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重楼高产栽培施肥研究

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摘要:为探明肥料施用对云南重楼产量的影响,采用不同梯度施肥水平研究有机肥对云南重楼产量的影响;采用三元二次回归正交设计方法研究NPK无机肥对云南重楼产量的影响。结果表明,云南重楼的高产需要较高的肥力条件,在中等以下的土壤肥力条件下,云南重楼的最佳农家肥施肥量为3000~4500 kg/667m2之间。N素和P 素是云南重楼生长的养分限制因子。可见,施用适宜有机肥和N、P 无机肥可以大幅度提高云南重楼单位面积产量。

关键词:重楼;有机肥;无机肥;产量

0 前言

云南重楼(Paris polyphylla var.yunnanensis(Fr.)Hand.~Muzz)为百合科重楼属多年生草本植物,主要分布云南、贵州、广西以及四川等地。云南重楼根茎主要含甾体皂甙,具有止血、抑菌、抗炎、抗细胞毒作用、镇静镇痛等功效,可用于治疗胃癌、神经性皮炎和外科炎症、慢性支气管炎等,是多种中成药和新药的主要原料药[1]。云南重楼是中药重楼的主要药用种,为《中国药典》收录的重楼属2 个药用种之一[2],重楼皂甙Ⅰ、Ⅱ含量高,药材用量大,而且根茎粗壮,地上部分和地下部分生物量也大,是药用重楼中的优势种[3]。近年来,云南重楼仅依靠野生资源已远远不能满足市场的需求,人工种植成为解决重楼资源匮乏的必然选择。近几年,许多地方都已开展重楼的人工栽培。由于重楼人工栽培历史较短,栽培方面的系统研究报道很少。目前重楼人工种植中存在着很多问题,如种质来源混乱,缺乏成熟规范的栽培技术等。云南省农业科学院高山经济植物研究所多年来进行了云南重楼人工栽培技术试验研究,其中包括云南重楼人工栽培后产量与肥料相关关系的研究,获得了较好的结果,希望为重楼栽培的深入研究提供一些借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点气候和土壤肥力概况试验地点位于丽江市玉龙县巨甸镇镇德良,海拔2030 m,年平均气温14℃,土壤为壤土,pH 值为5.91,有效P 94.94 mg/kg,有效K 235.09 mg/kg,有效N150.44 mg/kg,全N 0.32%,全P 0.14%,全K 1.80%,有机质7.24%。耕地层25 cm,地块平整,肥力均匀,土壤熟化程度高。

1.2 试验材料

研究材料由云南省农业科学院高山经济植物研究所科研基地提供。试验材料经中科院昆明植物研究所重楼属分类专家李恒教授鉴定为云南重楼。

1.3 试验方法

于2005 年12 月随机选择根茎大小较均匀一致的云南重楼根茎进行种植,每试验小区种植根茎200 个,小区面积4.8 m2,厢宽1.2 m,株行距10 cm×20 cm,种植时按行距在畦面20 cm 开沟,沟深5~8 cm,按株距10 cm将根茎排放,顶芽朝上放置,覆土与畦面平。生长期用60%的遮阳网进行遮荫。有机肥和无机肥都重复施用3年,有机肥设5个施肥水平,分别为0、1500、3000、4500、6000 kg/667m2。每试验3 个重复小区,施肥方式为每年重楼倒苗后的11 月下旬或12 上旬施用农家肥,直接覆盖在厢面上保温保湿防冻,第2年5月结合除草松土翻入土中。无机肥试验采用三元二次回归正交设计[4],N、P、K 3 个因子各3 个水平(表1),共17 个处理。无机肥每年分底肥和追肥施用,底肥和追肥施用比例为N(5:5)、P(8:2)、K(5:5),追肥时间6 月和8 月,底肥施用时间11 月。氮肥为尿素(含N 46%);磷肥为过磷酸钙(含P2O5 16%);钾肥为硫酸钾(含K2O 50%)。应用DPSv7.0 软件,对测定数据进行方差分析,并用Duncan 新复极差法进行多重比较。存活率=(3 年后采挖根状茎数/种植前根状茎数200个)×100%。

2 结果与讨论

2.1 有机肥对云南重楼生长的影响

2.1.1 栽培3 年有机肥对云南重楼存活率的影响不同有机肥施肥量对云南重楼存活率的影响见表2。从表2 中可以看出,有机肥不同施肥水平对云南重楼存活率有相关影响,施肥量在1500~4500 kg/667m2之间时,不同处理间存活率没有显著差异,种植3 年后存活率都可达75%以上。但不施肥的对照和施肥量最高6000 kg/667m2 时种植3 年后,存活率都有显著下降。重楼是多年生的药用植物,由于试验原土壤养分有限,对照不施肥后,肥力逐年下降后,土壤理化性质发生变化,土壤结构也随之发生变化,土壤板结,透气性差,根茎易发生腐烂,出苗受到影响,存活率也降低;但高于4500 kg/667m2时,由于肥力过高,有机肥分解过程中易出现高温高湿多微生物的环境,根茎也易发生腐烂,存活率降低。有机肥具有增加土壤有机质,改善土壤结构的作用,在一定范围内,有机肥的施用可以提高云南重楼出苗率和存活率。

2.1.2 栽培3年有机肥对云南重楼产量的影响不同有机肥施肥量对云南重楼产量的影响见表3。从试验结果分析,重楼的良好生长和根状茎的快速增重需要较高的肥力条件。从对照来看,由于种植多年土壤肥力下降后,不仅影响肥力的提供,重楼的正常生长受到影响,而且根茎发生腐烂后存活率降低,最终导致产量的下降。施用有机肥后,在一定范围内,重楼的根茎增重是随着有机肥的施用量增加逐渐提高,但在6000kg/667m2时,由于肥力过高,根茎也易发生腐烂,存活率低,导致产量的降低。施肥量在3000 kg/667m2、4500 kg/667m2时,2 个处理差异不显著。从研究可以看出,在中下的土壤肥力条件下,云南重楼的最佳施肥量为3000~4500 kg/667m2之间。长期施用有机肥可明显改变土壤的物理、化学特性。通过长期施肥(化肥、有机肥)而建立起来的土壤养分库,对作物的增产作用时常超过当季施用足量肥料的效果[5]。由于有机肥能提高土壤大量元素及中微元量库容,但施用当年与无机肥相比肥效较慢,建议提前1~2 年培育土壤,在要种植重楼的土地上提前施用较大量的3000~4000 kg/667m2的有机肥,提高土壤肥力。

2.2 无机肥对云南重楼生长的影响

2.2.1 栽培3 年无机肥对云南重楼存活率的影响无机肥不同处理对云南重楼存活率的影响见表4。由于试验用根状茎较小,平均重量在7 g 左右,种植3 年期间,没有施用有机肥,土壤板结,透气性较差,根茎易发生腐烂,出苗受到影响,最后的存活率也降低;存活率仅在56.5%~68.5%范围内在所有处理中,处理10 施用N肥最高,纯N施用25 kg/667m2,存活率仅为56.5%,为最低。可能无机肥中N肥使用较高时,重楼容易烂根,降低存活率。此结论有待进一步深入研究。

2.2.2 栽培3 年无机肥对云南重楼根茎增重倍数及产量的影响运用三元二次正交回归设计,研究云南楼人工栽培产量与N、P、K主要肥料因素间的关系,建立各因素与产量指标的数学模式。试验结果列于表4。通过数据分析,云南重楼产量和N、P、K施肥回归码值方程为:

Y=194.116 + 37.067X1 + 56.534X2 + 17.341X3 -19.876X12-31.092X22-11.0858X32+17.205X1X2-1.942X1X3-1.665X2X3。

从表5 可以看出,回归方程的复相关系数R=0.9151,极显著,说明试验数据与所采用的二次数学模型基本符合,能够反映实际情况,可以预测趋势。在方程中,一次项中X1系数达到了极显著水平,X2系数达到了显著水平,土壤N素和P 素与产量的相关性系数很高,表明N素和P素是重楼生长的养分限制因子,增施N、P 肥可以大幅度提高单位面积产量。而钾肥的施用虽然能提高重楼的产量,增产效果不是很显著。由于试验地块有效P 和全P 值偏低,含量只有94.94 mg/kg 和0.14%,P 肥的施用能较明显的增加重楼的产量。失拟性检验的P 值为0.0148,说明除了误差外有其他因素影响重楼的产量。虽然连续施用适宜的N、P、K化肥,能明显提高土壤肥力,对重楼的种植有增产效果,但已有大量的研究结果表明,有机肥的作用优于氮磷钾化肥。长期施用堆肥或厩肥有加速土壤N、P、K的积累和提高有效养分和含量的作用,施用有机肥对提供P、K养分起了重要作用,并补充了部分中、微量元素。而连年单一施用无机化肥,只能略为提高土壤中C、N、P 库,且由于土壤中其他养分的耗竭,施肥的增产作用下降。因此在云南重楼的栽培中应该根据土壤肥力条件,进行有机肥和无机肥混合使用[6]。

3 讨论

(1)对于重楼的高产人工栽培,有机肥的适量施用具有很大的重要性。在中下的土壤肥力条件下,云南重楼的最佳施肥量为3 000~4 500 kg/hm2之间。

(2)氮磷钾作为3 种主要的植物要素对重楼的产量有很大的影响,重楼生长需肥量较大,尤其是对磷肥和氮肥的需求量很高,但单纯使用无机肥易引起土壤板结,重楼烂根,尤其N肥使用量较大时,会降低出苗率和存活率,只能配合有机肥适量使用无机肥。

(3)适宜的施肥措施是保证获得重楼快速生长和高产的关键因素。在栽培中根据土壤肥力条件,可进行有机肥和无机肥混合使用。