均降雨量為1 500 mm，年均氣溫為17.5 ℃。試驗地pH值5.98、有機質含量為11.8 g·kg-1、全氮含量為0.092 g·kg-1、堿解氮含量為40.8 mg·kg-1、有效磷含量為15.8 mg·kg-1、速效鉀含量為70.0 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

田間試驗共設置4個處理：常規(guī)施肥，采用當?shù)剞r戶用的常規(guī)復合肥，N、P2O5、K2O為16%、16%、16%，比例為1∶1∶1；配方肥1，N、P2O5、K2O為16%、12%、20%，比例為1∶0.75∶1.25；配方肥2，N、P2O5、K2O為16%、8%、16%，比例為1∶0.5∶1；配方肥3，N、P2O5、K2O為16%、9.6%、22.4%，比例為1∶0.6∶1.4。各處理基肥用量都為750 kg·hm-2?；逝c溫郁金種植同步施用，施肥前先開種植溝，肥料與溫郁金塊根相間隔點施于種植溝內，避免肥料與種子直接接觸，施肥后覆土。各配方處理追施的化肥種類和施用量與常規(guī)施肥一致，肥料種類為常規(guī)復合肥(1-1-1)，施用量為750 kg·hm-2。供試常規(guī)復合肥(1-1-1)為市場購得，供試配方肥1、2和3為大顆粒摻混肥。供試溫郁金品種為當?shù)刂髟云贩N溫郁金2號，由浙江省中藥研究所有限公司提供。試驗小區(qū)面積為36 m2，設3次重復。田間管理按當?shù)剞r戶常規(guī)方法進行。

1.3 樣品處理及分析檢測

在溫郁金采收期時(12月中下旬)采集植物樣品，每個小區(qū)隨機選取長勢均一的5株溫郁金進行采集，主要采集地下部樣品，地下部樣品根據(jù)部位和加工方法又分為郁金和莪術兩部分。所取植物樣品切碎后在105 ℃殺青30 min，然后在60 ℃下烘至恒重，稱量并計算干重。烘干樣品用凱氏法消煮，其中全氮含量采用堿解擴散法進行測定；全磷含量用釩鉬黃比色法測定；全鉀含量用火焰光度法測定；植株全硫含量采用元素分析儀測定；植株Ca、Mg、Zn、B、Mn含量經(jīng)硝酸消煮后采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀進行測定。每個小區(qū)的溫郁金全部采收后單獨裝袋處理，并貼上相應的處理標簽，也分成莪術和郁金兩部分進行計產。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016和SPSS 22.0進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 溫郁金產量

如表1所示，在化肥總用量(折純)投入相同的條件下，不同配方專用肥的產量較常規(guī)施肥都有一定的增產作用。其中，配方肥2產量最高，莪術、郁金產量分別為6 903.0、3 196.5 kg·hm-2，比常規(guī)施肥分別增產11.3%、17.9%。配方肥1和3處理的產量也略高于常規(guī)施肥，但沒有顯著差異。不同配方肥處理間的莪術產量及總產量沒有顯著差異，但配方2處理的郁金產量顯著高于配方肥1和3。

表1 不同施肥處理對溫郁金產量(干重)的影響Table 1 Effects of different fertilization treatments on the yield (dry weight)of Curcuma wenyujin

2.2 溫郁金及莪術中氮磷鉀養(yǎng)分含量

對采集的溫郁金地下部分進行了氮磷鉀養(yǎng)分含量分析(表2)，配方肥1、2、3的溫郁金及莪術中全氮含量均有高于常規(guī)施肥處理，而這幾個處理產量也均高于常規(guī)施肥，這表明施肥配方調整后，溫郁金的氮素營養(yǎng)得到改善，可能是增產的主要因子。各處理中溫郁金的全磷含量為0.563%～0.619%，其中配方肥2和3處理溫郁金全磷含量高于常規(guī)施肥和配方肥1處理。溫郁金中全鉀含量最高的處理為配方肥3，為2.61%，高于另外3個處理(1.92%～2.12%)。各處理莪術中全磷含量為0.282%～0.302%。配方肥處理的莪術中磷素含量低于常規(guī)施肥處理。

表2 不同施肥處理對溫郁金及莪術N、P、K養(yǎng)分含量的影響Table 2 Effects of different fertilization treatments on the nutrient contents of N，P and K in Curcuma wenyujin

2.3 溫郁金及莪術中中微量元素含量

從表3中可以看出，在常規(guī)施肥的基礎上，調整氮磷鉀配施比例，對溫郁金及莪術中的中、微量元素含量有較大影響。與常規(guī)施肥相比，施用配方肥提高了溫郁金的中量元素Ca、Mg含量，但降低了S含量。各處理間莪術中的S含量相差不大。配方肥處理較常規(guī)施肥整體提高了郁金和莪術中微量元素Zn、B的含量。但是，施用配方肥較常規(guī)施肥降低了郁金中Mo含量。莪術中Mo含量最高的處理是配方肥2，為1.09 mg·kg-1，高于其余3個處理。

表3 不同施肥處理對溫郁金及莪術中Ca、Mg、S及微量元素含量的影響Table 3 Effects of different fertilization treatments on the contents of Ca，Mg，S and trace elements in Curcuma wenyujin

3 討論

中藥材的種植需兼顧經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，采用科學的種植管理方式才能實現(xiàn)中藥材種植的可持續(xù)健康發(fā)展[9]。科學施肥是實現(xiàn)溫郁金生態(tài)種植中重要的生產管理措施。前期的調查研究已初步揭示，在高產水平下，溫郁金全生育期對養(yǎng)分的需求量特別大，高產水平下667 m2N、P2O5、K2O吸收總量可達54.79 kg，N、P2O5、K2O比例為1∶0.43∶1.76，表現(xiàn)為對鉀的需求量顯著高于氮和磷[10]。試驗地土壤質地以中壤為主，粗粉砂含量高，透水性好，但保肥能力差；同時試驗地土壤有機質及全氮含量低，有效磷、速效鉀含量處于中等水平。當?shù)販赜艚鸱N植戶施肥粗放，基、追肥均采用N、P2O5、K2O為1∶1∶1的三元復合肥，養(yǎng)分配比多年不變，與溫郁金對養(yǎng)分的需求特點不吻合。長期的不合理施肥不僅造成溫郁金產量及品質下降，還會引起土壤退化、板結等問題，此外還會增加農戶的種植成本[1]。在氮磷鉀施肥總量不變的前提下，適當減少磷的投入比例，增加氮和鉀的用量，更符合溫郁金對養(yǎng)分的需求規(guī)律，能提高氮磷鉀的利用效率。吳志剛等[11]研究了溫郁金氮磷鉀吸收與積累規(guī)律，他們發(fā)現(xiàn)溫郁金中鉀的含量與吸收量要高于氮和磷元素，氮的吸收量又高于磷，說明溫郁金對鉀肥的需求最大，氮肥次之，磷肥最少。

本研究還發(fā)現(xiàn)，采用N、P2O5、K2O配比1∶0.5∶1的基施，溫郁金地下部分郁金及莪術中的N、Ca、Mg及微量元素Zn、B、Mn的含量均明顯增高，這些元素的營養(yǎng)狀況改善可能是導致產量增加的重要因素。已有研究[11-12]表明，溫郁金地上部分養(yǎng)分吸收主要在根莖膨大期(9月上旬至10月下旬)，干物質積累期(10月下旬日至12月中、下旬)地上部分植株生長及養(yǎng)分吸收基本停止，地下干物質的累積主要依賴地上部分累積的養(yǎng)分向下轉運。因此，在根莖膨大期之前，通過基、追肥及田間管理等措施調節(jié)，保持土壤有充足的養(yǎng)分供應，使地上部分有足夠的養(yǎng)分積累，是溫郁金穩(wěn)產高產的基礎。

依據(jù)本試驗的結果，在以高產為目標的前提下，建議在施用有機肥的基礎上，采用N、P2O5、K2O為1∶0.5∶1作為溫郁金主產區(qū)基肥的基本配方，667 m2基肥用量40～50 kg，結合播種一次性施用，既可以提高溫郁金產量，還可提高溫郁金中營養(yǎng)元素的含量。不過，不同區(qū)域可根據(jù)土壤養(yǎng)分豐缺狀況、種植品種及產量目標作適當調整。