摘要
姜科植物姜黄CurcumalongaL.与蓬莪术CurcumaphaeocaulisVal.的根茎和块根均为川产道地药材，其商品药材分别称为“姜黄”（根茎）、“黄丝郁金”（块根）和“莪术”（根茎）、“绿丝郁金”（块根），历版中国药典均以姜黄、莪术、郁金之名收载。针对姜黄与蓬莪术营养特性缺乏系统研究、产区肥料施用不规范等突出问题，本文通过分析比较两个品种不同时期的生长、干物质积累、营养元素与土壤养分指标，明确影响二者植株生长的主要营养元素，探明两者的生长发育规律和营养需求特性，研究施肥对其干物质积累、产量与品质的影响，为姜黄与蓬莪术种植过程中科学、合理施肥提供理论依据。其主要研究结果如下： 1姜黄与蓬莪术植株营养特性研究 通过姜黄与蓬莪术的生长指标、干物质积累量、营养元素含量以及土壤养分含量分析，揭示了它们的生长发育和营养元素需求规律，明确了二者生长发育分为苗期、叶丛期及根茎膨大初期、块根膨大及根茎二次膨大期、块根及根茎干物质积累期、块根及根茎成熟期5个时期。 二者生长发育规律为：①苗期植株各项生长指标逐渐增加尤以株高、叶长增加明显，叶和茎的干物质分配率在77%以上，故生长中心在地上部分。②叶丛期及根茎膨大初期植株各项生长指标仍以株高、叶长增长较多，该时期叶片数达到最多，且蓬莪术的茎粗也达到最大；两者叶和茎的干物质快速累积，其分配率在63%以上，此时根茎开始膨大，干物质分配率也由14.31%上升到28.65%，占地下部分总量的73%以上，故生长中心为叶、茎、根茎。③块根膨大及根茎二次膨大期植株叶片数开始减少，姜黄的块根积累速度由叶丛期及根茎膨大初期的0.01g/株/d上升到膨大期的0.21g/株/d，蓬莪术也由0.04g/株/d上升至0.55g/株/d，两者块根快速膨大的同时，根茎再次膨大，姜黄根茎的日增量由0.14g/株/d升高到0.48g/株/d，蓬莪术根茎也由0.22g/株/d升高至1.28g/株/d，地上部分干物质分配率由69%下降至41%，而地下部分分配率上升至50%左右，故生长中心逐渐转向地下部分。④块根及根茎干物质积累期的株高、茎粗、叶片数呈下降趋势，地下部分块根、根茎干物质持续累积，姜黄的块根、根茎干物质增长率分别为89.2%、77.1%，蓬莪术分别为76.1%、65.0%，此时两者的块根和根茎干物质分配率由43%上升到69%，占地下部分总量的88%以上。⑤块根及根茎成熟期植株地上部分各项生长指标均逐渐降低，地下部分的干物质分配率在72%以上，且各部位分配率以根茎最大，块根次之，此时根茎、块根干物质积累量也趋于稳定。 二者不同生育期的营养元素需求为：苗期植株地上部分的氮、磷、钾、钙、镁需求量大于地下部分，姜黄的氮、磷、钾、钙、镁需求量分别为38.65mg、8.14mg、39.85mg、10.79mg、9.03mg，蓬莪术分别为272.41mg、101.33mg、616.32mg、94.41mg、62.09mg，该阶段以氮和钾的需求为主，其次为磷、钙、镁。叶丛期及根茎膨大初期姜黄和蓬莪术不同部位的营养元素需求不同；姜黄的氮、磷、钾、钙、镁、铁需求量分别为396.26mg、104.07mg、474.48mg、77.17mg、65.03mg、1.65mg，蓬莪术的氮、磷、钙、镁、铁、锰需求量分别为1477.62mg、24.35mg、344.55mg、373.49mg、4.22mg、0.77mg，该时期二者均以氮的需求为主，其次为钙、镁，少量的铁，此外姜黄还需求足量的钾，较多的磷，蓬莪术则需求少量的磷、锰，而对钾无需求。块根膨大及根茎二次膨大期姜黄的氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌需求量分别为544.19mg、172.12mg、760.51mg、127.80mg、115.21mg、3.28mg、0.26mg、0.58mg，蓬莪术的氮、磷、钾、钙、铁需求量分别为173.42mg、205.70mg、171.56mg、8.03mg、1.22mg，此时二者均以需求氮和钾为主，少量的铁，此外姜黄还需求较多的磷、钙、镁，少量的锰、锌，蓬莪术则需求足量的钾，少量的钙。块根及根茎干物质积累期姜黄对氮、磷、钙、铁的需求量分别为81.74mg、18.55mg、102.94mg、8.94mg，此时以氮和钙的需求为主，而蓬莪术对磷、钾、铁、锌的需求量分别为359.17mg、650.34mg、2.48mg、0.92mg，此时以钾的需求为主，其次为磷。块根及根茎成熟期植株对各营养元素无需求。 2姜黄与蓬莪术肥料单施和配施研究 2.1不同种类有机肥施用研究 不同种类有机肥对姜黄与蓬莪术植株生长、干物质积累、产量及质量有显著影响。研究结果显示： JY1（腐殖酸肥）、JY2（发酵菜籽饼肥）、JY5（腐熟鸡粪肥）对姜黄的株高和茎粗与对照组有显著差异（P＜0.05）；JY2、JY4（蚯蚓粪肥）处理后，姜黄地下部分干物质积累量显著大于对照组，且以JY2最高（P＜0.05）；施用JY2、JY5、JY1后，块根产量较对照组分别增产46.03%、28.62%、23.24%，JY2还使根茎产量提高58.49%（P＜0.05）；JY2使块根和根茎挥发油分别提高57.14%、20.35%，块根去甲氧基姜黄素、姜黄素含量分别提高34.25%、46.36%；JY5使块根和根茎挥发油分别高出对照41.43%、26.46%，根茎双去甲氧基姜黄素含量提高了15.63%；此外JY4使根茎双去甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素含量分别提高17.19%、24.09%（P＜0.05）；施用JY1、JY2、JY4、JY5后，一等药材比例较对照组分别提高15.90%、39.66%、18.20%、28.32%（P＜0.05）。 PY1（腐殖酸肥）对蓬莪术的茎粗，PY2（发酵菜籽饼肥）对蓬莪术的株高、叶长、茎粗，PY5（腐熟鸡粪肥）对叶长、茎粗均与对照组有显著区别（P＜0.05）；PY2、PY5、PY1处理后，蓬莪术地上部分和地下部分干物质积累量均显著大于对照组，且以PY2最大（P＜0.05），块根和根茎产量也显著高于对照组，其中块根分别增产58.70%、49.22%、45.68%，根茎分别增产45.75%、38.56%、37.04%（P＜0.01）；PY2、PY5处理后，块根和根茎挥发油以及块根吉马酮含量显著高于对照组，其中PY2分别提高56.25%、13.45%、62.96%，PY5分别提高75.00%、16.96%、61.11%；此外PY1使块根和根茎挥发油分别高出对照56.25%、14.62%（P＜0.05）；施用PY1、PY2、PY5后，提高了一等药材比例，分别高出对照23.84%、50.47%、28.59%（P＜0.05）。 综上所述，姜黄以发酵菜籽饼肥最优，其次为腐熟鸡粪肥，此外蚯蚓粪肥、腐殖酸肥也可；蓬莪术以发酵菜籽饼肥最优，其次是腐熟鸡粪肥、腐殖酸肥。 2.2不同种类有机肥配施微生物菌剂研究 不同种类有机肥配施微生物菌剂对姜黄与蓬莪术植株生长、干物质积累、产量和质量有明显促进作用。研究结果表明： 施用J4（腐熟鸡粪肥＋菌剂）后，姜黄的株高和茎粗大于传统施肥组，且地上部分和地下部分干物质积累量更高（P＜0.05）；并且块根和根茎产量较传统施肥组分别增产58.41%、44.93%，块根挥发油、块根及根茎的浸出物也高于传统施肥组，尤其是块根挥发油较对照提高了55.71%；此外，一等药材比例较传统施肥组也提高43.17%（P＜0.05）。P3（腐熟鸡粪肥＋菌剂）处理后，蓬莪术的株高和叶长大于传统施肥组，地上部分和地下部分干物质积累量也是所有处理中最高的（P＜0.05）；同时，块根和根茎产量较传统施肥组分别提高69.17%、51.48%，且块根和根茎挥发油以及块根吉马酮含量分别高出对照81.25%、30.99%、87.04%；施用P3后，一等药材占比最大，且较传统施肥组提高53.59%（P＜0.05）。 由此可见，姜黄和蓬莪术均以腐熟鸡粪肥＋菌剂的配施组合最优。 2.3有机肥、微生物菌剂与钾肥不同配比研究 有机肥、微生物菌剂与钾肥不同配比施肥能显著影响姜黄与蓬莪术植株生长、干物质积累、产量及质量。施肥对株高的贡献率为钾肥＞有机肥＞菌剂；中等水平的有机肥能增加株高和叶长，中等水平的钾肥有利于株高增长，这与营养特性研究发现二者植株生长需求大量钾元素的结果相吻合。施肥对地上干物质和地下干物质的贡献率均以钾肥最大；中等水平的钾肥有利于地上干物质增加，高水平的钾肥、中等水平的菌剂能促进姜黄地下干物质积累，而中等水平的钾肥、有机肥有利于蓬莪术地下干物质积累，这与前文两者植株干物质积累需求钾元素最多的结果相吻合。施肥对产量的贡献率以钾肥最大且高水平的钾肥能促进高产，其次中等水平的有机肥有利于增产，由此表明姜黄与蓬莪术以钾肥对产量的影响最大，故施以足量的钾肥效果为佳，这与营养特性研究发现二者对钾元素需求最多的结果一致。施肥对姜黄挥发油、姜黄素的贡献率为钾肥＞有机肥＞菌剂，对蓬莪术浸出物、吉马酮的贡献率为钾肥＞菌剂＞有机肥；高水平的钾肥和中等水平的有机肥、菌剂有利于提升药材质量。 综合分析表明，姜黄最佳的优质高产施肥配比为：有机肥620~843kg/667m2；菌剂3~4kg/667m2；钾肥26~30kg/667m2；蓬莪术最佳的优质高产施肥配比为：有机肥779~1151kg/667m2；菌剂4~5kg/667m2；钾肥40~46kg/667m2。
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