不同濃度海藻肥對高羊茅生長的影響

丁晨曦,李永強,董 智,王雅楣,沈運擴

(1.山東省土壤侵蝕與生態(tài)修復重點實驗室 山東農(nóng)業(yè)大學林學院 泰山森林生態(tài)站，山東 泰安 271018；2.土肥資源高效利用國家工程實驗室 山東農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，山東 泰安 271018)

海藻肥是由天然海藻經(jīng)生物和化學方法降解后得到的一種生物有機肥料，在國內(nèi)外已經(jīng)被廣泛施用于苗木、花卉、蔬菜及草坪[1]。由于海藻肥生產(chǎn)中沒有經(jīng)過高溫及脫水等過程，除保留了海藻中豐富的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn和I等礦物質(zhì)及維生素外，還保留了海藻中的天然活性成分，如細胞分裂素、生長素、酚類和甜菜堿等生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗生物質(zhì)[2-5]。海藻肥作為一種新型的綠色有機肥，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和園林綠化等方面運用較為廣泛。大量研究表明，海藻肥能促進種子萌發(fā)，大幅度改善作物產(chǎn)量和品質(zhì)，同時還能增強植物的抗逆性[6-12]。

高羊茅(Festucaarundinacea)是禾本科羊茅屬多年生草本植物。作為草坪草，高羊茅具有較強的抗旱、耐踐踏、耐鹽堿、耐粗放管理和成坪速度快等特性，是我國北方重要的草坪草種[13]。高羊茅不僅用于機關(guān)、公園和住宅的綠化區(qū)，還用于較高質(zhì)量的運動場，是我國目前使用量增長最快的草坪草[14]。本研究以高羊茅為試驗材料，研究不同濃度海藻肥處理對高羊茅種子萌發(fā)和生長的影響，探索高羊茅生長期間所需海藻肥的最適濃度，以期為海藻肥被用于高羊茅豐產(chǎn)、草坪草管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況 試驗地位于山東農(nóng)業(yè)大學北校區(qū)林學院試驗站，地處山東省泰安市東南部，36°11′37.26″ N、117°06′46.08″ E，海拔166 m，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明。極端最高氣溫為40 ℃，極端最低氣溫為-22 ℃，年平均氣溫12.9 ℃，≥10 ℃年積溫為2 350～4 777 ℃·d，無霜期186.6 d，多年平均降水量741.8 mm，降水多集中在7-9月，年均相對濕度65%，年均日照時數(shù)2 583 h。土壤類型以褐土、棕壤為主。

1.2試驗材料 高羊茅種子從山東省新泰市周全特種養(yǎng)殖研究所購置，海藻肥由青島明月海藻肥集團有限公司提供(氮+磷+鉀≥4%、有機質(zhì)≥30%、海藻肥≥4%)。供試土壤有機質(zhì)含量15.23 g·kg-1，速效磷含量79.56 mg·kg-1，速效鉀含量128.31 mg·kg-1，pH值6.9。

1.3試驗方法 2011年4月，采用盆栽(面積為0.06 m2)播種試驗，共25盆，每盆播種1 000粒高羊茅種子，播種深度約2 cm；設(shè)置5個濃度的海藻肥稀釋液用于灌溉(每濃度用量為1 L)，分別是A(對照，0 g·L-1)、B(2.4 g·L-1)、C(4.8 g·L-1)、D(8.4 g·L-1)、E(9.6 g·L-1)，每濃度5次重復。從播種時間開始(4月18日)，每隔5 d調(diào)查一次發(fā)芽情況(發(fā)芽率統(tǒng)計以幼芽突破種皮，從花盆土壤的的表面能目測到綠顏色的小苗)，第2次調(diào)查開始(4月23日)測量記錄株高。同年8月中旬進行根系體積和生物量的測定。從每盆育苗缽內(nèi)隨機選取5株高羊茅來測定，將根系放在雙層紗布內(nèi)洗凈，剔除雜物后把根系放進盛有一定量水的量筒中，使根系完全浸入水中，然后用玻璃棒輕輕攪動防止空氣存在，靜置3 min后，水分增加的毫升數(shù)即為置入根系的體積。生物量分為地上部分和地下部分，將每盆內(nèi)選取的5株高羊茅分別稱量鮮質(zhì)量，然后將樣品放在65 ℃的烘箱中烘干48 h左右至質(zhì)量恒定，取出進行稱量得干質(zhì)量。

1.4數(shù)據(jù)分析方法 數(shù)據(jù)用Excel軟件處理，SPSS 17.0進行方差分析，用Duncan法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1不同濃度海藻肥對高羊茅種子發(fā)芽率的影響 種子發(fā)芽是成苗的關(guān)鍵，發(fā)芽率是統(tǒng)計種子發(fā)芽的重要指標。與對照A組比較，其它濃度海藻肥處理下的高羊茅種子萌發(fā)啟動期均有不同程度的提前(圖1)。高羊茅種子在處理第10天時達到發(fā)芽高峰期(圖1)，完成了種子發(fā)芽率64%以上；處理第15天時，發(fā)芽率基本接近平緩；處理第20天時，發(fā)芽率不再變化。處理第5天時，B、C、D和E組的發(fā)芽率均顯著高于對照組(P<0.05)；處理第10天時，各種處理下種子的發(fā)芽率均在64%以上，D組的發(fā)芽率顯著高于A、B和E組(P<0.05)；處理第20天時，種子在不同處理下的最終發(fā)芽率在82.16%～97.84%，其中C組的發(fā)芽率最大(97.84%)，顯著高于A、B和E組(P<0.05)，且較對照A組提高19.08%。不同濃度海藻肥處理下的發(fā)芽率依次為C>D>B>E>A，說明施加海藻肥有利于提高高羊茅種子的發(fā)芽率，但隨著海藻肥濃度的增加，發(fā)芽率呈現(xiàn)先升高后降低的變化過程。其中，對高羊茅種子發(fā)芽率的促進作用效果最明顯的為C組(4.8 g·L-1)。

圖1 不同處理下種子發(fā)芽率的動態(tài)變化Fig.1 Dynamic variation of seed germination ratio under different treatments

2.2不同濃度海藻肥對高羊茅生長量的影響

2.2.1高羊茅長勢和根系體積 5種不同處理中，C組高羊茅的長勢最快(圖2)，達到了0.67 cm·d-1；長勢最慢的是A組。結(jié)果表明，海藻肥能較好地促進高羊茅的生長，各處理的長勢均高于對照組，其生長速率從大到小依次為C>D>E>B>A，各組間差異顯著(P<0.05)。

圖2 不同處理下高羊茅的長勢、根系體積和根冠比的變化趨勢Fig.2 Growth rate, root volum and root to shoot ratio of Festuca arundinacea under different treatments

不同處理下高羊茅的根系體積與長勢的變化趨勢基本一致(圖2)，接近倒“V”字型。結(jié)果表明，C組高羊茅根系體積最大，隨著海藻肥濃度的增加，根系體積先增加后減小。同時，不同濃度處理下其它組的根系體積均大于A組(CK)。

2.2.2不同濃度對根冠比的影響 高羊茅在不同濃度海藻肥的處理下，根冠比值間差異顯著(P<0.05)，其中A組(CK)的根冠比值最大，C組的根冠比值最小(圖2)。不同濃度處理下，高羊茅的根冠比的變化趨勢與長勢、根系體積恰好相反，隨著濃度的增加根冠比呈先下降后上升的趨勢，這說明施加適宜濃度的海藻肥能促使高羊茅地上生物量的積累速率大于地下生物的積累速率，從而達到地上產(chǎn)量增產(chǎn)的目的。

2.3不同濃度海藻肥對高羊茅地上生物量的影響 各處理高羊茅的鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量均大于對照(圖3)，其中C組的產(chǎn)量(鮮草和干草)最大，鮮草產(chǎn)量值為148.38 kg·hm-2，比對照增產(chǎn)了1.26倍(P<0.05)；C組干草產(chǎn)量為42.45 kg·hm-2，比對照增產(chǎn)了1.37倍(P<0.05)。各組之間鮮、干草產(chǎn)量從大到小的順序均為C>D>E>B>A，各組間差異顯著(P<0.05)。

隨著海藻肥濃度的增加，各組的鮮、干產(chǎn)量均大于對照(圖3)。結(jié)果表明，海藻肥能促進高羊茅產(chǎn)量的大幅增加，最適生長的濃度是C組；隨著海藻肥濃度的增加，高羊茅鮮草和干草產(chǎn)量先增加后減少。

圖3 不同濃度對鮮(干)草產(chǎn)量的影響Fig.3 Fresh and hay yields of Festuca arundinacea under different concentrations

3 討論與結(jié)論

海藻肥是天然綠色有機肥，具有對人體無害和對環(huán)境無污染的特性，同時含有豐富的營養(yǎng)元素，能促進植物種子的萌發(fā)、植株的生長和產(chǎn)量的提高。海藻肥能促使高羊茅種子萌發(fā)期提前，顯著提高其種子的發(fā)芽率，C組濃度(4.8 g·L-1)的海藻肥最適合高羊茅種子的萌發(fā)，使高羊茅的發(fā)芽率高達97.84%，這與郭艷玲等[6]的研究結(jié)果一致。同時，海藻肥能促進高羊茅的生長，在C組濃度(4.8 g·L-1)海藻肥的處理下，高羊茅的長勢和根系體積均達到最大值；隨著海藻肥濃度的增加，根系體積和長勢先增加后減小。本研究表明，海藻肥中的有效物質(zhì)必須在很低的濃度下才產(chǎn)生作用，海藻肥施肥效果具有隨著海藻肥濃度增大，作用效果呈現(xiàn)由低到高再到低的變化，這與王強和石偉勇[15]的研究結(jié)果一致。

草地地下生物量與地上生物量的比值(根冠比)反映了分配給地上部與地下部的光合產(chǎn)物比例，是群落或生態(tài)系統(tǒng)的重要參數(shù)之一[16]。施加海藻肥后有利于高羊茅地上生物量的積累，根冠比隨濃度的增加呈先下降后上升的變化趨勢。另外，海藻肥能促進高羊茅產(chǎn)量的增加，隨著海藻肥濃度的增加，高羊茅鮮草和干草產(chǎn)量先增加后逐漸減少，這說明施加海藻肥能促進植物的生長，但施加海藻肥濃度超過植物生長所需的濃度時反而有可能會抑制其生長，這方面有待進一步研究。對于本研究所應(yīng)用的海藻肥而言，最適高羊茅生長及豐產(chǎn)的濃度為4.8 g·L-1。

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