黄丝郁金氮、磷、钾吸收与积累特性研究
作者:李青苗,张美,周先建,王三山,舒光明,杨文钰
作者单位:(四川省中医药科学院, 四川 成都 610041;四川农业大学农学院,四川 雅安 625014;)
《时珍国医国药》 2010年 第6期
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【摘要】
目的研究黄丝郁金氮、磷、钾吸收与积累特性,为黄丝郁金高产栽培、合理施肥提供依据。方法定期定点采集黄丝郁金样品,采用凯氏定氮法、钒钼酸比色法、火焰光度法分别测定各器官氮、磷、钾含量。结果黄丝郁金不同生育时期养分含量不同,同一生育时期不同器官养分含量也不同。三种养分比较来看,钾含量最高,其次是氮,磷含量最低;各器官氮磷钾含量,多以器官形成初期含量最高,而后逐渐降低。植株氮、磷、钾的积累前期主要集中于地上部,生长中后期主要集中到地下部的根茎和块根部分;8~9月为氮和磷素积累速度最快时期,钾有两个快速积累阶段,分别是出苗至9月底和10月底至12月中旬。结论在黄丝郁金生产中,应及时追肥,尤其是钾肥的补充,生长前期可适量追施,中后期应重施。追施氮肥时,苗期追施量不宜过多。
【关键词】 黄丝郁金; 氮; 磷; 钾; 积累规律
植物营养吸收特性的研究是其高产优质栽培的基础之一,随着中药材规范化种植深入开展,该研究已被广泛应用于鱼腥草[1]、姜黄[2]、山药[3]等多种药材中。黄丝郁金为年生草本, 主产成都平原的金马河和羊马河流域,为郁金类中药之珍品。氮、磷、钾吸收与积累特性是制定科学施肥管理措施的依据,因此本文进行了黄丝郁金氮、磷、钾吸收与积累特性的试验研究,旨在分析黄丝郁金不同生育时期各器官氮、磷、钾变化特征,初步探明其氮、磷、钾营养吸收累积动态,为黄丝郁金高产栽培、合理施肥提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料姜黄Curcuma longa L.,四川省中医药科学院舒光明研究员鉴定。
1.2 试验地点四川省崇州市三江镇黄丝郁金规范化种植基地。
1.3 测定方法试验连续进行两年试验,每年夏至播种,冬至后收获。栽培管理措施同大田。采取定株观察与取样观察测定相结合的方法,样品的采集采用随机抽样的方法,在黄丝郁金生长发育的不同时期,采集15~50个植株,样品采回后按地上部、根茎、根系和块根4部分分样,及时冲洗、干燥制样待测。氮测定采用凯氏定氮法,磷测定采用钒钥酸比色法,钾测定采用火焰光度法。
2 结果
2.1 黄丝郁金氮磷钾的含量特点黄丝郁金生长发育过程中氮、磷、钾作为需求量最大的3种养分, 对其生长有较大影响。黄丝郁金一生中氮、磷、钾的特点各不相同。
2.1.1 氮含量特点黄丝郁金不同生长阶段含氮量及在各器官中的分布变化情况见图1。由图1可以看出,从苗期到收获,植株不同器官氮含量变化是不一致的。
从氮含量来看,生育前期以叶片氮含量最高,远高于叶鞘和须根的氮含量,叶鞘和须根的氮含量差异相对不大;生育后期叶鞘氮含量最高,其次为根茎,块根氮含量最低;生育中期(即10月中旬前后)各器官间氮含量差异相对较小;从块根发生后,不同器官间均以块根氮含量最低。
从氮含量变化幅度来看,地上部各器官较地下部各器官变化幅度大。叶片氮含量变化幅度最大,全生育期氮含量在2.26%~0.99%之间,极差为1.27%;其次是叶鞘,全生育期氮含量位于2.175%~1.324%之间,氮含量极差为0.85%;块根氮含量变化幅度最小,全生育期氮含量在1.14%~0.70%之间,极差0.44%。
从氮含量变化趋势来看,各器官变化趋势各不相同。叶片氮含量随生育进程逐渐降低,苗期叶片氮含量最高,块根期最低;叶鞘氮含量生育前期变化相对较小,生育后期氮含量升高,块根膨大至充实期氮含量达到最高;须根氮含量随生育进程逐渐降低;根茎和块根变化趋势都呈先降后升抛物线型,根茎和块根都以发生初期氮含量最高,块根迅速膨大阶段氮含量最低。
2.1.2 磷含量特点磷是3种大量元素中含量最低的一种营养元素。由图2可以看出黄丝郁金不同生长阶段、不同器官含磷量及分布变化情况。
从磷含量来看,生育前期以叶鞘磷含量最高,其次为须根,叶片磷含量最低;生育中期叶鞘和根茎磷含量相对最高,叶片磷含量最低;生育后期仍以叶鞘磷含量最高,其次为根茎,须根和块根磷含量最低。
从磷含量变化幅度来看,叶鞘磷含量变化幅度最大,极差为0.309%;其次是须根,极差为0.242%;叶片磷含量变化幅度最小,全生育期磷含量位于0.278%~0.126%之间,极差为0.151%。
从磷含量变化趋势来看,叶片磷含量变化是前期营养生长阶段磷含量呈增加趋势,9月底叶片磷含量达到最大,后呈下降趋势,收获时叶片磷含量最低;叶鞘中磷含量在苗期最高,生长中期的10月份降至最低,10月底后又有所升高,块根膨大至收获期又维持在相对稳定含量上;根茎磷含量在形成初期最高,然后逐渐下降,至11月底降至最低,而后随块根进入充实期又迅速增加;须根和块根磷含量整个生长过程中总的变化趋势基本一致,为随生育进程而逐渐降低。
2.1.3 钾含量特点钾是黄丝郁金一生中需求量最大的一种营养成分,也是植株中含量最高的一种营养元素。黄丝郁金不同生长阶段含钾量及在各器官中的分布变化情况见图3。
从钾含量来看,营养生长期以叶鞘钾含量最高,其次为叶片,须根钾含量最低;随生育进程,10月底至收获,各器官钾含量为须根﹥块根﹥根茎﹥叶鞘﹥叶片。
从钾含量变化幅度来看,叶鞘钾含量变化幅度最大,全生育期钾含量位于6.5%~1.0%之间,极差达5.5%;其次是叶片,全生育期钾含量位于4.1%~0.8%之间,极差为3.3 mg·kg-1;须根钾含量相对稳定,变化幅度最小,全生育期维持在3.5%~2.9%之间,极差仅为0.6%。
从钾含量变化趋势来看,叶片钾含量于8月中旬达到最高,而后随生育进程逐渐降低,收获期降至最低;叶鞘钾含量在块根形成前随生育进程快速降低,10月底至收获钾含量相对稳定;须根钾含量全生育期变化趋势不明显,含量相对稳定;根茎和块根钾含量在器官形成初期最高,后随生育进程呈逐渐降低趋势,降低趋势则是前期快后期慢。总的来看,块根形成和充实阶段,各器官钾含量基本都维持在相对稳定的水平上。
2.2 氮磷钾的积累规律黄丝郁金氮、磷、钾的累积规律各不相同, 各器官各生育期的累积量也有差异。
2.2.1 氮的积累规律黄丝郁金对氮的累积量较大,随着植株的生长, 氮的累积量不断增加,累积量每株最高达433.2 mg,氮累积速度相对变化不大(见图4)。
生长前期主要集中在叶片中, 从7月底至11月中旬, 叶片氮占全株总氮量比重最大,随着地下部根茎和块根的形成及充实,根茎和块根氮累积量相继超过叶片,生长后期,根茎氮积累量最高,每株达到187.6 mg,其次是块根,单株块根氮累积量超过100 mg。
叶片氮累积量于生长初期开始不断增加,至9月底达到最大,此后开始缓慢下降,11月中旬后下降速度有所增加。叶鞘氮积累量整个生育期变化不大,营养生长期积累速度较快。根茎和块根氮积累量都呈逐渐增加趋势,积累速度的变化规律是形成初期和后期慢,中期快,11月中旬至12月中旬累积的速度最快;两者比较,根茎的氮积累量高于块根,根茎氮积累速度也略高于块根。须根氮积累量整个生育期基本都处于最低水平,积累速度最慢,积累量变化也很小。
2.2.2 磷的积累规律黄丝郁金磷的累积量较少, 全生育期中磷累积的每株最高量仅为80.4 mg。磷累积速度的变化规律“慢-快-慢-快”。出苗后至8月中旬累积速度较慢, 8月中旬至9月底累积速度最快, 10月份累积速度降低, 11月初开始直到采收累积速度加快(见图5)。
植株积累的磷,生育前期主要集中在叶片和叶鞘中,随生育进程,根茎和块根磷积累量迅速增加,所占比重也逐渐增加,10月中旬后,根茎磷积累量所占比重即为最大,随生育进程所占比重也逐渐上升,至收获时所占比重也达到最大57.7%。
根茎磷积累量随生育进程不断增加,积累速度规律为快-慢-快,收获时累积量每株达到最大46.3 mg,远高于其他各器官。块根磷累积量在器官形成初期快速增加,而后增加速度放缓,12月中旬后磷累积量未再增加。须根磷积累量整个生育期基本都处于最低水平,从出苗一直到10月中旬,磷积累量逐渐增加,10月中旬每株达到最高量为5.2 mg。
叶片和叶鞘磷积累量和积累速度及变化趋势都基本一致。出苗到9月底,积累量逐渐增加,9月底达到最大值后,积累量开始快速下降,而后10月中旬一直到收获,叶鞘磷积累量基本都维持在每株10 mg左右,叶片磷积累量则在11月底至收获略有下降。
2.2.3 钾的积累规律钾的累积量较大(见图6)。总的来看,全株钾积累量随生育进程呈逐渐增加趋势,全生育期有两个快速积累阶段,分别是出苗至9月底的营养生长阶段和10月底至12月中旬的块根膨大和充实阶段。
生长前期,钾积累量贡献大小是叶片﹥叶鞘﹥须根,叶片和叶鞘钾积累量在9月底达到最大,分别每株是130 和107 mg,而后两器官的钾积累量开始降低;生育中期,根茎钾积累量达到最大,随生育进程的推进,块根钾积累量超过根茎。各器官钾积累速度比较来看,块根最大,其次是根茎。
3 结论
黄丝郁金一生中,对3种元素需求量的大小顺序为K﹥N﹥P,钾是黄丝郁金一生中需求量最大的一种营养成分。故生产中应重视钾肥的施用。
黄丝郁金不同生育时期养分含量不同,同一生育时期不同器官养分含量也不同。3种养分比较来看,钾含量最高,其次是氮,磷含量最低;不同器官氮磷钾含量,多以器官形成初期含量最高,而后逐渐降低。从累积量来看,前期主要集中于地上部,随着生长中心的转移,生长中后期主要集中于地下部的根茎和块根部分。
植株生长发育过程中钾和氮的积累速度都经历了快-慢-快这3个阶段,磷累积速度的变化规律为慢-快-慢一快。8~9月底为氮和磷素积累速度最快时期,钾的两个快速积累阶段分别是出苗至9月底的营养生长阶段和10月底至12月中旬的块根膨大和充实阶段。
根据上述这些特点,黄丝郁金生产中氮肥的施用上,苗期追肥量不宜过多,生产上可随营养生长加快逐步增加氮肥的施用量;磷肥转移效率较高,可做底肥一次性施入;生长前期可追施适量钾肥,中后期应重施钾肥。由于中期过后植株已封行,必要时可在后期进行叶面喷施磷酸二氢钾,以满足植株对钾素的需求。
【参考文献】
[1]吴卫,郑有良,杨瑞武,等. 鱼腥草氮、磷、钾营养吸收和累积特性初探[J]. 中国中药杂志,2001,26(10):676.
[2]张艳,李隆云,廖光平. 姜黄中氮磷钾的吸收、分布与转运规律[J] . 中国中药杂志,1996,21(8):462.
[3]谢彩侠,张重义,谢慧玲,等. 不同产地山药氮磷钾吸收规律研究[J] . 河南农业大学学报,2003,37(3):253.