平贝母生育期矿质元素变化规律

魏云洁，孙海，张春阁，张亚玉

（中国农业科学院特产研究所，长春 130112）

平贝母为百合科植物平贝母（Fritillaria ussuriensis Maxim.）的干燥鳞茎[1]，是我国常用的中药材。其味苦、辛，性微寒，归肺经，具有清热润肺、化痰止咳之功效，主治肺热燥咳、干咳少痰、阴虚唠嗽、咯痰带血、瘰疬、乳痈[2]、支气管炎、肺结核、肺炎、百日咳等[3]。平贝母主产于吉林、辽宁、黑龙江等省，河北省、陕西省、山西省等地亦有引种；朝鲜北部和俄罗斯远东地区亦有分布[4]。平贝母以其独特功效和适应性强等优点深受人们喜爱，近年来平贝母产业发展迅速，种植面积不断扩大，栽培技术逐渐成熟。目前，国内、外有关平贝母栽培技术的研究报道很多，而关于平贝母生长发育过程中营养元素的需求规律少有报道。为此，本试验开展了平贝母不同生育时期矿质元素的变化规律研究，通过田间取样，测定分析矿质元素含量变化，以期为平贝母合理施肥和规范化生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

中国农业科学院特产研究所平贝母试验地，土壤有机质25.12g/kg、碱解氮84.5mg/kg、速效磷73.1mg/kg、速效钾 151.8mg/kg、全氮 1.96g/kg、全磷 1.02g/kg、全钾 19.4g/kg、pH6.56。移栽前每平方米施入农家肥5kg/m2，N、P、K 复合肥 10g/m2。

1.2 材料来源

4年生平贝母鳞茎，2016年6月份移栽到试验地，3次重复。分别在平贝母出苗期（4月3日）、生长期（4月13日、23日）、开花期（5月3日、13日）、结果期（5月23日）和枯萎期（6月2日）随机取样30株，阴干，60℃恒温干燥至恒重，称重后粉碎备用。

1.3 测试方法

氮含量采用元素分析仪测定；磷含量采用钼锑抗比色法测定；植物样品消煮采用HNO3∶HClO4=4∶1法消煮；钾含量取消煮液，用火焰光度计法测定；其他元素含量取消煮液，采用ICP-OES仪器测定。试验数据采用Exle 2003和SPSS 21.0软件进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 平贝母生育期鳞茎和茎叶中N、P、K含量变化规律

平贝母植株中N、P、K为大量元素，其含量占矿质元素较大比例，鳞茎中N、P、K含量分别为21.92mg/g～10.15mg/g、6.84mg/g～1.15mg/g、9.61mg/g～4.5mg/g，茎叶的 N、P、K 含量分别为 52.18mg/g～16.93mg/g、9.04mg/g～1.67mg/g、19.95mg/g～12.68mg/g。

平贝母生育期鳞茎和茎叶中N、P、K含量变化具有相同的变化趋势，从出苗期到枯萎期都是由高到低逐渐降低。平贝母出苗期鳞茎中的营养主要供地上部形态建成茎叶生长所需，整个生育期鳞茎中N、P、K含量逐渐减少，此结果与张浩[5]报道的“北乌头出苗期根中的养分被大量消耗，用于地上部分的形态建成”相一致；出苗期茎叶中N、P、K含量最高，后期逐渐降低，尤其N降幅最大（30%以上）。可以看出，平贝母出苗期需要N、P、K较高，K在开花期有个小高峰，此期需K较高。整个生育期N、P、K含量高低依次为N＞K＞P。见图1、图2、图3。

图1 平贝母生育期鳞茎和茎叶中N含量变化规律Fig.1 Variation of N content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

图2 平贝母生育期鳞茎和茎叶中P含量变化规律Fig.2 Variation of P content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

图3 平贝母生育期鳞茎和茎叶中K含量变化规律Fig.3 Variation of K content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

2.2 平贝母生育期鳞茎和茎叶中Ca、Mg、Fe含量变化规律

平贝母生育期茎叶中Ca和Mg含量的变化趋势相似，都是从出苗期逐渐升高到结果期达到最高峰；枯萎期含量变化不同，Ca含量较稳定且保持较高水平，Mg含量显著下降（降低了50%）。可以看出，平贝母结果期需要较高的Ca和Mg。平贝母整个生育期茎叶中Fe含量变化不大且呈波动性变化，从出苗期（4月3日）开始逐渐升高，到生长期（4月13日）达高峰，之后逐渐降低再平稳升高，开花期有个小高峰，之后又逐渐降低达到出苗期水平。

整个生育期鳞茎中Ca、Mg、Fe含量变化不大且变化规律相似，都是从出苗期逐渐升高到营养生长期4月13日达到高峰，之后随着生育期的推进其含量逐渐降低。结果见图4、图5、图6。

图4 平贝母生育期鳞茎和茎叶中Ca含量变化规律Fig.4 Variation of Ca content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

图5 平贝母生育期鳞茎和茎叶中Mg含量变化规律Fig.5 Variation of Mg content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

图6 平贝母生育期鳞茎和茎叶中Fe含量变化规律Fig.6 Variation of Fe content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

2.3 平贝母生育期鳞茎和茎叶中Mn、Zn、Cu含量变化规律

平贝母植株中Mn、Zn、Cu含量较低，茎叶中Mn、Zn、Cu 含量分别为 0.026 mg/g～0.19mg/g、0.015 mg/g～0.07mg/g、0mg/g～0.02mg/g，鳞茎中 Mn、Zn、Cu 含量分别 为 0.003mg/g～0.129mg/g、0.011mg/g～0.053mg/g、0mg/g～0.014mg/g。茎叶中的Mn从出苗期开始逐渐升高，到4月23日生长期有个小高峰，之后逐渐降低，开花初期显著升高，开化盛期达高峰，之后又降低，枯萎期达到出苗期水平；茎叶中的Zn含量变化同Mn相反，出苗期Zn（4月3日）含量最高，之后在生长期（4月13日）显著降低，之后含量持平稳状态，开花初期又逐渐升高，开花盛期达到高峰，之后又降低，结果期和枯萎期维持较低水平；茎叶中的Cu含量呈波动性变化，分别在营养生长期、开花初期和结果期出现高峰，枯萎期降到0。鳞茎中的Mn含量出苗期最高，随着生育期的推进逐渐降低，之后到生长后期（4月23日）有个高峰随后一直降低，直到枯萎期降为0；鳞茎中的Zn含量出苗期逐渐降低，生长期4月13日又逐渐升高，生长后期（4月23日）达到最高峰，之后又降低，开花期降到最低，之后逐渐升高，结果期达高峰之后下降，枯萎期降到近出苗期值；鳞茎中的Cu含量少呈波动性变化，整个生育期出现3个高峰，分别在营养生长期4月13日、开花期5月3日、结果期5月23日。结果见图7、图8、图9。

图7 平贝母生育期鳞茎和茎叶中Mn含量变化规律Fig.7 Variation of Mn content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

图8 平贝母生育期鳞茎和茎叶中Zn含量变化规律Fig.8 Variation of Zn content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

图9 平贝母生育期鳞茎和茎叶中Cu含量变化规律Fig.9 Variation of Cu content in bulb and stem and leaf of F.ussuriensis Maxim.at growth stage

2.4 平贝母中矿质元素相关性分析

平贝母茎叶中N与P之间呈极显著正相关（P＜0.01），K与N、P之间呈显著正相关（P＜ 0.05），Ca与N、K和P分别呈极显著负相关（P＜0.01）和显著负相关（P＜0.05）；Mn与Mg呈显著正相关（P＜0.05）。鳞茎中N、P、K之间呈极显著正相关（P＜0.01），Ca与P、K呈显著正相关（P＜0.05），Mn与Mg呈显著正相关（P＜0.05），Mg与P、K呈显著正相关（P＜0.05），Mg与 Ca呈极显著正相关（P＜ 0.01），Fe与Ca、Mg呈极显著正相关（P＜ 0.01），Mn与P、K呈显著正相关（P＜0.05）。见表1。

表1 平贝母茎叶和鳞茎中矿质元素相关性分析Table 1 Correlation analysis of mineral elements in stem，leaf and bulb of F.ussuriensis Maxim.

续表1

3 讨论

在平贝母生育期内，其茎叶和鳞茎中各种矿质元素即有相似的变化规律，也有其独特的变化规律。在平贝母出苗期鳞茎和茎叶中的N、P、K含量都是最高的，植物中N、P、K具有促进细胞分裂、细胞生长、蛋白质的合成，参与光合、呼吸过程等生理功能，对植物的生长发育有佷大的作用[6]，因此在平贝母出苗期即平贝母形态建成初期需要较高含量的N、P、K。在开花期，茎叶中的K、Fe、Mn和Zn含量相对较高，K、Fe、Mn和Zn分别在促进蛋白质的合成、提高光合能力、促进光合产物的运输中起重要作用[6]，表明开花期茎叶需要K、Fe、Mn和Zn含量相对较高。结果期只有茎叶中的Ca和Mg含量达最高，Ca为植物必需营养元素，参与从种子的萌发、生长分化、形态建成到开花结果等全过程[7]；Mg是叶绿素的组成成分，可提高光合能力，增加光合产物，平贝母结果期需要较多营养，Ca和Mg对植物细胞分裂、增加光合产物等具有促进作用。在整个生育期内，平贝母的N含量为矿质元素中最高，表明N对平贝母的生长发育至关重要。氮是某些植物激素、维生素的成分，对生命活动起调节作用，氮还是叶绿素的成分，与光合作用密切相关[6]。平贝母茎叶中氮含量最高可能与平贝母地上部植株生育期短、生长旺盛有关。

平贝母上述9种矿质元素相关分析显示，平贝母茎叶和鳞茎中的大量元素N、P、K之间呈极显著或显著相关，说明N、P、K之间存在增效作用；茎叶中的Ca与N、K和P分别呈极显著负相关和显著负相关，表明Ca对N、K和P存在一定的拮抗作用，此结果与冀爱青等[8]在不同早实核桃品种上的研究结果一致。鳞茎中有12对相关元素都为显著正相关，说明平贝母鳞茎在吸收和利用养分时存在着明显的增效作用。

平贝母为喜肥植物，平贝母施肥应根据其各物候期需肥特性进行合理施肥，平贝母出苗期需N、P、K较高，开花期需K、Fe、Mn和Zn较高，结果期需Ca和Mg含量较高，平贝母栽培过程中应注重各物候期不同营养元素的补充。