一种提高中药材黄芪甲苷含量和产量的水肥耦合种植方法与流程 专利技术说明

农业,林业,园林,畜牧业,肥料饲料的机械,工具制造及其应用技术1.本发明属于黄芪种植技术领域，具体涉及一种提高中药材黄芪甲苷含量和产量的水肥耦合种植方法。背景技术：2.黄芪又称豆科植物蒙古黄芪和膜荚黄芪的干燥根，具有提高机体免疫力、增强细胞代谢、调节血糖等多种功效，在贫瘠地域生长较为普遍。目前，因黄芪药材需求量大量增加，致使野生黄芪药材过度采挖，导致黄芪野生资源和生态环境受到严重破坏，而人工栽培黄芪成为缓解药材供给不足与需求量过大矛盾的关键所在。中药材黄芪已纳入药食同源目录且需求量逐年增大，河西绿洲灌区土壤类型和气候资源适宜黄芪药材大面积种植且产量优势显著。3.经现有文献检索文献发现，中国专利公开号cn105746137a，公开日2016年07月13日的专利申请公开了一种提高黄芪甲苷含量的种植方法，包括以下步骤：(1)选地、整地及施底肥(2)播种育苗(3)栽植黄芪幼苗(4)第二次喷洒纯天然植物生长调节剂(5)采收。虽然该发明能够在一定程度上提高黄芪甲苷的含量，但是其增长效果并不明显，且黄芪的产量增幅较低。技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种提高黄芪甲苷的含量，黄芪的产量增幅较高的中药材黄芪甲苷含量和产量的水肥耦合种植方法。5.为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：6.一种提高中药材黄芪甲苷含量和产量的水肥耦合种植方法，包括如下步骤：7.1)构建农田区域数据库：构建的农田区域数据库包括土壤类型数据、排水系统设计数据、土地利用数据和气象数据；8.2)直播喷灌：选择适宜的土地直播黄芪种子，亩播种量为9.5～ 11.5kg，按照行距21～23cm，株距13～15cm进行开穴直播，直播后将自动喷灌控制器放置在土地的中间进行喷灌处理；9.3)分层施肥：在黄芪播种的同时，实施底肥分层条施，即将底施氮磷钾肥分别条施于播种麦田地表以下10cm、15cm和20cm深处；垂直分布于上述三个不同深度土层的施肥条带为一组，相邻两组之间的间距为50～60cm，即在相邻两组分层施肥条带之间播种两行黄芪，或者两组分层施肥条带之间一行播种黄芪、另一行播种红薯、马铃薯、大豆中的一种。10.根据以上特征，所述步骤2)中自动喷灌控制器的电路由四部分组成，分别是控制执行电路、无稳态振荡电路、开关控制电路和电源电路。11.在一些示例中，所述黄芪种子利用种子处理剂进行处理后，经过两级筛选后进行播种；所述种子处理剂由如下重量份的原料组成：木醋原液1.5-2.5份、abt-4生根粉30～40份、em原露10～14份、核桃壳15～20份、醋酸盐缓冲液40～50份。12.根据以上特征，所述种子处理剂由如下重量份的原料组成：木醋原液2份、abt-4生根粉35份、em原露12份、核桃壳17份、醋酸盐缓冲液45份。13.在一些示例中，所述种子处理剂是将核桃壳粉碎后与其他原料混合后置于4℃冰箱中抽提25～30h，过滤后经8000～10000r/min离心15～20min，收集液体，将黄芪种子放入收集的液体中浸泡3～5h，采用伽马射线0.8-1.2kgy辐射剂量照射25～35分钟。14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：15.1)本发明利用自动喷灌控制器进行灌溉，w1n2处理的黄芪甲苷含量较w1n0、w1n1和w1n3处理分别提高169.13％、52.44％和26.12％， w2n2处理的黄芪甲苷含量较w2n0、w2n1和w2n3处理分别提高 116.02％、19.33％和21.74％。由此可知，生育期减量20％灌水与中施氮耦合能够显著提高中药材黄芪甲苷的含量。16.2)本发明在生育期减量灌水能够促进黄芪地下部的生长，但过量的灌水会抑制黄芪生长。增加施氮量有助于促进地上部的增加，有助于根长、根粗及地下部干重的增加，最终可显著提高产量，但过量的施氮会抑制黄芪的生长。17.3)本发明中灌水量与施氮量的互作效应对黄芪地上部干重、地下部干重和产量具有显著影响。黄芪生育期减量20％灌水与中施氮处理的互作效应可显著促进地上部干重的增加，增加根长和根粗，促进地下部有机物质的积累，为提高黄芪产量奠定基础。18.4)本发明中红薯的亩产量为3611.03～3620.45kg/亩，增产 12.42％～12.71％，马铃薯的亩产量为2601.22～2610.42kg/亩，增产7.65％～8.03％，大豆的亩产量为170.61～172.87kg/亩，增产6.41％～ 7.82％，经济效益显著。附图说明19.图1为本发明自动喷灌控制器的电路图。20.图2为本发明水氮耦合对黄芪甲苷含量的影响示意图。具体实施方式21.下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。本领域的技术人员可以在不偏离本发明精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代技术方案。22.实施例123.一种提高中药材黄芪甲苷含量和产量的水肥耦合种植方法，包括如下步骤：24.1)构建农田区域数据库：构建的农田区域数据库包括土壤类型数据、排水系统设计数据、土地利用数据和气象数据；25.2)直播喷灌：选择适宜的土地直播黄芪种子，亩播种量为9.5kg，按照行距21cm，株距13cm进行开穴直播，直播后将自动喷灌控制器放置在土地的中间进行喷灌处理；所述自动喷灌控制器的电路由四部分组成，分别是控制执行电路、无稳态振荡电路、开关控制电路和电源电路。26.3)分层施肥：在黄芪播种的同时，实施底肥分层条施，即将底施氮磷钾肥分别条施于播种麦田地表以下10cm、15cm和20cm深处；垂直分布于上述三个不同深度土层的施肥条带为一组，相邻两组之间的间距为50cm，即在相邻两组分层施肥条带之间播种两行黄芪，或者两组分层施肥条带之间一行播种黄芪、另一行播种红薯。黄芪种子利用种子处理剂进行处理后，经过两级筛选后进行播种；种子处理剂由如下重量份的原料组成：木醋原液1.5kg、abt-4生根粉30kg、em 原露10kg、核桃壳15kg、醋酸盐缓冲液40kg。种子处理剂是将核桃壳粉碎后与其他原料混合后置于4℃冰箱中抽提25h，过滤后经 8000r/min离心15min，收集液体，将液体放入到黄芪种子中浸泡3h，采用伽马射线0.8kgy辐射剂量照射25分钟。27.实施例228.一种提高中药材黄芪甲苷含量和产量的水肥耦合种植方法，包括如下步骤：29.1)构建农田区域数据库：构建的农田区域数据库包括土壤类型数据、排水系统设计数据、土地利用数据和气象数据；30.2)直播喷灌：选择适宜的土地直播黄芪种子，亩播种量为10.5kg，按照行距22cm，株距14cm进行开穴直播，直播后将自动喷灌控制器放置在土地的中间进行喷灌处理；所述自动喷灌控制器的电路由四部分组成，分别是控制执行电路、无稳态振荡电路、开关控制电路和电源电路。31.3)分层施肥：在黄芪播种的同时，实施底肥分层条施，即将底施氮磷钾肥分别条施于播种麦田地表以下10cm、15cm和20cm深处；垂直分布于上述三个不同深度土层的施肥条带为一组，相邻两组之间的间距为55cm，即在相邻两组分层施肥条带之间播种两行黄芪，或者两组分层施肥条带之间一行播种黄芪、另一行播种马铃薯。黄芪种子利用种子处理剂进行处理后，经过两级筛选后进行播种；种子处理剂由如下重量份的原料组成：木醋原液2kg、abt-4生根粉35kg、em 原露12kg、核桃壳17kg、醋酸盐缓冲液45kg。种子处理剂是将核桃壳粉碎后与其他原料混合后置于4℃冰箱中抽提28h，过滤后经 9000r/min离心17min，收集液体，将液体放入到黄芪种子中浸泡4h，采用伽马射线1kgy辐射剂量照射30分钟。32.实施例333.一种提高中药材黄芪甲苷含量和产量的水肥耦合种植方法，包括如下步骤：34.1)构建农田区域数据库：构建的农田区域数据库包括土壤类型数据、排水系统设计数据、土地利用数据和气象数据；35.2)直播喷灌：选择适宜的土地直播黄芪种子，亩播种量为11.5kg，按照行距23cm，株距15cm进行开穴直播，直播后将自动喷灌控制器放置在土地的中间进行喷灌处理；所述自动喷灌控制器的电路由四部分组成，分别是控制执行电路、无稳态振荡电路、开关控制电路和电源电路。36.3)分层施肥：在黄芪播种的同时，实施底肥分层条施，即将底施氮磷钾肥分别条施于播种麦田地表以下10cm、15cm和20cm深处；垂直分布于上述三个不同深度土层的施肥条带为一组，相邻两组之间的间距为60cm，即在相邻两组分层施肥条带之间播种两行黄芪，或者两组分层施肥条带之间一行播种黄芪、另一行大豆。黄芪种子利用种子处理剂进行处理后，经过两级筛选后进行播种；种子处理剂由如下重量份的原料组成：木醋原液2.5kg、abt-4生根粉40kg、em原露 14kg、核桃壳20kg、醋酸盐缓冲液50kg。种子处理剂是将核桃壳粉碎后与其他原料混合后置于4℃冰箱中抽提30h，过滤后经 10000r/min离心20min，收集液体，将液体放入到黄芪种子中浸泡 5h，采用伽马射线1.2kgy辐射剂量照射35分钟。37.本发明中的自动喷灌控制器的电路的工作原理如下：电路中，电源电路由电源开关s电源变压器t、整流桥堆ur和滤波电容器c等组成；开关控制电路由湿度传感器、取样管v1,复合放大管v2、电源滤波管v3和电阻器r1～r4组成；无稳态多谐振荡器由时基集成电路 ic和外围阻容元件组成；控制执行电路由晶体管v4、发光二极管vl、晶闸管vt和手动控制开关s2等组成。交流220v电压经t降压、ur 整流c1滤波后，在c1两端产生12v直流电压(vcc)。38.在土壤湿度较大时，湿度传感器两电极之间的阻值较小，v1处于导通状态，v2和v3处于截止状态，v3的发射极无12v电压(vcc) 输出，多谐振荡器不工作，当土壤相对干燥时，湿度传感器两电极之间的阻值变大，使v1截止，v2和v3导通，ic通电工作，多谐振荡器开始振荡工作，从ic的3脚输出高电平，使v4和vt导通，vl点亮，电磁阀或电动机通电工作。39.ic通电后，v3发射极的输出电压还经电阻器r5～r7对电容器 c2充电，使ic的6脚和2脚电压逐渐升高。当c2两端电压升至2vcc/3 时，ic内部的触发器翻转，其3脚由高电平变为低电平，使v1和vt 截止，电磁阀或电动机断电，停止喷雾或喷灌。40.此时ic内部的放电电路工作，c2通过ic的7脚放电，当ic的 2脚和6脚电压下降至vdd/3时，ic内部的触发器又翻转，3脚又输出高电平，使v4和vt导通，电磁阀或电动机又通电工作。如此间歇工作，直到土壤湿度达到要求时，v1导通，v2和v3截止，多谐振荡器和控制执电路停止工作。41.调节电阻器r的阻值或改变电容器c2的电容量，可改变多谐振荡器的工作频率，从而调整喷灌时间和断电间歇时间。s2为手动开关，接通s2后，电磁阀或电动机即通电工作，而不受自动喷灌控制电路的控制。42.r1和r7选用密封式可变电阻器；r2～r6和r8～r10选用1/4w 碳电阻器或金属膜电阻器。c1选用耐压值为25v的铝电解电容器， c2选用耐压值为16v的铝电解电容器，c3选用涤纶电容器或独石电容器。ur选用2a、100v的整流全桥，也可用4只1n5401整流二极管桥式连接后代替。vl选用φ5mm的绿色发光极管。v1和v2均选用 s9013硅npn型晶体管；v3和v4均选用c8050硅npn型晶体管。vt 选用6a、400v的双向晶闸管。ic选用ne555或μa555型时基集成电路。t选用10va、二次电压为12v的电源变压器。43.实验例44.选用一年生蒙古黄芪为供试材料，种苗来源于定西市岷县农户培育的种苗，种苗采挖后去除大苗和小苗，留下大小基本一致的中等苗移栽。种苗平均根长(34.28±5.17)cm，根粗(0.58±0.09) cm，单根重(3.94±2.18)g。2020年4月5日移栽，10月25日收获。氮肥施用尿素(纯氮约46.6％)，磷肥为过磷酸钙(p2o5约14％)，钾肥为氧化钾(k2o约25％)。45.1、水氮耦合对黄芪甲苷含量的影响46.根据本发明的方法测定黄芪甲苷含量，具体测算结果如图2所示：47.由图2可知，利用自动喷灌控制器进行灌溉，w1n2处理的黄芪甲苷含量较w1n0、w1n1和w1n3处理分别提高169.13％、52.44％和26.12％，w2n2处理的黄芪甲苷含量较w2n0、w2n1和w2n3处理分别提高116.02％、 19.33％和21.74％。由此可知，生育期减量20％灌水与中施氮耦合能够显著提高药材中黄芪甲苷的含量。48.2、水氮耦合对黄芪产量及产量构成的影响，根据本发明的方法测定黄芪甲苷含量，具体测算结果表1所示：[0049][0050][0051]由此可见，生育期减量灌水能够促进黄芪地下部的生长，但过量的灌水会抑制黄芪生长。增加施氮量有助于促进地上部的增加，有助于根长、根粗及地下部干重的增加，最终可显著提高产量，但过量的施氮会抑制黄芪的生长。[0052]灌水量与施氮量的互作效应对黄芪地上部干重、地下部干重和产量具有显著影响(p《0.05)。由此可见，黄芪生育期减量20％灌水与中施氮处理的互作效应可显著促进地上部干重的增加，增加根长和根粗，促进地下部有机物质的积累，为提高黄芪产量奠定基础。[0053]3、本发明中红薯、马铃薯、大豆的产量如表2所示：同时采用常规种植的方法进行相应地对比：[0054][0055]由表2可知，本发明中红薯的亩产量为3611.03～3620.45kg/亩，增产12.42％～12.71％，马铃薯的亩产量为2601.22～2610.42kg/亩，增产7.65％～8.03％，大豆的亩产量为170.61～172.87kg/亩，增产 6.41％～7.82％，经济效益显著。[0056]以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内或者在本公开实施例揭露的思想下，可轻易想到变化、替换或组合，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。









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