Effects of Potassium Application on Growth， Yield and Quality of Artemisia argyi

doi:10.13304/j.nykjdb.2020.0844

Abstract

Abstract:

In order to clarify the effect of potassium fertilizer on Artemisiaargyi in Qichun County， a two-year field experiment was conducted and 5 dosages of potassium fertilizer treatments （0， 60， 120， 180 and 240 kg·hm^-2，named K₀，K₆₀，K₁₂₀，K₁₈₀，K₂₄₀，respectively） were set. The agronomic trait， yield， the content of total volatile oil， 7 kinds of volatile components， total flavonoids， 9 kinds of flavonoids and phenolic acid components and mineral elements in the leaves of Artemisiaargyi were analyzed. The result showed that the application of K fertilizer was beneficial to promote the growth and yield of Artemisiaargyi. The yield of K₁₈₀ treatment were increased by 18.4% and 24.3% in 2018 and 2019， respectively. And the application of K fertilizer could increase the output rate of Artemisiaargyi leaves and promote the growth and branching of non-glandular hair， which the output rate increased by 1.3%～23.1% （2018） and 11.1%～40.6% （2019）， respectively. With the increase of K fertilizer， the contents of total volatile oil， eucalyptus oleoresin， camphor， borneol， total flavonoids， isochlorogenic acid A， cyanidin， and isozanthin in the leaves of Artemisiaargyi decreased. The contents of K， Ca， Fe and Zn in leaves of Artemisiaargyi significantly positively correlated with the K application rate， while the contents of active ingredients significantly negatively correlated with the contents of K， Ca， Mg， Fe and Zn. Taking into account the factors such as the yield， cashmere yield and the content of volatile oil， flavonoids and phenolic acids in the leaves of Artemisiaargyi， the suitable amount of K fertilizer was 120～180 kg·hm^-2， which provided a scientific basis for K management in the artificial planting of Artemisiaargyi in Qichun County， China.

Key words: Artemisiaargyi, K application rate, yield, output rate of moxa, quality, volatile oil, flavonoids

摘要：

为明确钾肥施用量对蕲春县蕲艾产量和品质的影响，设置0（K₀）、60（K₆₀）、120（K₁₂₀）、180（K₁₈₀）和240 kg·hm^-2（K₂₄₀） 5个施钾处理，采用2年田间试验研究了不同施钾量对蕲艾农艺性状、药材产量、叶片出绒率、叶片中总挥发油和7种挥发性成分含量、总黄酮和9种黄酮、酚酸类成分含量以及矿质元素含量的影响。结果表明，施用钾肥能促进蕲艾的生长发育，显著提高艾叶产量。与K₀处理相比，K₁₈₀处理的产量在2018和2019年分别增长了47.2%和53.6%；施用钾肥后蕲艾出绒率分别提高了1.3%～23.1%（2018）和11.1%～40.6%（2019）；随着钾肥施用量的增加，艾叶中总挥发油、桉油精、樟脑、龙脑、α-石竹烯、总黄酮、异绿原酸A、棕矢车菊素、异泽兰黄素含量呈降低趋势。相关分析表明，艾叶的产量和出绒率与叶片中K、Ca、Mg、Fe、Zn元素含量呈显著正相关；而叶片中有效成分含量与K、Ca、Mg、Fe、Zn元素含量呈显著负相关。综合考虑蕲艾产量、出绒率、挥发油、黄酮和酚酸成分含量等因素，在蕲春县蕲艾种植生产中，钾肥推荐施用量为120～180 kg·hm^-2，为蕲艾规范化种植、科学施用钾肥提供了理论依据。

关键词: 蕲艾, 施钾量, 产量, 出绒率, 挥发油, 黄酮

CLC Number:

S567.23+9

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Figures/Tables 6

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年份 Year	处理 Treatment	密度 Density/ （plant·m^-2）	株高 Plant height/ cm	茎粗 Stem diameter/mm	叶片数 Leaf number per plant	叶宽 Blade width/ cm	叶长 Blade length/ cm	枯叶高 Dead leaf height/cm	叶片产量 Leaf yield/ （kg·hm^-2）
2018	K₀	80.63±5.10 b	173.91±5.92 a	7.43±0.59 a	22.13±2.72 a	9.22±1.21 a	9.80±0.83 a	58.11±5.23 a	4 974.71±235.20 c
	K₆₀	93.13±9.59 b	169.63±4.67 a	7.48±0.12 a	22.21±2.63 a	9.67±0.79 a	10.52±0.60 a	63.54±7.02 a	5 300.98±352.23 c
	K₁₂₀	110.31±9.19 ab	174.10±9.33 a	7.56±0.53 a	22.01±1.98 a	9.42±0.64 a	9.46±0.71 a	59.02±3.80 a	6 653.52±400.93 b
	K₁₈₀	123.33±8.33 a	170.92±1.52 a	7.74±0.27 a	24.27±3.02 a	9.86±0.75 a	10.23±0.92 a	65.37±6.68 a	7 324.03±595.08 a
	K₂₄₀	114.17±11.59 ab	170.41±8.01 a	7.87±0.24 a	25.09±2.99 a	10.51±0.93 a	11.32±1.27 a	66.13±4.33 a	7 157.32±521.98 a
2019	K₀	85.42±7.12 c	138.77±10.87 a	5.12±0.26 a	16.12±1.69 a	8.93±0.92 a	9.93±0.68 a	77.40±10.63 a	4035.50±339.17 c
	K₆₀	117.97±12.44 b	138.23±7.32 a	4.88±0.58 a	17.00±2.26 a	8.30±0.40 a	9.50±0.24 b	75.13±2.58 a	4608.31±559.32 c
	K₁₂₀	134.49±2.94 a	140.73±8.50 a	5.20±0.89 a	17.24±1.82 a	8.01±0.33 b	9.29±0.58 b	78.30±7.83 a	5548.39±452.35 b
	K₁₈₀	137.50±13.12 a	145.25±2.64 a	5.22±0.35 a	18.34±1.68 a	8.24±0.52 b	9.61±0.50 b	82.43±4.56 a	6198.62±208.91 a
	K₂₄₀	132.81±9.89 a	141.21±4.31 a	5.24±0.11 a	18.71±1.02 a	9.32±0.70 a	10.69±0.72 a	80.01±2.42 a	5788.58±433.30 ab

年份 Year	处理 Treatment	密度 Density/ （plant·m^-2）	株高 Plant height/ cm	茎粗 Stem diameter/mm	叶片数 Leaf number per plant	叶宽 Blade width/ cm	叶长 Blade length/ cm	枯叶高 Dead leaf height/cm	叶片产量 Leaf yield/ （kg·hm^-2）
2018	K₀	80.63±5.10 b	173.91±5.92 a	7.43±0.59 a	22.13±2.72 a	9.22±1.21 a	9.80±0.83 a	58.11±5.23 a	4 974.71±235.20 c
	K₆₀	93.13±9.59 b	169.63±4.67 a	7.48±0.12 a	22.21±2.63 a	9.67±0.79 a	10.52±0.60 a	63.54±7.02 a	5 300.98±352.23 c
	K₁₂₀	110.31±9.19 ab	174.10±9.33 a	7.56±0.53 a	22.01±1.98 a	9.42±0.64 a	9.46±0.71 a	59.02±3.80 a	6 653.52±400.93 b
	K₁₈₀	123.33±8.33 a	170.92±1.52 a	7.74±0.27 a	24.27±3.02 a	9.86±0.75 a	10.23±0.92 a	65.37±6.68 a	7 324.03±595.08 a
	K₂₄₀	114.17±11.59 ab	170.41±8.01 a	7.87±0.24 a	25.09±2.99 a	10.51±0.93 a	11.32±1.27 a	66.13±4.33 a	7 157.32±521.98 a
2019	K₀	85.42±7.12 c	138.77±10.87 a	5.12±0.26 a	16.12±1.69 a	8.93±0.92 a	9.93±0.68 a	77.40±10.63 a	4035.50±339.17 c
	K₆₀	117.97±12.44 b	138.23±7.32 a	4.88±0.58 a	17.00±2.26 a	8.30±0.40 a	9.50±0.24 b	75.13±2.58 a	4608.31±559.32 c
	K₁₂₀	134.49±2.94 a	140.73±8.50 a	5.20±0.89 a	17.24±1.82 a	8.01±0.33 b	9.29±0.58 b	78.30±7.83 a	5548.39±452.35 b
	K₁₈₀	137.50±13.12 a	145.25±2.64 a	5.22±0.35 a	18.34±1.68 a	8.24±0.52 b	9.61±0.50 b	82.43±4.56 a	6198.62±208.91 a
	K₂₄₀	132.81±9.89 a	141.21±4.31 a	5.24±0.11 a	18.71±1.02 a	9.32±0.70 a	10.69±0.72 a	80.01±2.42 a	5788.58±433.30 ab

年份 Year	处理 Treatment	总挥发油 Total volatile oil/%	桉油精 Eucalyptusoleoresin/（mg·g^-1）	α-侧柏酮 α-thujone/ （mg·g^-1）	樟脑 Camphor/ （mg·g^-1）	龙脑 Borneol/ （mg·g^-1）	α-石竹烯 α-caryophyllene/（mg·g^-1）	β-丁香烯 β-butene/ （mg·g^-1）	石竹素 Caryophyllin/ （mg·g^-1）
2018	K₀	1.21±0.13 a	1.12±0.17 a	3.71±0.41 a	0.37±0.04 a	0.18±0.04 a	0.29±0.02 a	0.36±0.04 a	0.57±0.08 a
	K₆₀	1.18±0.09 a	0.94±0.19 ab	4.23±0.39 a	0.26±0.09 a	0.17±0.01 a	0.26±0.03 a	0.24±0.02 a	0.67±0.10 a
	K₁₂₀	1.13±0.11 ab	0.88±0.06 b	3.66±0.64 a	0.13±0.04 b	0.17±0.02 a	0.24±0.01 a	0.31±0.05 a	0.66±0.07 a
	K₁₈₀	1.12±0.04 ab	0.16±0.04 c	4.39±0.50 a	0.11±0.02 b	0.02±0.00 b	0.20±0.00 b	0.31±0.03 a	0.51±0.06 a
	K₂₄₀	1.03±0.07 b	0.11±0.03 c	4.22±0.36 a	0.10±0.04 b	0.02±0.00 b	0.19±0.02 b	0.29±0.04 a	0.70±0.08 a
2019	K₀	1.07±0.11 a	1.18±0.19 a	5.30±0.48 a	0.57±0.07 a	0.23±0.05 a	0.31±0.05 a	0.61±0.07 a	0.50±0.06 a
	K₆₀	1.01±0.08 a	0.81±0.15 ab	5.22±0.17 a	0.42±0.06 b	0.21±0.04 a	0.26±0.03 a	0.54±0.04 a	0.49±0.04 a
	K₁₂₀	0.98±0.10 ab	0.78±0.12 b	5.16±0.69 a	0.42±0.05 b	0.18±0.01 a	0.22±0.04 a	0.41±0.08 a	0.49±0.06 a
	K₁₈₀	0.95±0.09 ab	0.39±0.09 c	5.35±0.68 a	0.41±0.02 b	0.04±0.00 b	0.18±0.03 a	0.39±0.04 a	0.49±0.09 a
	K₂₄₀	0.92±0.08 b	0.15±0.03 d	4.84±0.53 a	0.35±0.06 b	0.03±0.00 b	0.23±0.03 a	0.52±0.03 a	0.55±0.03 a

年份 Year	处理 Treatment	总挥发油 Total volatile oil/%	桉油精 Eucalyptusoleoresin/（mg·g^-1）	α-侧柏酮 α-thujone/ （mg·g^-1）	樟脑 Camphor/ （mg·g^-1）	龙脑 Borneol/ （mg·g^-1）	α-石竹烯 α-caryophyllene/（mg·g^-1）	β-丁香烯 β-butene/ （mg·g^-1）	石竹素 Caryophyllin/ （mg·g^-1）
2018	K₀	1.21±0.13 a	1.12±0.17 a	3.71±0.41 a	0.37±0.04 a	0.18±0.04 a	0.29±0.02 a	0.36±0.04 a	0.57±0.08 a
	K₆₀	1.18±0.09 a	0.94±0.19 ab	4.23±0.39 a	0.26±0.09 a	0.17±0.01 a	0.26±0.03 a	0.24±0.02 a	0.67±0.10 a
	K₁₂₀	1.13±0.11 ab	0.88±0.06 b	3.66±0.64 a	0.13±0.04 b	0.17±0.02 a	0.24±0.01 a	0.31±0.05 a	0.66±0.07 a
	K₁₈₀	1.12±0.04 ab	0.16±0.04 c	4.39±0.50 a	0.11±0.02 b	0.02±0.00 b	0.20±0.00 b	0.31±0.03 a	0.51±0.06 a
	K₂₄₀	1.03±0.07 b	0.11±0.03 c	4.22±0.36 a	0.10±0.04 b	0.02±0.00 b	0.19±0.02 b	0.29±0.04 a	0.70±0.08 a
2019	K₀	1.07±0.11 a	1.18±0.19 a	5.30±0.48 a	0.57±0.07 a	0.23±0.05 a	0.31±0.05 a	0.61±0.07 a	0.50±0.06 a
	K₆₀	1.01±0.08 a	0.81±0.15 ab	5.22±0.17 a	0.42±0.06 b	0.21±0.04 a	0.26±0.03 a	0.54±0.04 a	0.49±0.04 a
	K₁₂₀	0.98±0.10 ab	0.78±0.12 b	5.16±0.69 a	0.42±0.05 b	0.18±0.01 a	0.22±0.04 a	0.41±0.08 a	0.49±0.06 a
	K₁₈₀	0.95±0.09 ab	0.39±0.09 c	5.35±0.68 a	0.41±0.02 b	0.04±0.00 b	0.18±0.03 a	0.39±0.04 a	0.49±0.09 a
	K₂₄₀	0.92±0.08 b	0.15±0.03 d	4.84±0.53 a	0.35±0.06 b	0.03±0.00 b	0.23±0.03 a	0.52±0.03 a	0.55±0.03 a

年份 Year	处理 Treatment	总黄酮 Total flavonoids/%	新绿原酸 Neochlorogenic acid/（mg·g^-1）	绿原酸 Chlorogenic acid/（mg·g^-1）	隐绿原酸 Cryptochlorogenic acid/（mg·g^-1）	异绿原酸B Isochlorogenic acid B/（mg·g^-1）	异绿原酸A Isochlorogenic acid A/（mg·g^-1）	异绿原酸C Isochlorogenic acid C/（mg·g^-1）	山奈酚 Keampferol/（mg·g^-1）	棕矢车菊素 Jeceosidin/（mg·g^-1）	异泽兰黄素 Eupatilin/ （mg·g^-1）
2018	K₀	2.85±0.15 ab	0.12±0.01 a	0.42±0.03 a	0.18±0.01 a	0.73±0.20 a	2.36±0.10 a	0.29±0.14 a	0.11±0.02 a	0.24±0.05 a	0.73±0.12 a
	K₆₀	2.96±0.12 a	0.11±0.00 a	0.42±0.05 a	0.18±0.01 a	0.69±0.04 a	1.96±0.14 b	0.29±0.03 a	0.11±0.01 a	0.22±0.02 a	0.62±0.11 ab
	K₁₂₀	2.83±0.23 ab	0.11±0.00 a	0.39±0.02 a	0.18±0.00 a	0.68±0.08 a	2.02±0.11 b	0.28±0.03 a	0.10±0.01 a	0.19±a0.01 a	0.60±0.07 ab
	K₁₈₀	2.82±0.11 ab	0.12±0.01 a	0.42±0.10 a	0.18±0.01 a	0.69±0.22 a	2.06±0.23 b	0.28±0.17 a	0.10±0.01 a	0.17±0.01 ab	0.57±0.05 ab
	K₂₄₀	2.76±0.22 b	0.11±0.01 a	0.39±0.06 a	0.16±0.00 a	0.54±0.15 b	2.09±0.17 b	0.28±0.10 a	0.09±0.02 a	0.12±0.06 b	0.38±0.05 b
2019	K₀	2.86±0.27 a	0.12±0.01 a	0.28±0.09 a	0.27±0.02 a	0.81±0.18 a	2.29±0.39 a	0.29±0.05 a	0.04±0.01 a	0.25±0.05 a	1.07±0.10 a
	K₆₀	2.85±0.26 a	0.13±0.01 a	0.29±0.07 a	0.26±0.02 a	0.77±0.12 a	2.22±0.17 a	0.27±0.03 a	0.04±0.01 a	0.24±0.04 a	1.01±0.09 a
	K₁₂₀	2.82±0.27 a	0.12±0.00 a	0.29±0.09 a	0.26±0.01 a	0.76±0.06 a	2.05±0.10 b	0.25±0.02 a	0.05±0.01 a	0.24±0.06 a	1.06±0.06 a
	K₁₈₀	2.75±0.13 a	0.11±0.00 a	0.19±0.03 b	0.22±0.02 b	0.65±0.07 a	1.78±0.25 c	0.24±0.02 a	0.04±0.01 a	0.19±0.01 b	0.75±0.09 b
	K₂₄₀	2.27±0.15 b	0.11±0.00 a	0.16±0.07 b	0.21±0.01 b	0.70±0.12 a	1.70±0.25 c	0.24±0.04 a	0.04±0.01 a	0.19±0.02 b	0.71±0.10 b