磷肥用量對菘藍干物質積累及其營養元素吸收的影響

溫春秀，劉靈娣，王麗英，李若楠，田 偉，陳麗莉，張彥才

(河北省農林科學院 a 經濟作物研究所，b 農業資源環境研究所，河北 石家莊 050051)

菘藍(IsatisindigoticaFort.)是十字花科(Cruciferae)菘藍屬一年或二年生藥用植物，其根和葉分別是常用中藥板藍根和大青葉的主要來源，具有清熱解毒、涼血利咽的作用[1]。近些年隨著市場需求量的與日俱增，人工栽培的菘藍面積不斷擴大，然而，在生產上藥農多沿用對農作物的施肥技術，不能根據植株生長發育和營養需求規律確定肥料的最佳用量、比例和最佳施用期，這不僅影響了藥材的產量與品質，而且造成了肥料浪費和土壤的污染[2]。磷為植物生長所必需的營養元素之一，是植物體內許多重要有機化合物(如核酸、核蛋白、磷脂、植素、三磷酸腺苷)的組分之一，并以多種方式參與植物體內各種代謝過程，對促進作物生長發育，提高作物產量和品質有著明顯的作用[3]。近年來有關磷肥對一些中藥材生長發育、產量和品質的效應研究也有相關報道[4-7]，而有關菘藍磷肥適宜用量及磷肥對菘藍物質積累和其營養元素吸收分配特征等方面的研究尚未見報道。為此，本試驗在前期研究工作[8-9]的基礎上，研究了施用磷肥對菘藍干物質、養分累積和分配的影響，旨在為菘藍規范化生產中科學施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為普通菘藍(IsatisindigoticaFort.)；供試肥料為發酵雞糞(N 1.58%、P2O53.08%、K2O 1.72%)，尿素(含N 46.0%)，過磷酸鈣(含P2O512.0%)，硫酸鉀(含K2O 50.0%)。

1.2 試驗設計

試驗在河北省農林科學院大河試驗園區進行，供試土壤類型屬于黏壤質石灰性褐土，試驗地0～20 cm基礎土樣養分含量為：有機質16.4 g/kg，全氮0.61 g/kg，硝態氮5.74 mg/kg，速效磷17.63 mg/kg，速效鉀70.80 mg/kg。本試驗共設置5個處理，分別為P0(不施磷肥)、P90(P2O590 kg/hm2)、P180(P2O5180 kg/hm2)、P360(P2O5360 kg/hm2)、P540(P2O5540 kg/hm2)。根據已有的研究結果[9]并結合試驗地土壤養分狀況，各處理中N、K2O用量分別為225，180 kg/hm2。小區面積為28 m2(4 m×7 m)，行株距為25 cm×10 cm。菘藍于2011-05-14播種，2011-11-14收獲。

1.3 施肥方法

試驗在基施發酵雞糞7.5 t/hm2的基礎上進行，各處理中100%磷肥及50%的氮肥、50%的鉀肥作為基肥施入，其余50%的氮肥、50%的鉀肥在菘藍生長90 d后追施。

1.4 測定項目及方法

于菘藍生長60 d(07-14)、90 d(08-14)、120 d(09-14)、150 d(10-14)、180 d(11-14)，在每個小區隨機取1 m2的菘藍樣品(地上部分+地下部分)，105 ℃殺青1 h后于50 ℃烘干至質量恒定，測定大青葉和板藍根干質量，然后以采樣株數折算單株地上部分、地下部分干物質累積量；將所有樣品烘干粉碎，采用H2SO4-H2O2消煮后，分別用凱氏定氮法測定全氮含量，用釩鉬黃比色法測定全磷含量，用火焰光度計法(FP6400A)測定全鉀含量。

1.5 數據處理及分析

采用DPSv 2.00軟件及EXCEL 2003進行數據統計、分析、作圖。

植株氮(磷或鉀)素累積吸收量(mg/株)=植株全氮(全磷或全鉀)含量(%)×植株干質量(mg/株)；

干物質日增長量(g/株)=(本月取樣單株干質量-上月取樣單株干質量)/30；

干物質階段累積率=(本月取樣單株干質量-上月取樣單株干質量)/收獲期單株干質量×100%；

分配率=(某生長部位某時期干質量/某時期干物質總質量)×100%。

2 結果與分析

2.1 磷肥對菘藍干物質積累及分配率的影響

表1顯示，不同施磷水平下，菘藍總干物質累積量在整個生長期內表現出相似的變化規律，均隨生長期的推進而逐漸增加；在菘藍生長期中，各處理菘藍的干物質階段累積率均呈現快-慢-快-慢的增加趨勢。從出苗到生長60 d時，菘藍進入生長高峰期，各處理干物質日增長量為0.29～0.31 g/株，干物質階段累積率均達到50%以上。與其他處理相比，磷肥180 kg/hm2處理菘藍在整個生長期中干物質日增長量、階段累積率都保持較高、較穩定的水平。

表1 磷肥對菘藍干物質積累及分配率的影響

相關性分析結果顯示，施磷水平與各時期總干物質累積量呈拋物線相關，即當P2O5用量在0～180 kg/hm2時，菘藍干物質累積量隨著磷肥用量的增加而提高，P2O5用量超過180 kg/hm2時，菘藍總干物質累積量反而下降。其中，在菘藍生長60 d時，磷肥用量為0，90，180，360 kg/hm2處理間總干物質累積量無顯著差異，但均顯著高于磷肥用量為540 kg/hm2處理；在90～150 d，各施磷處理的總干物質累積量明顯高于不施磷處理；至收獲時(180 d)，磷肥用量為90～180 kg/hm2處理菘藍干物質累積量顯著高于其他處理，其中磷肥用量為180 kg/hm2處理菘藍總干物質累積量較磷肥用量為0，90，360，540 kg/hm2處理分別提高了30.35%，7.49%，20.15%和22.16%(表1)。由此可見，相對于其他磷肥施用量而言，180 kg/hm2磷肥較有利于菘藍干物質累積量的增加。

表1還顯示，當磷肥用量相同時，菘藍根干物質分配率呈先上升后下降再上升的趨勢；除了150 d外，其余時間各處理根干物質分配率差異均未達到顯著水平。在90 d以前，磷肥用量為180 kg/hm2處理菘藍根干物質分配率高于其他處理；90 d(包括90 d)以后，磷肥用量180 kg/hm2處理菘藍根干物質分配率與其他處理相比處于偏低水平。

菘藍根的干物質累積量隨著生長期的推進均呈增加趨勢，其中磷肥用量為180 kg/hm2處理其各個時期根干物質累積量最高，分別較磷肥用量為0，90，360和540 kg/hm2處理提高了12.33%，7.06%，8.53%和8.90%(圖1)。

圖1 磷肥對菘藍根干物質累積量的影響

2.2 磷肥對菘藍磷、氮和鉀素累積吸收量的影響

2.2.1 磷素累積吸收量 圖2顯示，與不施磷肥處理相比，施用磷肥直接促進了菘藍植株對磷素的吸收和利用，各處理菘藍植株磷素累積吸收量均隨著生長期推進呈增加趨勢，呈“S”型曲線變化；除不施磷處理外，其他施磷處理菘藍植株對磷的吸收均呈現快(0～90 d)-慢(90～120 d)-快(120～150 d)-慢(150～180 d)的增加趨勢；當磷肥用量在0～180 kg/hm2時，菘藍植株磷素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；用量超過180 kg/hm2時，菘藍植株磷素累積吸收量反而下降。

圖3顯示，當磷肥用量在0～180 kg/hm2時，菘藍根部磷素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；當磷肥用量超過180 kg/hm2時，根部磷素累積吸收量均呈下降趨勢。由此可知，適量的磷肥對促進根系發育，進而促進植物生長發育和新陳代謝，爭取作物高產、優質起著重要作用[10]，過量則使作物生長受到抑制，進而降低作物的品質和產量[11]。

圖2 磷肥對菘藍植株磷素累積吸收量的影響

2.2.2 氮素累積吸收量 圖4顯示，與不施磷肥處理相比，施用適量的磷肥能夠促進菘藍植株對氮素的吸收；各處理菘藍植株氮素累積吸收量均呈“S”型增長趨勢，其吸收的高峰期分別出現在生長90和150 d。當磷肥用量在0～180 kg/hm2時，菘藍植株氮素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；當磷肥用量達到180 kg/hm2時，菘藍植株氮素累積吸收量達到最高值；之后隨著磷肥用量的繼續增加，植株氮素累積吸收量則呈下降趨勢。

圖5顯示，當磷肥用量在0～180 kg/hm2時，菘藍根部氮素累積吸收量均隨著磷肥施用量的增加而增加；之后隨著磷肥用量的提高，菘藍根部氮素累積吸收量反而下降。

2.2.3 鉀素累積吸收量 由圖6可知，在整個生長期中，各處理菘藍植株的鉀素累積吸收量均隨著生長期推進總體呈增加趨勢。與不施磷肥相比，施用磷肥能夠促進菘藍對鉀素的吸收和利用。不同磷肥處理對菘藍鉀素累積吸收的影響與其對氮、磷素的影響類似，當磷肥用量在0～180 kg/hm2時，菘藍植株鉀素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；在磷肥用量達到180 kg/hm2時，菘藍鉀素累積吸收量達到最高值；磷肥用量為360～540 kg/hm2時，植株鉀素累積吸收量則呈下降趨勢?？芍?80 kg/hm2磷肥更有利于促進作物對鉀元素的吸收和利用。

圖7顯示，隨著生長期的推進，各處理菘藍根部鉀素累積吸收量呈逐漸增加趨勢；在菘藍生長90 d之前，各磷肥處理菘藍根部鉀素的累積吸收量無明顯差異；90～180 d，磷肥用量為180 kg/hm2處理菘藍根部鉀素累積吸收量明顯高于其他處理。

綜合菘藍氮、磷、鉀累積規律可知，菘藍對氮的吸收量最大，鉀次之，磷最少；在磷肥施用量為0～180 kg/hm2時，菘藍全生長期對氮、磷、鉀素累積吸收量隨著磷肥用量的增加而提高；當磷肥用量達到180 kg/hm2時，菘藍全生長期對氮、磷、鉀素累積吸收量均達到最高值，分別為1 370.22，192.44，682.44 mg/株。

圖4 磷肥對菘藍植株氮素累積吸收量的影響

圖6 磷肥對菘藍植株鉀素累積吸收量的影響

3 討 論

磷是作物生長發育必需的三大營養元素之一，其合理施用可顯著促進藥用植物的生長發育和干物質的積累；干物質是作物光合作用產物的最終形態，其積累、分配和轉運與經濟產量形成密切相關[12]。菘藍作為根、葉同收的中藥材，與黃芪[13]、丹參[14]等以根入藥的中藥材不同，確定磷肥最佳用量不僅要滿足菘藍生長對磷素的需求，還要使菘藍植株達到根、葉協調生長的目的。本研究結果表明，當磷肥(P2O5)用量在0～180 kg/hm2時，菘藍總干物質累積量、干物質日增長量、根干物質分配率隨著磷肥用量的增加而提高，當磷肥用量超過180 kg/hm2時，總干物質累積量、干物質日增長量、根干物質分配率反而下降。

作物的高產、優質是以較高的生物量為前提的，而生物量累積和產量的形成以養分吸收為基礎[15-16]。本研究結果表明，磷肥用量在0～180 kg/hm2時，隨著磷肥用量的增加，菘藍對氮、磷、鉀的累積吸收量明顯增加，當磷肥用量為180 kg/hm2時，菘藍植株和根系的氮、磷、鉀累積吸收量均達最高；當磷肥用量超過180 kg/hm2時，菘藍植株和根系的氮、磷、鉀累積吸收量反而下降。一般認為，磷與氮之間存在協同作用，由于磷參與氮代謝、硝酸鹽還原、氮同化以及蛋白質合成等過程，適量的磷肥可以促進作物對氮素的吸收，使植物生長得更好[17]。此外，適量的磷肥能夠促進作物對鉀元素的吸收和利用[18]。

4 結 論

在本試驗條件下，增施磷肥能夠促進菘藍全生長期內總干物質累積量的增加；各磷肥處理菘藍的干物質累積量均呈現快-慢-快-慢的增加趨勢，其變化趨勢呈“S”型曲線。磷肥(P2O5)用量在0～180 kg/hm2時，菘藍總干物質累積量隨著磷肥用量的增加而提高；當磷肥用量超過180 kg/hm2時，菘藍總干物質累積量反而下降。

菘藍植株的氮、磷、鉀吸收累積量動態變化與干物質積累規律類似，總體均呈“S”型增長趨勢；與不施磷肥處理相比，適宜的磷肥用量能夠促進菘藍對氮、磷、鉀的吸收和利用；在菘藍整個生長期中，磷肥用量為180 kg/hm2處理植株和根系的氮、磷、鉀累積吸收量最高；而當磷肥用量超過180 kg/hm2時，植株和根系的氮、磷、鉀累積吸收量反而下降。

綜合以上結果可知，在本試驗土壤肥力條件下，磷肥(P2O5)的推薦用量為180 kg/hm2，且是作為基肥一次性施入。

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