施用硼肥對(duì)菊花生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響△

徐揚(yáng)，石子為，劉引，龔文玲，劉義梅，郭蘭萍，劉大會(huì)*

1.湖北中醫(yī)藥大學(xué) 中藥資源與中藥化學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430065； 2.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院 中藥資源中心，北京 100700

菊花是菊科植物菊ChrysanthemummorifoliumRamat.的干燥頭狀花序，為大宗常用中藥材，也是衛(wèi)生部第一批批準(zhǔn)的藥食同源的中藥材之一。菊花在全國(guó)多省均有分布，并按產(chǎn)地和加工方法不同，分為“亳菊” “滁菊” “貢菊” “杭菊”和“懷菊”。杭菊即為杭白菊，原產(chǎn)于浙江桐鄉(xiāng)及周邊地區(qū)，現(xiàn)在湖北麻城、江蘇射陽(yáng)等地均有大面積種植，其種植面積已經(jīng)超過(guò)5000 hm2，是目前全國(guó)藥用菊花栽培規(guī)模最大的品種?！吨腥A人民共和國(guó)藥典》(以下簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》)記載菊花具有疏散風(fēng)熱、清肝明目、清熱解毒的功效。硼是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素，也是植物細(xì)胞壁組成元素之一，可以促進(jìn)分生組織生長(zhǎng)，參與植物體內(nèi)碳水化合物的運(yùn)輸，并能促進(jìn)繁殖器官的正常發(fā)育[1]。潘天春[2]通過(guò)在苦蕎現(xiàn)蕾期間對(duì)其葉面噴施硼肥的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在施加適當(dāng)濃度硼肥的情況下，苦蕎葉片凈光合速率、株高、單株一次分枝數(shù)和黃酮含量均會(huì)顯著提高。王文軍等[3]通過(guò)對(duì)黃山貢菊進(jìn)行肥料盆栽實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鉀肥及鋅、硼肥對(duì)貢菊產(chǎn)量的影響遠(yuǎn)高于磷肥，而且鋅、硼肥對(duì)于總黃酮含量的影響甚至高于鉀肥。長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于菊花的施肥研究主要集中于氮、磷、鉀肥，而對(duì)于微量元素的研究較少。為此，本文研究了施加不同濃度硼肥對(duì)菊花生長(zhǎng)及其總黃酮、綠原酸、木犀草苷和3，5-O-二咖啡?；鼘幩岬然钚猿煞趾?，以及不同時(shí)期不同部位礦質(zhì)元素吸收的影響，旨在為菊花生態(tài)種植過(guò)程中科學(xué)使用硼肥提供合理的依據(jù)。

1 材料

1.1 試藥

供試菊花品種為福白菊(屬于杭菊)，母株由湖北中醫(yī)藥大學(xué)藥用植物園提供。2017年3月下旬在湖北省武漢市湖北中醫(yī)藥大學(xué)藥用植物園進(jìn)行母株分株繁殖，并進(jìn)行正常田間水肥管理。蘆丁對(duì)照品(批號(hào)：100080-201610)、綠原酸對(duì)照品(批號(hào)：110753-201716)、木犀草苷對(duì)照品(批號(hào)：111720-201609)、3，5-O-二咖啡?；鼘幩釋?duì)照品(批號(hào)：111782-201706)均購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院。

1.2 儀器

原子吸收分光光度計(jì)(北京普析A3AFG-12)；高效液相色譜儀(戴安UltiMate 3000)；AgilentXDB-C18色譜柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)。

2 方法

2.1 處理方法

實(shí)驗(yàn)采用砂培處理。5月中上旬在基地選取長(zhǎng)勢(shì)一致的杭白菊枝條浸泡在自來(lái)水中進(jìn)行饑餓處理2 d，定植時(shí)用次蒸餾水將枝條沖洗干凈。將清洗好的枝條轉(zhuǎn)移到塑料盆中，盆大小為長(zhǎng)24 cm、寬14 cm，高12 cm，每盆裝河沙3 kg，每盆定植8株枝條，定植后的15 d采用蒸餾水澆灌，15 d后采用Hoagland 和 Arnon營(yíng)養(yǎng)液(硼含量有差別)澆灌，每次澆灌250 mL，每周定期澆灌1次。試驗(yàn)設(shè)置不加硼(B00 mg·L-1，CK)、正常硼(B11.4 mg·L-1)和高硼(B27.0 mg·L-1)，3個(gè)處理。每處理4次重復(fù)。定期取樣測(cè)定。

2.2 測(cè)定方法

2.2.1干物質(zhì)的測(cè)定 杭白菊幼苗的干物質(zhì)量的測(cè)定采用烘干稱質(zhì)量法。分別取不同處理植株葉片、莖稈、根系，裝入牛皮紙信封袋中，在105 ℃烘箱中殺青30 min，然后放置在60 ℃下烘烤至恒重，再測(cè)定其葉片、莖稈、根系的干質(zhì)量。烘干的樣品分別粉碎過(guò)40目篩后，待測(cè)。

2.2.2鮮花大小、百朵鮮花質(zhì)量、折干率及產(chǎn)量的測(cè)定 在采收期測(cè)定各處理植株菊花花朵朵數(shù)、大小和鮮花產(chǎn)量，每個(gè)處理選擇3株，每株選取具有代表性的菊花5～10朵，用游標(biāo)卡尺測(cè)定菊花的花瓣長(zhǎng)、花內(nèi)徑，同時(shí)用分析天平稱得鮮花質(zhì)量，將所得質(zhì)量除以花朵數(shù)乘以100，作為菊花的百朵鮮花質(zhì)量。將采收的鮮花及時(shí)采用微波-氣流式干燥技術(shù)進(jìn)行殺青[4]，在鼓風(fēng)干燥箱50 ℃下烘至全干后稱質(zhì)量，將恒重后的菊花質(zhì)量除以所選植株株數(shù)即為菊花單株產(chǎn)量，然后將烘干樣品密封，在干燥器下進(jìn)行低溫保存待測(cè)。將菊花的干質(zhì)量除以鮮質(zhì)量即為菊花的鮮花折干率。

2.2.3礦質(zhì)元素的測(cè)定 采用原子吸收分光光度法測(cè)定鉀、鈣、鎂等元素含量，采用鉬銻抗比色法測(cè)定全磷含量，姜黃素比色法測(cè)定硼含量[5]。

2.2.4總黃酮、綠原酸、木犀草苷和3，5-O-二咖啡?；鼘幩岬臏y(cè)定 參照《中國(guó)藥典》鋁鹽在堿性條件下同黃酮生成紅色絡(luò)合物的比色法測(cè)定總黃酮[6]。精密稱取過(guò)60目的菊花粉末約0.5 g，準(zhǔn)確加入70%乙醇25 mL，稱質(zhì)量，于60 ℃條件下超聲提取30 min，稱質(zhì)量，補(bǔ)足質(zhì)量。離心，上清液即為供試品。吸取供試品提取液0.5 mL，置于50 mL 比色管中，然后加5%亞硝酸鈉溶液1 mL，搖勻放置6 min，再加10%硝酸鋁溶液1 mL，搖勻放置 6 min，最后加4% 氫氧化鈉試液4 mL，并加30%乙醇定容至刻度，搖勻放置10 min后，用空白做參比，于分光光度計(jì)510 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定其吸收度。利用蘆丁作對(duì)照品，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

參照高效液相色譜法測(cè)定菊花中綠原酸、木犀草苷、3，5-O-二咖啡酰基奎寧酸含量[7]。采用70%的甲醇作為浸提劑。稱取0.2 g過(guò)60目篩菊花粉末于50 mL磨口帶塞棕色試劑瓶中，加入25 mL 70%甲醇，稱質(zhì)量并浸泡12 h 后，在50 ℃下用超聲(功率250 W，頻率40 kHz)浸提30 min，并補(bǔ)充甲醇至原質(zhì)量，靜放1 h后過(guò)濾，將濾液經(jīng)0.45 μm微孔濾膜濾過(guò)，取濾液，密封冷藏保存待測(cè)。流動(dòng)相：0.1%磷酸鹽緩沖溶液(pH 2.65)-乙腈(80∶20)；檢測(cè)波長(zhǎng)348 nm；柱溫：30 ℃；流速1.0 mL·min-1；進(jìn)樣量5 μL。

對(duì)照品溶液的制備：精密稱取綠原酸11.61 mg、木犀草苷4.24 mg、3，5-O-二咖啡?；鼘幩釋?duì)照品6.12 mg，分別置于10 mL棕色容量瓶，加70%甲醇溶解并定容，即得對(duì)照品儲(chǔ)備液。分別精密吸取綠原酸、木犀草苷、3，5-O-二咖啡?；鼘幩釋?duì)照品儲(chǔ)備液各1 mL同置于10 mL棕色量瓶中，加70%甲醇定容，即得混合對(duì)照品溶液，將上述混標(biāo)液于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

樣品測(cè)定：提濾液以及對(duì)照品混合對(duì)照液按照上述方法進(jìn)行測(cè)定和標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。

注：A.對(duì)照品；B.樣品；1.綠原酸；2.木犀草苷；3.3，5-O-二咖啡?；鼘幩?。圖1 綠原酸、木犀草苷、3，5-O-二咖啡?；鼘幩?混合對(duì)照品溶液色譜圖和菊花樣品HPLC圖

2.2.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel 2016 軟件和 SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 施硼對(duì)杭白菊干物質(zhì)累積的影響

相較于對(duì)照，苗期植株葉片、莖稈和整株干物質(zhì)量的累積差異不顯著，但高硼顯著提高植株根系干物質(zhì)量，提高了15.69%，適硼對(duì)根系干物質(zhì)量有促進(jìn)作用。蕾期高硼對(duì)于植株葉片干物質(zhì)量、植株莖稈干物質(zhì)量和植株整株干物質(zhì)量有顯著提高作用，增幅分別為30.71%、41.24%和30.18%，但顯著降低了植株根系干物質(zhì)量，達(dá)10.39%；適硼能顯著提高植株莖稈干物質(zhì)量，達(dá)12.04%；花期適硼顯著提高了植株葉片干物質(zhì)量，達(dá)36.63%，對(duì)植株莖稈和整株干物質(zhì)量具有顯著促進(jìn)作用，對(duì)根系干物質(zhì)量有不顯著的促進(jìn)作用，而高硼由于硼中毒，抑制了菊花莖、葉、根的生長(zhǎng)，見(jiàn)表1。

表1 不同階段硼濃度對(duì)杭白菊干物質(zhì)量累積的影響

注：差異顯著性檢驗(yàn)為L(zhǎng)SD法，每列字母表示P<0.05。下同。

3.2 施硼對(duì)杭白菊經(jīng)濟(jì)性狀的影響

同對(duì)照相比，適硼對(duì)菊花花瓣長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，高硼顯著降低了菊花花瓣長(zhǎng)，降低了16.51%，并顯著降低了百朵鮮花質(zhì)量，降低了35.52%，適硼和高硼均顯著提高了菊花花朵折干率，分別提高了9.91%和27.44%，適硼顯著提高了菊花的產(chǎn)量，提高了39.02%，高硼降低了菊花產(chǎn)量，降低了19.43%，見(jiàn)表2。

表2 不同硼濃度處理對(duì)杭白菊經(jīng)濟(jì)性狀的影響

3.3 施硼對(duì)杭白菊礦質(zhì)元素含量的影響

苗期高硼可顯著提高菊花根中硼、鈣含量，分別為6.92%和29.25%；但顯著降低鎂、磷含量，分別為21.29%和22.02%；適硼可顯著提高鉀含量，而顯著降低鈣、鎂和磷含量，分別為16.00%、8.96%和27.52%。高硼和適硼均可提高莖稈中鉀和鈣含量，而均對(duì)鎂含量有顯著降低作用；高硼能顯著提高莖稈中硼含量23.23%。對(duì)于葉而言，高硼可顯著增高硼、鉀含量而顯著降低鈣、磷含量，分別為23.23%、12.15%和10.98%、19.94%。蕾期適硼和高硼均能顯著提高根中硼含量而顯著降低鈣含量，并提高了鉀含量和降低了磷含量；對(duì)于莖而言，適硼和高硼均能提高硼元素含量而顯著降低鈣含量，同時(shí)顯著降低了鉀、鎂、磷含量；對(duì)于葉而言，適硼和高硼對(duì)于元素含量的影響基本一致，均能顯著提高硼、磷含量而顯著降低鈣和鉀含量，并且適硼能顯著提高葉片中鎂含量13.73%?；ㄆ谶m硼和高硼均能顯著提高根中硼含量而顯著降低鉀含量，對(duì)于鎂和磷含量均有顯著提高作用，適硼能顯著降低鈣含量78.34%而高硼能顯著增高鈣含量62.86%；對(duì)于莖而言，基本同根的影響一致，不同之處為適硼和高硼均能顯著提高鈣含量，分別為15.56%和40.28%；對(duì)于葉而言，基本與對(duì)根的影響一致，見(jiàn)表3。

3.4 施硼對(duì)杭白菊有效成分含量的影響

適硼和高硼均顯著提高了菊花總黃酮含量，分別提高了8.24%和17.73%。低硼(B0)和高硼(B2)脅迫均顯著提高了菊花綠原酸和木犀草苷含量；而同低硼處理相比，適硼(B1)和高硼(B2)均著提高了菊花3，5-O-二咖啡酰基奎寧酸含量，分別提高了12.21%和25.19%，見(jiàn)表4。

表3 不同時(shí)期硼肥濃度對(duì)菊花不同部位礦質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

表4 不同硼濃度對(duì)于杭白菊總黃酮、綠原酸、木犀草苷、 3，5-O-二咖啡?；鼘幩豳|(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 mg·g-1

4 討論

硼是植物生長(zhǎng)所必需的微量元素之一，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、能量代謝、初生代謝、次生代謝、酶活性調(diào)節(jié)、信號(hào)傳導(dǎo)及光合作用中發(fā)揮重要作用有著至關(guān)重要的影響[8]。黃鵬等[9]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)蘭州百合進(jìn)行葉面噴施不同濃度硼肥，不同生育時(shí)期植株干物質(zhì)積累量均較對(duì)照有一定程度的提高。徐暢等[10]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在不出現(xiàn)硼中毒導(dǎo)致植株枯萎死亡的情況下，施加不同濃度的硼肥均可提高烤煙體內(nèi)干物質(zhì)積累量。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果與上述一致，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是適硼還是高硼，與對(duì)照相比，均對(duì)杭白菊干物質(zhì)積累量有一定的促進(jìn)作用。

植株體內(nèi)的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量因部位和時(shí)期的不同，其作用也不同[11]，且在不同生育階段植株不同部位對(duì)同一元素吸收含量的變化可以反應(yīng)出植株選擇性吸收的積累規(guī)律。缺硼會(huì)抑制根系的生長(zhǎng)，降低了根系的吸收能力，所以會(huì)影響根系對(duì)氮、磷、鉀及多種微量元素的吸收[12]。通過(guò)劉磊超等[13]的研究可以發(fā)現(xiàn)，施加硼肥可以增加枳橙砧木各部位的鉀、鈣、鎂含量，而且根施硼肥和葉施硼肥都同樣可以提高枳橙各部位的硼積累量。本實(shí)驗(yàn)的研究發(fā)現(xiàn)，在不同發(fā)育時(shí)期，杭白菊不同部位對(duì)礦質(zhì)元素的吸收也不盡相同，不同硼濃度對(duì)礦質(zhì)元素的選擇吸收和含量積累也表現(xiàn)出不同效果，但是施加硼肥對(duì)于礦質(zhì)元素吸收的影響還是較大，所以可以根據(jù)植株不同生長(zhǎng)階段吸收情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以滿足植株正常生長(zhǎng)需要。

王文軍等[3]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在施加大量肥料的基礎(chǔ)上增施硼肥和鋅肥，發(fā)現(xiàn)增施硼肥和鋅肥的處理，可以提高黃山貢菊各個(gè)時(shí)期的生物量，而且發(fā)現(xiàn)，鋅肥和硼肥對(duì)菊花的增產(chǎn)效果還優(yōu)于磷肥。龍友華等[14]也通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，施加適當(dāng)濃度的硼肥可以提高獼猴桃的產(chǎn)量。胡雪麗等[15]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)苦蕎葉面施加適量硼肥有利于蕎麥體內(nèi)黃酮物質(zhì)的合成，對(duì)蕎麥的品質(zhì)和產(chǎn)量具有顯著的促進(jìn)作用。在本實(shí)驗(yàn)中，適硼濃度可以較大程度地提高菊花產(chǎn)量，但是高硼則顯著降低了菊花產(chǎn)量。這可能與硼濃度過(guò)高使菊花出現(xiàn)硼中毒有關(guān)，因?yàn)楦吲饡?huì)破壞葉綠體結(jié)構(gòu)使光合磷酸化受阻，從而導(dǎo)致腺苷三磷酸供應(yīng)不足，影響作物產(chǎn)量[16]。而且在正常情況下，植物細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生和消除處于平衡狀態(tài)，不易導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化，但是當(dāng)植物處于脅迫條件下，細(xì)胞內(nèi)自由基產(chǎn)生和消除就會(huì)遭到破環(huán)，表現(xiàn)為自由基積累過(guò)多，造成細(xì)胞膜系統(tǒng)的損壞，所以在高硼條件下，作物產(chǎn)量下降[17]。但對(duì)于藥用成分，可以發(fā)現(xiàn)適硼對(duì)于菊花藥用成分有一定促進(jìn)作用，但是在高硼濃度下，菊花產(chǎn)量雖然有所下降，但是藥用成分含量確顯著提高。在實(shí)際生態(tài)種植過(guò)程中，關(guān)于微量元素的施用并不被重視，但是微量元素對(duì)于植物的生長(zhǎng)發(fā)育的影響并不容忽視，本實(shí)驗(yàn)就以硼肥對(duì)于杭白菊生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響進(jìn)行了初步探討，并為后期合理施肥提出了一定的參考，但是對(duì)于兼顧產(chǎn)量和品質(zhì)的最適施肥濃度還是要進(jìn)行進(jìn)一步的探究，后期可以在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，從而為菊花生態(tài)種植過(guò)程中硼肥的合理施用提供科學(xué)的依據(jù)。