矿质营养对黄芪生长发育和有效成分积累的影响

本论文以根类中药材黄芪为研究对象,采用田间试验与室内分析相结合的方法,研究了氮磷钾对膜荚黄芪生长发育及有效成分的影响,建立了膜荚黄芪氮磷钾优化施肥模式。主要研究结论如下: 1膜荚黄芪多糖随着生育期的推进呈递增趋势,总黄酮、甲苷随生育期的推进逐渐增加,到8月16日达到峰值,随后逐渐降低。幼苗期、旺盛生长期是黄芪多糖含量累积两个关键时期;旺盛生长期是黄芪总黄酮、甲苷累积的关键时期。膜荚黄芪有效成分的累积高峰滞后于干物质累积的累积高峰。 2合理施肥促进了植株对氮磷钾的吸收积累。膜荚黄芪不同生长时期对氮、磷、钾的吸收量不同,幼苗期、旺盛生长期对氮肥需求量较大,根系膨大期对钾肥的需求量较大。氮磷钾在膜荚黄芪不同器官的含量、吸收积累量及分配比率随着生育时期发生着变化。膜荚黄芪对氮磷钾的吸收积累量随着生育期的推进逐渐增加,至8月16日达到最高,随后呈递减趋势。植株氮磷钾浓度随着生育期的推进小幅升高,至6月14日后呈递减趋势。幼苗期、旺盛生长期氮磷钾主要集中在茎叶中,生育后期氮磷钾主要集中在根系中,这种变化主要是因为膜荚黄芪生长中心的转移。本研究表明,膜荚黄芪植株干物质积累量不仅与氮磷钾的吸收积累总量有关,还随氮磷钾的养分平衡指数直线增加。 3施肥促进了膜荚黄芪幼苗的生长,从而为生育后期膜荚黄芪根生长、产量形成及有效成分的累积提供充足的营养基础。氮、磷、钾各元素及其配比明显促进了茎叶及根干物质积累,氮、磷、钾对膜荚黄芪干物质累积总量的影响程度大小依次为氮>钾>磷;对膜荚黄芪茎叶干物质累积量的影响程度大小依次为氮>磷>钾;对根干物质累积量的影响程度大小依次为氮>钾>磷。施肥明显提高了膜荚黄芪根产量,氮、磷、钾对根产量影响程度大小依次为氮>钾>磷。氮、磷、钾各元素及其配比使黄芪多糖、黄芪甲苷含量明显增加,对总黄酮含量影响不明显。氮、磷、钾对黄芪多糖含量影响程度大小依次为钾>磷>氮;对黄芪甲苷含量的影响程度大小依次为氮>钾>磷。氮、钾对膜荚黄芪生长发育,产量形成及多糖,黄芪甲苷含量有重要的影响。 4建立了氮磷钾的施肥量编码值与膜荚黄芪根产量、多糖含量的效应函数。结果表明:氮、磷、钾肥对膜荚黄芪根产量的增产作用大小依次为:氮肥>钾肥>磷肥;氮、磷、钾肥对黄芪多糖含量的作用大小依次为:钾肥>磷肥>氮肥,其中钾肥为负效应,氮肥、磷肥为正效应。寻优结果表明,膜荚黄芪目标产量在6000～7000 kg/hm2之间,95%置信区间的优化施肥量为:N 66.85～102.92 kg/hm2,P2O5 64.64～94.95 kg/hm2,K2O 119.78～166.48 kg/hm2;膜荚黄芪多糖含量在13%～14%之间,95%置信区间的优化施肥量为:N 66.85～102.92 kg/hm2,P2O5 64.64～94.95 kg/hm2,K2O 119.78～166.48 kg/hm2;膜荚黄芪高产优质高效栽培优化施肥量为:N 99.52～102.92 kg/hm2,P2O5 94.20～94.95 kg/hm2,K2O 119.78～166.48 kg/hm2,N、P2O5、K2O的最佳比例为:1:0.92～0.95:1.16～1.62。 5采用主成分分析法,研究了膜荚黄芪的多糖、甲苷、总黄酮含量与全氮、全磷、全钾、铁、锰、铜、锌含量及气象因子动态变化的关系,结果表明:不同指标之间存在一定的相互促进或拮抗作用。多糖与甲苷;P与Mn呈显著正相关,相关系数分别为0.951、0.926。多糖与月平均气温、月日照时数;甲苷与月平均气温、月日照时数、Mn;总黄酮与N、K与Cu呈显著负相关,相关系数分别为-0.956、-0.934、-0.950、-0.912、-0.892、-0.957、-0.884。影响黄土区膜荚黄芪有效成分含量动态变化的3个因子包括:高温强照射因子、酶促反应因子、降雨因子。其中高温强照射、酶促反应因子对膜荚黄芪有效成分影响较大。