基金项目:卷丹百合标准化种植关键技术研究
基金:安徽省重点研究发展项目(1804a07020104)资助。
黄
卷丹百合。是百合科多年生草本植物,不仅具有观赏价值,还具有食用和药用价值。其鳞茎具有润肺止咳、镇静、抗炎、免疫调节和抗抑郁的作用。卷丹百合是野生种的天然三倍体,具有一定的抗热抗旱性,在安徽、江西、湖南、湖北和东北等地广泛栽培。卷丹百合鳞茎中常见的化学成分主要分为基础营养成分和生物活性成分,如淀粉、氨基酸、蛋白质、皂苷、多糖和黄酮类化合物。
研究表明,药用百合的主要有效成分是百合甾体皂苷和多糖。百合多糖和皂甙在预防肿瘤、清除自由基和活性氧、调节血糖、增强免疫功能等方面具有重要作用。百合皂苷和多糖的含量已成为检测百合品质的重要指标。但随着种植年限的增加,百合鳞茎退化严重,根腐病、炭疽病等病害加重,影响了百合种植的整体水平。生产中存在不重视品种选择、种子处理、科学选地施肥,而忽视管理的现象。盲目、不科学用药导致百合农药残留超标的隐患依然存在,导致百合产量、品质和生产效益下降,严重影响百合的经济性状和发展。
近年来,对卷丹百合的研究主要集中在组织培养和快速繁殖、病害防治、栽培技术、营养成分和活性成分的研究等方面。然而,关于鳞茎大小、施肥量和栽培密度对卷丹百合产量和营养成分影响的报道很少。鉴于此,作者对卷丹百合的物候期及不同种植因子(鳞茎分类、种植密度、种植方式和基肥用量)进行了研究,以期为卷丹百合的规范化种植和高产优质栽培的关键技术体系提供理论依据。
1材料和方法
1.1材料及其测试地点
栽培品种为卷丹百合,试验地点为安徽省金寨县大畈村百合种植基地。土壤是疏松的沙壤土。
1.2方法
1.2.1物候期划分物候期观测:在安徽省六安市金寨县大畈村百合种植基地,从播种到地上部自然死亡的过程中,每隔5天观测一次,记录其生长状态;每2天观察一次花期,记录开花数。记录物候各指标的时间。
1.2.2种植方法(1)种植条件的设置。根据当地实际种植情况,试验以种球分级、种植密度、种植方式和基肥施用量为因子,每个因子取三个水平。考虑到不同因素A×B、A×C、A×D、B×C、B×D之间可能存在的交互作用,具体因素和水平见表1。采收后,记录卷丹百合的产量,并测定多糖和皂苷的含量。(2)种植管理条件的设置。播种时间为11月5日,收获时间为次年9月15日。种植后定期进行田间管理,及时摘芽打顶,每亩追肥10 ~ 15公斤。基肥和追肥为45%硫酸钾复合肥。
1.2.3多糖的提取和测定:将百合鳞片干燥(40℃),粉碎(60目筛)得到供试品粉末,用95%乙醇回流2小时脱脂。以脱脂百合为原料,在料液比1:20、提取温度70℃、提取时间40 min的条件下提取百合多糖。离心去除可溶性淀粉(4000 r·min-1,20 min),上清液浓缩至原体积的1/4(65℃,0.08 MPa),4℃乙醇沉淀过夜。收集离心沉淀(4000 r·min-1,10 min)并干燥至恒重,得到百合多糖粗品。苯酚-硫酸法测定多糖含量。
1.2.4皂苷的提取和测定:百合粉用80%乙醇回流3小时,重复3次,合并提取液。提取液用尼龙布过滤除去杂质,然后在60℃、0.08 MPa下减压浓缩,进一步除去残留的乙醇,直至无醇味,提取液干燥至恒重,得到百合总皂苷。香草醛-高氯酸比色法测定皂素含量。
表1测试因素和水平
2结果和分析
2.1物候学的划分
卷丹百合的生长发育阶段可分为8个阶段:萌芽期、展叶期、现蕾期、初花期、盛花期、终花期、枯萎期和果实成熟期(表2)。其中,萌芽期、展叶期、现蕾期和初花期以5% ~ 15%的种群进入物候期的时间为基准,盛花期以40% ~ 50%为基准,终花期和萎凋期以70% ~ 80%为基准。
2.2不同处理条件对卷丹净产量、多糖和皂甙含量的影响。
图1显示不同条件下百合的净产量、多糖和皂苷含量存在显著差异。各处理的百合净产量范围为11133.53~24465.8kg·hm-2,最高的是组合27,其次是组合18和组合8,最低的是组合1。多糖含量在60.5 ~ 87.5mg·g-1之间,组合25含量最高,组合27次之,组合3含量最低,为65mg·g-1。皂苷含量范围为112.83 ~ 235.87μg·g-1,组合17含量最高,组合11和组合4次之。
表2卷丹百合物候期的划分
2.3种植方法研究
2.3.1不同种植因子对卷丹百合净产量的影响由表3可见,其范围为R c >:R B gt;R BD gt研发 gtR AD gtR AC gtR AB gtR A gtr,所以各因素的主次关系是C >;B gt;BD gtD gtAD gtAC gtAB gtA gt公元前200年.其中,种植方式对卷丹净产量的影响显著,即种植方式最重要,其他因素以及不同因素的交互作用对卷丹净产量的影响不显著,即交互作用可以忽略。根据K值和最优水平的组合选择原则,因子C为主因子,应选择其最优水平C3;因素B为次要因素,选择水平较好的B3。因子D和A对百合净产量的影响较弱,因此可以选择任何水平。同时,结合不同组合的百合净产量统计分析结果,最佳组合为A3B3C3D1,百合净产量为24465.8kg·hm-2。因此耕种帮建议栽培岗建议,提高卷丹百合净产量的最佳方案为:选择大型种球,种植密度为4 500kg·hm-2,垄上覆膜种植,基肥施用量为225kg·hm-2。
图1不同处理条件下卷丹百合的净产量(a)、多糖(b)和皂苷含量(c)。
表3不同种植因子对卷丹百合净产量的影响
注:*表示在0.05的水平上有显著差异。下同。
不同种植因子对卷丹百合多糖含量的影响
表5因子b和因子d的搭配
2.3.2不同种植因子对卷丹有效成分含量的影响。卷丹中多糖和皂苷的含量已成为检测卷丹质量的重要指标。根据表4,范围R BD >:R AD gt;R AB gtR BC gt研发 gtR C gtR A gtB gt;r,所以各因素的主次关系为BD >;AD gtAB gtBC gtD gtC gtA gtB gt;交流.方差分析结果表明,各因素对多糖含量影响不显著,但B×D的交互作用接近0.05,说明栽培密度和基肥施用量的交互作用对卷丹多糖产量也有一定影响。从两个因子B×D在不同组合下的数据平均值(表5)可以看出,B3D2是因子B和D的最佳组合。
不同组合百合多糖含量的统计分析表明,最佳组合为A3B3C1D2,百合多糖含量为87.5mg·g-1。表6显示范围Rb >:R A gt;R AC gt研发 gtR AD gtR AB gtR C gtR BD gtr,所以各因素的主次关系是B >;A gtAC gtD gtAD gtAB gtC gtBD gt公元前200年.其中,栽培密度对卷丹百合皂苷含量的影响显著,即栽培密度对皂苷的积累最为重要。种球大小的影响不显著,但接近0.05,说明种球大小对皂苷含量有一定影响。种植方式、基肥用量及不同因素间无显著交互作用,即对皂素含量影响不大。根据K值,因子B为主要因子,应选择其最佳水平B3;因子A是次要因子,选择较好的水平A2、因子C、因子D对百合皂苷含量影响不大,可以选择任意水平。根据试验结果,在27组皂苷正交试验中,第17组皂苷含量最高,为235.87μg·g-1。促进皂苷积累的最佳组合是A2B3C2D2。
通过对实验产量和活性成分(多糖和皂苷)含量的对比分析,得出卷丹百合的最佳种植技术组合。结果表明,提高百合净产量的最佳组合是A3B3C3D1,即第27组正交试验。该组合的多糖和皂苷含量分别为86.4mg·g-1和204.19μg·g-1,与最佳组合相比差异不大(P
不同种植因子对卷丹百合皂苷含量的影响
3讨论和结论
物候可以反映植物的生长发育节律,了解其生长发育特点可以为规范化种植提供依据。本研究对卷丹百合进行了为期一年的跟踪观察,并建立了分级标准。将其物候期分为萌发期、展叶期、萌芽期、初花期、盛花期、终花期、枯萎期和果实成熟期8个阶段,为研究卷丹百合的物候特征提供了科学依据。
在卷丹种植过程中,品种选择、水肥控制、种植密度等因素对产量和有效成分含量有显著影响。结果表明,大鳞茎(d ≥ 5 cm)的百合净产量最高,较小的鳞茎不利于百合前期的营养生长,在一定程度上影响了百合中后期的生长,降低了产量。种植密度为4500kg·hm-2时,百合的净产量、多糖和皂甙含量最高。种植密度为3000kg·hm-2和3750kg·hm-2时,光能、水分和养分没有得到充分利用,净产量下降。不同基肥的施肥量对百合的净产量和有效成分含量没有显著影响,因此从经济角度考虑,选用225kg·hm-2。垄作和透膜覆盖的百合净产量和皂甙含量最高,多糖含量三种种植模式间差异不显著。带透气膜的垄作覆盖可以保持水和空气的渗透性,减少百合生长后期CO 2的积累,由于土壤容重的降低,促进根系的吸收,有利于增产。2012年永安市种植的卷丹百合平均产量为19875kg·hm-2。2013年在胡大、安沙等镇种植,平均产量达16 125kg·hm-2。2016年丽水市采用玉米-卷丹轮作技术,卷丹鲜重达到12 900kg·hm-2。本研究结果表明,A3B3C3D1组合的产量为24465.8kg·hm-2,试验取得了较好的效果。
在卷丹百合种植基地,其物候期可分为:现蕾期3月10日,展叶期3月14日,现蕾期5月26日,初花期6月28日,盛花期7月6日,末花期7月20日,萎凋期8月21日,果实成熟期9月15日。当鳞茎直径d ≥ 5 cm,种植密度为4 500kg·hm-2,垄上覆膜种植方式,施肥量为225kg·hm-2时,卷丹百合产量高,品质好。该研究结果可为卷丹百合的规范化种植提供技术支持。
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