Effects of fertilization at different growth stages on yield and quality of Fritillaria thunbergii

‘浙贝3号’种鳞茎选自浙江省宁波市章水镇浙贝母栽培种植基地。2021年10月15日选取质量为(6.86±0.92) g，直径为(2.83±0.23) cm，高度为(2.05±0.31) cm，完好健壮的种鳞茎种在直径25 cm，高25 cm的纺布袋花盆中。盆中土壤由沙土与腐殖土混合均匀，质量比为1∶1，每盆质量约8 kg，基本理化性质：pH 7.60~7.70，全氮为(2.50±0.02) g·kg⁻¹，有效磷为(66.78±1.33) mg·kg⁻¹，速效钾为(26.36±0.60) mg·kg⁻¹，有机质为(16.16±0.39) g·kg⁻¹。

盆栽试验每盆均匀种4个鳞茎，分基肥、种肥、腊肥、苗肥、花肥5个时期施肥，依次少施1种肥料，并设置施全肥对照和空白对照，共7组：组1，缺基肥(缺失时间2021年10月15日)；组2，缺种肥(2021年10月15日)；组3，缺腊肥(2021年12月15日)；组4，缺苗肥(2022年3月5日)；组5，缺花肥(2022年3月25日)；组6，全肥；组7，无肥。每组12盆。每盆施用量根据《浙贝母绿色生产技术规范》^[6]换算，‘浙贝3号’种植行距约19 cm，株距约19 cm，排除沟壑田垄等占用面积，1 hm²种鳞茎约24万株，计算平均值得到每盆4株施肥量：基肥(商品有机肥100 g·盆⁻¹)，种肥(商品有机肥50 g·盆⁻¹，钙镁磷肥10 g·盆⁻¹)，腊肥(氮磷钾复合肥3 g·盆⁻¹)，苗肥(氮磷钾复合肥6 g·盆⁻¹，硫酸钾1 g·盆⁻¹)，花肥(尿素1 g·盆⁻¹，硫酸钾1 g·盆⁻¹)。浇水、摘花打顶等栽培管理措施按技术规范实施。有机肥(质量分数有机质≥45%，氮磷钾≥4%)，钙镁磷肥(质量分数五氧化二磷≥12%，氧化钙≥20%，氧化锰≥3%，二氧化硅≥10%，pH为7~10)，氮磷钾复合肥(质量分数氮≥15%，五氧化二磷≥15%，氧化钾≥15%)，尿素(氮质量分数≥46%)。

于‘浙贝3 号’不同生育期天气晴朗的10: 00，选择每组中长势中等的1盆，挖出所有单株，测定形态指标，分别取健康叶片和鳞茎用于测定。

5月上旬倒苗后，挖出鳞茎，去除残留地上部分、杂质、泥土，洗净。统计每盆中鳞茎总鲜质量，切片，60 ℃烘干，记录总干质量，计算折干率。制备样品粉末，过3号筛备用。

醇浸出物和贝母素甲、贝母素乙检测参考郎晓平^[10]等的方法。

每组以有50%单株幼苗的芽尖出土日期记为出苗时间，以有10%单株开花日期记为始花时间，以有50%单株主杆枯黄日期记为倒苗时间。以有单株芽尖出土到全部单株芽尖出土时间段记为出苗期，以有单株开花到有单株主杆枯黄时间段记为花期，出苗期到花期之间时间段记为苗期，花期之后到采收前时间段记为倒苗期。株高为鳞茎到主杆顶部生长点长度，叶片长宽为基部倒数第3对叶片长宽。将植株洗净擦干，从主杆底部剪开，去除须根，分别称取地上部分鲜质量和地下部分鲜质量。

叶绿素相对含量用SPAD叶绿素计测定，每株选择顶端向下第4片叶。可溶性糖质量分数用硫酸苯酚法测定。丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性根据试剂盒说明书测定。另测定鲜品含水量，折算干质量。

称取适量植物组织，加浓硫酸、过氧化氢，380 ℃消煮2 h，定容至100 mL作为待测液测定氮磷钾。氮质量分数用半微量凯氏定氮法。磷质量分数用钼锑抗比色法。钾质量分数用原子吸收光谱法^[11]。

采用Excel 2016和SPSS 26.0进行数据统计分析，运用单因素方差分析法(ANOVA)和多重比较法(Duncan)进行差异显著性分析，运用皮尔逊法(Pearson)计算相关系数。

由表1可见：缺基肥、种肥、腊肥处理的总鲜质量、总干质量、折干率与全肥处理相比均无显著差异；缺苗肥、花肥处理相比全肥处理总鲜质量分别显著降低16.44%、19.08%(P＜0.05)，总干质量分别显著降低19.15%、21.58% (P＜0.05)。可见，缺失基肥、种肥、腊肥对‘浙贝3号’鳞茎质量无显著影响，不会造成减产；缺失苗肥、花肥会显著降低鳞茎质量，造成减产。

不同施肥处理组的新生鳞茎醇浸出物质量分数为17.08%~18.24%，均无显著差异。缺基肥、种肥、腊肥处理下，贝母素甲与贝母素乙质量分数总量略低于全肥处理，但均无显著差异；缺苗肥、花肥处理相比全肥处理分别显著降低了30.76%、15.38% (P＜0.05)，其中贝母素甲质量分数分别降低了30.55%、12.96%，贝母素乙质量分数分别降低了34.78%、26.08% (P＜0.05)(图1)。可见，缺失基肥、种肥、腊肥对‘浙贝3号’品质无显著影响，缺失苗肥、花肥会显著降低‘浙贝3号’生物碱质量分数，影响品质。

Figure 1.  Characteristics of quality indexes of newborn bulb of ‘Zhebei 3’ in different treatment groups during harvesting stage

由表2可见：相比全肥处理，缺基肥、种肥、腊肥处理的出苗时间分别推迟6、5、5 d，苗期株高分别显著降低了14.5%、12.5%、10.6%(P＜0.05)，地上部分鲜质量分别显著降低了29.6%、23.3%、26.4%(P＜0.05)。缺基肥、种肥、腊肥处理的花期株高、地上部分鲜质量略低于全肥处理，且均无显著差异。缺基肥、种肥、腊肥处理的倒苗期株高、地上部分鲜质量、地下部分鲜质量与全肥处理均无显著差异，倒苗时间分别提前2、3、3 d。

相比全肥处理，缺苗肥处理的苗期各项形态指标均无显著差异；花期叶片长度降低了17.9%、宽度降低了12.2%，地上部分鲜质量降低了30.5%，均有显著差异(P＜0.05)；倒苗时间提前7 d，地上部分鲜质量降低了70.6%，地下部分鲜质量降低了27.1%，均有显著差异(P＜0.05)。

相比全肥处理，缺花肥处理的花期和倒苗期各项形态指标均无显著差异，倒苗时间提前了2 d，可能由于在花期‘浙贝3号’形态生长已经完成，地上部分受缺肥影响较小，但是地下部分鲜质量显著降低了22.1%(P＜0.05)。

由表3可见：在苗期，缺基肥、种肥、腊肥处理的叶片可溶性糖质量分数、叶绿素相对含量显著低于全肥处理(P＜0.05)，缺苗肥、花肥处理与全肥处理无显著差异。在花期，缺基肥、种肥、腊肥、花肥处理的叶片可溶性糖质量分数、叶绿素相对含量低于全肥处理，但无显著差异，缺苗肥处理的叶片可溶性糖质量分数、叶绿素相对含量显著低于全肥处理(P＜0.05)。在苗期和花期，缺苗肥处理的叶片均是丙二醛质量摩尔浓度显著低于全肥处理、过氧化物酶活性显著高于全肥处理(P＜0.05)，缺基肥、种肥、腊肥、花肥处理的叶片丙二醛质量摩尔浓度、过氧化物酶活性与全肥处理均无显著差异。

在苗期，各处理组的新生鳞茎刚开始生长，鲜质量、可溶性糖质量分数无显著差异。在花期，缺苗肥处理的新生鳞茎鲜质量、可溶性糖质量分数最低，与全肥处理无显著差异。在苗期和花期，缺苗肥处理的新生鳞茎丙二醛质量摩尔浓度、过氧化物酶活性均最高，与全肥处理均存在显著差异(P＜0.05)，缺基肥、种肥、腊肥、花肥处理的新生鳞茎丙二醛质量摩尔浓度、过氧化物酶活性与全肥处理均无显著差异。

由表4可见：采收期鳞茎的产量、生物碱质量分数与花期叶片的叶绿素、可溶性糖、丙二醛、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶均呈极显著正相关(P＜0.01)，与过氧化物酶活性呈极显著负相关(P＜0.01)；与花期鳞茎的可溶性糖质量分数呈极显著正相关(P＜0.01)，与丙二醛质量摩尔浓度、超氧化物酶活性均呈极显著负相关(P＜0.01)。可能由于花期主要为3月下旬至4月上旬，此时气温逐渐升高，叶片受到高温、高光照强度的胁迫，积累一定量丙二醛，通过提高过氧化物酶活性响应胁迫，分解丙二醛，保护细胞膜，但是此时气温、光照条件更有利于叶片光合作用，所以采收期鳞茎的产量、生物碱与叶片丙二醛呈正相关，与过氧化氢酶活性呈负相关。

由表5可见：缺基肥、种肥、腊肥和全肥处理的新生鳞茎氮质量分数无显著差异，但显著高于其他处理和种鳞茎(P＜0.05)。缺基肥、全肥处理的新生鳞茎磷质量分数最高，显著高于其他处理(P＜0.05)，但仍比种鳞茎降低了约18%(P＜0.05)。新生鳞茎钾质量分数除无肥组，各处理之间无显著差异，显著高于种鳞茎(P＜0.05)。由鳞茎的大量元素积累特征和施肥时间可知：氮的积累主要发生在苗期和花期，磷的积累在种鳞茎萌发时就已经开始，而鳞茎钾的积累受缺肥影响不显著，可能是因为本研究中土壤钾质量分数能满足‘浙贝3号’生长发育的需要。新生鳞茎的质量普遍小于种鳞茎，可能是因为种鳞茎在栽培过程中施肥措施或肥料种类与本研究不同，说明磷吸收积累不足可能是限制本研究‘浙贝3号’鳞茎膨大的重要因素。

产量是药用植物生产过程中最直接的追求，品质则是中药疗效的保证。浙贝母生育期较短，增加施肥是人工栽培药用植物过程中提高产量和品质的重要手段，但不合理的施肥会对产量和品质造成影响^[12−14]，同时，也有研究表明：生产过程中适度减少施肥有利于提升作物品质^[15−17]。

本研究发现：出苗前缺失基肥、种肥、腊肥的处理，‘浙贝3号’植株表现为出苗晚、生长发育迟缓，但经过苗期、花期追肥，花期植株的形态指标与全肥处理均无显著差异，倒苗期‘浙贝3号’的产量和品质指标与全肥处理均无显著差异，即可适当减少出苗前基肥、种肥、腊肥的用量。缺失苗肥、花肥的处理，最终‘浙贝3号’的产量和生物碱质量分数均显著降低，所以苗期、花期是产量、品质形成的关键时期，不能减少施肥。

叶绿素相对含量影响植物的同化速率，可溶性糖作为初生代谢产物，广泛存在并参与到生物碱的合成途径中^[18]，最终以淀粉的形式储存在鳞茎中形成产量。本研究中，缺苗肥、花肥处理会导致‘浙贝3号’生长发育的差异，表现为叶绿素相对含量和可溶性糖质量分数降低，倒苗期提前，最终导致产量和品质降低。而次生代谢是一个复杂的过程，初生代谢产物不足以直接影响生物碱质量分数。一定程度的胁迫使植物细胞内活性氧积累，产生大量膜脂过氧化产物丙二醛，植物通过增加过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化酶活性，分解活性氧，防止细胞膜过氧化^[19−20]，促进物质合成更多地流向次生代谢^[21]，如遮阴条件下，重楼Paris polyphylla中重楼皂苷与丙醛、超氧化物歧化酶、过氧化物酶呈极显著负相关^[22]。本研究中，同样环境条件下，缺苗肥处理组过氧化物酶活性显著提高，鳞茎丙二醛质量摩尔浓度显著提高，且采收期产量、生物碱质量分数显著降低，表明苗期缺肥会降低抗逆性，不利于浙贝母生长发育。本研究结果与吴海平等^[23]研究毛竹Phyllostachys edulis不同部位浸提液对浙贝母生长和生理影响的结果不同，可能是由于施肥的影响大于化感作用的影响。

‘浙贝3号’对氮肥的吸收积累从春季苗期开始，对磷肥的吸收积累则更早，从冬季出苗前便开始，而对钾肥的吸收积累各时期差异不显著，因此栽培过程中应注意调整不同时期施用肥料的元素组成^[24]。全肥处理组种鳞茎的质量高于新生鳞茎，新生鳞茎的氮、钾质量分数显著高于种鳞茎，新生鳞茎的磷质量分数显著低于种鳞茎，即‘浙贝3号’对无机磷肥的吸收能力较弱，可以尝试其他形式的磷肥，以提高磷肥利用率。所以不同类型肥料施用对于浙贝母品质的影响需要进一步研究。

本研究显示：出苗前基肥、种肥、腊肥缺失处理对浙贝母鳞茎的产量、生物碱质量分数影响不显著；苗期、花期缺肥会导致浙贝母鳞茎显著减产，生物碱质量分数显著降低。不同生育期缺肥处理对浙贝母产量、品质的影响从大到小依次为苗肥、花肥、腊肥、种肥、基肥。综合分析，生育前期可以适当减少施肥；苗期和花期适当追肥有利于提高浙贝母产量，而不影响其品质。