钼营养对药用菊花产量与药用品质的影响

时间：2024-05-21

李丽　唐晓清　王康才　孙莉琼　白敏会　汤兴利

摘要：以药用菊花为供试材料，在基质缺钼情况下，叶面喷施0、100、200、300mg/L钼酸铵，研究钼对药用菊花产量和品质的影响。结果表明，叶面喷施钼肥可提高菊花百花质量、单株花序干质量及折干率，其中喷施200mg/L钼酸铵效果较好。叶面喷施钼酸铵降低了花序可溶性糖含量，但其蕾期叶片硝酸还原酶（NR）及谷氨酸合成酶（GS）活性及可溶性淀粉含量均明显高于缺钼处理，钼营养提高了蕾期叶片可溶性蛋白含量。喷施低浓度钼肥后花序总黄酮含量为对照的1.06倍，绿原酸以叶面喷施300mg/L钼酸铵最大，与对照比较增幅达20.14%，木樨草苷和3，5-O-双咖啡酰基奎宁酸质量分数以200mg/L钼酸铵喷施处理最高。叶面喷施钼肥提高了花序钾积累量，钼肥盈亏影响花序钙和镁的积累，即中浓度钼肥与花序镁含量表现为拮抗作用，缺钼处理菊花花序钼含量（18.65μg/g）最低，花序铜和锌等元素积累量表明菊花存在钼-锌、钼-铜间协助效应。总之，于药用菊花现蕾前期叶面喷施适宜浓度钼酸铵有助于改善药用菊花的生长，并能适当提高其药用品质。

关键词：药用菊花;钼营养;产量;药用品质;钼酸铵;百花质量;折干率

中图分类号：S682.1+10.6文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2021）01-0102-05

作者简介：李丽（1990—），女，甘肃陇西人，硕士，从事药用植物栽培生理与中药质量控制研究。E-mail：1007807015@qq.com。

通信作者：王康才，硕士，教授，主要从事药用植物栽培生理与中药质量控制研究。E-mail：wangkc@njau.edu.cn。

药用菊花来自于菊科菊属的多年生草本植物菊（ChrysanthemummorifoliumRamat.）的干燥头状花序，具有散风清热、平肝明目的功效[1]，菊花茶也具有良好的降火、防辐射、抗衰老等作用。目前药用菊花主要产自江苏射阳、浙江桐乡及湖北麻城等地。绿原酸是药用菊花的化学成分之一，是许多中药抗炎、消菌的有效成分，广泛存在于杜仲、金银花、茉莉和栀子等多种药用植物中。目前，在药用菊花的种植栽培中主要偏重于施用氮磷钾等矿质元素[2]，而忽视了增施微量元素肥料。土壤中微量元素的种类和含量往往影响作物产量和品质的提高，但土壤中微量元素含量受成土母质的影响，各地差别较大[3]。江苏省药用菊花规模种植基地多分布于海滨冲积平原，其表层土壤元素钼（Mo）平均含量约为0.53mg/kg[4]，而我国土壤全钼平均含量1.70mg/kg左右[5]，加之我国沿海滩涂地带土壤盐碱化现象严重[6]，盐分大量积累会导致土壤养分释放慢以及渗透系数低等土壤物理性质恶化现象，使植物的生长发育受到抑制。汤璐等研究认为，铜、锌、硒交互作用影响菊花生长发育和品质[7]，而未见关于钼肥对菊花生长影响的相关报道。为此，本试验在其他矿质元素定量施用的基础上采用叶面喷施钼酸铵的方法，研究微量元素钼对药用菊花生长、产量以及品质的影响，以期为药用菊花钼肥合理施用提供参考和借鉴。

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料为杭白菊主栽品种红心菊，由镇江三明生物工程有限公司基地提供。[LM]

1.2试验设计

试验在南京农业大学具有防雨棚设施的试验基地进行，试验采用叶面喷施0、100、200、300mg/L钼酸铵[分别用T1（CK）、T2、T3、T4表示]的方法，于2014年8月（第3次打顶结束7d左右）用小型喷雾器均匀喷施于菊花植株叶片的正、反面，以叶片水珠欲滴为宜，喷施前将花盆套袋处理。喷施在当天16：00以后进行，每隔7d喷1次，共喷施3次。每盆定植2棵菊花扦插苗，重复3次，常规水肥管理，其中钼酸铵由（NH4）2MoO4·4H2O提供，所用试剂为分析纯（AR）。

为保证试验材料的正常生长，每个处理基肥需施入各种矿质营养元素，但需去除含有微量元素Mo的肥料，用量见表1。全生育期氮、钾肥于7月16日和8月26日追施2次，分别以总量40%和30%的量施入。试验小区随机区组排列，重复4次。

1.3花序产量指标的测定

选取各处理开放程度为70%左右的药用菊花头状花序，记录花朵数，并测定其鲜质量和干质量，应用公式：百花质量=[SX（]每批花序质量[]相应花朵数[SX）]×100，计算菊花百花鲜质量、干质量，并取平均值计算折干率，重复5次。之后随机抽取各处理菊花植株5～6株，标号并分批采摘开放程度为70%左右的头状花序，称其鲜质量后置微波炉内以中火杀青1min，60℃条件下烘至恒质量，准确称量，并计算每批花序的干质量，待花期结束后计算单株花序干质量，最后打粉过60目筛，备用。

1.4相关氮代谢物的测定

以蕾期菊花枝条顶端向下数第1～2条侧枝上的功能叶为测定对象。可溶性总糖、可溶性淀粉含量采用蒽酮比色法[8]测定，并作适当修改。谷氨酰胺合成酶（GS）活性参照王小纯等的方法[9]测定;硝酸还原酶（NR）活性采用活体法[10]测定;硝酸盐含量采用水杨酸比色法[10]测定;总游离氨基酸含量采用茚三酮显色法[8]测定;可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝比色法[11]测定。各指标共测5次，于药用菊花蕾期（2014年9月12日至10月8日）取样，以着生于菊花植株顶端向下数第1～2条侧枝上的功能叶为测定对象。

1.4.1可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法测定，以吸光度为纵坐标，以糖含量为横坐标，求得工作曲线方程为Y=0.0064X-0.0047，r2=0.9936（n=3）。

取其鮮叶0.2g于研钵内，加少量石英砂和2mL80%乙醇磨成匀浆转入10mL离心管，以6mL80%CH2OH分3次洗研钵后成8mL样品粗提液，之后80℃水浴30min，以转速8000r/min离心15min，取上清液于10mL离心管内，残渣以80%乙醇按上述方法重复1次，离心后合并上清液，并定容至25mL（此为可溶性糖粗提液），其中残渣用于测定可溶性淀粉含量。

取上述粗提液0.25mL，加0.5mL蒽酮乙酸乙酯、2mL蒸馏水、5mL浓硫酸，充分振荡后沸水浴1min，室温冷却，于630nm波长处测其吸光度，并计算可溶性糖含量。

1.4.2可溶性淀粉含量测定参照苏芸芸的方法[12]测定，以空白为对照，于625nm处测定吸光度，以吸光度为纵坐标，以淀粉含量为横坐标绘制工作曲线：Y=0.0048X+0.0125，r2=0.9951（n=3）。

1.5花序成分含量测定

1.5.1菊花总黄酮含量参考兰昌云等的方法[13]测定，以芸香苷为标准品，得工作曲线方程为Y=0.6629X+0.1528，r2=0.9966（n=3），式中：Y为芸香苷的浓度;X为吸光度。

准确称取0.5g粉末于100mL三角烧瓶中，加入60%乙醇50mL，在一定温度下超声波辅助提取1h，趁热减压抽滤，以60%乙醇定容至100mL，试管内加2mL样品液和0.5mL5%亚硝酸钠静置6min，加10%硝酸铝0.5mL静置6min，加4%NaOH溶液4mL，以60%乙醇定容至10mL，摇匀，静置15min，在510nm下比色，计算出总黄酮含量。

1.5.2绿原酸、木樨草苷、3，5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量测定

3种成分含量参照《中国药典》（一部，2015版）测定，分别以进样量中绿原酸、木樨草苷和3，5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量为横坐标，以对应峰面积为纵坐标，三者标准曲线与线性范围分别为Y1=701849X1+43041，r2=0.9947（n=3），0.07～0.42μg;Y2=1.0×106X2-12390，r2=0.9974（n=3），0.05～0.30μg;Y3=858245X3-8646，r2=0.9968（n=3），0.16～0.96μg。

取粉末（過60目筛）0.25g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入70%甲醇25mL，密塞，称定质量，超声提取50min，放冷，再称定质量，用70%甲醇补足减失的质量，摇匀，用0.45μm微孔滤膜过滤，取续滤液，即得供试品溶液，后按上述色谱条件测定峰值。

1.6矿质元素含量的测定

参照苏芸芸的方法[12]测定。

1.7数据处理

试验数据采用正交设计分析软件、SPSS16.0软件及Excel2007进行统计分析并制图，LSD法检验差异显著性。

2结果与分析

2.1钼营养对药用菊花产量指标的影响

由表2可知，缺钼处理T1的百花鲜质量和百花干质量较其他喷施钼处理低，与其他处理百花鲜质量差异显著（P<0.05），其中喷施200mg/L钼酸铵菊花百花干质量较对照处理T1增加12.5%。叶面喷施钼肥对菊花单株花序干质量有一定的促进作用，但处理间差异不显著（P>0.05），即钼营养有利于菊花花序干物质的积累，但叶面喷施钼酸铵对药用菊花折干率的影响不显著（P>0.05）。

2.2钼营养对药用菊花碳氮代谢物与相关酶活性的影响

由表3可知，叶面喷施钼肥后，花序可溶性总糖含量较对照处理T1（4.915mg/g）均有所降低，其中T2（100mg/L）喷施处理后花序可溶性糖含量降幅（9.25%）最大;钼肥喷施后花序的可溶性淀粉含量均显著高于对照处理T1（P<0.05），但各处理间差异不显著（P>0.05）。钼营养对蕾期叶片硝酸还原酶（NR）及谷氨酸合成酶（GS）活性有显著影响，其中T3处理叶片NR活性[1.264μmol/（g·h）]最大，且与对照差异显著（P<0.05），而钼处理后的GS活性均显著高于对照（P<0.05）;高浓度钼酸铵可促进菊花蕾期叶片可溶性蛋白的合成。

2.3钼营养对药用菊花花序成分含量的影响

菊花活性成分含量是评价菊花药用品质优劣的指标性成分。由表4可知，钼处理后花序总黄酮含量与对照T1处理差异不显著（P>0.05），其中T2与T3处理总黄酮含量略高于对照;T4处理后绿原酸含量增幅（20.14%）最大，显著高于对照T1、T2和T3处理后花序绿原酸含量。T3处理后花序木樨草苷含量较对照（0.2059%）提高21.8%，但T2与T4处理后木樨草苷含量均低于对照。3，5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量以T3处理最高（1.3713%），较对照提高29.56%。

2.4钼营养对药用菊花花序矿质营养元素含量的影响

钼营养对药用菊花花序不同矿质营养元素含量影响存在差异。由表5可知，喷施钼酸铵处理后提高了菊花花序钾含量，其中T2处理的钾积累量最高（30.12mg/g），显著高于对照（P<0.05）。缺钼即T1处理后花序钙的积累量（7.2000mg/g）显著高于T3和T4处理（P<0.05），但与T2处理差异不显著（P>0.05）。叶面喷施钼酸铵后药用菊花对镁的吸收量以T4处理（2.2958mg/g）最高，但与对照差异不显著（P>0.05），T3处理后镁积累量显著低于对照（P<0.05）。

喷施钼酸铵后花序钼积累量增加，缺钼处理（即对照T1）后从花序钼积累量最低（18.65μg/g），显著低于喷施钼酸铵的各处理（P<0.05），T3处理（喷施200mg/L）后钼含量较对照提高64.61%，说明菊花叶片吸收钼肥效果显著。T2处理花序铜含量显著高于其他处理（P<0.05），T3处理与对照间铜积累量差异不显著（P>0.05），且均显著低于T4处理（P<0.05）。对照的花序锌含量（62.36μg/g）最低，与T3处理间差异不显著，T2处理后锌积累量（77.72μg/g）最高，显著高于其他处理，且较对照提高24.63%。

3讨论与结论

3.1钼营养对药用菊花产品器官生长的影响

菊花在生产上以单株花序干质量和折干率为衡量产量的重要指标，本试验在菊花叶面喷施钼肥后，其百花鲜质量显著提高，究其原因，一方面缺钼使菊花的生长发育受到抑制，干物质在花序中的积累变得缓慢;另一方面施用高浓度外源钼离子会阻塞植物的输导组织，紊乱植物的新陈代谢，引起营养元素钼积累中毒，进而导致菊花产量下降，本研究中叶面喷施300mg/L钼酸铵后菊花花序干质量反而降低这一结果与之相吻合。本试验在基质缺钼情况下，以菊花旺盛生长期叶面喷施200mg/L钼酸铵较为适宜，这与胡华锋等的研究结果[14]一致，说明钼肥对作物的效应受用量的影响。

3.2钼营养对药用菊花碳氮代谢物的影响

花序作为菊花的最终库端，其可溶性糖积累量是衡量菊花品质优劣的重要指标。本研究中叶面喷施钼肥降低了菊花花序可溶性糖含量，分析其原因可能是菊花叶面受肥后生长旺盛，干物质积累所引起的“稀释效应”，但菊花施钼可促进可溶性淀粉这一碳同化产物在生长中心的积累和分布，这与钼酶在植物生长发育中的生理功能密切相关[15]。NR和GS是植物体氮代谢关键酶，其活性影响植物的生理代谢，有研究认为施钼能提高植物体的NR及GS活性[16-17]，硝酸盐还原成NH4+时需GS的催化，蛋白质的合成受NR活性的影响，所以叶面喷施钼肥后菊花碳氮代谢增大，产量增加，品质提升。

3.3钼营养对药用菊花产品质量的影响

一般认为，叶面肥具有吸收快、对环境污染小等特点，使养分充分运转，避免了土壤对肥料的分解作用，进而有效地平衡植物的水分和营养。但因养分喷施在叶面的种类和浓度不同，对植物光合产物的积累和分配作用不同。本研究中施用低、中水平钼肥可促进菊花花序总黄酮含量的增加，而高水平钼对菊花花序总黄酮的积累有负作用，这与郁万文等在银杏上的研究结果[18]相似，说明合理施用鉬肥有利于药用菊花对黄酮类化合物的分配和积累。叶面喷施钼酸铵虽提高了3，5-O-双咖啡酰基奎宁酸及绿原酸在药用菊花花序中的积累，但对木樨草苷积累的影响不明显，初步推断其原因可能是钼离子作用于菊花叶面后，虽提高了花序中次生代谢产物的积累量，但降低了钼营养在植物体内的次生代谢效率，初步推测菊花花序成分含量的积累与施用矿质营养的种类、吸收同化机制、植株生长状态等多种因素有关。

矿质元素是植物体内多种酶的组成成分并具有调节酶活性的作用[19]，矿质元素在植物体内的积累和分布受外界养分供应、植物生长状况等因素的影响，某种外源微量元素肥料的丰缺会影响作物对其他元素的吸收量[20]。本研究结果为叶面钼营养提高了菊花花序钼含量，此结果与胡华锋等对紫花苜蓿的施钼效果[14]相同。过高或过低的叶面钼肥浓度能提高菊花花序中钙、镁的积累量，但喷施适量钼肥反而会抑制钙、镁在菊花花序中的积累，说明菊花表现为钼对钙、镁胁迫作用，这可能与植物对逆境的响应有关。叶面钼肥显著提高了菊花对钾、锌和铜等微量元素的吸收量，说明菊花在现蕾前期存在钼钾、钼锌及钼铜的协助效应。这与前期的研究结论[21]相同。

由此可见，于现蕾前期叶面喷施适宜浓度钼酸铵有助于菊花的生长及药用品质的提高，因此在实际生产中应重视钼肥的合理施用。

参考文献：

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京：中国医药科技出版社，2018.

[2]李丽，王康才，李柯妮，等.氮素营养对药用菊花氮代谢及产量品质的影响[J].生态学杂志，2015，34（12）：3348-3353.

[3]廖启林，刘聪，金洋，等.江苏土壤地球化学分区[J].地质学刊，2011，35（3）：225-235.

[4]徐恒刚.中国盐生植被及盐渍化生态治理[M].北京：中国农业科学技术出版社，2004：11-13.

[5]廖启林，刘聪，许艳，等.江苏省土壤元素地球化学基准值[J].中国地质，2011，38（5）：1363-1378.

[6]沈善敏.中国土壤肥力[M].2版.北京：中国农业出版社，1998：371.

[7]汤璐，林江辉，闫广轩，等.铜、锌、硒对药用菊花主要有效成分和花中硒含量的影响[J].植物营养与肥料学报，2009，15（6）：1475-1480.

[8]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000：192-194.

[9]王小纯，熊淑萍，马新明，等.不同形态氮素对专用型小麦花后氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响[J].生态学报，2005，25（4）：802-807.

[10]王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].2版.北京：高等教育出版社，2006.