3种叶面肥对党参生长发育及产量和品质的影响

2021-10-29 09:31焦旭升郭凤霞王红燕张碧全
西北农业学报 2021年10期
关键词:叶面肥调节剂党参

焦旭升,陈 垣,2,郭凤霞,王红燕,张碧全,葛 鑫,周 洋

(1.甘肃农业大学 农学院,生命科学技术学院,甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃省中药材规范化生产技术创新重点实验室,甘肃省药用植物栽培育种工程研究中心,兰州 730070;2.甘肃省特色药用植物资源保护与利用工程实验室,甘肃省特色药材规范化可追溯栽培工程技术研究中心,甘肃中天药业有限责任公司,甘肃定西 748100)

党参Codonopsispilosula(Franch.)Nannf.为桔梗科党参属肉质根类草本药用植物,具有补中益气,生津和胃的功效,用于脾肺气虚,食少倦怠,咳嗽虚喘,气血不足,心悸气短,津伤口渴,内热消渴等症状[1]。党参药用历史悠久,在中国及东南亚地区被广泛用于茶、酒、汤和粥等保健食疗产品的原料[2],已被补增列入既是食品又是药品的中药材名目。党参叶及花含有与根相似的生物活性成分,且氨基酸含量更高,抑菌力更强,具有较大的开发应用潜力[3]。党参种植范围较为广泛[4],甘肃省种植面积最大,年产量高达7×104t[3],栽培面积还有扩大趋势[5],渭源县为传统的党参道地产区的中心地带,被中国特产之乡委员会推介为“中国党参之乡”,生产的党参皮白肉厚,俗称白条党参,产品享誉海内外。

然而,党参根肉质,连作重茬导致根病逐年加重,产量低而不稳,为了提高产量,在成药栽培中兴起施用叶面肥。化控叶面肥俗称“壮根灵”、“膨大素”等[6],大多含有促根类生长调节剂,具有调节干物质分配[7]、矮化植株促使根部膨大的作用[8-13]。含有多效唑、烯效唑类生长调节剂的叶面肥还可延缓植物开花、抑制茎伸长[14-15]。Sawan等[16]研究发现,生长延缓剂与氮肥、钾肥共同使用能改变棉籽质量。生长调节剂对山药(DioscoreaoppositaThunb.)[17]和映山红(RhododendronsimsiiPlanch.)[18]叶片光合色素和光合作用均具有影响。李成义等[19]研究表明,壮根灵可提高党参产量,盛花初期叶面喷施60倍液党参奇肥较对照增产27.3%,每公顷增加收益1.5万元。壮根灵含甲哌鎓,商品名为缩节胺、助壮素等、胺鲜酯与甲哌鎓在土壤中消解较快残留量较小[20]。叶面肥的增产效应助推了其在党参产区的应用,市售种类增多,有扩大态势。李芳雯[21]研究表明,施用壮根灵后党参多种游离氨基酸含量显著提高,但多糖和挥发性物质含量明显下降。李成义等[19]研究表明,壮根灵使党参炔苷含量明显降低。上述研究从党参产量和质量上揭示了化控叶面肥的作用效应,但有关对党参地上部生长发育和光合特性的效应鲜见报道。随着中药大健康的现代化发展,栽培源头的安全性至关重要,由于化控叶面肥对植物的影响运用单一指标很难反映,因此,采用多指标体系综合比较市售化控叶面肥对党参成药期生长发育和产质量的影响具有重要意义,以期明确各类叶面肥对党参地上部生长、产量及品质抑促效应,为党参标准化栽培(SOP)提供科学依据,引导产区安全栽培,促进党参产业的健康发展。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于党参道地产区甘肃省陇南市宕昌县理川镇拉沙村,地理位置为104°19′41.68″E、34°15′46.5″N,海拔2 225 m,年降水量534 mm,年平均气温6.7 ℃,年日照时数2 081 h。是著名的“千年药乡”,适宜栽培党参。

1.2 种苗移栽试验

党参种苗购自宕昌县理川镇育苗农户,经甘肃农业大学农学院中草药栽培与鉴定系陈垣教授鉴定为桔梗科植物党参Codonopsispilosula(Franch.)Nannf.的种苗。种苗采挖后选取大小一致的健康种苗备用于成药栽培试验。

党参种苗移栽试验于2019-03-19进行。采用单因素试验设计,共有4个处理(喷施3种叶面肥和清水),3次重复,共12个小区。行距25 cm,株距8 cm,田间管理与大田一致。党参现蕾开花期分别在对应处理小区喷施7.5 L·hm-2膨根宝60倍液[G,郑州浩达生物科技有限公司,生产许可证书登记证号:农肥(2017)临字14317号]、7.5 L·hm-2党参奇肥60倍液[Q,康乐县义顺农工商公司,生产许可证书登记证号:农肥(2015)准字4312号]和600 g·hm-2甲哌鎓500倍液[M,四川润尔科技有限公司,生产许可证书登记证号:农药生许(川)0001],以喷施等量清水为对照(CK),叶面肥按照其产品说明书推荐的最佳施用量, 2019-07-10初次喷施,以后每隔15 d左右喷施1次,共喷施3次,喷施时间分别为7月10日,7月26日和8月10日。

1.3 成药期党参生长发育动态测定

党参始花期每处理随机选取15株挂牌标记,首次叶面喷施后第15 天开始测定各处理对应小区党参地上部形态指标(包括株高、茎长、茎粗、节长、现蕾数、叶长、叶宽等指标),之后于7月27日、8月26日、9月26日测定。株高指从地面到党参植株顶端垂直高度,茎长为党参地上部最长茎蔓的长度,茎粗指主茎基部上第3节的直径,节长为基部上第3节的节间长度,现蕾数指党参单株的花蕾数;叶长、叶宽选取党参高度2/3处的叶片测量。株高和茎蔓长使用卷尺测定(精度1/10 cm),茎粗、叶长使用数显游标卡尺测定(精度 1/100 mm)。

1.4 党参种子产量的测定

党参采挖时,在各小区随机划取1 m×1 m的样方,收取样方内植株上的全部果实,风干后测定种子产量和千粒质量。

1.5 党参叶片光合色素含量及光合参数的测定

党参光合色素参考Arnon[22]的方法测定。测定前采集新鲜无病虫害的健康功能叶,用蒸馏水冲洗2次,去除两端,剪碎后称取0.1 g放入带塞试管中,分别加入10 mL混合液(95%无水乙醇∶80%丙酮∶蒸馏水=4.5∶4.5∶1),放黑暗处提取,待叶片变白。用分光光度计(岛津UV-2450型,日本)分别测定663 nm、645 nm及470 nm的光密度OD值,每处理3次重复。最后参照董树刚等[23]的公式计算叶绿素含量。

叶绿素a浓度(Ca)=12.72×A663-2.59×A645

叶绿素b浓度(Cb)=22.88×A645-4.67×A663

总叶绿素浓度(C)=20.2×A645+8.05×A663

类胡萝卜素浓度(CX)=(1 000×A470- 3.27×Ca-104×Cb)/229

叶绿体色素含量=C×VT/(W×1 000)×N

式中,Ca、Cb、CX和C分别表示叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素的浓度 (g·mL-1);VT为提取液总体积(mL),W代表叶片的鲜质量(g);N代表稀释倍数。

党参地上部光合参数采用便携式LI-6400光合仪(LI-COR,Lincon,NE,USA)测定,晴天(7月27日)测定党参光合日变化,9:00—19:00选取党参中部成熟的功能叶片进行测定,每隔1 h测定1次。选择鸭嘴叶室,测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)。每处理重复测定6次,每个重复记录5个观测值,中间3个值的平均数作为该重复观测值。

1.6 产量及品质的测定

于2019-10-21党参地上部分枯萎时采挖并测定产量。

产量=(小区党参质量×10 000)/12 m2

药典指标测定。水分含量参照《中华人民共和国药典》(2020版)0832通则第二法测定。总灰分与酸不溶性灰分参照通则2302测。醇溶性浸出物参照通则2201项下的热浸法测定[1]。

党参炔苷含量参考冯月等[24]和张瑜等[25]的方法测定。样品溶液提取:精密称取党参0.2 g于10 mL的试管中,加5 mL 75%甲醇超声提取30 min后,离心20 min(4 ℃,4 000 r·min-1),共提取两次,最后将两次滤液合并定容至10 mL。用0.22 μm微孔滤膜过滤,进样10 μL。液相色谱条件:SymmetryC18色谱柱;柱温25 ℃(常温),波长267 nm,流速1 mL·min-1;流动相:乙腈-水(27∶73);进样量10 μL。标准品溶液的制备:精密称取10 mg党参炔苷标准品置于10 mL的容量瓶,用75%的甲醇定容并震荡均匀,配制得到1000 μg·mL-1的标准溶液。标准曲线的绘制:移取上步配制的标准品溶液,依次稀释至100 μg·mL-1、50 μg·mL-1、20 μg·mL-1、10 μg·mL-1、5 μg·mL-1,分别吸取10 μL配制好的标准品溶液,在上述色谱条件下进样。

1.7 数据分析

使用Microsoft excel 2007进行数据整理和作图,采用SPSS 26.0进行方差分析,多重比较采用Duncan’s法。表中数据以“平均值±标准差”表示,图中数据点线用“平均数±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 化控叶面肥对党参地上部生长发育动态的影响

图1显示,党参进入始花期后,喷施3种化控肥对党参地上部生长发育均有不同程度影响,且随生长指标和发育阶段的不同而异。不喷施原生态栽培条件下,7月下旬至8月下旬党参植株迅速增高,后有下降趋势,喷施化控肥G、Q和M后,党参株高较同时期CK分别显著降低 22.8%、26.2%和26.4%(P<0.05)。7月下旬至9月下旬党参茎蔓始终呈伸长趋势,G和Q的抑控效应较强,8月26日茎蔓长度抑制最显著,G、Q和M的茎蔓长度分别较CK极显著缩短33.0%(P<0.01)、32.1%(P<0.01)和21.7%(P<0.05),至9月下旬,喷施G和Q的党参茎蔓长较CK分别极显著缩短29.6%和26.2% (P<0.01),喷施M后茎蔓长仅缩短13.23% (P>0.05)。党参节间长和茎粗呈动态持续增长趋势,但各处理间差异性均未达到显著水平(P>0.05),7月下旬至9月下旬叶面肥处理的党参节间长始终小于CK,9月下旬节间长依次为CK>M>G>Q,但差异未达到显著水平(P>0.05)。8月下旬至9月下旬茎增粗减慢,9月下旬各处理茎粗大小依次为Q>CK>M>G,但其差异性均未达显著水平(P>0.05)。

图1还显示,7月下旬开始,党参营养生长的同时,进入生殖生长,喷施G、Q和M后单株花朵数减少9、6和4枚,8月党参现蕾数达到高峰,各处理间差异性更为显著,喷施G、Q和M的花蕾数较CK分别减少74.1%(P<0.01)、83.3% (P<0.01)和30.2%(P<0.01)。8月下旬后生殖生长减弱,营养生长又有所恢复增强。平均而言,各处理抑蕾控花作用大小依次为G (59.8%)>Q>(58.6%)>M(22.9%)。3种叶面肥均抑制党参地上部营养生长和生殖生长,包括矮化植株、缩短茎蔓长度和茎节、抑制开花数。

2.2 不同化控肥对党参叶片形态的影响

叶长和叶宽可直接反映叶片的大小。从表1可以看出,在7月下旬至9月下旬期间,党参叶长、叶宽总体呈增长趋势,CK与喷M的叶长和叶宽始终较大,喷Q、G的叶长始终较CK极显著缩短(P<0.01),而喷M的党参叶片长度虽小于CK,但两者差异不显著(P>0.05),各处理叶长从大到小排序为CK>M>G>Q。 7月下旬,M处理组党参叶最宽,较Q、G和CK显著增大 (P<0.05),到8月下旬,CK的叶宽极显著(P< 0.01)大于Q、G,9月26日,G、Q的叶宽均小于CK,其中G与CK达到显著性差异(P<0.05),Q与CK达到极显著差异(P<0.01)。叶长宽比值可间接表明叶片形态。表1显示,喷施叶面肥后叶长宽比明显小于CK,其中7月表现最显著(P<0.05),到9月下旬,喷施化控肥的党参叶长宽比仍小于CK,但差异不显著(P>0.05),M处理的党参叶片形状及大小与CK的差异不大,田间观察均为卵圆形,而G、Q处理的党参叶片形态与CK差异较大,叶片较短,接近心形(图 2)。可见,G、Q能明显抑制党参叶伸长,改变叶片形态,缩小叶面积,但M对党参叶片大小形态的影响 较小。

表1 叶面肥处理党参叶片形态指标Table 1 Morphological indexes of Codonopsis pilosula leaves under treatment of foliar fertilizer

表2显示,喷施不同化控肥后党参地上部生长指标间的相关性质和程度表现较大差异。其中CK和G处理中,党参花蕾数、株高、茎长三指标间均呈极显著正相关(P<0.01)。各处理党参叶长与叶宽均呈极显著正相关(P<0.01)。CK、G及Q处理中,党参茎长与茎粗均呈正相关,其中,CK和Q处理的相关性达显著水平(P<0.05),G处理的相关性达极显著水平(P<0.01)。G处理中,党参节长、茎长均与株高呈极显著正相关 (P<0.01),而其他处理中其相关性均不显著 (P>0.05)。说明化控肥对党参地上部形态构建具有不同影响,G的影响更为显著。

表2 不同化控肥条件下党参生长指标的相关性分析Table 2 Correlation analysis of growth indexes of Codonopsis pilosula under condition of non-assimilation and fertilizer control

2.3 不同叶面肥对党参种子产量构成的影响

由表3可知,喷施G、Q后党参单位面积结果数较CK分别减少67.3%(P<0.01)和66.8% (P<0.01),M处理的结果数较CK组仅减少 8.7%(P>0.05)。喷施G、Q后单位面积产种量均较CK极显著降低79.8%(P<0.01)和 79.0%(P<0.01)。喷施3种化控肥后党参单果质量均减小但差异性不显著(P>0.05),而种子千粒质量均极显著减小(P<0.01)。说明3种化控肥均可抑制党参生殖生长和有性繁殖系数,其中G、Q对党参结果数、产种量及种子饱满程度的抑制作用最为显著,M的作用相对较低。

表3 不同化控肥党参种子产量构成Table 3 Seed yield composition of Codonopsis pilosula under different chemical control fertilizers

2.4 不同化控肥对党参叶绿素含量的影响

叶绿素在植物光合作用中具有重要作用。由表4可以看出,喷施Q、G、M 3种化控肥的党参的Chl a、Chl b以及Chl(a+b)含量都会增加,总叶绿素含量从大到小的排序为G>M>Q>CK。G、Q、M处理的党参叶片Chl a、Chl b含量均高于CK,且达到显著水平(P<0.05),其中G处理的Chl b与CK的差异达到极显著(P<0.01),G、Q、M处理的Chl a较CK分别高30.4%、 14.7%、18.3%;Chl b较CK分别高31.3%、18.5%、32.4%。G、M处理的党参叶片胡萝卜素含量均大于CK,G与CK的差异达到极显著水平(P<0.01),Q处理的类胡萝卜素含量略低于CK。总体来看,3种化控肥都能使党参叶绿素含量明显增高,且G、Q和M较CK分别提高 23.0%、15.8%和19.2%,对叶绿素增加效应依次为:G>M>Q>CK,叶绿素含量增加能提高党参光合效率。

表4 不同化肥处理党参叶片叶绿素含量Table 4 Chlorophyll content of Codonopsis pilosula leaves treated with different foliar fertilizers

2.5 空气温度和光合有效辐射的日变化

如图3所示,空气温度和光合有效辐射随时间的推移均表现先增长后减小的趋势。试验地光照强度较强,9:00—14:00间党参接收的光合有效辐射均大于1 500 μmol·m-2·s-1,峰值出现在13:00左右,此时光合有效辐射达到 1 895.87 μmol·m-2·s-1,日均光合有效辐射为1 483.52 μmol·m-2·s-1。上午光合有效辐射增幅较小,15:00—17:00较为稳定,17:00后下降趋势明显。夏天空气温度较高,13:00左右温度最高,为 34.96 ℃,日均气温为29.49 ℃。

2.6 喷施不同化控肥对党参净光合速率和生理生态因子日变化的影响

净光合速率直接影响植物同化作用,净光合速率越强,植物同化作用越强。由图4看出,各处理的净光合速率日变化均呈现出“升—降—升—降”的趋势。9:00—10:00净光合速率迅速升高,各处理在11:00同时出现峰值,此时从大到小的排序为G>Q>M>CK,此时G、Q与CK的差异均达到显著水平(P<0.05)。在13:00时,净光合速率最低出现“午休现象”。16:00—17:00陆续出现第2高峰。日均净光合速率值从大到小的顺序为Q(16.34 μmol·m-2·s-1)>G(15.74 μmol·m-2·s-1)>CK(13.64 μmol·m-2·s-1)>M(13.52 μmol·m-2·s-1),其中G、Q的日均净光合速率值与CK的差异均达到极显著水平(P<0.01),分别较CK高19.8%和15.4%。说明化控肥G、Q可显著提高党参净光合速率,而M作用效果不显著。

气孔导度反映光合作用正常进行。喷施不同化控肥对党参气孔导度具有显著性影响,各处理组气孔导度总体呈先增大再减小的趋势,在 11:00—12:00各自出现峰值。喷施G、Q的党参气孔导度值总体大于CK,且在9:00—11:00与CK间的差异性达显著水平(P<0.05)。各处理日平均气孔导度值从大到小依次为G>Q> CK>M,其中G、Q与CK的差异显著(P< 0.05),说明G、Q能有效提高党参叶片气体交换和光合效率。

胞间CO2浓度同时反映植物叶片光合作用和呼吸作用结果。图4显示,胞间CO2浓度的变化趋势与净光合速率的变化趋势相反。8:00—11:00,党参光合速率升高,光合所需CO2总量逐渐增大,细胞间CO2大多用于光合作用,导致胞间CO2浓度迅速下降。日平均胞间CO2浓度高低依次为M>CK>Q>G,其中G、Q显著小于CK(P<0.05),说明G、Q日均CO2利用率高于CK,光合速率增强,同化作用提高。

蒸腾作用可反映植物根系吸收水分和养分的能力,植物通过蒸腾作用,促使根系吸收养分和水分,从而促进植物的生长发育。11:00—12:00,党参蒸腾速率出现峰值,喷施化控肥G、Q的蒸腾速率总体高于CK,其中14:00时达到显著水平 (P<0.05),日均蒸腾速率从大到小的排序为 G>Q>CK>M,其中G、Q的日均蒸腾速率值分别比CK提高17.7%和12.3%,且差异显著 (P<0.05)。说明喷施化控肥G、Q后对党参日均蒸腾速率具有增强效应,M对党参蒸腾作用影响不显著。

2.7 不同化控肥对党参产量的影响

从图5可知,喷施3种叶面肥都能使党参鲜产量提高,其中G、Q对党参鲜产量有极显著影响(P<0.01)。喷施不同化控肥的条件下,党参药材鲜产量由高到低依次为Q>G>M>CK,干产量由高到低依次为Q>G>CK>M。喷施Q的党参鲜产量较CK提高36.3%(P<0.01),干产量提高31.9%(P<0.01);喷施G的党参鲜产量较CK提高23.2%,干产量较CK提高 16.2%;而M对党参产量影响不显著,干产量还较CK有所减小。

2.8 不同化控肥对党参品质的影响

图6显示,各处理党参药典检测指标含量均在《中华人民共和国药典》规定范围内,各处理水分含量均与CK差异不显著(P>0.05)。各处理党参浸出物含量为CK(73.6%)>M(71.1%)>G(68.3%)>Q(68.9%),喷施叶面肥G、Q和M使党参浸出物含量降低,分别较CK显著降低 6.3%、7.2%、3.3%。图6还显示,喷施3种叶面肥后党参药材总灰分和酸不溶性灰分含量升高,其中总灰分从大到小的排序为Q>G>M>CK,G、Q分别与CK的差异达到显著水平,酸不溶性灰分含量G>Q>M>CK,G、Q、M的酸不溶性灰分含量分别较CK显著提高87.7%、59.0%、 31.6%。3种叶面肥对党参水分含量影响不显著,G、Q对党参浸出物和灰分的影响显著,喷施G、Q后浸出物显著降低,灰分显著增大。从内在指标的角度看,3种叶面肥都导致党参品质有所下降。

以标准品质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标绘制标准曲线:y=11 289x-7 354,R2= 0.999 6,线性关系良好,喷施3种叶面肥后党参炔苷含量都降低(图6),降低程度因叶面肥种类不同而异,其中G、M与CK的差异达到显著水平(P<0.05),分别较CK降低28.0%、39.4%,Q较CK降低 8.2%,与CK差异不显著(P> 0.05)。3种叶面肥都导致党参炔苷含量降低,降低程度因叶面肥的不同而异。

3 讨 论

3.1 化控叶面肥可抑制党参地上部生长发育

生长调节剂主要通过抑制植物地上部的生长发育,调控光合特性,促进根茎类药用植物地下部的生长[26],并进一步调控同化产物的转运和分配,最终改变株型[27]。叶片是同化产物的主要场所,对植物自身的生长发育起着重要作用。本研究中,3种化控肥对党参植株和叶片形态构建影响较大,使党参植株均显著矮化,株高平均降低20%以上,生长最旺盛期矮化效应最为显著,茎蔓长较不喷施对照缩短20%以上。喷施M后党参前期茎迅速增粗,G和Q的增粗效应相对较弱,但通过抑制叶片长度有效减小了叶面积,叶形态趋向心形,Q和G变化趋势更为显著,这与薛艳[28]的研究结果相似,即叶面喷施200 mg·L-1多效唑使玉米茎节间长缩短,并显著抑制了玉米叶肉细胞的伸长生长,但对细胞横向生长的影响不明显。也与刘翠等[29]利用甲哌鎓(00812,纯 度>99.0%,缩节胺含量>98%)的效应相类似,即喷施3~4 次甲哌鎓后使杂交棉主要生理指标峰值持续时间延长,株型紧凑。这说明化控肥G和Q可能具有植物生长抑制剂多效唑相似的矮化效应,能打破植株库源平衡,防止茎叶徒长,减少茎叶自身生长消耗的同化产物[7],为光合产物向地下药材根“库”的转运贮备了物质基础和能动力。

生殖生长是植物生活史中不可或缺的阶段,但将消耗大量的同化物,影响植物根部的生长发育[7],因此,在根茎类作物栽培中一般通过控制开花来提高目标产量。利用植物生长调节剂调控生殖生长,最终达到增产和提高经济效益的目的[30-31]。通过栽培调控也能达到提高产量的效果。陈琪[32]研究发现,根茎类药用植物泽泻(Alismaplantago-aquaticaL.)在去薹后块茎和须根产量分别显著提高19.7%和17.6%。吴发明等[30]研究发现,摘除花蕾也可提高党参产量,说明生殖生长对根部发育影响较大。本研究中,化控肥也表现类似的抑制生殖生长的效应,与CK相比较,化控肥G、Q和M均有效抑制了党参单位面积开花数、蒴果数和单果干物质积累量,使种子千粒质量极显著减小10%以上,产种量均减少70%以上,开花数G和Q分别减少50%以上,而M减少20%以上,说明3种化控肥均通过减少开花数,降低产种量,最终减少了营养物质自耗率,因为植物开花、双受精、种子灌浆充实到蒴果膨大均会消耗大量的光合产物,截获植物根部营养,化控肥通过控制党参开花、结种数量和质量重构地上部光合产物的储运分配格局,抑制有性生殖对干物质的截留和损耗,最终促进党参根部生长发育,也进一步揭示3种化控肥均起到植物生长调节剂相似的效应。

3.2 喷施化控肥可有效改善党参叶片光合特性

叶片是植物重要的营养器官,是植物光合作用和蒸腾作用的主要场所,叶绿素作为光合作用的主要色素,其含量是衡量植物光合作用效率的重要指标之一。曹瑞致[33]研究表明,叶面喷施微量元素和生长调节剂均可有效提高杜仲(EucommiaulmoidesOliver)光和色素含量。甄红丽等[34]利用延缓类植物生长调节剂处理大丽花后,其叶绿素含量始终高于对照。赵海燕[35]利用2 500 mg·L-1矮壮素处理紫竹(Phyllostachysnigra(Lodd. ex Lindl.)Munro)后叶片净光合速率和蒸腾速率均显著提高,而胞间CO2浓度显著降低,赵婷[36]用200~300 mg·L-1矮壮素、170 mg·L-1缩节胺和50 mg·L-1多效唑喷施番茄苗后各项光合指标值均较高,光合能力均较强。甲哌鎓是常见的季铵盐植物生长调节剂,可阻碍内源赤霉素的生物合成,刘翠等[29]利用甲哌鎓(00812,纯度>99. 0% ,缩节胺含量>98%)喷施3~4次后使杂交棉净光合速率(Pn)峰值高且持续时间长,可溶性糖含量与可溶性蛋白质含量明显增加,成铃率高,皮棉产量显著增产。本研究喷施化控肥Q、G和M后均可显著提高了党参叶片的叶绿素a和b含量,效应大小依次为G> M>Q>CK,其中G和Q显著增强了党参叶片气孔导度和蒸腾速率,降低了胞间CO2浓度,显著提高了党参的净光合速率,可能提高了营养物质向根部的输送效率,通过提高叶片中的光合色素含量,优化了光合途径,提高了光合效率。这说明3种化控肥均具有微量元素或生长调节剂类似的效应,效应的大小因种类而异。李成义等[19]研究提出,壮根灵对药材中活性成分积累有显著影响,在党参药材规范化种植过程中应慎重使用壮根灵。本研究也进一步揭示,党参产区市售3种化控叶面肥均具有多种植物生长调节剂的综合作用,在党参等中药材标准化栽培中不提倡施用,需要探寻物理栽培调控途径来提高党参光合利用率。

3.3 喷施化控叶面肥后产量增大但品质降低

李曼等[37]通过研究发现,生长调节剂对牛膝(AchyranthesbidentataBl)具有增产作用,张亚琴等[38]研究表明,使用多效唑和烯效唑可显著提高麦冬干产量,但甲哌鎓对麦冬的增产作用不显著。药材质量在药用植物种植中是一个至关重要的问题,然而生长调节剂对中药质量具有重要影响,陈玉武等[39]研究表明,喷施壮根灵能促使党参增产,但党参炔苷含量降低。植物生长调节剂烯效唑、多效唑和甲哌鎓都能导致麦冬药材中总皂苷的含量降低[38]。林洁等[40]通过喷施浓度为0.05 mg·L-1的24-表芸苔素内酯,三七水分含量和灰分含量增高。本研究表明,3种化控叶面肥对党参地下部分形态影响较大,G和Q使党参鲜产量较不喷施对照增加20%以上,干产量分别较对照增加31.9%、16.2%,M对党参产量的影响不明显,试验结果与前人的基本一致。施化控叶面肥G的党参水分含量较CK显著升高;G、Q处理的党参浸出物含量分别较CK降低6%以上,M处理浸出物含量降低3.3%;3种叶面肥处理的党参中总灰分和酸不溶性灰分含量分别较CK升高,其中G、Q与CK达到显著水平;G、M处理的党参炔苷含量分别显著降低28.0%、 39.4%,Q处理的党参炔苷含量降低8.2%,试验结果与前人的研究结果类似。喷施叶面肥的过程中打破了植株的库源平衡,导致源器官中同化物快速地向库器官根部转移,会降低党参根部的有效成分含量和活性物质,降低浸出物含量,同时导致总灰分含量以及酸不溶性灰分含量升高,总体来看,3种叶面肥处理可促使党参产量增大,浸出物及党参炔苷含量降低,总灰分以及酸不溶性灰分含量升高,虽然符合现行药典规定,但党参品质有所降低,由此看出,此类化控叶面肥在生产中应慎用。

4 结 论

党参是无限生长习性的肉质根类药用植物,温度和光照适宜条件下地上部生长繁茂,开花持续期长,繁茂的枝叶造成田间根部透气性和透光性差,雨季易引起根病死亡。党参道地产区市售甲哌鎓M为植物生长调节剂,党参奇肥Q和膨根宝G从实际效应来看,可以推断也是添加了某些植物生长调节剂的叶面肥,均可矮化植株,改变株型结构,并减少开花结果数量,降低种子数量和质量,有效降低繁殖系数,增大党参根部药材产量,G和Q效应更为显著。这说明3种市售化控叶面肥均具有多种植物生长调节剂相似的双重抑促作用,虽然党参产量增大,但党参有效成分及浸出物含量降低,灰分含量提高,说明施用叶面肥后党参品质有所降低。因此,在党参等中药材标准化栽培中不提倡施用,为保障道地产区党参的大健康产业发展,选育株型紧凑、光合效率高的党参新品种及探寻生态有机调控栽培技术途径才是实现党参规范化安全高效生产的唯一出路。化控叶面肥G、Q、M的残留物有待下一步系统研究。

致谢:甘肃农业大学硕士生周洋、刘兰兰、沈鹏瑞、王思嘉、刘宇晓等参与田间试验和指标 测定。

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