jocr Journal of Organic Chemistry Research 2330-5231 2330-524X beplay体育官网网页版等您来挑战! 10.12677/jocr.2024.123047 jocr-97262 Articles 化学与材料 锌肥对万寿菊产量与品质的影响
Effect of Zinc Fertilizer on Yield and Quality of Marigold
晋小军 甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州 12 09 2024 12 03 488 497 2 4 :2024 18 4 :2024 18 9 :2024 Copyright © 2024 beplay安卓登录 All rights reserved. 2024 This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 目的:探讨叶面喷施不同浓度锌肥对万寿菊生长、生理、产量及品质的影响,为其锌肥施用提供依据。方法:采用单因素随机区组设计,以清水为对照,共设6个处理,测定万寿菊生长、生理、产量和品质指标。结果:锌肥浓度为800倍液时,株高、茎粗、花径、产量、收益和CAT活性分别比对照提高6.72%、7.40%、7.27%、52.84%、57.37%和152.79%,三次采收万寿菊花的多酚、黄酮和叶黄素平均比对照增加28.87%、27.53%和33.13%。结论:叶面喷施锌肥对万寿菊生长、生理、产量和品质有显著影响。
Objective: The effects of zinc fertilizer with different concentrations on the growth, physiology, yield and quality of marigold were studied to provide scientific basis for its fertilization and cultivation. Methods: A single factor random block design was used to determine the growth, physiology, yield and quality of marigold in 6 treatments with clean water as the control. Results: When the concentration of zinc fertilizer was 800 times liquid, all the indexes were better than other treatments. Among them, plant height, stem diameter, flower diameter, yield, yield and CAT activity were increased by 6.72%, 7.40%, 7.27%, 52.84%, 57.37% and 152.79%, respectively. The polyphenols, flavonoids and lutein in marigold harvested three times were increased by 28.87%, 27.53% and 33.13% compared with control. Conclusion: Spraying zinc fertilizer on the leaf surface of Marigold has significant effects on growth, physiology, yield and quality.
万寿菊,锌肥,生长,产量,品质
Marigold
Zinc Fertilizer Growth Yield Quality
1. 引言

万寿菊(Tagetes erecta L.),又名金盏花、臭芙蓉、金盏菊、万寿灯等,菊科万寿菊属,一年生草本植物。原产墨西哥及中美洲。万寿菊花大色艳,花期长,栽培品种极多,为园林绿化的主要品种。其花和叶经干燥后可入药,具有去淤生新、补血通经和清热化痰之功效 [1] 。万寿菊花中含有丰富的天然叶黄素,常被用于眼部保健,可以预防和减缓白内障、老年性黄斑变性和视网膜神经疾病等眼部疾病 [2] ,以及因机体衰老引发的心血管硬化、冠心病和肿瘤疾病 [3] 。万寿菊具观赏、饲用、食用、环保、化妆和药用等多种价值,产业前景广阔。

在万寿菊栽培中,科学合理施肥非常重要。章志红等 [4] 研究发现0.2%氨基酸多元叶面肥苗期喷施一次,移栽后第2、4周各喷施一次能有效提高万寿菊盆花观赏品质;王立凤等 [5] 发现随着磷肥施用量的增加,万寿菊的株高、茎粗、株冠直径、单株干重呈现先升后降趋势,花期和鲜花产量与磷肥施用量呈正相关,随着氮肥施用量的增加,万寿花开花延迟,株高、茎粗、株冠直径、分枝数目、单株干重和叶绿素含量都呈现先升后降的趋势,施氮量为90 kg·hm2时,鲜花产量最高可达24 110 kg·hm2 [6] ;曾丽等 [7] 发现叶面喷施8‰浓度的复合肥对万寿菊的生长发育有着显著的促进作用,其植株生长健壮,花期提前且鲜花产量较高。

锌是许多酶的组分和活化剂,锌参与呼吸作用及多种物质代谢过程;参与光合作用,缺锌时,植物的光合效率大大降低;促进蛋白质代谢,缺锌时蛋白质合成受阻;促进生殖器官发育和提高抗逆性 [8]

有关万寿菊叶面喷施锌的研究未见报道。本试验通过不同浓度的ZnSO4·7 H2O对万寿菊进行叶面喷施,探讨锌肥对其生长、产量及品质的影响,以期为其锌肥施用提供依据。

2. 材料与方法 2.1. 试区概况

试验是在甘肃省渭源县塄坎村甘肃农业大学中药材产学研结合示范基地进行。基地位于东经103˚49'41'',北纬35˚6'47'',海拔2342 m,日照时数6~7 h,年平均气温−4℃~8℃,年降雨量700~900 mm,降水多集中在5~9月份,占全年降水量60%左右,属于高寒阴湿气候。试验地0~30 cm土层土壤有机质质量分数为24.66 g·kg−1,全氮1.3 g·kg−1,有效磷16.14 g·kg−1,速效钾112.8 mg·kg−1,有效锌0.28 mg·kg−1,pH为7.9;试验期间2022年4月至11降雨量和气温如 图1

2.2. 供试材料

供试材料为万寿菊(Tagetes erecta L.)种苗;供试肥料为ZnSO4·7 H2O (河南元之清环保科技有限公司),锌含量 ≥ 21.5%;芦丁标准品(上海源叶,B25 342,≥97%(UV))、没食子酸标准品(上海源叶,A10 011,含量97.7%)、叶黄素标准品(上海源叶,B21 485,HPLC ≥ 90%)。

Figure 1. Average daily temperature and rainfall during the 2022 trial period--图1. 2022年试验期间日平均气温和降雨量--
2.3. 试验设计

试验采取单因素随机区组设计,设置5个处理(见 表1 ),每处理重复三次,小区面积为15 m2,株行距30 × 50 cm,地膜覆盖栽培。于2022年5月3日移栽,7月6日上午喷施锌肥。其他田间管理措施相同。于8月9日、9月1日和9月23日采收3次花。

<xref></xref>Table 1. Test processing setup tableTable 1. Test processing setup table 表1. 试验处理设置表
处理

浓度

锌肥用量(Kg·hm−2)

小区用水量(Kg·15 m−2)

公顷用水量(Kg·hm−2)

T1

600倍液

1.33

1.2

800

T2

800倍液

1.00

1.2

800

T3

1000倍液

0.80

1.2

800

T4

1200倍液

0.67

1.2

800

T5

1400倍液

0.57

1.2

800

CK

清水

0

1.2

800

2.4. 测定指标

在每小区内采用五点取样法选取5株植株并标记,于7月21日、8月1日和8月13日定点跟踪测定株高和茎粗,计算平均值。

从现蕾开始,每个处理选取15个花蕾,标记,每隔一天测定,计算平均值。

每个处理随机划定1个面积为5 m2的小区,收获期间单独进行采摘花朵,称重,最后将各小区前后3次所摘鲜花重量相加,折合计算每公顷产量。收益 = 总产值 − 总成本。

于8月10日取样,使用索莱宝过氧化氢酶活性检测试剂盒(BC0205)测定CAT活性。

多酚、黄酮的测定参照郭耀东等 [9] 的方法,制备提取液:称取干燥并粉碎后的万寿菊花瓣1.0 g,在料液比1:35 (g:mL)、超声功率300 W、49℃条件下,用体积分数为81%乙醇溶液分别提取50 min。

吸取100 μL提取液置于10 mL容量瓶中,按参照方法测定吸光度,代入回归方程y = 175.0381x + 0.1161,R2 = 0.9985计算样品中多酚含量。

吸取1 mL提取液置于10 mL容量瓶中,按参照方法测定吸光度,代入回归方程y = 8.964 8x + 0.0372,R2 = 0.9978计算样品中黄酮含量。

对照品溶液:取叶黄素对照品适量,精密称定,加甲醇制成质量浓度为200 μg·mL−1的溶液,稀释成浓度分别为40、60、80、100和120 μg·mL1的溶液。以叶黄素质量浓度(μg·mL−1)为横坐标,443 nm下7.3 min时峰面积为纵坐标绘制标准曲线,得到线性回归方程y = 345.188 4x − 45.3982,R2 = 0.9891。

供试品溶液:取本品适量,粉碎,过三号筛,混匀,取约0.5 g,精密称定,置25 mL棕色容量瓶中,加1%抗坏血酸水溶液5 mL,加丙酮适量,密塞,超声处理(功率250 w,频率40 kHz) 30分钟,放冷,用丙酮定容至刻度,摇匀,滤过,取续滤液,即得。

色谱条件:以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;以甲醇–水(96:4)为流动相;柱温40℃,检测波长为443 nm。进样量10 μL。理论板数按叶黄素峰计算应不低于2500。HPLC图见 图2

Figure 2. HPLC diagram of lutein--图2. 叶黄素HPLC图--
2.5. 统计分析

使用SPSS 26进行数据处理分析,Origin 2021进行绘图。

3. 结果与分析 3.1. 锌肥对万寿菊株高与茎粗的影响

株高为最直接反映万寿菊生长状况的指标之一,将不同处理对株高的影响结果绘于 图3 。从三次测定结果整体来看,T2和T3的株高最高,且与CK差异显著;7月21日T2株高最高,为71.89 cm,显著高于T4、T5和CK,较CK增加了7.04%,8月1日T3最高,为79.38 cm,显著高于T4,T5和CK,较CK增加了8.41%,8月13日T2株高最高,为83.52 cm,显著高于T4,T5和CK,较CK增加了6.72%。各施肥处理均高于对照,说明施用锌肥能增加万寿菊株高。

注:图中不同小写字母表示不同处理间差异显著(P < 0.05),下同。--Figure 3. Effect of different treatments on plant height of marigold--

将不同处理对茎粗的影响结果绘于 图4 ,可见,各个时期均是T2茎粗最大,三次测定结果T2茎粗分别为15.21 mm、16.77 mm和17.83 mm,都显著大于CK,较CK分别增粗了13.84%、12.10%和7.4%。处理间茎粗有随着锌肥浓度增大而先增大后减小的趋势。

3.2. 锌肥对万寿菊花蕾及花直径的影响

将7月22日至8月30日的各处理花蕾及花直径生长动态绘于 图5 ,可见,7月30日之前增长缓慢,7月30日之后迅速增长,到8月9日慢慢变缓,到8月21日左右增长到最大值,之后开始萎缩,枯萎。各处理花径增长到最大时,T2增长最多,为100.40 mm,比CK多9.60%,且T2的花径最大,为110.56 mm,比CK增加7.27%。

3.3. 锌肥对万寿菊CAT活性的影响

过氧化氢酶是过氧化物酶体的标志酶,约占总量的40%,在植物生长发育和胁迫响应中起着十分重要的作用。将不同浓度锌肥对CAT的影响绘于 图6 ,可见,各处理与CK差异显著,其中T2的CAT活性最高,为160.55 U·g1,比CK高152.79%。锌肥对万寿菊CAT活性的影响随浓度增加先升后降。

Figure 4. Effect of different treatments on stem thickness of marigold--图4. 不同处理对万寿菊茎粗的影响-- Figure 5. Effect of different treatments on flower bud and flower diameter of Marigold--图5. 不同处理对万寿菊花蕾及花直径影响-- Figure 6. Effect of different treatments on CAT activity of marigold--图6. 不同处理对万寿菊CAT活性的影响--
3.4. 锌肥对万寿菊产量及收益的影响

将不同处理万寿菊的产量及收益列于 表2 可见,随着锌肥浓度梯度增加,万寿菊产量呈先增后减的趋势,不同处理间产量差异显著,表现为T2 > T1 > T3 > T4 > T5 > CK,T2比CK增产,试验表明T2为最佳喷施浓度,喷施浓度过高或过低都不利于产量最大化。

<xref></xref>Table 2. Yields and revenue of different treatmentsTable 2. Yields and revenue of different treatments 表2. 不同处理的产量及收益
处理

产量(kg·hm2)

成本(yuan·hm2)

收益(yuan·hm2)

CK

24535.33 ± 1054.53e

9050

17,939

T1

35352.63 ± 916.59b

9058

29,830

T2

37498.60 ± 773.92a

9056

32,192

T3

34660.43 ± 1632.56b

9055

29,071

T4

31439.00 ± 955.93c

9054

25,529

T5

29047.37 ± 573.27d

9054

22,898

注:覆膜成本600 yuan·hm2,锌肥成本6.32 yuan·kg1,种苗成本1 450 yuan·hm2,人工成本7 000 yuan·hm2,万寿菊售价1.1 yuan·kg1

3.5. 锌肥对万寿菊品质的影响

将不同处理对多酚含量的测定结果绘于 图7 。三次采收的测定结果中,均为T2多酚含量最高,三次测定结果分别为62.14 mg·g1、66.97 mg·g1和65.18 mg·g1,分别比同采收批次的CK的多21.53%、43.28%和21.80%。第一次采收的各处理多酚含量之和比第二次和第三次采收的低。各处理多酚含量均高于同时期的CK,说明施用锌肥能增加万寿菊多酚含量。

Figure 7. Effect of different treatments on polyphenol content of marigold--图7. 不同处理对万寿菊多酚含量的影响--

将测得的吸光度值,代入回归方程计算样品中黄酮含量,计算过程中考虑不同稀释倍数,将处理对黄酮含量的影响结果绘于 图8 。三次采收的测定结果中,均为T2黄酮含量最高,三次测定结果分别为73.65 mg·g1、81.37 mg·g1和81.24 mg·g1,分别比同采收批次的CK的多23.33%、23.49%和35.76%。各处理黄酮含量都显著高于同时期CK。第二次采收的各处理黄酮含量之和最大,其次是第三次。

Figure 8. Effect of different treatments on flavonoid content of marigold--图8. 不同处理对万寿菊黄酮含量的影响--

将供试品测得的峰面积,代入回归方程计算样品中叶黄素含量,计算过程中考虑不同稀释倍数,将处理对叶黄素含量的影响结果绘于 图9 。三次采收的测定结果中,均为T2处理叶黄素含量最高,三次测定结果分别为6.8 mg·g1、8.7 mg·g1和6.9 mg·g1,分别比同采收批次的CK的多28.30%、24.29%和46.81%。各处理叶黄素含量都比同时期CK的高。第二次采收的万寿菊各处理叶黄素含量比第一次和第三次采收的高。

Figure 9. Effect of different treatments on lutein content of marigold--图9. 不同处理对万寿菊叶黄素含量影响--
4. 讨论

施用锌肥可在一定程度上促进作物的生长发育。锌离子(Zn+)是乙醇脱氢酶、谷氨酸脱氢酶和碳酸酐酶等的组成成分之一。缺锌植物失去合成色氨酸的能力,而色氨酸是吲哚乙酸的前身,因此缺锌植物的吲哚乙酸含量低。锌是叶绿素生物合成的必需元素。锌不足时,植株茎部节间短,呈莲丛状,叶小且变形,叶缺绿 [10] 。颉敏华等 [11] 研究表明,锌通过增大叶片的气孔导度,增加胞间CO2浓度,降低气孔限制来提高净光合速率,通过提高CA活性来提高叶片的羧化能力和光合能力。株高和茎粗是植株生长发育状况最直观的反应,蒋曦龙等 [12] 研究表明叶面喷施适量锌肥有利于提高玉米株高和茎粗,侯广欣等 [13] 研究表明施用锌肥能提高番茄植株的株高、茎粗。施用锌肥可提高万寿菊株高与茎粗,但与杨克军等 [14] 的施用锌肥对玉米的生长发育影响的试验结果相似,锌肥施用量过多会导致万寿菊株高和茎粗增长受到不同程度的抑制。李春牛等 [15] 研究发现锌肥能提高茉莉花花径,李欣欣等 [16] 研究表明,与对照相比,锌肥处理下的单株生殖器官干物质质量提升效果显著,本试验也表明锌肥能提高万寿菊花径,增加万寿菊花鲜重,这也证明了锌对繁殖器官形成和发育起重要作用 [8] 。CAT是植物体内重要的抗氧化酶,其活性对植物维持细胞自由基平衡,对防止自由基毒害起重要作用。孙莲强等 [17] 研究表明施用锌肥能够提高花生叶片抗氧化酶活性,减轻膜脂过氧化及活性氧自由基对细胞造成的伤害;熊先清等 [18] 研究表明锌肥可以提高豆芽总多酚和黄酮的含量,牛惠杰等 [19] 研究表明施用锌肥能提高梨枣果实中总黄酮含量,且叶面喷施处理的总黄酮含量普遍高于土壤施肥处理,程羽等 [20] 研究表明锌处理能增加金钗石斛茎中的多酚含量;都与本试验结论相契合。

施用锌肥能在一定程度上对万寿菊的生长发育和品质提升有积极作用。积极作用效果随着锌肥浓度的增大而先增强后减弱,本试验中,锌肥最佳施用量为800倍液(溶液喷施量为800 kg·hm2)。

基金项目

药用植物新品种引进筛选与示范推广(GAU-XCZX-2023-01);甘肃省现代农业产业技术体系中药材加工与储藏岗位项目(GARS-ZYC-2);甘肃主产中药材产业技术研究与示范(701-0722070);特色中药材新品种引进与示范(701-0722069)。

NOTES

*通讯作者。

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