镁螯合肥对当归生长、产量及品质的影响

刘莉莉， 晋小军， 贾袭伟

(甘肃农业大学农学院，甘肃省中药材规范化生产技术创新重点实验室，甘肃 兰州 730070)

当归是伞形科植物当归Angelicasinensis(Oliv.)Diels的干燥根[1]，始载于《神农本草经》[2]，它作为常用妇科之要药，具有活血补血、调经止痛、润肠通便的功效，素有“十方九归”之美誉[3-6]，主产于甘肃岷县及周边地区，并以“岷归”著称[7]。近年来，当归需求量显著增加，但因道地性所限，盲目扩大栽培面积存在较大风险。

施肥是有效促进植物生长和提高产量质量的主要途径，施肥种类及用量的选择对药材产量品质影响至关重要。杨少华[2]等研究氮磷钾施肥量对当归产量的影响，马中森等[8]研究轮作周期及新型肥料对当归抗病性、产量及品质的影响，席旭东等[9]研究硒元素对当归产量质量的影响。目前对当归施肥的研究大多集中在氮磷钾，而鲜有中、微量元素的报道。

螯合肥是指螯合剂与植物所需的微量元素制成的肥料，常见的有螯合镁、锌、铁、锰、铜等[10]。传统施肥以农家肥和化肥为主，其用量大、肥效利用率低、污染环境，而螯合肥稳定性强，不仅能促进作物养分吸收平衡，提高作物产量品质，提高肥料利用率，还可减少环境污染和保证作物安全[10-11]。镁元素作为植物生长发育所必需的元素，在植物光合作用及新陈代谢、营养物质的合成中都具有显著的促进作用[12]。因此，本实验研究镁螯合肥对当归生长及产量品质的影响，以期为当归的进一步发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试种苗 当归种苗购于岷县育苗专业户，选取根部细长、粗细均匀、无机械损伤、无病害、无腐烂、表皮光滑、直径3～5 mm，根长4～6 cm者作为播种材料，经甘肃农业大学晋小军研究员鉴定为伞形科植物当归Angelicasinensis(Oliv.)Diels的干燥根。

1.2 试剂与肥料 藁本内酯(批号DST191015-007，纯度98%)、阿魏酸(批号DST191029-001，纯度98%)对照品均购自成都德思特生物技术有限公司；乙二胺四乙酸二钠镁盐(螯合镁含量≥5.8%，简称镁螯合肥)购自郑州银之海化工产品有限公司。甲醇为色谱纯(北京迪科马科技有限公司)；70%乙醇、甲苯、稀盐酸、乙腈、1%乙酸为分析纯。

1.3 仪器 GZX-GF101-4BS-Ⅱ电热恒温鼓风干燥箱(上海跃进医疗器械有限公司)；SPAD-502叶绿素测定仪(日本Konica Minolta公司)；LI-6400便携式光合仪(北京力高泰科技有限公司)；ACQUITY Arc高效液相色谱仪(美国Waters公司)。

1.4 试区 本实验在甘肃省渭源县麻家集镇塄坎村进行，当地为当归核心分布区域，属于高寒阴湿气候。试验地前茬为黄芪，0～30 cm土层土壤中含有机质24.66 g/kg、全氮1.3 g/kg、有效磷16.14 mg/kg、速效钾112.8 mg/kg、pH值为7.9；土壤为黑垆土，土地疏松，土层深厚，排水良好。

1.5 设计 采用单因素随机区组设计，小区面积为15 m2(3 m×5 m)，用40 cm宽黑色地膜覆盖，株行距为15 cm×30 cm，每小区种植6行当归，小区间距为90 cm，设置4个浓度，重复3次，见表1。播种前整地并施入充分腐熟的农家肥3吨，在2019年5月30日对当归试验田喷施4个浓度镁螯合肥，然后于6月20日首次观察当归植株长势，测定地上、地下部分生长指标，每次测定10株，此后每30 d测定1次，直至10月20日。喷施时间选择在天气晴朗、无风或微风的上午或下午，每次喷施量为900 kg/hm2，对照喷施等量清水。

表1 镁螯合肥喷施方式

1.6 指标检测

1.6.1 光合特性 通过光合仪和叶绿素测定仪分别测定当归光合指标和当归叶片SPAD值，每组随机选择10株，每株测定10片叶片，取平均值。

1.6.2 产量 在当归采收后测定当归根鲜、干重，以小区计算当归产量。

1.6.3 株高 采用直尺测量植株地面至最高叶片的高度。

1.6.4 茎粗 采用游标卡尺测定最粗叶柄基部距地面1 cm处的直径。

1.6.5 根粗 采用游标卡尺测定最粗根处的直径。

1.6.6 根长 采用直尺测量当归根部的长度。

1.6.7 挥发油、醇溶性浸出物、水分、总灰分、酸不溶性灰分 根据2020年版《中国药典》方法[1]进行测定。

1.6.8 HPLC法测定阿魏酸、藁本内酯含量

1.6.8.1 对照品溶液制备 精密称取阿魏酸、藁本内酯对照品适量，置于棕色量瓶中，70%甲醇定容，即得。

1.6.8.2 供试品溶液制备 取药材粉末(过3号筛)约0.2 g，精密称定，置于具塞锥形瓶中，精密加入70%甲醇20 mL，密塞，称定质量，加热回流30 min，放冷，70%甲醇补足减失的质量，摇匀，静置，取上清液，滤过，取续滤液，即得。

1.6.8.3 色谱条件 Waters Symmetry® C18色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流动相乙腈(A)-1%乙酸(B)，梯度洗脱(0～8 min，38%～90%A；8～12 min，90%～38%A；12～14 min，38%A)；体积流量1.0 mL/min；柱温30 ℃；检测波长323 nm；进样量10 μL。理论塔板数按阿魏酸峰计，应不低于5 000，色谱图见图1。

1.6.8.4 线性关系考察 将“1.6.8.1”项下对照品溶液依次稀释至80、40、20、10、5 μg/mL，在“1.6.8.3”项色谱条件下进样测定。以对照品进样量为横坐标(X)，峰面积为纵坐标(Y)进行回归，结果见表2，可知各成分在各自范围内线性关系良好。

表2 各成分线性关系

2 结果

2.1 镁螯合肥浓度对当归株高和茎粗的影响 由表3～4可知，当归株高在7月至8月增幅较大，但由于当地8月至9月降水较多，当归地上部分生长减弱，部分枝叶脱落所致，8月后出现增长转折点，株高呈下降趋势；茎粗一直在增加，10月达到最大值；7月至8月M2喷施浓度的当归株高和茎粗高于其他处理，在生长后期M2与M1、M3差异不显著，但与CK、M4仍存在显著差异，这可能是因为M4喷施浓度太低而效果不明显，M1因浓度太高对当归株高和茎粗增长有轻微的抑制作用；在整个生长期内，CK与M4喷施浓度差异不显著，CK最小，依次为M2>M3>M1>M4>CK，M2较M1、M3、M4、CK株高的最大值分别高出2.9%、1.5%、7.0%、13.9%，M2较M1、M3、M4、CK茎粗的最大值分别高18.2%、12.3%、22.9%、20.9%。

表3 镁螯合肥浓度对当归株高的影响

表4 镁螯合肥浓度对当归茎粗的影响

2.2 镁螯合肥对当归根长和根粗的影响 由表5～6可知，根长和根粗在7月至8月增幅最大，9月后增幅变小；6月、8月当归根长除M2与M3喷施浓度差异不显著外，M2显著大于其他处理方法；10月各喷施浓度根长差异不显著，M2仅显著高于CK，说明喷施镁螯合肥对当归根伸长生长的促进作用体现在生长前期，仅加快根部伸长生长的速度，到收获期各处理根长差异并不显著；6月至7月M2喷施浓度的当归根粗显著大于CK、M1、M4处理；8月后，M2处理显著高于M4与CK，但与M1、M2、M3喷施浓度均无显著差异，M4喷施浓度可能因喷施浓度过小没有表现出明显效果，根粗大于CK，但未表现出显著性差异；各处理根长和根粗均高于对照，依次为M2>M3>M1>M4>CK。

表5 镁螯合肥浓度对当归根长的影响

表6 镁螯合肥浓度对当归根粗的影响

2.3 镁螯合肥对当归叶绿素相对含量、光合参数的影响 由表7可知，随着喷施浓度增加，叶绿素相对含量呈先升后降的趋势，各喷施浓度组叶绿素相对含量均高于对照组，以M2最高，CK最低，而且M2较CK、M1、M3、M4分别高出18.6%、13.7%、8.3%、16.4%，叶绿素相对含量依次为M2>M3>M1>M4>CK；不同处理净光合速率变化与叶绿素相对含量变化规律一致，除M3外，M2显著高于其他喷施浓度，为5.85 μmol/(m2·s)，M1、M4、CK之间差异不显著；M2较CK、M1、M3、M4分别高出63.0%、45.2%、20.6%、59.8%，M2喷施浓度植株净光合速率最高，M3次之；各处理间蒸腾速率无显著性差异；各处理间气孔导度依次为M2>M3>M1>M4>CK，喷施不同浓度镁螯合肥对植株叶片气孔导度均有不同程度的增加，以M2、M3处理较高，CK、M4较低；不同处理对叶片胞间CO2浓度变化无显著差异。

表7 镁螯合肥对当归叶绿素相对含量、光合参数的影响

2.4 镁螯合肥对当归产量、品质的影响

2.4.1 产量 由表8可知，随着镁螯合肥喷施浓度增加，当归鲜、干产量均呈现出先升后降的趋势，并且影响显著；各喷施浓度组当归鲜产量差异显著，依次为M2>M3>M1>M4>CK，其中M2鲜产量最高，可达24 163.84 kg/hm2，折干率达68.11%，CK鲜产量最低为15 780.17 kg/hm2，折干率为66.28%，说明M2为镁螯合肥最佳喷施浓度，并且喷施浓度过高或过低都会显著影响当归鲜产量；不同喷施浓度对当归干产量的影响规律与鲜产量一致，M2最高，为7 704.79 kg/hm2，较CK、M1、M3、M4分别高出44.8%、25.3%、23.0%、49.3%。

表8 镁螯合肥对当归产量的影响

2.4.2 品质 由表9可知，不同喷施浓度对当归水分影响显著，依次为M4>M1=M3>CK>M2，其中M4最高，为6.7%，M2最低，为6.2%，M1、M4之间差异不显著，分别为6.6%、6.7%；不同喷施浓度下当归总灰分、酸不溶性灰分含量变化规律与水分一致，均表现为CK>M4>M1>M3>M2，其中M4、M1之间差异不显著，其余均有显著差异，M2最低；随着喷施浓度增加，醇溶性浸出物含量呈先升后降的趋势，依次为M2>M3>M1>CK>M4，其中M2最高，为64.3%，较M1、M3、M4、CK分别高出2.1%、1.6%、5.1%、4.9%，M4与CK、M1与M3之间差异不显著；随着喷施浓度增加，挥发油含量呈先升后降的趋势，依次为M2>M3>M1>M4>CK，其中M2最高，为0.593 3%，较M1、M3、M4、CK分别高出21.34%、14.44%、22.47%、29.77%，M1与M3之间差异不显著，其余均有显著差异；不同喷施浓度下阿魏酸、藁本内酯含量变化规律与醇溶性浸出物含量一致，其中M2最高，阿魏酸含量较CK、M1、M3、M4分别高出24.5%、17.6%、5.8%、18.7%，藁本内酯含量分别高出13.0%、7.7%、1.8%、7.7%。

表9 镁螯合肥对当归品质的影响

3 讨论与结论

当归叶面喷施不同浓度的镁螯合肥时，各指标影响程度依次为800倍>1 200倍>400倍>1 600倍>清水；随着喷施浓度增加，各项指标均呈现出先升后降的变化趋势，其中喷施800倍时不仅可显著促进当归地上部分生长，同时能显著影响当归产量品质。王锋堂等[13]报道，钙肥、镁肥、锌肥作为植物生长必须营养元素对槟榔果的坐果、产量及内含物质量都有显著的影响；唐静[14]发现，增施中微肥能显著提高甘薯产量，提高可溶性糖含量，降低甘薯藤磷含量；杨苞梅等[15]研究表明，适量增施钾肥、钙肥、镁肥有利于香蕉植株的生长发育，促进叶片叶绿素的合成，提高叶片净光合速率，从而有效提高叶片光合作用能力，且适量增施钾肥、镁肥能降低叶片抗氧化酶活性及膜脂过氧化强度，从而有效延缓叶片衰老。由此可见，在施用化肥的同时增施中微量元素肥料对当归产量产生较大影响，可实现该药材优质高产的市场需求，有利于提高经济效益，具有很大的推广应用价值。