播期对红花生长发育、产量及品质的影响
2017-03-01扶胜兰张艳玲张红瑞何立威高致明
扶胜兰,张艳玲,张红瑞,何立威,高致明*
(1.信阳农林学院 农学院,河南 信阳 464000; 2.河南农业大学 农学院,河南 郑州450002)
播期对红花生长发育、产量及品质的影响
扶胜兰1,张艳玲1,张红瑞2,何立威2,高致明2*
(1.信阳农林学院 农学院,河南 信阳 464000; 2.河南农业大学 农学院,河南 郑州450002)
根据河南地区常见茬口时间,设置3个秋播处理(10月1日、10月21日、11月10日)和1个春播处理(次年3月20日),田间观测不同播期红花农艺性状并测定红花中羟基红花黄色素A和山奈素的含量,研究播期对红花生长发育、产量及品质的影响,为红花在河南省的规范化栽培及耕作制度的建立提供理论依据。结果表明,不同播期对红花生长发育的促进作用表现为10月1日>10月21日>11月10日>3月20日,红花的株高、总分枝数、一级分枝数、二级分枝数、单株花丝产量随播期推迟均呈下降趋势。不同播期红花种子产量表现为10月1日(2 770.25 kg/hm2)>10月21日(2 390.95 kg/hm2)>11月10日(1 373.65 kg/hm2)>3月20日(1 252.90 kg/hm2);红花花丝产量表现为10月1日(787.80 kg/hm2)>10月21日(385.05 kg/hm2)>11月10日(286.80 kg/hm2)>3月20日(253.95 kg/hm2);山奈素含量表现为10月1日(0.074 7%)>10月21日(0.073 7%)>3月20日 (0.052 7%)> 11月10日(0.045 0%)。因此,在茬口允许的情况下,河南省栽培红花应尽量选择秋播,以10月1日播种为宜,综合效益高。
红花; 播期; 生长; 品质
红花(CarthamustinctoriusL.)属菊科植物,为一年生草本双子叶植物,是一种花油两用、栽培历史悠久的经济作物[1],用途广泛[2]。其干燥管状花入药为常用中药红花,具有活血通经、散瘀止痛的功效[3],是传统的活血化瘀药物;种子榨油为红花籽油,是具有保健功能的食用油。红花主产于新疆、河南、四川和浙江等地区,卫红花为河南省道地药材[4],在河南省具有悠久的种植历史。有关红花栽培方面的研究较多[5-12],不同播期对红花生长的影响亦有报道[7,12],因栽培环境、试验材料等有所差异,各研究的结论不尽相同,不同地区红花的栽培技术亦不能完全照搬应用。河南省地处中原,栽培作物多采用一年两熟的复种方式,协调、改善和合理地利用茬口可以经济有效地提高作物产量[13],河南省秋季作物主要有玉米、大豆、红薯、丹参、牛膝等,其中红薯、丹参、牛膝等腾茬稍晚,选择适宜的后茬作物关系到土地经济效益。红花是即可秋播又可春播的药用植物,在河南省秋播有利于轮作倒茬,但秋播红花幼苗在冬季低温阶段有冻伤现象[14-15]。药材的种植既要考虑药材质量和经济效益,又要考虑前后茬作物的适宜种植时间。鉴于此,以红花为试验材料,根据河南地区的常见茬口时间,设置不同播期,采用农艺性状观测及有效成分含量测定等方法,研究播期对红花生长发育、产量及品质的影响,旨在为红花在河南省的规范化栽培及耕作制度的建立提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
试验材料为红花,经河南农业大学高致明教授鉴定为菊科植物C.tinctoriusL.。
1.2 仪器与试剂
主要仪器:KQ5200DE型数控超声波清洗仪(昆山市超声仪器有限公司)、SHB-III循环水式多用真空泵(巩义市英峪华科仪器厂)、UltiMate 3000高效液相色谱仪[戴安(中国)有限公司];主要试剂:羟基红花黄色素A(批号:111637)、山奈素(批号:110861)对照品购自中国药品生物制品检定所。
1.3 试验设计
试验于2013—2015年在河南农业大学科教园区进行,共设4个播期,分别为10月1日(秋播1,针对河南省常规早腾茬的玉米、大豆等农作物茬口)、10月21(秋播2,针对腾茬稍晚的玉米等农作物茬口)、11月10日(秋播3,针对红薯、丹参、牛膝等晚秋收获的作物茬口)和次年3月20日(春播,针对年内各种原因未种植的茬口),小区随机区组排列,重复3次,每个小区为1.2 m×3.0 m,常规大田管理。
1.4 测定项目及方法
每个小区随机选取10株,分别记录不同播期处理红花的播种期、出苗时间、莲座期、拔节期、分枝期、开花期和成熟期等;于开花期测定红花株高、分枝数、花球数量及直径、各个等级的花球数比例[15],红花由黄变红时采收花备用;于种子成熟期测定果球数量及直径,并采收种子备用;红花的有效成分羟基红花黄色素A和山奈素的含量参照按中国药典(2015版 一部)[3]中的方法测定。
1.5 数据处理与分析
试验数据采用Excel 2010结合SPSS 17.0软件进行单因素方差分析及多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同播期对红花生育时期的影响
由表1可以看出,3个秋播播期,播种越早,红花出苗越快,10月1日播种比11月10日播种出苗快15 d,春播(3月20日)红花需要15 d出苗;红花的莲座期随着播期的延迟而缩短,10月1日播种处理最长,为137 d,春播处理则仅有10 d;3个秋播播期处理的红花出现分枝时间相差不多,而春播处理相对晚了31~36 d;3个秋播播期处理的红花随着播期的延迟,其现蕾时间也相对滞后,春播红花现蕾比10月1日播种的红花晚28 d;3个秋播红花花期为18~22 d,春播红花花期相对较长,为25 d;3个秋播处理红花在花期结束后,其茎叶均逐渐枯萎,但10月1播种处理枯萎的相对慢些;3个秋播处理红花均在6月28日统一收获种子,春播红花相对于秋播红花晚1个月收获种子。
2.2 不同播期对红花株高、分枝数、单株种子质量和花丝产量的影响
由图1可以看出,不同播期对红花株高的影响较为明显,播期较早的红花植株株高相对较高,播期晚的相对较低;4个播期红花株高随时间均呈S型曲线;其中,秋播10月1日播种的红花株高最高,生长最快,10月21日播种的红花次之,春播(3月20 日播种)红花株高生长势最慢。
表1 不同播期红花的生育时期
图1 不同播期红花的株高变化
由表2可知,4个播期处理间红花株高存在极显著差异,表现为秋播1(10月1日)>秋播2(10月21日)>秋播3(11月10日)>春播(3月20日)。在红花总分枝数方面,秋播1处理最多,春播处理最少;秋播2与秋播3处理差异不显著,但均极显著低于秋播1处理且显著高于春播处理。在一、二级分枝数方面,秋播1处理均显著高于其他3个播期处理,其中,秋播2与秋播3处理的二级分枝数差异不显著,但均极显著高于春播处理。在单株种子质量方面,秋播1处理极显著高于其他3个播期处理,秋播3处理和春播处理间则无显著差异;在单株花丝产量方面,秋播1处理极显著高于其他3个播期处理,秋播2处理、秋播3处理和春播处理的单株花丝产量依次降低。
表2 不同播期红花的株高、分枝数、单株种子和花丝产量
注:同列不同小、大写字母分别表示在0.05、0.01水平上差异显著、极显著,下同。
2.3 不同播期对红花花球大小的的影响
通过统计分析,将红花花期花球直径分为4个等级,红花Ⅰ等花球直径为≥2.2 cm,Ⅱ等花球直径为1.9~2.1 cm,Ⅲ等花球直径为1.4~1.8 cm,Ⅳ等花球直径为≤1.3 cm。由表3可知,10月1日播种处理的红花Ⅰ等花球所占比例为13.15%,Ⅱ等花球所占比例为26.58%,Ⅲ等花球所占比例为46.02%,Ⅳ等花球所占比例为14.25%;10月21日播种处理的红花Ⅰ等花球所占比例为14.61%,Ⅱ等花球所占比例为21.43%,Ⅲ等花球所占比例为41.56%,Ⅳ等花球所占比例为22.40%;11月10日播种处理的红花Ⅰ等花球所占比例为1.60%,Ⅱ等花球所占比例为9.04%,Ⅲ等花球所占比例为40.96%,Ⅳ等花球所占比例为48.40%。10月1日与10月21日播种处理的红花各个等级的花球所占比例较为相似,11月10日播种处理的红花则与前两者差距较大,且主要以Ⅲ等和Ⅳ等小花球为主,Ⅰ等和Ⅱ等相对较大的花球合计只占10.64%。
2.4 不同播期对红花产量及品质的影响
由表4可知,秋播处理中,10月1日播种处理的红花花丝产量最高,10月21日播种处理次之,春播(3月20日播种)红花花丝产量最低,其中10月1日播种处理红花花丝产量极显著高于其他3个播期处理,11月10日播种处理和春播处理之间没有显著差异。11月10日播种处理的红花花丝中羟基红花黄色素A含量最高,极显著高于其他3个播期处理,10月1日、10月21日播种处理与春播处理间无显著差异;另外,秋播3个播期处理红花花丝中羟基红花黄色素A含量随着秋播播期的延迟呈增加趋势。10月1日播种处理的红花花丝中山奈素含量最高,10月21日播种处理次之,11月10日播种红花的山奈素含量最低。
表3 不同播期红花花球的直径分析
注:频率为0表示在测量时没有出现该规格大小的花球;花球直径不足0.5 cm的均按0.5 cm计算(此类花球多为无效花球);因春播红花收获期与秋播红花不同步,故在测定花球大小时未统计春播红花,但春播红花与秋播3红花情况较为相似,果球同此。
表4 不同播期红花的产量与品质
2.5 不同播期对红花果球大小及种子产量的影响
将种子成熟期红花的果球大小分为4个等级。红花Ⅰ等果球直径为≥2.4 cm,Ⅱ等果球直径为2.1~2.3 cm,Ⅲ等果球直径为1.8~2.0 cm,Ⅳ等果球直径为≤1.7 cm。由表5可知,10月1日播种处理红花Ⅰ等果球所占比例为25.68%,Ⅱ等果球所占比例为34.70%,Ⅲ等果球所占比例为21.86%,Ⅳ等果球所占比例为17.76%;10月21日播种处理红花Ⅰ等果球所占比例为22.40%,Ⅱ等果球所占比例为20.46%,Ⅲ等果球所占比例为29.22%,Ⅳ等果球所占比例为27.92%;11月10日播种处理红花Ⅰ等果球所占比例为7.65%,Ⅱ等果球所占比例为24.04%,Ⅲ等果球所占比例为38.80%,Ⅳ等果球所占比例为29.51%。不同播期处理相比,红花Ⅰ等果球所占比例为10月1日>10月21日>11月10日,Ⅱ等果球所占比例为10月1日>11月10日>10月21日。11月10日播种处理的红花小果球所占比例较大,Ⅲ等、Ⅳ等果球比例合计达68.31%。
由图2可知,不同播期红花种子产量以10月1日播种处理最高,达到2 770.25 kg/hm2,极显著高于其他3个播期;10月21日播种处理次之,为2 390.95 kg/hm2,极显著高于11月10日和次年3月20日播种处理;11月10日播种处理和春播处理红花种子产量均较低,分别为1 373.65、1 252.90 kg/hm2,两者差异不显著。
表5 不同播期红花的果球直径分析
不同小、大写字母分别表示在0.05、0.01水平上差异显著、极显著
3 结论与讨论
本研究结果表明,播期对红花生育期有明显影响,秋播红花和春播红花的莲座期差异较大。前人研究表明,莲座期长短与温度和日照长度有关[16]。秋播红花现蕾、种子成熟均比春播红花早1个月左右,有利于安排下茬作物种植,提高了土地利用率。秋播红花,播期越早的红花出苗越快,生育期越长,各个生长阶段也相对提前。目前,红花采收尚未实现机械化,花期提前有利于错开麦收季节,确保采收红花花时有充足的人力资源。安维等[7]设置了11个播种时间,研究了播种时间对红花生长过程、红花干花产量、种子产量及红花黄素含量的影响,本研究在此基础上,针对河南地区常见茬口时间设置了4个播种时间,以便于药农操作,同时更进一步分析了不同播期对红花花球和果球大小的影响。
本研究表明,随着播期的推迟,红花株高逐渐降低,总分枝数、一级分枝数、二级分枝数、单株花丝产量和种子质量也均呈下降趋势。秋播红花到春季后,其红花幼苗生物量较大,随着温度升高而进入快速生长阶段,故秋播红花在生长方面均优于春播红花,且秋播红花播期相对较早的处理更优。杨玉霞等[6]研究表明,影响红花单株产量的最大因子为有效花球数和顶花球直径,即有效花球数多、顶花球直径大的红花单株产量高。本研究结果显示,播期较早的红花,大花球及种子成熟后的大果球相对较多,而秋季播种较晚的红花Ⅰ等、Ⅱ等花球及种子成熟后的果球所占比例较小;不同播期红花花丝产量和种子产量以10月1日播种处理最高,10月21日播种处理次之,11月10日播种处理和次年3月20日春播处理相差不大,这与安维等[7]的研究结果一致。
在有效成分含量方面,随着3个秋播处理播期的延迟,红花羟基红花黄色素A含量有缓慢升高的趋势,以11月10日播种处理最高,且秋播处理均高于春播处理;红花中山奈素含量以10月1日播种处理最高。综合考虑红花花丝产量、种子产量、红花中羟基红花黄色素A和山奈素含量,在茬口允许的情况下,红花播种应尽量选择秋播,以10月1日播种为宜,综合效益高。
[1] 郭丽芬,张跃,胡尊红,等.地方红花种质资源的形态标记聚类分析[J].河南农业科学,2013,42(2):41-45,97.
[2] 徐如英,童树洪.红花的化学成分及药理作用研究进展[J].中国药业,2010,19(20):86-87.
[3] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015:209-210.
[4] 何哲.红花的应用微探[J].海南医学,2009,20(3):235-237.
[5] 杨玉霞,吴卫,郑有良,等.红花主要农艺性状与单株籽粒产量的相关和通径分析[J].种子,2005,24(11):18-21,24.
[6] 杨玉霞,吴卫,郑有良,等.红花单株花产量性状的相关和通径分析[J].中草药,2006,37(1):105-111.
[7] 安维,王林,程宝,等,不同播种时间对红花生物学特性及质量的影响[J].中医药信息,2006,23(1):22-24.
[8] 刘超,王林,赵小磊,等.不同种植密度对红花产量和品质的影响[J].河南中医学院学报,2006,21(4):17-18.
[9] 王秀珍,周相军,王丽.不同种植密度对红花产量及农艺性状的影响[J].新疆农业科学,2010,47(8):1557-1560.
[10] 谭勇,王恒,高宝博,等.不同栽培方式对红花产量和品质的影响[J].中国林副特产,2011(2):4-6.
[11] 方其仙,张慧,杨燕.不同种植方式对红花农艺性状及产量的影响[J].现代农业科技,2012(23):65-66.
[12] 富财生,范兴中,魏野畴,等.红花不同播种期对生长发育和产量性状的影响[J].农业科技通讯,2013(2):100-102.
[13] 郭巧生.药用植物栽培学[M].北京:高等教育出版社,2004:57-59.
[14] 张元,冯琼,杨小方,等.黄腐酸对盐胁迫下红花种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].河南农业科学,2015,44(11):24-27.
[15] 何立威,张红瑞,高致明.花球大小对红花花和种子品质的影响[J].中国实验方剂学杂志,2015,21(9):85-87.
[16] 黎太爵,韩孕周,王利平.日照长度和温度对红花生长发育的影响[J].植物资源与环境,1995,4(4):22-27.
Effects of Sowing Dates on Growth,Yield and Quality ofCarthamustinctorius
FU Shenglan1,ZHANG Yanling1,ZHANG Hongrui2,HE Liwei2,GAO Zhiming2*
(1.College of Agronomy,Xingyang Agriculture and Forestry University,Xinyang 464000,China; 2.College of Agronomy,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)
According to the common crop time in Henan region,three sowing dates(October 1,October 21,November 10)and one spring seeding processing(March 20 of the next year) were set up,the effects of sowing dates on growth,yield and quality ofCarthamustinctoriuswere studied through observation of the agronomic traits and determination of chemical composition,so as to provide theoretical guidance for standardized calvivation and establishment of the farming system ofC.tinctoriusin Henan province.The results showed that the growth ofC.tinctoriusin different seeding dates were October 1>October 21>November 10>March 20 of the next year;the plant height,total branch number,primary branch number,secondary branch number,filaments quality per plant ofC.tinctoriusdecreased with the sowing date delaying.The seed production ofC.tinctoriusin different seeding dates showed that October 1(2 770.25 kg/ha)>October 21(2 390.95 kg/ha)>November 10(1 373.65 kg/ha)>March 20 of the next year(1 252.90 kg/ha).The filaments production ofC.tinctoriusin different seeding dates showed that October 1(787.80 kg/ha)>October 21(385.05 kg/ha)>November 10(286.80 kg/ha)>March 20 of the next year(253.95 kg/ha).The content of kaempferol in different seeding dates showed that October 1(0.074 7%)> October 21(0.073 7%)> March 20 of the next year (0.052 7%)> November 10(0.045 0%).Therefore,in the case of crops rotation allowed,as far as possibly choosing autumn seeding in Henan province.The most suitable seeding date was on October 1,which had the high comprehensive benefit.
CarthamustinctoriusL.; sowing date; growth; quality
2016-08-05
信阳农林学院校内青年基金项目(201201008);国家“三区”科技人才项目(30800626);河南省高等学校重点科研项目(16A360009)
扶胜兰(1988-),女,河南新县人,讲师,硕士,主要从事药用植物资源与栽培研究。E-mail:fsl.6728@163.com
*通讯作者:高致明(1960-),男,河南南召人,教授,主要从事药用植物资源与栽培研究。E-mail:gaozhiming672@sohu.com
S567.53
A
1004-3268(2017)02-0091-06