几种肥料对头花蓼连作障碍的调控

何佳芳，唐 兵，赵 欢，苟久兰，张 萌，陈 龙,2

(1.贵州省土壤肥料研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵州省农业资源与环境研究所，贵州 贵阳 550006)

几种肥料对头花蓼连作障碍的调控

何佳芳1，2，唐 兵1，赵 欢1，2，苟久兰1，2，张 萌1，2，陈 龙1,2

(1.贵州省土壤肥料研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵州省农业资源与环境研究所，贵州 贵阳 550006)

为筛选出对头花蓼连作障碍调控效果较好的肥料品种，研究阿姆斯生物肥、地宝生物肥、药渣菌肥(RW促腐剂)、头花蓼专用肥等几种肥料对头花蓼连作土壤中栽培植株生长、产量、营养元素及土壤微生物的影响。结果表明：头花蓼连作不施肥的产量较低，仅247 kg/667m2，土壤中微生物放线菌>细菌>真菌。施肥后头花蓼1级、2级分蘖数分别比不施肥处理增加62.5 %～125 %和41.18 %～123.53 %；产量提高55.87 %～418.62 %；根、茎、叶中总元素含量分别提高0.97 %～16.39 %、6.33 %～23.14 %和3.59 %～34.85 %，花中含量降低0.78 %～5.69 %；槲皮素、没食子酸含量分别超过0.38 %和0.51 %，水分含量<12 %，但差异不大；土壤中微生物细菌>放线菌>真菌。其中，以基肥施药渣菌肥(RW促腐剂)300 kg/667m2、头花蓼专用肥44.47 kg/667m2，追肥施头花蓼专用肥11.12 kg/667m2的调控效果最好；基肥施地宝生物肥333.5 kg/667m2、头花蓼专用肥44.47 kg/667m2，追肥施头花蓼专用肥11.12 kg/667m2次之。

头花蓼；连作障碍；肥料；产量

头花蓼(PolygonumcapitatumBuch.-Ham.ex D.Don)为多年生匍匐状草本植物，属于蓼科蓼属头状蓼组，又名太阳草、石莽草、四季红等，喜凉爽气候，较耐寒，一般生长在海拔600～1500 m，主要分布于贵州、云南、四川、江西、湖南、湖北等地[1-2]。头花蓼以干全草或地上部分入药，主要有效成分为槲皮素、没食子酸，为贵州道地苗药药材，是贵州省中药现代化发展的重要药材品种之一，具有清热利湿、解毒止痛、和血散瘀及利尿通淋的功效[3-4]。

贵州从20世纪80年代开始头花蓼的研究，现已开发出头花蓼的单方制剂——热淋清胶囊、热淋清颗粒，临床用于治疗尿路感染和急慢性肾盂肾炎等疾病，为《卫生部药品标准中药成方制剂》收载品种[5-7]。随着研究的深入，头花蓼年需求量逐年增加，种植面积不断扩大，同时长期连作现象普遍。长期连作会导致中药材品性退化、品质和产量严重下降或徘徊不前等障碍，严重影响中药材产业的发展[8-9]。连作障碍主要由土壤养分亏缺、土壤反应异常、土壤理化性状恶化、植物根系分泌的有害物质和土壤微生物变化等五大主要因子引起[10-11]。中药材长期连作，会造成土壤中某些营养元素的富集和亏缺，改变土壤养分平衡，若不及时补充会出现“木桶效应”[12]，从而影响药材的生长。如，三七连作3年后，土壤中铜、钙和镁大量减少，而钠、钾、铁和锰富集，导致营养元素失调，从而影响三七品质[13]；百合连作土壤中速效钾严重减少，磷大量富集[14]；菊花、丹参、白术、板蓝根等栽培土壤的有机质、全氮、全磷、有效磷养分随种植年限逐年降低，药材的产量和品质下降[15]。目前为止，关于头花蓼连作土壤养分亏缺的研究鲜见报道，为解决头花蓼人工栽培过程中出现的连作障碍问题，笔者于2014年3-9月研究增施药渣菌肥(RW促腐剂)、阿姆斯生物肥、地宝生物肥、头花蓼专用肥和普通复合肥几种肥料对其土壤微生物、头花蓼植株营养元素、化学成分和产量的影响试验，以筛选出对头花蓼连作障碍调控效果较好的肥料品种应用于生产。

1 材料与方法

1.1 试验材料

头花蓼：黔灵1号(由贵州威门药业股份有限公司提供)，生育期162 d，种苗于2014年3月24日在贵州省施秉县牛大镇基地采用大棚自育，4月29日移栽定植。

肥料：阿姆斯生物肥(北京世纪阿姆斯生物技术股份有限公司生产，有机质≥45 %、有效活菌数≥10.0亿/g)，地宝生物肥(贵州省地宝生物科技有限公司生产，有机质≥45 %、有效活菌数≥10.0亿/g)，药渣菌肥(RW促腐剂，鹤壁市人元生物肥技术研发中心生产，有效活菌数≥50.0亿/g)，普通复合肥(贵州西洋肥业有限公司，15-15-15)，头花蓼专用肥(贵州省土壤肥料研究所自配，10-30-5)。

1.2 试验地概况

试验地海拔947 m，年降水量约1200 mm，平均气温14～15 ℃，最高气温27.3 ℃，最低气温-6.2 ℃。土壤为头花蓼连作3年的黄壤。0～20 cm土层基本农化性状：pH 5.53，有机质46.75 g/kg，速效氮134.052 mg/kg，速效磷60.744 mg/kg，速效钾141.736 mg/kg。

1.3 试验设计

试验设6个处理：CK1(空白对照)；CK2(习惯施肥)基肥施有机肥(圈肥)1000 kg/667m2，普通复合肥44.47 kg/667m2；T1基肥施头花蓼专用肥44.47 kg/667m2；T2基肥施阿姆斯生物肥300 kg/667m2，头花蓼专用肥44.47 kg/667m2；T3基肥施地宝生物肥333.5 kg/667m2，头花蓼专用肥44.47 kg/667m2；T4基肥施药渣菌肥300 kg/667m2，头花蓼专用肥44.47 kg/667m2。除CK1外，其余处理追肥均施头花蓼专用肥11.12 kg/667m2。3次重复，随机排列，共18个小区，各小区面积6 m2(1 m×6 m)，行株距为20 cm×20 cm，种植密度为8893株/667m2。田间管理根据苗情及时中耕除草、防治病虫害等。

1.4 指标测定

在头花蓼分蘖期每处理随机抽取5株调查分蘖数；8-9月采收地上部分进行测产，每处理随机抽取5株调查最长茎长，并整株在105 ℃杀青15 min，然后65 ℃下烘干至恒重，粉碎后分析根、茎、叶、花各器官中氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、锌、锰和硼元素含量，全氮、全磷和全钾采用H2SO4-H2O2消煮，氮用凯氏法、磷用钒钼蓝比色法、钾用火焰光度法测定；用日本岛津LC-10AT，SPD-M10Avp高效液相色谱仪测定头花蓼全草槲皮素及没食子酸含量；采用平板稀释法测定土壤微生物含量。

1.5 数据统计分析

用软件Microsoft Excel 2010 进行数据整理，用软件DPS 7.25进行方差分析(LSD，0.05)，用OriginPro-8制图。

2 结果与分析

2.1 头花蓼的生长性状

从图1可知，与CK1相比，施肥可明显促进头花蓼植株的分蘖，1级分蘖数增加62.5 %～125 %，2级分蘖数增加41.18 %～123.53 %。1级分蘖数各施肥处理间差异不显著，T2和T4最高，均为3.6个；T1次之，为3.4个。2级分蘖数T3和T4最高，均为7.6个；T2次之，为5.8个，3个处理间差异不显著，CK1、CK2、T1间差异不显著，并显著低于T3和T4。表明，头花蓼前期1级分蘖对养分的需求较少，阿姆斯生物肥、地宝生物肥、药渣菌肥与头花蓼专用肥混施均能较好地促进其生育前期的分蘖。

不同字母表示处理间差异达5 %显著水平(下同)Different letters indicated 5 % significant level. The same as below图1 不同处理头花蓼的生长性状Fig.1 P. capitatum growth status of different treatments

施肥能促进头花蓼植株茎的生长，且不同肥料的效果不一。其中，T4最高、T3次之、T2第三，分别为87.2、85.8和79.2 cm，差异不显著，但均显著高于CK1和CK2，CK1和CK2间差异不显著。表明，CK2习惯施肥对头花蓼茎的生长影响效果不明显，头花蓼专用肥与药渣菌肥混施比其他生物肥混施对茎的促生效果更好。

2.2 头花蓼的产量

从表1看出，头花蓼连作不施肥会明显降低其产量，即CK1仅为247 kg/667m2；施肥尤其是生物肥后产量明显提高，CK2～T4分别比CK1增产138～1034 kg/667m2，增产率为55.87 %～418.62 %；T1～T4分别比CK2增产536～896 kg/667m2，增产率为139.22 %～232.73 %。其中，头花蓼产量T4最高、T3次之、T2第三，均较T1头花蓼专用肥单施的产量高。表明，施肥对头花蓼连作障碍起到调控作用，头花蓼专用肥与生物肥混施的调控作用更明显，其中与药渣菌肥混施的产量最高，调控效果最好，与地宝生物肥混施的次之。

2.3 头花蓼植株的氮、磷和钾含量

从图2可知，不同处理头花蓼各器官中氮、磷和钾的含量各异。施肥后头花蓼各器官中氮含量均明显增加，茎、叶中含量较高，比CK1提高46.75 %～146.54 %和20.59 %～109.23 %，其中T4根、茎、叶中氮含量最高，分别为9.55、11.39、20.63 g/kg；T3花中氮含量最高，为17.25 g/kg。施肥后磷含量在根、茎中下降2.88 %～33.65 %和3.36 %～39.18 %，在叶、花中分别提高24.67 %～36.67 %和1.05 %～9.12 %，其中T2磷含量较高，根、茎、叶、花中分别为2.5、2.46、1.87和3.11 g/kg，表明阿姆斯生物肥有利于磷素的吸收。钾含量CK1最高，根、茎、叶、花中含量分别为10.90、16.25、12.85和20.00 g/kg，施肥后各器官中钾含量下降，降幅不大。

2.4 头花蓼的总元素含量

从图3可知，施肥可明显提高头花蓼各器官中营养元素的含量，施肥处理的根、茎、叶中总元素含量分别比CK1提高0.97 %～16.39 %、6.33 %～23.14 %和3.59 %～34.85 %，花中降低0.78 %～5.69 %，其中总元素含量T4最高，T3次之。大、中量元素含量叶>花>茎>根，施肥后含量明显提高，其中T4最高，根、茎、叶、花中含量分别为28.21、41.68、75.49和45.74 g/kg；T3次之，含量分别为26.45、41.35、70.23和47.67 g/kg；微量元素含量根>茎>叶>花，施肥后根中含量增加明显，增幅为21.92 %～117.53 %，其中T4最高，为7.94 g/kg；T1次之，为5.83 g/kg。表明，头花蓼专用肥与其他生物肥混施更能促进营养元素的吸收，其中与药渣菌肥混施的效果最好，与地宝生物肥混施的次之。

表1 不同处理头花蓼的产量

注:同列不同字母表示处理间差异达5 %显著水平(下同)。

Note：Values followed by different letters in the same column indicated 5 % significant level. The same as below.

图2 不同处理头花蓼各器官的氮、磷和钾含量Fig.2 NPK contents in various P. capitatum organs of different treatments

图3 不同处理头花蓼各器官的元素总含量Fig.3 Total elements contents in various P. capitatum organs of different treatments

2.5 头花蓼药用成分的含量

从表2看出，除T4的没食子酸含量显著高于其他处理组外，其余处理的槲皮素、没食子酸、水分含量间差异不显著。头花蓼的槲皮素、没食子酸含量分别超过0.38 %和0.51 %，水分含量<12 %，符合头花蓼槲皮素(C15H10O7)≥0.1 %、没食子酸(C7H6O5)≥0.015 %和水分≤12 %的质量标准[16]。其中，T4的槲皮素、没食子算含量均最高，分别为0.39 %和1.15 %；T3次之，分别为0.39 %和0.57 %。

2.6 土壤中微生物的含量

从图4看出，CK1的中放线菌>细菌>真菌，施肥处理细菌>放线菌>真菌。细菌含量T4最高、T3次之，分别为1.6×106和0.6×106cfu/g，均显著高于其余处理；土壤中真菌T1、T3和T4明显高于其余处理，其中T3最高，为1.5×104cfu/g，较CK1增加275 %；施肥后放线菌呈下降趋势，T1和T4最少，均为0.7×105cfu/g，较CK1下降95.14 %。表明，施肥有利于调控连作土壤中微生物群落结构，其中药渣菌肥与头花蓼专用肥混施对土壤微生物的调控效果最好，与地宝生物肥混施的次之。

表2 不同处理头花蓼药用成分的含量

图4 不同处理土壤中微生物的含量Fig.4 Microbial content in soil by different treatments

3 结论与讨论

3.1 施肥对头花蓼生长性状及产量的影响

试验结果表明，与不施肥处理，施肥可增加头花蓼的分蘖数，1级分蘖数增加62.5 %～125 %，2级分蘖数增加41.18 %～123.53 %，促进了头花蓼植株的分蘖，与董力等[17-18]的研究结果相符合。王新村等[19]研究发现，头花蓼具有以茎、叶为主的营养生长特性，主根和须根不发达。与本试验头花蓼的表现一致，即施用不同肥料其植株茎的营养生长也较为明显，其中，头花蓼专用肥与药渣菌肥(RW促腐剂)混施的效果更好，最长茎达87.2 cm。施肥可明显提高头花蓼的产量，其中头花蓼专用肥与药渣菌肥混施的产量最高，为1281 kg/667m2；与地宝生物肥混施的次之，为1018 kg/667m2。与王文华等[20]的研究，即不同肥料对头花蓼产量影响的相差较大结果一致，表明施肥仅在一定程度上能调控头花蓼的连作障碍，要想进一步提高头花蓼连作障碍调控水平还需从多方面进行。

3.2 施肥对头花蓼器官养分含量的影响

施肥后头花蓼各器官中氮、磷和钾含量明显改变，与不施肥处理相比，施肥后氮在各器官中含量明显提高；磷含量在根、茎中分别下降2.88 %～33.65 %和3.36 %～39.18 %，叶、花中分别提高24.67 %～36.67 %和1.05 %～9.12 %；钾含量在各器官中下降幅度不大。施肥后总元素含量根、茎、叶中分别提高0.97 %～16.39 %、6.33 %～23.14 %和3.59 %～34.85 %，花中含量降低0.78 %～5.69 %。其中，大、中量元素在各器官中含量均明显增加，其叶>花>茎>根；微量元素含量根>茎>叶>花，根中微量元素含量变化较明显，增幅为21.92 %～117.53 %，这可能与头花蓼对营养元素的吸收与土壤背景和选择性吸收有关[21]。

3.3 施肥对头花蓼药用成分含量的影响

试验结果表明，在不同肥料条件下，头花蓼的槲皮素和没食子酸含量差异不大。与艾强等[22]的研究结果一致。不同产地头花蓼中的化学成分含量有明显差异[23-24]，可能与生态环境和采收时间等因素有关。本试验头花蓼的槲皮素、没食子酸含量均较高，分别超过0.38 %和0.51 %，表明施秉县大牛场镇的生态环境较适合头花蓼“黔灵1号”的种植，8-9月采收也比较适宜。

3.4 施肥对头花蓼土壤理化性状的影响

作物连作不仅造成土壤理化性状的改变，而且会改变土壤的生物学性状[25-26]，化感物质和土壤酶活性是其中的2个重要因素。化感物质种类繁多，能影响土壤中微生物数量，使土壤中微生物群落结构发生改变。试验结果表明，未施肥的头花蓼连作土壤中微生物群放线菌>细菌>真菌，施肥后细菌>放线菌>真菌。

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(责任编辑 冯 卫)

Regulation of Several Fertilizers on Continuous Cropping Obstacle ofPolygonumcapitatum

HE Jia-fang1,2, TANG Bing1, ZHAO Huan1,2, GOU Jiu-lan1,2, ZHANG Meng1,2, CHEN Long1,2

(1.Guizhou Institute of Soil and Fertilizer, Guizhou Guiyang 550006,China; 2.Guizhou Institute of Agricultural Resources and Environment, Guizhou Guiyang 550006, China)

In order to screen the fertilizers with better control effects on continuous cropping obstacle ofP.capitatum, the influence of several fertilizers, including Armes bio-fertilizer, Dibao bio-fertilizer, RW transformation promoter and fertilizer forP.capitatum, on plant growth, yield, nutrients and soil microbes ofP.capitatumin continuous cropping soil were studied. Results:The yield of continuous croppedP.capitatumwas low, merely 247 kg/667m2, soil microbes followed the sequence of actinomycetes>bacteria> fungi. Compared with non-fertilizer treatment, fertilizer application increased the 1stand 2ndtiller number ofP.capitatumby 62.5 %-125 % and 41.18 %-123.53 % respectively. Yield, gross elements content in root, stem and leaf increased by 55.87 %-418.62 %, 0.97 %-16.39 %, 6.33 %-23.14 % and 3.59 %-34.85 % separately. Nonetheless, the gross elements content in the flower decreased by 0.78 %-5.69 %; Contents of quercetin and gallic acid were above 0.38 % and 0.51 % respectively. The moisture content was below 12 % with little difference; Soil microbes bacteria>actinomycetes> fungi. Base fertilizer RW transformation promoter 300 kg/667m2and fertilizer forP.capitatum44.47 kg/667m2+ topdressing fertilizer forP.capitatum11.12 kg/667m2had the best control effects, followed by fertilizer forP.capitatum44.47 kg/667m2+ topdressing fertilizer forP.capitatum11.12 kg/667m2.

Polygonumcapitatum; Continuous cropping obstacle; Fertilizer; Yield

1001-4829(2016)12-2902-06

10.16213/j.cnki.scjas.2016.12.024

2016-02-18

贵州省科技厅中药现代化项目“半夏、头花蓼连作障碍调控技术研究与应用”[黔科合中药字(2012)5005-1]；贵州省科技厅农业攻关项目“中药渣资源化利用技术研究与示范”[黔科合NY字(2011)3106]；贵州省农业科学院院专项“中药渣资源化利用技术研究与应用”[黔农科院院专项(2011)025]

何佳芳(1979-)，女，硕士，副研究员，从事植物营养与肥料研究，E-mail:33342873@qq.com。

S344.4;S365

A