凹叶厚朴良种选育及GAP关键技术研究

摘要

本研究以木兰科植物凹叶厚朴（Magnolia officinalis Read. et Wils. Var. biloba Rehd. Et Wils.）为研究对象，在福建省明溪县全面实施凹叶厚朴中药材GAP的背景下，进行了包括GAP基地环境质量评价、凹叶厚朴良种选育、“3414”凹叶厚朴苗木配方施肥的三项试验，旨在探索GAP基地的环境质量情况，选育生长性状与酚类物质含量二者兼备的优良种源，制定凹叶厚朴田间育苗的最佳施肥方案，从而达到完善凹叶厚朴GAP关键技术的目的。主要研究结果如下：
　　（1）明溪县胡坊镇凹叶厚朴GAP基地，土壤养分情况HKL（黄坑垄）最好。土壤的物理性质方面，三地的土温和土壤容重差异不大；CSG（吃水沟）的土壤最大持水量和毛管持水量最大；LWT（瞭望台）的土温、天然含水率、土壤质量含水量最大；HKL（黄坑垄）的土壤pH最高。
　　（2）环境质量方面，三处凹叶厚朴种植地的环境质量良好，土壤、灌溉水、空气共计36项污染指标检测均低于国家标准的浓度限值，综合污染指数均小于0.5，符合国家安全级标准。
　　（3）药材的安全性方面，初采的凹叶厚朴树皮10项检测项目均符合国家《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》，综合污染指数小于0.5，达到国家安全级水平，为绿色无污染中药材。
　　（4）良种选育方面，21个种源地的环境气象因子可提取2个主成分，可代表83.359％的环境气象因子的信息。地径、叶片及根系性状与各项环境气象因子表现为不同程度的相关性，苗高、生物量及总酚含量受环境气象因子的影响不大。
　　（5）通过方差分析及Ducan多重比较，21个种源的苗高、地径、生物量、叶片性状、根系性状、酚类物质含量等20项检测项目，除了平均根茎差异不显著外，其余19项都达到差异极显著水平，且各项生长性状间表现出高度的相关性。20项生长指标可提取5项主成分，可以代表21个种源84.439%的生长信息。
　　（6）种源苗高、地径的比较及聚类分析可将21个种源分成3个类别，评价最高的一类包括江西、湖北、浙江、福建4省共计12个种源；生物量的比较及聚类分析将21个种源分为了5类，评价最高的一类为江西九江庐山、浙江杭州淳安2个种源。
　　（7）种源叶片性状方面，福建、浙江种源叶长、叶宽、叶面积较大，江西九江庐山、江西赣州崇义、湖北恩施种源叶形指数较大；安徽黄山、福建三明大田、江西九江庐山种源叶片数最多。
　　（8）种源根系性状方面，江西九江庐山种源、福建三明地区种源总根长最长；江西九江庐山、福建三明地区、江苏苏州张家港、四川都江堰虹口、浙江杭州淳安种源根表面积较大；江西九江庐山、四川都江堰虹口种源根体积最大。
　　（9）21个种源的净光合速率、蒸腾速率、水分利用率、气孔限值值均表现为双峰型规律，其“午休”时间出现在11~13时，峰值出现在上午9~11时及下午15时前后；气孔导度表现为“L”型规律；气孔导度表现为“W”型特点。
　　（10）种源总酚的聚类分析结果将21个种源分为了4类，评价最高的一类仅有安徽黄山1个种源，较好的第二类有福建三明明溪、浙江杭州淳安、湖北黄冈蕲春、陕西汉中洋县、浙江丽水景宁、江西九江庐山、江西九江永修、江西宜春宜丰8个种源。茎的总酚含量与苗高表现为显著性负相关，与叶形指数表现为极显著性负相关；全株总酚含量与苗高、平均叶面积表现为显著性负相关。
　　（11）种源聚类分析及综合性评价结果表明，生长性状与酚类物质含量兼备的优良种源如下：江西九江庐山、浙江杭州淳安、浙江丽水景宁、湖北黄冈蕲春、湖北恩施、江西九江永修；福建宁德寿宁、湖南岳阳平江、四川都江堰虹口等种源的综合排名相对靠后。
　　（12）施肥技术方面，不同施肥对苗木各项生长性状的影响达到了差异极显著水平。施肥组对苗木的生长起到了促进的作用。苗高、地径、生物量、叶片性状、净光合作用能力等性状表现最好的为处理6（N2P2K2）；根系性状方面，处理5~7、9~11表现较好；叶绿素指数，处理4~8、10~11表现较好。
　　（13）施肥的14个处理对苗木全N、全P、全K的含量影响都表现出极显著性差异。叶的全N含量9月>10月>7月>8月；全P含量表现为7月>10月>8月>9月；全钾表现为10月>9月、8月>7月。各处理苗木的营养元素，因施肥量不同表现出其含量的高低变化。施肥对凹叶厚朴吸收Ca、Mg元素有一定的促进作用。
　　（14）苗木厚朴酚、和厚朴酚、总酚含量都达到了差异极显著水平，且施肥组的平均含量都高于空白组；总酚含量较高的依次为处理11、7、6、10，三种肥料在2水平以上对植株酚类物质的含量有显著的促进作用；三种肥料的交互作用会直接影响植株的生长，继而影响植株酚类物质的积累。
　　（15）通过多元回归分析，构建了氮磷钾肥关于生物量的模型（1）及关于总酚的模型（2）如下：y=209.862+17.304x1+3.471x2+3.613x3-0.283x12-0.345x22-3.52x32-0.348x1x2+4.278x2x3（1），y=362.539+10.068x1+4.278x2+54.719x3-0.432x12-2.567x22-23.126x32+2.670x1x2+2.883x1x3+11.467x2x3（2），拟合优度良好，能够很好的反映生物量、总酚含量与氮磷钾三种元素施肥量的关系。
　　（16）模型的主效应分析表明各主成分都为开口向下的抛物线，说明三种元素的施用都存在极大值，施肥过量对凹叶厚朴生长及酚类物质积累会出现抑制作用。
　　（17）模型的边际产量分析，得到关于生物量的边际产量方程组y/x1（N）=17.304-0.566x1-0.348 x2、y/x2（P）=3.471-0.690x2-0.348x1+4.278x3、y/x3（K）=3.613-7.04x3+4.278x2，及关于总酚含量的边际产量方程组y/x1（N）=10.068-0.864x1+2.670 x2+2.883x3、y/x2（P）=4.278-5.134x2+2.670x1+11.467x3、y/x3（K）=54.719-46.24x3+2.883x1+11.467x2。得到生物量最高时的最高施肥量为，尿素320.1kg/hm2、过磷酸钙640.35kg/hm2、硫酸钾89.4kg/hm2；总酚含量最高时的施肥量为，尿素499.05kg/hm2、过磷酸钙592.5kg/hm2、硫酸钾106.8kg/hm2。
　　（18）通过DRIS营养诊断分析，建立了关于P/N、K/N、P/K三个参数的营养诊断分析图。各处理间仅处理9（N2P2K1）的养分是相对平衡的，其余各处理表现为不同程度的需肥顺序。生物量及生长较好的处理6、11、10、7实际上养分依然不平衡，依据营养诊断结果，再结合施肥效应模型，可进一步优化施肥方案，达到真正意义上的最高产。

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第一章 绪论

1研究背景及研究意义

2分类学意义及研究历史

3良种选育研究现状

4栽培技术研究

5现代育苗及微繁技术研究

6苗期生长规律研究

7中药材GAP环境质量评价研究

8本研究的研究内容及技术路线图

第二章 凹叶厚朴GAP基地环境质量评价研究

1材料与方法

2结果与分析

第三章 凹叶厚朴药材优良种源选择

1材料与方法

2结果与分析

第四章 凹叶厚朴苗木施肥技术研究

1材料与方法

2结果与分析

第五章 结论与讨论

1结论

2讨论

参考文献：

致谢