平貝母生育期礦質(zhì)元素變化規(guī)律

魏云潔，孫海，張春閣，張亞玉

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，長(zhǎng)春 130112）

平貝母為百合科植物平貝母（Fritillaria ussuriensis Maxim.）的干燥鱗莖[1]，是我國(guó)常用的中藥材。其味苦、辛，性微寒，歸肺經(jīng)，具有清熱潤(rùn)肺、化痰止咳之功效，主治肺熱燥咳、干咳少痰、陰虛嘮嗽、咯痰帶血、瘰疬、乳癰[2]、支氣管炎、肺結(jié)核、肺炎、百日咳等[3]。平貝母主產(chǎn)于吉林、遼寧、黑龍江等省，河北省、陜西省、山西省等地亦有引種；朝鮮北部和俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)亦有分布[4]。平貝母以其獨(dú)特功效和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)深受人們喜愛(ài)，近年來(lái)平貝母產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，種植面積不斷擴(kuò)大，栽培技術(shù)逐漸成熟。目前，國(guó)內(nèi)、外有關(guān)平貝母栽培技術(shù)的研究報(bào)道很多，而關(guān)于平貝母生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)元素的需求規(guī)律少有報(bào)道。為此，本試驗(yàn)開(kāi)展了平貝母不同生育時(shí)期礦質(zhì)元素的變化規(guī)律研究，通過(guò)田間取樣，測(cè)定分析礦質(zhì)元素含量變化，以期為平貝母合理施肥和規(guī)范化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所平貝母試驗(yàn)地，土壤有機(jī)質(zhì)25.12g/kg、堿解氮84.5mg/kg、速效磷73.1mg/kg、速效鉀 151.8mg/kg、全氮 1.96g/kg、全磷 1.02g/kg、全鉀 19.4g/kg、pH6.56。移栽前每平方米施入農(nóng)家肥5kg/m2，N、P、K 復(fù)合肥 10g/m2。

1.2 材料來(lái)源

4年生平貝母鱗莖，2016年6月份移栽到試驗(yàn)地，3次重復(fù)。分別在平貝母出苗期（4月3日）、生長(zhǎng)期（4月13日、23日）、開(kāi)花期（5月3日、13日）、結(jié)果期（5月23日）和枯萎期（6月2日）隨機(jī)取樣30株，陰干，60℃恒溫干燥至恒重，稱重后粉碎備用。

1.3 測(cè)試方法

氮含量采用元素分析儀測(cè)定；磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定；植物樣品消煮采用HNO3∶HClO4=4∶1法消煮；鉀含量取消煮液，用火焰光度計(jì)法測(cè)定；其他元素含量取消煮液，采用ICP-OES儀器測(cè)定。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Exle 2003和SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 平貝母生育期鱗莖和莖葉中N、P、K含量變化規(guī)律

平貝母植株中N、P、K為大量元素，其含量占礦質(zhì)元素較大比例，鱗莖中N、P、K含量分別為21.92mg/g～10.15mg/g、6.84mg/g～1.15mg/g、9.61mg/g～4.5mg/g，莖葉的 N、P、K 含量分別為 52.18mg/g～16.93mg/g、9.04mg/g～1.67mg/g、19.95mg/g～12.68mg/g。

平貝母生育期鱗莖和莖葉中N、P、K含量變化具有相同的變化趨勢(shì)，從出苗期到枯萎期都是由高到低逐漸降低。平貝母出苗期鱗莖中的營(yíng)養(yǎng)主要供地上部形態(tài)建成莖葉生長(zhǎng)所需，整個(gè)生育期鱗莖中N、P、K含量逐漸減少，此結(jié)果與張浩[5]報(bào)道的“北烏頭出苗期根中的養(yǎng)分被大量消耗，用于地上部分的形態(tài)建成”相一致；出苗期莖葉中N、P、K含量最高，后期逐漸降低，尤其N降幅最大（30%以上）。可以看出，平貝母出苗期需要N、P、K較高，K在開(kāi)花期有個(gè)小高峰，此期需K較高。整個(gè)生育期N、P、K含量高低依次為N＞K＞P。見(jiàn)圖1、圖2、圖3。

圖1 平貝母生育期鱗莖和莖葉中N含量變化規(guī)律Fig.1 Variation of N content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

圖2 平貝母生育期鱗莖和莖葉中P含量變化規(guī)律Fig.2 Variation of P content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

圖3 平貝母生育期鱗莖和莖葉中K含量變化規(guī)律Fig.3 Variation of K content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

2.2 平貝母生育期鱗莖和莖葉中Ca、Mg、Fe含量變化規(guī)律

平貝母生育期莖葉中Ca和Mg含量的變化趨勢(shì)相似，都是從出苗期逐漸升高到結(jié)果期達(dá)到最高峰；枯萎期含量變化不同，Ca含量較穩(wěn)定且保持較高水平，Mg含量顯著下降（降低了50%）。可以看出，平貝母結(jié)果期需要較高的Ca和Mg。平貝母整個(gè)生育期莖葉中Fe含量變化不大且呈波動(dòng)性變化，從出苗期（4月3日）開(kāi)始逐漸升高，到生長(zhǎng)期（4月13日）達(dá)高峰，之后逐漸降低再平穩(wěn)升高，開(kāi)花期有個(gè)小高峰，之后又逐漸降低達(dá)到出苗期水平。

整個(gè)生育期鱗莖中Ca、Mg、Fe含量變化不大且變化規(guī)律相似，都是從出苗期逐漸升高到營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期4月13日達(dá)到高峰，之后隨著生育期的推進(jìn)其含量逐漸降低。結(jié)果見(jiàn)圖4、圖5、圖6。

圖4 平貝母生育期鱗莖和莖葉中Ca含量變化規(guī)律Fig.4 Variation of Ca content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

圖5 平貝母生育期鱗莖和莖葉中Mg含量變化規(guī)律Fig.5 Variation of Mg content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

圖6 平貝母生育期鱗莖和莖葉中Fe含量變化規(guī)律Fig.6 Variation of Fe content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

2.3 平貝母生育期鱗莖和莖葉中Mn、Zn、Cu含量變化規(guī)律

平貝母植株中Mn、Zn、Cu含量較低，莖葉中Mn、Zn、Cu 含量分別為 0.026 mg/g～0.19mg/g、0.015 mg/g～0.07mg/g、0mg/g～0.02mg/g，鱗莖中 Mn、Zn、Cu 含量分別 為 0.003mg/g～0.129mg/g、0.011mg/g～0.053mg/g、0mg/g～0.014mg/g。莖葉中的Mn從出苗期開(kāi)始逐漸升高，到4月23日生長(zhǎng)期有個(gè)小高峰，之后逐漸降低，開(kāi)花初期顯著升高，開(kāi)化盛期達(dá)高峰，之后又降低，枯萎期達(dá)到出苗期水平；莖葉中的Zn含量變化同Mn相反，出苗期Zn（4月3日）含量最高，之后在生長(zhǎng)期（4月13日）顯著降低，之后含量持平穩(wěn)狀態(tài)，開(kāi)花初期又逐漸升高，開(kāi)花盛期達(dá)到高峰，之后又降低，結(jié)果期和枯萎期維持較低水平；莖葉中的Cu含量呈波動(dòng)性變化，分別在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期、開(kāi)花初期和結(jié)果期出現(xiàn)高峰，枯萎期降到0。鱗莖中的Mn含量出苗期最高，隨著生育期的推進(jìn)逐漸降低，之后到生長(zhǎng)后期（4月23日）有個(gè)高峰隨后一直降低，直到枯萎期降為0；鱗莖中的Zn含量出苗期逐漸降低，生長(zhǎng)期4月13日又逐漸升高，生長(zhǎng)后期（4月23日）達(dá)到最高峰，之后又降低，開(kāi)花期降到最低，之后逐漸升高，結(jié)果期達(dá)高峰之后下降，枯萎期降到近出苗期值；鱗莖中的Cu含量少呈波動(dòng)性變化，整個(gè)生育期出現(xiàn)3個(gè)高峰，分別在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期4月13日、開(kāi)花期5月3日、結(jié)果期5月23日。結(jié)果見(jiàn)圖7、圖8、圖9。

圖7 平貝母生育期鱗莖和莖葉中Mn含量變化規(guī)律Fig.7 Variation of Mn content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

圖8 平貝母生育期鱗莖和莖葉中Zn含量變化規(guī)律Fig.8 Variation of Zn content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

圖9 平貝母生育期鱗莖和莖葉中Cu含量變化規(guī)律Fig.9 Variation of Cu content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

2.4 平貝母中礦質(zhì)元素相關(guān)性分析

平貝母莖葉中N與P之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），K與N、P之間呈顯著正相關(guān)（P＜ 0.05），Ca與N、K和P分別呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）和顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；Mn與Mg呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。鱗莖中N、P、K之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），Ca與P、K呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），Mn與Mg呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），Mg與P、K呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），Mg與 Ca呈極顯著正相關(guān)（P＜ 0.01），F(xiàn)e與Ca、Mg呈極顯著正相關(guān)（P＜ 0.01），Mn與P、K呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 平貝母莖葉和鱗莖中礦質(zhì)元素相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis of mineral elements in stem，leaf and bulb of F.ussuriensis Maxim.

續(xù)表1

3 討論

在平貝母生育期內(nèi)，其莖葉和鱗莖中各種礦質(zhì)元素即有相似的變化規(guī)律，也有其獨(dú)特的變化規(guī)律。在平貝母出苗期鱗莖和莖葉中的N、P、K含量都是最高的，植物中N、P、K具有促進(jìn)細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長(zhǎng)、蛋白質(zhì)的合成，參與光合、呼吸過(guò)程等生理功能，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有佷大的作用[6]，因此在平貝母出苗期即平貝母形態(tài)建成初期需要較高含量的N、P、K。在開(kāi)花期，莖葉中的K、Fe、Mn和Zn含量相對(duì)較高，K、Fe、Mn和Zn分別在促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成、提高光合能力、促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸中起重要作用[6]，表明開(kāi)花期莖葉需要K、Fe、Mn和Zn含量相對(duì)較高。結(jié)果期只有莖葉中的Ca和Mg含量達(dá)最高，Ca為植物必需營(yíng)養(yǎng)元素，參與從種子的萌發(fā)、生長(zhǎng)分化、形態(tài)建成到開(kāi)花結(jié)果等全過(guò)程[7]；Mg是葉綠素的組成成分，可提高光合能力，增加光合產(chǎn)物，平貝母結(jié)果期需要較多營(yíng)養(yǎng)，Ca和Mg對(duì)植物細(xì)胞分裂、增加光合產(chǎn)物等具有促進(jìn)作用。在整個(gè)生育期內(nèi)，平貝母的N含量為礦質(zhì)元素中最高，表明N對(duì)平貝母的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要。氮是某些植物激素、維生素的成分，對(duì)生命活動(dòng)起調(diào)節(jié)作用，氮還是葉綠素的成分，與光合作用密切相關(guān)[6]。平貝母莖葉中氮含量最高可能與平貝母地上部植株生育期短、生長(zhǎng)旺盛有關(guān)。

平貝母上述9種礦質(zhì)元素相關(guān)分析顯示，平貝母莖葉和鱗莖中的大量元素N、P、K之間呈極顯著或顯著相關(guān)，說(shuō)明N、P、K之間存在增效作用；莖葉中的Ca與N、K和P分別呈極顯著負(fù)相關(guān)和顯著負(fù)相關(guān)，表明Ca對(duì)N、K和P存在一定的拮抗作用，此結(jié)果與冀愛(ài)青等[8]在不同早實(shí)核桃品種上的研究結(jié)果一致。鱗莖中有12對(duì)相關(guān)元素都為顯著正相關(guān)，說(shuō)明平貝母鱗莖在吸收和利用養(yǎng)分時(shí)存在著明顯的增效作用。

平貝母為喜肥植物，平貝母施肥應(yīng)根據(jù)其各物候期需肥特性進(jìn)行合理施肥，平貝母出苗期需N、P、K較高，開(kāi)花期需K、Fe、Mn和Zn較高，結(jié)果期需Ca和Mg含量較高，平貝母栽培過(guò)程中應(yīng)注重各物候期不同營(yíng)養(yǎng)元素的補(bǔ)充。