鋅肥對枳殼產量和品質的影響

黃星瑜 朱安繁 何小林 王茜 袁建民 葉祖鵬 周華 殷兵 曹芳 汪詠

摘要：【目的】探究鋅肥對枳殼產量和品質的影響，為江西道地藥材產區的枳殼優質高效生產提供理論依據。【方法】以枳殼品種新香為研究對象，以農民習慣施肥作為對照（CF），采用葉面噴施0.3%硫酸鋅溶液的方法，統計增施鋅肥后枳殼的產量和藥效成分累積量等指標。【結果】噴增施鋅肥后，枳殼的產量、藥效成分柚皮苷和新橙皮苷的累積量和單株全鋅累積量均顯著提高，單株全鋅累積量與產量及其構成因子、單株藥效成分累積量均呈顯著正相關，且不同產地的枳殼產量構成因子和單果藥效成分累積量對增施鋅肥的響應存在顯著差異。【結論】增施鋅肥后，枳殼的產量、單株藥效成分累積量和單株全鋅累積量均顯著提高，且樟樹產地的枳殼產量和藥效成分提升程度大于新干產地枳殼的提升程度。

關鍵詞：枳殼；鋅肥；產量；柚皮苷；新橙皮苷

中圖分類號：S666.4 文獻標志碼：A 文章編號：1009-9980（2023）06-1180-10

枳殼（Fructus aurantii，FA）為蕓香科柑橘屬植物酸橙（Citrus aurantium L.）及其栽培變種的干燥未成熟果實，是重要的藥食同源植物，含有豐富的黃酮類等物質[1-2]，藥效成分柚皮苷和新橙皮苷具有止咳化痰、抗炎、抗氧化等藥理作用[3-5]，其含量是枳殼品質的重要判定標準之一。枳殼在江西、湖南、四川等地均有種植，其中以江西的產品為佳[6]。鋅（Zn）是人類和植物生長發育所必需的微量元素[7-8]，維持著人體的神經系統、免疫系統和內分泌激素系統[9]，在植物光合作用、氮素同化、生長素代謝以及細胞分裂等方面發揮重要作用[10-12]。近年來，由于大量施用化肥、農田復種指數提高等因素，土壤中微量元素尤其是鋅元素含量偏低，被認定為除氮、磷、鉀外第4個限制產量的元素[13]。充足的養分是枳殼高產高效的前提，應根據土壤養分含量和枳殼的生長發育過程，在營養生長時期和生殖生長關鍵時期進行合理施肥。目前，全球近50%農田土壤存在缺鋅的情況[14]，江西枳殼產區是典型的酸性紅壤，土壤中有效鋅含量較低，而鋅對作物產量和品質具有重要影響。因此，探究鋅肥對枳殼產量和品質的影響，有助于指導生產實踐，對枳殼增產提效具有重要意義，并且通過提高藥食同源作物中微量元素的含量可以一定程度減輕人口面臨的鋅吸收不足的威脅。

鋅對作物產量和品質具有重要影響的研究已有大量報道，氮鋅和磷鋅等大量元素與微量元素科學配施不僅可以提高鋅肥有效性，還可以提高氮肥、磷肥利用率，促進作物生長和養分吸收轉運，提高作物的產量[15-17]。鋅肥對作物的增產提效的效果在多種作物上均有體現。基施鋅肥后，馬鈴薯的病薯率和土傳病害率顯著降低，產量及其構成因素指標值顯著提高[18]；葉面噴施鋅肥后，小麥種皮中氮含量、籽粒中鋅含量顯著增加，小麥的產量也顯著提高[19]；水稻苗期增施鋅肥可提高根系活力，增強氮代謝，維持較高的干物質累積量[20]；磷肥減施35%配施0.2%的硫酸鋅溶液可顯著提高蜜柚的產量和綜合品質[21]；增施鋅肥可以使烤煙的品質得到提高，并且鋅肥葉面噴施優于土壤施肥[22]；鋅、硼、鉬3 種微肥適量配施對川白芷增產有顯著的效果[23]。

近年來，枳殼的相關研究多數針對藥效成分活性、藥理作用、炮制方法與栽培技術[24-28]，產量和品質相關的研究較少，在道地藥材產區開展鋅肥等微量元素對藥食同源作物的產量和品質的研究更鮮有報道。筆者在本研究中通過在江西道地藥材產區開展田間試驗，測定枳殼的產量及其構成因子、藥效成分累積量、單株鋅累積量等指標，明確在幼果期和果實膨大期噴施鋅肥對枳殼產量和品質的影響，為枳殼種植的養分優化管理和作物的提產增效提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022 年2—7 月分別在江西省新干縣神政橋鄉和樟樹市中洲鄉進行，兩地均處于丘陵地帶，屬亞熱帶季風氣候。新干試驗點（E 115°26′57.3″，N27°42′26.1″）海拔62 m，年平均氣溫18.6 ℃，全年無霜期約270 d，年平均降水量1 764.0 mm。樟樹試驗點（E 115°7′40.5″，N 27°56′6.4″）海拔43 m，平均氣溫17.2 ℃，全年無霜期270 d，平均降水量1 768.7 mm。試驗地的種植制度以枳殼種植為主，土壤類型均為紅壤，0～30 cm耕層土壤的基本理化性質見表1。

1.2 試驗材料

供試作物：枸橘枳殼[Poncirus trifoliata（L.）Raf.]為砧木，接穗為新香，樹齡為5 年生以上。枸橘枳殼抗病力強，耐寒，喜微酸性土壤；新香為香橙（C. junos Siebold ex Tanaka）通過芽變進行良種選育的新品種，是香橙類型的優良代表，具有高產和藥效成分高的特點[2]。新香的特征為樹形開放，枝無刺，便于田間管理。

供試鋅肥：七水合硫酸鋅（ZnSO4 ·7H2O，含Zn≥22%），由江西寶海微元再生科技生產。

1.3 試驗設計

田間試驗采用隨機區組設計，試驗設2 個處理，每個處理3 次重復，選擇生長基本一致的6 株樹作為1 個小區，頭和尾各留1 株作為保護樹（采樣時避開此樹），選擇平坦、齊整、肥力均勻、代表性強的地塊。各處理設置如下：處理1（對照，CF），常規施肥+幼果期葉面噴施清水+果實膨大期葉面噴施純凈水，不施鋅肥；處理2（噴鋅處理，+Zn），常規施肥+幼果期葉面噴施0.3% ZnSO4溶液+果實膨大期葉面噴施0.3% ZnSO4溶液。

枳殼4 月幼果期和6 月果實膨大期用壓縮噴霧機對葉片和果實進行均勻噴施，每株樹噴施3 L 溶液，對照組噴灑同體積蒸餾水。在2021 年12 月單株基施有機肥5 kg、復合肥（N、P2O5、K2O質量比15∶15∶15）1 kg，在4 月幼果期單株施用尿素（N含量46.7%）0.4 kg，6 月果實膨大期單株施用復合肥0.5 kg，株行距為4 m×4 m，其他田間管理措施（如灌溉、除草）與當地種植方式相同，于2022 年7 月8 日收獲采摘。

1.4 樣品的采集與指標測定

在7 月枳殼采收期，分小區采收全部果實，從各樹的樹冠四周隨機采集果實樣品，每個小區抽取有代表性果實30 個，統計果實鮮質量、單株果數和單果質量。同時將30 個代表性的果實切制后50 ℃烘干4～5 h，取出發汗10 h，再50 ℃烘干5 h，用于含水量、藥效成分（柚皮苷、新橙皮苷）、養分（全氮、全磷、全鉀、全鋅、全鐵、全錳）和重金屬（砷、汞、鉛、鎘、銅）含量的測定。采用高效液相色譜法測定柚皮苷和新橙皮苷含量，采用電感耦合等離子體質譜法測定砷、汞、鉛、鎘、銅含量[29]。采用濃H2SO4-HNO3雙酸消煮法測定全氮含量，采用鉬銻抗比色法測定全磷含量，采用火焰光度計法測定全鉀含量，采用電感耦合等離子體質譜法測定全鋅、全鐵和全錳含量[30]。

1.5 相關參數計算方法

單株柚皮苷累積量（g·株-1）=柚皮苷含量（%）×單株果數（No.·株- 1）×單果鮮質量（g）×（100-含水量）/104；單株新橙皮苷累積量（g·株- 1）=柚皮苷含量（%）×單株果數（No.·株-1）×單果鮮質量（g）×（100-含水量）/104；單株全鋅累積量（mg·株-1）=全鋅含量（mg·kg-1）×單株果數（No.·株- 1）×單果鮮質量（g）×（100-含水量）/105。

注：單株果數、單果鮮質量、果實直徑、鮮果產量等數據均為各處理平均值。

1.6 數據分析

采用Excel 2019 對數據進行統計分析和繪圖，SPSS 17.0 進行單因素和雙因素方差分析及相關性分析，用新復極差法（Duncan 法）進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 葉面噴施鋅肥對枳殼產量及其構成因子的影響

單株果數、單果鮮質量、果實直徑和干物質累積量都是影響產量高低的重要指標。如表2 所示，枳殼的產地和增施鋅肥處理對枳殼的產量及其構成因子無顯著交互作用，但除施鋅處理對果實直徑的影響不顯著外，產地與施鋅處理對枳殼的產量及其構成因子單獨影響效應均顯著（p＜0.05）。

新干與樟樹產量及其構成因子之間存在極顯著差異（p＜0.01），在同一施鋅量下，新干的單株果數和產量顯著高于樟樹，單果鮮質量、果實直徑和單果干物質累積量均顯著低于樟樹。增施鋅肥后，新干的單果鮮質量、單果干物質積累量和產量顯著提高，樟樹的單株果數和產量顯著提高。施鋅后，新干的單果鮮質量為69.2 g，高于對照組15.3%；產量為4131 kg·hm-2，高于對照組22.3%；單果干物質積累量為21.4 g，高于對照組31.2%。增施鋅肥后，樟樹的單株果數為45 個，高于對照組55.2%，產量為2958 kg·hm-2，高于對照組64.9%。結果表明，本試驗條件下，葉面噴施適量鋅可以顯著增加枳殼的產量。

2.2 葉面噴施鋅肥對枳殼藥效成分累積量的影響

從圖1 可知，產地對單果和單株藥效成分累積量均有極顯著影響（p＜0.01 或p＜0.001）；除了單果新橙皮苷累積量外，增施鋅肥對枳殼的單果和單株藥效成分累積量均有顯著影響（p＜0.05）。增施鋅肥后，新干和樟樹的單株柚皮苷累積量均顯著提高，分別高于對照組51.3%和68.8%；新干的單株新橙皮苷累積量顯著提高，高于對照組55.6% ；樟樹的單株新橙皮苷累積量高于對照組51.9%。在單果藥效成????????????????? 分累積量方面，僅有新干的單果柚皮苷和新橙皮苷累積量在施肥后顯著提高。施肥后，新干的單果柚皮苷累積量和單果新橙皮苷累積量分別為1.2 g 和0.8 g，分別高出對照組37.6%和41.4%。結果顯示，增施鋅肥后，新干的單果和單株柚皮苷、新橙皮苷累積量顯著提高。

2.3 葉面噴施鋅肥對枳殼鋅富集程度的影響

葉面噴施鋅肥對新干和樟樹的單株鋅累積量均有顯著影響（p＜0.05）（圖2-A～B），2 個產地的枳殼鋅肥利用率無顯著差異。施鋅肥后，新干和樟樹的單株鋅累積量均顯著提高，新干的單株鋅累積量為28.0 mg·株-1，高于對照組61.2%；樟樹的單株鋅累積量為7.9 mg·株-1，高于對照組71.4%。新干各處理的單株鋅累積量均大于樟樹各處理的單株鋅累積量。結果表明，增施鋅肥后，枳殼的鋅累積量顯著提高。

2.4 枳殼的單株鋅累積量與產量、藥效成分指標的相關性分析

兩枳殼產地的單株鋅累積量與產量和藥效成分指標的相關性分析見表3。除單果柚皮苷累積量和單果新橙皮苷累積量外，新干和樟樹的單株鋅累積量均與產量及其構成因子、單株藥效成分累積量呈顯著正相關（p＜0.05 或p＜0.01）。結果表明，提高枳殼的單株鋅累積量有助于枳殼產量的提升和藥效成分的積累，并且不同產地的枳殼提升的效果不一樣，樟樹的產量和單株藥效成分累積量隨單株鋅累積量的升高而顯著升高。

2.5 葉面噴施鋅肥對枳殼重金屬和養分含量的影響

枳殼的重金屬含量如表4 所示，除了銅和鉛元素外，砷、汞和鎘元素均未被檢測出。新干和樟樹的銅元素含量在施肥前后無顯著差異，僅有新干在增施鋅肥后檢測出鉛元素。增施鋅肥前后，銅含量無顯著差異，各重金屬元素含量均未超標。

如表5 所示，枳殼產地和增施鋅肥處理對枳殼的養分和藥效成分含量無顯著交互作用；產地對枳殼全鋅、全鐵含量的單獨影響效應均為極顯著（p＜0.001），對枳殼全錳含量的單獨影響效應為顯著（p＜0.05）；增施鋅處理對全氮和全鐵含量的單獨影響效應為顯著（p＜0.05）。新干和樟樹的全氮、全磷、全鉀、全錳、柚皮苷和新橙皮苷含量在增施鋅肥前后均無顯著差異。新干和樟樹的全鐵含量在增施鋅肥后均降低，增施鋅肥后，新干和樟樹的全鐵含量分別為14.7 mg · kg- 1 和17.2 mg · kg- 1，與對照相比，分別降低6.4%和11.8%；施鋅后，新干和樟樹的水分含量均為9.0%，與對照相比，分別降低29.7%和6.3%。新干的全鋅含量在施鋅后顯著提高，高于對照組15.8%，樟樹的全鋅含量在施肥前后無顯著變化。

3 討論

3.1 葉面噴施鋅肥對枳殼產量的影響

在前人的研究中，鋅肥能夠提高作物的產量已在多種作物中被證實，但大多為糧食作物，如小麥[31]、馬鈴薯[18]和水稻[32-33]等作物，且多以土壤基施的形式施用，需要施用鋅肥量較多，易造成一定程度的資源浪費，因此筆者采用葉面噴施的方法，探究鋅肥對中藥材枳殼產量的影響。枳殼為蕓香科柑橘屬植物，一年中多次抽發新梢，充足的養分是枳殼正常生長發育和高產優質的保證。Li 等[34]研究發現低水平的鋅處理能夠促進作物葉綠素的合成，提高光合能力，增加干物質積累量，最終促進增產；路強等[35]研究發現增施2%硫酸鋅更有利于增加胡蘿卜產量、提高礦質元素含量，結果均與本研究結果相符，增施鋅肥后，枳殼的單株干物質積累量顯著增加。

此外，筆者在本研究中發現，增施鋅肥后，枳殼的產量顯著提高，并且不同產地的枳殼產量增加的來源不同。增施鋅肥后，新干的單果鮮質量顯著增加，其余產量構成因子不變，樟樹則是單株果數顯著增加，其余產量構成因子不變。鋅肥用量在一定范圍內，能有效提高作物產量，可能是由于鋅參與了光合作用以及碳水化合物的轉化，充足的鋅能夠提高植物的光合效率，影響植物的生長發育，進而提高作物的產量[36-37]。此外，鋅還與氮、磷等元素具有協同作用，增施鋅肥后，作物的根長和根系活力顯著增加，能夠促進養分從根系向地上部運轉，進而加強干物質的合成和積累[38-39]，劉智蕾等[20]研究表明，苗期增加施鋅量能夠增強作物對鋅的吸收，增強氮代謝，促進氮和干物質的積累，從而提高水稻的產量。這也與本文研究結果一致，試驗結果表明，增施鋅肥后，新干和樟樹的單株全鋅累積量分別高于對照組61.2%和71.4%，單果干物質積累量分別高于對照組20.2%和6.6%。

3.2 葉面噴施鋅肥對枳殼藥效成分含量和積累量的影響

根據《藥典（2020 年版）》標準，枳殼的藥效成分主要為柚皮苷和新橙皮苷，其含量不得低于4%和3%，本試驗中枳殼施肥前后的藥效成分含量均達到合格以上水平。柚皮苷和新橙皮苷均屬于黃酮類次生代謝物，黃酮類物質的合成由苯丙氨酸和苯丙烷催化轉化生成[40]。通過KEGG數據庫（https：//www.genome.jp/kegg）可知，柚皮苷和新橙皮苷均由柚皮素轉化生成，而柚皮素的合成受苯丙烷生物合成途徑影響，苯丙烷被香豆酸酰基輔酶A和柚皮苷查爾酮催化后生成柚皮素[41-42]，在大多數植物中，苯丙烷的合成代謝途徑始于上游糖酵解途徑和莽草酸途徑共同產生的苯丙氨酸[43-44]。由于糖酵解途徑是葡萄糖分解的第二階段，筆者推測鋅參與了光合作用促進糖類的合成，進而給后續苯丙氨酸的合成提供了充足的前體糖類物質，因而促進柚皮素的合成，最后轉化為大量的柚皮苷和新橙皮苷。

本研究中，增施鋅肥后枳殼的柚皮苷和新橙皮苷含量無顯著差異，但是新干和樟樹單株柚皮苷、新橙皮苷累積量均顯著升高，分別高出對照組37.6%和41.4%。新干的單果柚皮苷、新橙皮苷含量高出對照組25.8%和29.3%，樟樹的單果柚皮苷、新橙皮苷累積量無顯著差異。這可能是由于增施鋅肥后，枳殼的藥效成分總積累量增加，但樟樹的單株果數也顯著增加，因此，樟樹柚皮苷和新橙皮苷的合成前體物質被分配至各個生殖器官中，進而導致柚皮苷和新橙皮苷的單果累積量和含量與對照相比無顯著差異，但單株累積量卻顯著升高。雖然已有較多學者對枳殼進行了黃酮類物質的藥理學研究，但缺少營養元素尤其是微量元素對黃酮類物質生物合成影響的相關研究，目前，鋅對枳殼中黃酮類物質的積累和生物合成的影響機制仍未明晰。因此，鋅對柚皮苷和新橙皮苷含量和累積量的影響機制和通路仍需進一步研究。

3.3 葉面噴施鋅肥對枳殼富鋅程度的影響

研究表明，葉面噴施鋅肥后，新干和樟樹的鋅肥利用率無顯著差異，但單株鋅累積量均顯著提高，為82.2 mg·株-1和23.2 mg·株-1，分別高于對照組44.9%和70.0%，這可能是由于葉面噴施鋅肥能夠較容易地將鋅運輸到果實中[45]。說明適量噴施鋅肥，可以顯著提升枳殼的鋅累積量。并且新干的單株鋅累積量高于樟樹的單株鋅累積量，說明了不同產地的枳殼鋅富集程度不同。

4 結論

本研究條件下，葉面噴施鋅肥可提高枳殼的產量、單株藥效成分積累量和單株鋅積累量，且全鋅累積量與產量、產量構成因子和單株藥效成分累積量呈顯著正相關。此外，不同產地的枳殼存在顯著性差異，樟樹的產量和單株藥效成分積累量等指標在噴施鋅肥后顯著提高，但新干的產量和單株藥效成分積累量等指標整體高于樟樹。

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