不同施肥方式对伊贝母生长及土壤养分的影响

2017-04-13 06:56马红红陈宝燕杨涛程争鸣牛新湘马兴旺
新疆农业科学 2017年2期
关键词:萌芽期菌肥全氮

马红红,陈宝燕,杨涛,程争鸣,牛新湘,马兴旺

(1.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所,乌鲁木齐 830091;2.乌鲁木齐市米东区农产品质量安全检测中心,乌鲁木齐 830011;3.中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830000)

不同施肥方式对伊贝母生长及土壤养分的影响

马红红1,陈宝燕2,杨涛1,程争鸣3,牛新湘1,马兴旺1

(1.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所,乌鲁木齐 830091;2.乌鲁木齐市米东区农产品质量安全检测中心,乌鲁木齐 830011;3.中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830000)

【目的】研究新疆伊犁地区伊贝母的最佳施肥技术模式。【方法】通过采用四因素三水平正交试验设计,设计微生物菌肥、磷肥,生物有机肥+有机物料腐熟剂,精制有机肥+有机物料腐熟剂4因素,在优化施肥(2水平)基础上,设计1水平(2水平×0.5)、3水平(2水平×1.5),正交处理共9个,对伊贝母生长及土壤进行了测定。【结果】不同施肥量处理下的伊贝母植株高度、伊贝母植株鲜重、鳞茎鲜重、土壤有机质、土壤全氮含量和土壤pH值均不同;随着伊贝母生育进程的推进,各个处理下的土壤pH均表现为萌芽期显著高于现蕾期和始花期,而土壤有机质和土壤全氮含量规律并不明显;不同施肥量处理下,伊贝母每667 m2株数没有明显差异;在同一微生物菌肥施用量下,伊贝母产量的变化趋势无明显规律,处理8即微生物菌肥为6 kg/667 m2,磷肥为18 kg/667 m2,生物有机肥+有机物料腐剂为16 kg/667 m2,精制有机肥+有机物料腐剂为60 kg/667 m2时,伊贝母产量最高为381.14 kg/667 m2;在单一微生物菌肥施用量下,伊贝母产量的变化趋势无明显规律。【结论】以微生物菌肥、磷肥基施为主,配施生物有机肥、有机物料腐熟剂,生育期开沟追施微生物菌肥,可获得伊贝母高产。

伊贝母;不同施肥方式;生长;土壤养分

0 引 言

【研究意义】伊贝母是(FritillariapallidifloraSchvek)《中华人民共和国药典》收载的一种珍贵的传统中药材,多年生草本植物。性微寒,味苦,归肺、心经。具有清热润肺,化痰止咳之功效。临床上常用于肺热燥咳,干咳少痰,阴虚劳咳,咳痰带血等症状。伊贝母主要分布于新疆降水量丰富、海拔1 000~1 880 m的伊犁河中下游两岸,是受国家保护的渐危种植物,为国家三级重点保护野生药材。由于野生伊贝母药材资源破坏严重,20 世纪70 年代人工引种成功,之后大量投入生产,目前大规模种植伊贝母产业已成为拉动新疆当地农牧民收入的重要途径[1-6]。我国是世界贝母的重要分布中心,以四川、新疆、甘肃、安徽等省(区)资源最为丰富[7]。微生物菌肥是经过特殊工艺制成的含有活菌并用于植物的生物制剂或活菌制剂,具有增加土壤肥力、增强植物对养分的吸收、减少化学肥料施用量、减少环境污染等多种功能[8,9]。【前人研究进展】目前,有关微生物菌肥的研究主要集中在设施蔬菜栽培、克服连作障碍、蔬菜生长、产量和品质、土壤理化性质的研究等方面[8-11]。而有关伊贝母的研究主要集中在伊贝母人工栽培技术、伊贝母的根际微生物、伊贝母的病虫害防治、伊贝母根系分泌物、伊贝母属植物鉴定技术、伊贝母有效成分含量等方面[12-15]。【本研究切入点】有关微生物菌肥否提高伊贝母产量的研究较少。基于前期研究不同微生物菌肥施用量对伊贝母各组成要素的影响,而未探索微生物菌肥与磷肥,生物有机肥+有机物料腐熟剂,精制有机肥+有机物料腐熟剂相比之下的肥效。【拟解决的关键问题】选择4种配肥方式9种处理,对新疆伊犁地区伊贝母生长及土壤进行了测定,得出提高伊贝母产量的最佳配肥方式和配肥比例。

1 材料与方法

1.1 材 料

2014年4~6月在巩留县莫合乡农技站伊贝母种植示范基地进行。试验区属于北温带大陆性半干旱气候类型,年均气温7.4℃,最高气温37~39℃,无霜期约145 d,昼夜温差平均在13~16℃。春迟秋早,冬长夏短,四季分明,日照充足。年日照时数2 731.7 h,年降水量270~280 mm。供试土壤有机质含量为13.56 g/kg,全氮0.519 g/kg,土壤pH为8.49,Olsen-P为20.49 g/kg。供试品种采用当地繁育4年,磷茎直径大于1 cm的主栽品种,种植模式采用行距为15 cm,株距为5 cm。试验区田间管理同大田高产管理。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

根据伊贝母典型种植区多年的“3414”测土壤配方施肥数据,以及伊贝母种植栽培和施肥方面的文献资料,采用四因素三水平正交试验设计,设计微生物菌肥、磷肥,生物有机肥+有机物料腐熟剂,精制有机肥+有机物料腐熟剂4因素,在优化施肥(2水平)基础上,设计1水平(2水平×0.5)、3水平(2水平×1.5),正交处理共9个,3次重复,27个小区,随机区组排列,小区面积=(5.5×3.5)m2=19.25 m2,试验区面积共185.5 m2。微生物菌肥、磷肥,生物有机肥+有机物料腐熟剂(1∶1配施),精制有机肥+有机物料腐熟剂(3∶7配施)的优化施肥量和施肥方式采用前期调研结果,磷肥,生物有机肥+有机物料腐熟剂,精制有机肥+有机物料腐熟剂,全部基施, 微生物菌肥施在整个生育期的施肥比例分别是10%、20%、30%,剩余微生物菌肥一次性施入土壤。灌溉方式方法同当地常规管理。表1,表2

表1 施肥试验设计
Table 1 Design table for fertilization experiment

水平Level微生物菌肥(kg/667m2)Microorganismfertilizer磷肥(kg/667m2)Phosphatefertilizer生物有机肥+有机物料腐剂(kg/667m2)Biologicalorganicfertilizerandorganicmaterial精制有机肥+有机物料腐剂(kg/667m2)RefinedorganicfertilizerandorganicmaterialABCD12916202418324036274860

表2 施肥试验正交试验设计
Table 2 Orthogonal test table

处理Treatment组合CombinationABCD1A1B1C1D111112A1B2C2D212223A1B3C3D313334A2B1C2D321235A2B2C3D122316A2B3C1D223127A3B1C3D231328A3B2C1D332139A3B2C2D13321

1.2.2 样品采集与测定1.2.2.1 土样

分别采集9个处理在萌芽期、现蕾期、始花期的0~20 cm土层样品30个,共270个。

1.2.2.2 植物样

分别采集9个处理在萌芽期、现蕾期、始花期的植株、鳞茎样品30个,共270个。

1.2.2.3 植株生长势

在每小区选20株伊贝母进行植株生长势、磷茎生长速度的测定,生长势以株高来表示,每隔7 d定时、定株测定1次,取其平均值,记录其生长势,累计3 000株。

1.2.2.4 植物样和土样

土样有机质测定采用重铬酸钾-硫酸溶液法,土壤pH值测定采用电位法,土壤全氮测定采用凯氏定氮法;植物样鲜重测定采用称重法,干物质积累量测定采用烘干法。

1.2.2.5 伊贝母产量

将各试验小区全部伊贝母收获并称重。

1.3 数据统计

采用Excel表格、SPSS、DPS 7.05对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥量对伊贝母植株高度的影响

研究表明,9种处理下,伊贝母植株高度在萌芽期差异不显著,植株高度变化为:2.28~3.09 cm;现蕾期时,伊贝母植株高度存在显著差异,其中,6号处理下的伊贝母植株高度最高,为15.28 cm,而处理2 和处理9下的植株高度明显低于处理6,分别为:11.58和11.28 cm;始花期时,各个处理下的伊贝母植株高度差异显著,其中,6号处理下的植株高度最高,为22.41 cm,而处理2 和处理9下的植株高度明显低于处理6,分别为:16.98和16.54 cm。图1

注:不同小写字母表示同一指标在5%水平差异显著,下同

Note: Data in each column with different lowercase indicate significant difference at 5% level. The same as below

图1 不同处理下植株高度变化
Fig.1 Plant height under different treatments

2.2 不同施肥量对伊贝母植株鲜重的影响

研究表明,9种处理下,伊贝母植株鲜重在萌芽期差异不显著,植株鲜重变化为:0.24~0.32 g;现蕾期时,伊贝母植株鲜重存在显著差异,其中,8号处理下的伊贝母植株鲜重最大,为1.58 g,而处理1 和处理5下的植株高度明显低于处理8,分别为:1.18和1.17 g;始花期时,各个处理下的伊贝母植株鲜重差异显著,其中,8号处理下的植株鲜重最高,为2.31 g,而处理1 和处理5下的植株鲜重明显低于处理6,分别为:1.73和1.72 g。图2

2.3 不同施肥量对伊贝母鳞茎鲜重的影响

研究表明,9种处理下,伊贝母植株鲜重在萌芽期差异不显著,植株鲜重变化范围为:0.15~0.32 g;现蕾期时,伊贝母植鳞茎重存在显著差异,其中,8号处理下的伊贝母植株鲜重最大,为1.58 g,而处理5下的鳞茎鲜重(0.51 g)明显低于处理8;始花期时,各个处理下的伊贝母鳞茎鲜重差异显著,其中,8号处理下的鳞茎鲜重最高,为2.31 g,而处理5下的鳞茎鲜重(1.02 g)明显低于处理8。图3

图2 不同处理下的植株鲜重变化
Fig.2 Fresh weight of plants under different treatments

图3 不同处理下鳞茎鲜重变化
Fig.3 Fresh weight of bulbs under different treatments

2.4 不同施肥量对伊贝母产量的影响

不同施肥量处理下,伊贝母单位面积株数没有明显差异,其变化范围为:88 365~88 982株/667 m2;在同一微生物菌肥施用量下,伊贝母产量的变化趋势无明显规律,处理8即微生物菌肥为6 kg/667 m2,磷肥为18 kg/667 m2,生物有机肥+有机物料腐剂为16 kg/667 m2,精制有机肥+有机物料腐剂为60 kg/667 m2时,伊贝母产量最高为381.14 kg/667 m2。表3

表3 正交试验下伊贝母产量
Table 3 The yield of Fritillaria under orthogonal test

处理号Treatmentnumber单位面积株数(株/667m2)Thenumberofacres微生物菌肥(kg/667m2)MicroorganismFertilizer磷肥(kg/667m2)phosphatefertilizer生物有机肥+有机物料腐剂(kg/667m2)Biologicalorganicfertilizerandorganicmaterial精制有机肥+有机物料腐剂(kg/667m2)Refinedorganicfertilizerandorganicmaterial伊贝母产量(kg/667m2)TheyieldofFritillaria188569a29162029168g288659a218324032212f388982a227486029215h488597a49326035911b588687a418482026813i688551a427164032970e788424a69484034691c888365a618166038114a988765a627322034559d

2.5 不同施肥量对伊贝母土壤有机质、pH、全氮的影响

研究表明,土壤有机质而言,萌芽期,各个处理下的伊贝母土壤有机质差异显著,其中,处理8(12.75 g/kg)下的有机质含量显著高于处理1(9.60 g/kg)和处理9(10.22 g/kg);现蕾期和始花期伊贝母土壤有机质含量差异不显著。土壤全氮含量而言,萌芽期,处理8(0.53 g/kg)下的土壤全氮含量显著高于处理1(0.40 g/kg)和处理9(0.36 g/kg);现蕾期和始花期,伊贝母土壤全氮含量没有显著差异。土壤pH而言,萌芽期和始花期伊贝母土壤pH没有显著差异,现蕾期时,处理3下的土壤pH最小,为8.26,处理2(8.42)和处理7(8.42)下的土壤pH最高,其相差0.47,但均为碱性土壤。

随着伊贝母生育进程的推进,各个处理下的土壤pH均表现为萌芽期显著高于现蕾期和始花期,而土壤有机质和土壤全氮含量规律并不明显。图4

图4 土壤有机质、土壤全氮含量及土壤pH值变化
Fig.4 Soil organic matter, soil total nitrogen content and soil pH value

3 讨 论

徐金忠等[16]研究发现:施用有机肥有利于有机质的提高,施用化肥或化肥与有机肥配合施用,均有利于黑土有机质的积累,与研究结论一致。廖兴国等[17]研究发现:施肥处理后,植株的株高和产量均有所增加,施肥是提高药用植物产量和品质的重要措施,合理施肥既可以促进植物的生长发育,提高药材产量,又可以改善药材的品质。研究发现:在不同施肥处理下,伊贝母产量均有一定程度的变化,合适的施肥方式和配比是满足植物高产的必要条件,因此,研究发现,与其他8种施肥量相比,第8处理即微生物菌肥为6 kg/667 m2,磷肥为18 kg/667 m2,生物有机肥+有机物料腐剂为16 kg/667m2,精制有机肥+有机物料腐剂为60 kg/667 m2时,伊贝母产量最高,为381.14 kg/667 m2。

4 结 论

不同施肥量处理下的伊贝母植株高度、伊贝母植株鲜重、鳞茎鲜重、土壤有机质、土壤全氮含量和土壤pH值均不同;随着伊贝母生育进程的推进,各个处理下的土壤pH均表现为萌芽期显著高于现蕾期和始花期,而土壤有机质和土壤全氮含量规律并不明显;不同施肥量处理下,伊贝母单位面积株数没有明显差异;在同一微生物菌肥施用量下,伊贝母产量的变化趋势无明显规律,处理8即微生物菌肥为6 kg/667 m2,磷肥为18 kg/667 m2,生物有机肥+有机物料腐剂为16 kg/667 m2,精制有机肥+有机物料腐剂为60 kg/667 m2时,伊贝母产量最高为381.14 kg/667 m2。以微生物菌肥、磷肥基施为主,配施生物有机肥、有机物料腐熟剂,生育期开沟追施微生物菌肥,可获得伊贝母增产增效。

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Supported by:The "13th Five-Year Plan" major project of Xinjiang Uyghur Autonomous Region: special key technology research and development and demonstration of the development and utilization of plant resources in Yili (201330122-2)

Effects of Different Fertilization on the Growth and Soil Nutrient ofFritillariapallidifloraSchrek.

MA Hong-hong1, CHEN Bao-yan2, YANG Tao1, CHENG Zheng-ming3,NIU Xin-xiang1, MA Xin-wang1

(1ResearchInstituteofSoil,FertilizerandAgriculturalWaterConservation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.AgriculturalProductsQualityandSafetyTestingCenterofMidongDistrict,Urumqi830011,China; 3.XinjiangInstituteofEcologyandGeography,ChineseAcademyofSciences,Urumqi830000,China)

【Objective】 To explore the best fertilization mode forFritillariapallidifloraSchrek in Yili area of Xinjiang.【Method】By using four factors and three levels orthogonal test design (the microbial fertilizer, phosphate fertilizer, bio organic fertilizer + organic material decomposing agent, refined organic fertilizer + organic material decomposing agent, design level 1, design level 2 (2 level ×0.5) and design level 3 (2 level ×1.5) a total of 9 orthogonal treatments were employed to determine the growth and soil ofFritillaria.【Result】Plant height, plant fresh weight and bulb fresh weight, soil organic matter, total nitrogen content and soil pH value were different by different fertilization amounts; With the development of Fritillaria, the soil pH under each treatment showed significantly higher value than that of the bud and flowering stages, and the regular pattern of soil organic matter and total nitrogen content of soil was not obvious; under different fertilization treatments, there was no significant difference betweenFritillariaplants per 667 m2; in the same microbial fertilizer dosage, the change trend ofFritillariayield showed no obvious regularity, treatment 8, namely, microbial fertilizer being 86 kg/667 m2, P being 18 kg/667 m2, bio organic fertilizer and organic material rot agent being 16 kg/667 m2, refined organic fertilizer and organic material and corrosion inhibitor being 60 kg/667 m2, produced the highest yield ofFritillaria381.14 kg/667 m2; In a single microbial fertilizer dosage, the change trend ofFritillariayield had no obvious regularity.【Conclusion】The microbial fertilizer and phosphate fertilizer as base fertilizer, combined with organic fertilizers and organic material decomposing inoculants as supplement agents, and microbial fertilizer topdressing used during the growth period of ditching can obtain high yield.

FritillariapallidifloraSchvek; different fertilization; growth; soil nutrient

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.02.010

2016-11-18

自治区“十三五”重大专项“伊犁植物资源开发利用关键技术研发与示范”(201330122-2)

马红红(1990-),女,山西人,助理研究员,硕士,研究方向为作物生理生态,(E-mail)920755983 @qq.com

杨涛(1979-),男,陕西人,副研究员,博士,研究方向为作物养分高效利用,(E-mail)2874519408@qq.com

S143;S567.23+1

A

1001-4330(2017)02-0281-08

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