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菘蓝(Isatis indigotica Fort.)是中药材板蓝根和大青叶的基原植物。甘肃省民乐县是“中国板蓝根之乡”。近年来,因缺乏规范化(GAP)栽培技术,药材产量和质量有所下降。本研究采用田间小区试验和实验室测定相结合,系统研究了板蓝根产量决定因子及栽培调控技术对菘蓝生长、板蓝根产量和品质的影响。探明了各栽培因子与生物量、生理生化、光合特性、产量和品质等指标的内在关系,揭示了栽培技术对菘蓝生长、光合生理和生理生化的调控机制,确定了菘蓝栽培技术调控的最优方案,为甘肃省民乐县菘蓝最优栽培技术提供理论依据。主要结果如下:1.对影响板蓝根产量的农艺性状研究表明,菘蓝农艺性状变异丰富,变异系数在9.83%-69.22%范围。根鲜重、叶鲜重和叶面积变异系数都大于60%,板蓝根产量的变异系数大于50%,根直径、叶干物质含量、根长、根干物质含量变异系数较小。采用相关分析、逐步回归分析和通径分析,建立了板蓝根产量(y)与根长(x1)和根鲜重(x2)之间的回归方程:y=0.497x1+0.104x2-5.981,确定根长和根鲜重的决策系数为0.837和0.592。根据决策系数,板蓝根产量形成的主要决定因子为根长,次要决定因子为根鲜重。2.播期研究表明,4月22日播种板蓝根产量最高,为5000.25 kg·hm-2,5月22日播种最低,为4066.87 kg·hm-2;4月22日5月12日播种(R,S)-告依春含量高(0.073%0.083%),其他播期低(0.056%0.063%)。菘蓝适宜播种期为4月下旬5月上旬。3.栽培密度研究表明,行距为25cm,株距为10cm时菘蓝的个体植株生物量、产量构成指标、个体净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)均最优;板蓝根产量最高,为5208.89 kg·hm-2;品质最好、(R,S)-告依春含量最高,达(0.082±0.002)%。主成分分析表明,栽培密度对菘蓝影响的光合指标主要是Tr和WUE。在民乐县产区,菘蓝栽培密度宜选择行距25cm,株距10cm,400200株·hm-2。4.菘蓝栽培方式研究表明,垄作覆黑膜,根系快速生长持续期最长,根系最发达,根长、根直径和单株根干重俱佳;板蓝根产量最高(4514.4 kg·hm-2)。(R,S)-告依春含量垄作覆白膜最高(0.261%),垄作不覆膜最低(0.137%)。垄作覆黑膜,菘蓝主根长、根直径和单株根干重生长随生长时间均呈现“S”型生长趋势,符合Logistic生长模型,方程分别为:RLt=22.78/(1+e2.78-0.042t)、RDt=1.23/(1+e3.13-0.044t)、RDWt=7.52/(1+e5.91-0.071t)。综合板蓝根产量和(R,S)-告依春含量,民乐县菘蓝适宜栽培方式为垄作覆黑膜。5.灌水研究表明,菘蓝农田耗水量在365.99538.02 mm之间,幼苗期至莲座期是农田耗水量最大时期。菘蓝对土壤水分的利用主要集中在4060cm土层。随着灌水量增加,土壤供水能力逐渐降低,根长变短,根直径、侧根数、干鲜重增加,折干率降低。灌水影响菘蓝光合特性的指标主要是Ci和Tr。处理W2(苗期和莲座期均灌水,总量为135mm)板蓝根产量、灌水利用效率及板蓝根检测成分(R,S)-告依春含量均最高,产量为5125.87 kg·hm-2和5895.87 kg·hm-2,含量为0.0592%。菘蓝的产量水分响应值(Ky)为0.77,苗期、莲座期和肉质根膨大期的分别为0.62、0.5和0.44。菘蓝适宜的灌水方案为“苗期+莲座期”各一次,每次为67.5mm(675 m3·hm-2),总量为135mm(1350 m3·hm-2)。6.施肥研究表明,限制菘蓝生长的主要肥料因子为氮和钾。每1 kg氮、磷、钾,分别能增加板蓝根产量11.73、3.63、19.56 kg。最佳的氮磷钾比例为:N:P2O5:K2O=1:0.42:0.63。氮磷钾肥均对菘蓝的农艺性状、光合特性、生理生化指标、产量和品质产生影响。施肥对菘蓝光合特性影响的主要指标是Gs、WUE和Tr,对生理生化指标特性影响的主要指标是叶绿素SAPD值和SOD。当板蓝根的目标公顷产量为8274.888502.14 kg时,N、P2O5和K2O的推荐施肥量分别为:222.95254.44 kg、96.01102.89 kg和148.44151.38 kg。7.最佳采收期研究表明,菘蓝根干重随生长天数呈现“S”型变化趋势,符合Logistic生长模型,方程为y=11.606/(1+e 3.385-0.0301x)(R2=0.9506,p<0.01)。单株产量11月最高,达9.79-9.96g;(R,S)-告依春含量10月12日最低,为0.008%,11月12日最高,达0.083%,并显著高于其他采收期。综合板蓝根产量和(R,S)-告依春含量,按照采收期评价模式图,民乐县板蓝根最佳采收期为11月上旬。