不同施肥处理对长白山区林下仿生栽培茖葱物质积累与产量的影响
作者: 徐光花 刘佳艺 李成龙 冯博
摘 要:为探究施肥处理对长白山区林下仿生栽培茖葱(Allium victoralis L.)物质积累与产量变化的影响,以长白山区敦化宽叶型茖葱植株为试验材料,对林下仿生栽培茖葱在不同氮磷钾施肥处理组合下的生物量、营养物质含量与产量差异进行了分析。结果表明,施肥处理能够在一定程度上促进林下仿生栽培茖葱植株各部分的生物量与营养物质积累。T4处理(即N 150 kg∙hm-2,P2O5 75 kg∙hm-2,K2O 150 kg∙hm-2)有效地促进了林下仿生栽培茖葱植株各部分生物量,尤其是叶片生物量的积累,其叶片干质量最终比CK处理增加了28.57%。此外,T4处理下的维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量与产量均高于其他处理,分别比CK处理增加了26.91%、40.47%、18.56%与42.82%。综上所述,对长白山区茖葱林下仿生栽培最有效的施肥处理为T4处理,其氮磷钾施用量分别为150、75、150 kg∙hm-2。
关键词:茖葱;施肥处理;长白山区;生物量;营养物质;产量
中图分类号:S633.9 文献标志码:A 文章编号:1673-2871(2023)04-113-05
Fertilization treatments on substance accumulation and yield of the bionic cultivated Allium victorialis L. in forest in the Changbai Mountains
XU Guanghua1, LIU Jiayi2, LI Chenglong3, FENG Bo1
(1. Jilin Provincial Academy of Forestry Science, Changchun 130033, Jilin, China; 2. Changchun Jingyue Design Group Co., Ltd., Changchun 130118, Jilin, China; 3. Jingyuetan Experimental Forest Farm, Changchun 130118, Jilin, China)
Abstract: In order to explore the influence of different fertilization treatments on substance accumulation and yield changes of the bionic cultivated Allium victoralis L. in forest from the Changbai Mountains, the Dunhua broadleaf type A. victoralis plants from the Changbai Mountains, Jilin province were selected as test materials. The biomasses, nutrient contents and yields of the bionic cultivated A. victoralis plants under forest under different N, P, K fertilization treatments were analyzed. The results showed that fertilization treatments can promote biomass and nutrient accumulation of the bionic cultivated A. victoralis in forest to a certain extent. The biomass accumulations, especially the leaf biomass accumulations of the bionic cultivated A. victoralis plants in forest were effectively promoted under T4 treatment (N 150 kg∙hm-2, P2O5 75 kg∙hm-2, K2O 150 kg∙hm-2). The leaf dry weight under T4 treatment was 28.57% higher than CK treatment. The contents of vitamin C, soluble sugar, soluble protein and yield under T4 treatment were also higher than the other treatments, which were increased by 26.91%, 40.47%, 18.56% and 42.82% than CK treatment, respectively. In conclusion, the most effective fertilization treatment for the bionic cultivated A. victoralis in forest in the Changbai Mountains was T4 treatment, the N, P and K content was 150 kg∙hm-2, 75 kg∙hm-2, and 150 kg∙hm-2, respectively.
Key words: Allium victoralis; Fertilization treatments; Changbai Mountains; Biomass; Nutrients; Yield
茖葱(Allium victoralis L.)属百合科(Liliaceae)葱属(Allium),是一种历史悠久、开发潜力较大的药食同源植物,并以其营养保健功效与独特口感而逐渐受到人们关注[1]。据史料记载,茖葱在我国黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、陕西等多地均有分布,但目前在吉林省,野生茖葱仅在东部长白山区有少量分布。近年来,环境的剧烈变化与连年过度采挖使野生茖葱种质资源受到了严重威胁[2]。此外,由于野生茖葱的生长周期较长,繁育能力也较差[2-4],使得现存的种群数量难以满足人们需求,因此急需对长白山区野生茖葱种质资源进行保护与合理的开发利用。
林下仿生栽培能够使人们根据中草药、山野菜等经济作物的习性与对环境的需求,通过选取与模拟其自然生境而创造适宜的栽培条件,从而改善作物的生长状况与营养品质,并充分利用林地资源。目前在人参[5]、铁皮石斛[6]、猪苓[7]等作物中得到了广泛应用,已成为一种培育高产优质作物的有效技术手段。
氮磷钾为对作物生长最重要的3种元素,它们的含量与比例对作物的产量与品质尤为重要,通常把这3种元素称为肥料三要素[8-10]。施肥处理能够在一定程度上促进厚果鸡血藤[11]与南酸枣[12]等植物的植株生长与养分分配,也对长白山区栽培茖葱的生长与产量有一定的影响[13],但施肥处理对长白山区林下仿生栽培茖葱生物量与营养物质积累影响的研究尚未见报道。因此,笔者以长白山区宽叶型茖葱植株为试验材料,分析不同施肥处理组合对林下仿生栽培茖葱生物量、营养物质含量与产量的影响,以确定长白山区茖葱林下仿生栽培最优施肥处理组合,为长白山区林下仿生栽培茖葱合理施肥、品质改善与产量提高提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与地点
供试材料为4年生的长白山区宽叶型茖葱植株,由吉林省敦化市江源镇马五店村中药材产销专业合作社提供。试验于2020年9月至2021年6月在敦化市江源镇进行,土壤类型为暗棕壤,理化性质为:pH 4.86~5.68,全氮含量(w,后同)4.48 g∙kg-1,全磷含量1.2 g∙kg-1,全钾含量16.4 g∙kg-1,有机质含量94.0 g∙kg-1,土壤最大田间持水量为43.7%。
1.2 试验设计
在2020年9月,将供试茖葱植株栽植到郁闭度为0.3的红松林下,栽植方式为垄栽,垄长27 m,垄宽0.6 m,垄高0.1 m,垄间距0.2 m。每垄栽植1行,株距0.1 m。在2021年4月初,茖葱幼苗开始展叶前进行施肥处理,所施N肥为尿素(含N量46%),P肥为过磷酸钙(P2O5含量为12%),K肥为硫酸钾(K2O含量为20%)。共设置8个不同施肥处理,以不施肥处理为对照,施肥试验设计见表1,所有肥料均作为基肥一次施用,其他栽培管理措施正常。采用单因素随机区组设计,每个处理3次重复,共设置27个小区,每个小区面积为5.4 m2(9.0 m×0.6 m,栽植90株)。
1.3 取样与测定方法
1.3.1 取样方法 分别在2021年4月19日、4月28日、5月7日、5月16日、5月25日、6月10日与6月25日(分别为开始展叶期、展叶盛期、开花期、种子成熟期,以及这些时期的过渡期)进行取样与测定,每个处理每次选取5株长势良好且均一的植株用于测定。
1.3.2 生物量测定方法 每次取样后,将样品带回试验室,然后将植株分为根系、假茎与叶片3部分,分别在80 ℃烘箱中烘干至恒质量,测定各部分干质量,每个指标重复测定3次。
1.3.3 展叶盛期(采收期)营养品质测定方法 在5月7日前后(此时为展叶盛期,也是采收期)测定维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、纤维素、总黄酮与β-胡萝卜素含量,每个指标重复测定3次。其中,采用钼蓝比色法[14]测定维生素C含量;采用蒽酮-硫酸比色法[15]测定可溶性糖含量;采用考马斯亮蓝G-250染色法[16]测定可溶性蛋白含量;纤维素含量测定方法为将可溶性糖提取后的残渣经60%硫酸消化后,采用蒽酮-硫酸比色法[17]测定;采用比色法[18-19]测定总黄酮含量,方法为将样品乙醇提取液先后加入0.5 mL 0.05 g∙mL-1 NaNO2溶液、0.3 mL 0.1 g∙mL-1 Al(NO3)3溶液与3 mL 0.04 g∙mL-1 NaOH溶液后,在510 nm处测定其吸光度,并通过标准曲线计算总黄酮含量;β-胡萝卜素经丙酮-石油醚浸提后,采用比色法[20-21]测定其含量。
1.3.4 展叶盛期(采收期)产量测定方法 在5月7日取样后,植株地上部分(叶片与假茎)干质量测定前,测定地上部分鲜质量。在此基础上,根据小区面积和每小区栽植株数折算单位产量。
1.4 数据处理与分析
采用SPSS 22.0软件进行方差分析与多重比较,多重比较方法为Duncan法,采用Excel 2010软件进行数据整理与图表制作。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理下茖葱根系生物量变化
由表2可知,在5月25日前,各施肥处理根系干质量均有较明显的增加,T4处理根系干质量在4月28日至5月25日期间比CK处理显著增加了22.45%~27.12%;在5月25日后,各处理根系干质量变化逐渐趋于稳定,在此期间T4与T5处理根系干质量相对较高,T4处理根系干质量在6月25日与其他处理间差异不显著。
2.2 不同施肥处理下茖葱假茎生物量变化
由表3可知,各处理假茎干质量在5月25日前均表现为较明显的增加趋势,其中T4与T5处理假茎干质量在4月28日至5月16日期间较高,分别比CK处理显著增加了21.88%~40.00%与21.88%~36.36%;在5月25日后,各处理间假茎干质量之间均无显著差异,并逐渐趋于稳定。