山西渾源黃芪莖葉中養(yǎng)分微量元素含量分析,農藝學論文

山西渾源黃芪莖葉中養(yǎng)分微量元素含量分析,農藝學論文隨著世界人口的增加，資源在不斷消耗，生態(tài)環(huán)境趨于惡化，農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展已成為當代農業(yè)發(fā)展的目的，而利用有機肥料介入農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)、再利用和培肥土壤是實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效措施之一。綠肥是一種優(yōu)質的有機肥料，其鮮草中養(yǎng)分含量豐富齊全、分解迅速且有效性好，應用范圍廣、具有固氮和富集土壤中磷鉀等多種礦質元素的特殊功能。其既能調整有機肥與化肥、土壤間的構造，促進氮磷鉀等礦質養(yǎng)分的平衡，又能減少因化肥過度使用對生態(tài)環(huán)境造成的污染，進而推進生態(tài)農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。豆科綠肥是傳統(tǒng)的優(yōu)良綠肥，當前，紫云英、紫穗槐和箭舌豌豆等在田間的應用已非常廣泛，有效地提高了農作物的產量和品質。黃芪是豆科黃芪屬多年生草本植物，是山西省的主要道地藥材，其藥用部位是根，通常3～7a采挖根部收獲藥材，其地上莖葉部分也含有豐富的營養(yǎng)物質，如能將地上莖葉合理開發(fā)利用，可成為優(yōu)質的綠肥品種，充分發(fā)揮其莖葉的作用。本研究以山西省渾源縣藥材基地的黃芪為研究材料，采集地上莖葉，測定粗有機物含量及全N、全P、全K等大量和微量元素含量，以全國有機肥料品質分級標準和高等植物中大量、微量元素的平均含量為根據進行分析和評價，旨在為黃芪綠肥的利用和開發(fā)提供理論根據。1材料和方式方法1.1研究區(qū)大概情況渾源縣位于山西省東北部，地理坐標為北緯3921～3953，東經11322～11358，總面積為1966km2，平均海拔1050～2333m，盛產黃芪[4]。渾源縣官兒鄉(xiāng)為黃芪之鄉(xiāng)，地處渾源縣西南山區(qū)，海拔1700～1800m，坡度25～30度，土層深切厚重，疏松多孔，無霜期100～120d，年降水量429.4mm，年均溫度5.0～6.2℃，屬于半干旱冷涼氣候[5]。1.2試驗設計試驗設在山西省渾源縣官兒鄉(xiāng)，于2020年510月份進行。分別取不同年齡〔3年生、5年生和6年生〕不同生長期〔苗期、花蕾期、開花期、結果期、果熟期和落葉期〕的黃芪地上部分300g，將鮮樣裝入自封袋中帶回實驗室，每樣品3次重復。將莖葉鮮樣先在105℃下烘20min殺青，然后降溫至65℃烘24h逐盡水分，枯燥后用不銹鋼粉碎機粉碎后過1mm篩，備用。1.3測定指標及方式方法通過馬弗爐采用干燒法測定粗有機物含量[5]；經H2SO4-H2O2法消煮后，消煮液中的全N含量采用靛酚藍比色法測定[6]；采用釩鉬黃比色法測定全P含量[6]。采用日本島津AA-6300原子吸收分光光度計測定全K，Ca，Mg，F(xiàn)e，Mn，Cu，Zn含量。采用BaSO4比濁法測定S含量[6]；采用姜黃素比色法測定B含量[6]；采用硫氰酸鹽比色法測定Mo含量[6]。2結果與分析2.1不同年齡黃芪莖葉中全N、全P、全K及粗有機物含量分析2.1.1不同年齡黃芪莖葉中全N、全P及全K含量分析在有機肥的分級中，N，P，K含量的比例共占75％，是評價綠肥的重要指標。合理施用N，P，K肥，能夠很好地調節(jié)土壤的養(yǎng)分比例、提高作物產量和營養(yǎng)成分以及保持品種的優(yōu)良特性，是作物獲得高產的有效措施[8]。3年生黃芪莖葉中全N含量在苗期、花蕾期、開花期和果熟期都高于3.0%，均為一級N肥；結果期和落葉期時全N含量在1.5%～3.0%之間，到達了二級N肥的標準。5年生黃芪莖葉中的全N含量從苗期至開花期為一級N肥；結果期和果熟期為二級N肥；落葉期時全N含量在0.5%～1.5%之間，屬于三級N肥。6年生黃芪莖葉中的全N含量從苗期至開花期為一級N肥；從結果期至落葉期為二級N肥。3年生、5年生和6年生全N的平均含量分別為3.08%，3.18%和3.19%，是高等植物平均水平1.5%的2.0～2.2倍，也高于其他豆科綠肥如大豆的2.49%和紫云英的2.25%[8]。3年生、5年生和6年生黃芪莖葉從苗期至結果期全P含量在0.1%～0.3%之間，到達了P肥的四級標準；果熟期和落葉期時全P含量小于0.1%，為五級P肥。3年生和5年生黃芪莖葉從苗期至果熟期全K含量在2.0%～4.0%之間，到達了二級K肥的標準；落葉期全K含量在1.0%～2.0%之間，為三級K肥。6年生黃芪莖葉在所有生長期全K的含量都在2.0%～4.0%之間，均為二級K肥〔表1，2〕?！颈?-2】2.1.2不同年齡黃芪莖葉中粗有機物含量分析以及綠肥等級評價3年生、5年生和6年生黃芪莖葉中粗有機物的含量均高于80%，到達了一級標準。根據全國有機肥料品質四要素分級標準〔表1〕[9]和全國有機肥料品質總分分級標準〔表3〕[9]可得出，3年生黃芪莖葉的6份樣品中有4份到達了一級綠肥的標準，分別是苗期、花蕾期、開花期和果熟期；結果期和落葉期時的黃芪莖葉為二級綠肥。5年生黃芪莖葉的6份樣品中到達一級、二級和三級綠肥標準的分別有3份、2份和1份；從苗期至開花期為一級綠肥，結果期和果熟期為二級綠肥，落葉期為三級綠肥。6年生黃芪莖葉的6份樣品中到達一級和二級綠肥標準的各3份，從苗期至開花期為一級綠肥，從結果期至落葉期為二級綠肥〔表2，3〕。2.2不同年齡黃芪莖葉中大量和微量元素含量分析根據高等植物中大量和微量元素的平均含量〔表4〕[8]，對不同年齡的黃芪莖葉進行大量和微量元素含量分析。【表4】2.2.1不同年齡黃芪莖葉中大量元素含量的變化Ca，Mg，S是植物生長發(fā)育所必需的，在光合作用和蛋白質的構成中起著重要的作用。3年生黃芪莖葉中的Ca含量都高于平均水平〔5g/kg〕；5年生和6年生黃芪莖葉〔除苗期〕中的Ca含量都高于平均水平〔5g/kg〕，5年生和6年生苗期的Ca含量分別為3.34，4.11g/kg。3年生、5年生和6年生黃芪莖葉中的Mg和S含量都分別低于高等植物平均水平〔2，1g/kg〕〔表5〕。2.2.2不同年齡黃芪莖葉中微量元素含量的變化微量元素在作物體內的含量很低，但其作用極其重要，土壤中任何一種微量元素的缺乏，都會導致作物生長發(fā)育和產量、品質的嚴重下降，同時在一定程度上也影響到人類和動物的營養(yǎng)和健康[10]。從表5能夠看出，3年生、5年生和6年生黃芪莖葉中的Fe含量都高于平均水平〔100mg/kg〕。3年生和6年生黃芪莖葉中的Mn含量都低于平均水平〔50mg/kg〕；5年生〔除落葉期〕的Mn含量也都低于平均水平，但其落葉期的Mn含量為54.41mg/kg。3年生黃芪莖葉中的Cu含量都高于平均水平的6mg/kg；5年生和6年生黃芪莖葉從苗期至果熟期的Cu含量均高于平均水平，而落葉期的含量低于平均水平，分別為5.18，3.54mg/kg。3年生黃芪莖葉中的Zn含量僅在苗期和花蕾期時高于平均水平〔20mg/kg〕；5年生和6年生黃芪莖葉中的Zn含量從苗期至結果期都高于平均水平，但果熟期和落葉期都低于平均水平。3年生和5年生黃芪莖葉中的B含量僅在結果期時高于平均水平〔20mg/kg〕，分別為20.23，20.73mg/kg；而6年生的B含量均低于平均水平。3年生、5年生和6年生黃芪莖葉中的Mo含量都高于平均水平〔0.1mg/kg〕。3討論我們國家是利用綠肥最早和栽培面積最廣的國家，早在春秋時代的(禮記〕月令篇中就有割草能作肥料、能提高土壤肥力的記載。(齊民要術〕中肯定了綠肥應用的成效，凡美田之法，綠豆為上，小豆、胡麻次之，綠肥其類與蠶矢熟類同[11]。在20世紀80年代初期，綠肥的種植面積較為穩(wěn)定，在1000萬hm2左右。80年代以后，由于種種原因，全國綠肥種植面積呈下降趨勢[12]。當前，人們對綠肥的利用比擬局限，品種構造單一，新的綠肥品種面積很小且應用不廣泛，使現(xiàn)有綠肥的經濟效益低，導致農戶種植綠肥的積極性下降，使綠肥面積迅速下降[13]。在這種情況下就不能知足農業(yè)生產的需要，急需加強綠肥作物品種的選育及其相關研究。本研究對不同年齡不同生長期的黃芪進行了粗有機物以及營養(yǎng)元素的測定，并進行了有機肥料的等級評價，結果表示清楚，黃芪綠肥養(yǎng)分含量高、品質優(yōu)良，均為三級以上有機肥，是一種優(yōu)質綠肥。3年生黃芪莖葉的花期、花蕾期、開花期和果熟期為一級綠肥，結果期和落葉期為二級綠肥，一級和二級綠肥分別占總樣品的66.7%和33.3%。5年生黃芪莖葉中，從苗期至開花期為一級綠肥，結果期和果熟期為二級綠肥，落葉期為三級綠肥，華而不實，一級、二級和三級綠肥分別占總樣品的50%，33.3%和16.7%。6年生黃芪莖葉中，從苗期至開花期為一級綠肥，從結果期至落葉期為二級綠肥，一級和二級綠肥各占50%。郇恒福等[14]研究結果表示清楚，53份野生大戟科綠肥中，符合一級、二級和三級有機肥標準的分別占30.2％，60.4％和9.4％；黎春花等[15]對18份旋花科綠肥樣品的分級結果顯示，二級有機肥和三級有機肥各占50%；賴杭桂等[16]對24份禾本科綠肥的研究結果表示清楚，一級綠肥占4.2％，二級綠肥占50.0％，三級綠肥占45.8％；高玲等[17]對6份熱帶綠肥酸樣子容貌品進行有機肥品質評價，結果顯示，1份為一級綠肥，4份為二級綠肥，1份為三級綠肥，分別占總樣品數的16.7%，66.6%和16.7%。劉壯等[18-19]研究山螞蝗屬、葛屬熱帶綠肥有機肥料品質評價結果表示清楚，在研究的13份山螞蝗綠肥中，沒有一級有機肥，二級有機肥占23.1%，三級有機肥占61.5%，四級有機肥占15.4%；在研究的6份葛屬綠肥中，33.3%為二級有機肥，其余66.7%為三級有機肥。講明豆科黃芪綠肥的品質優(yōu)于大戟科、旋花科、禾本科、蓼科酸模以及同為豆科的山螞蝗屬和葛屬綠肥，是一種優(yōu)質的有機肥。黃芪莖葉綠肥中元素含量豐富，Ca，F(xiàn)e，Cu，Zn，Mo含量均屬高等水平，Mn含量屬中等水平，Mg，S，B含量屬低等水平，其作為綠肥能夠有效地補充土壤中元素的缺失或缺乏，調節(jié)土壤中的養(yǎng)分比例，減少化肥對環(huán)境的污染，進而促進生態(tài)農業(yè)的