密度對旱地蘭州百合干物質(zhì)和養(yǎng)分累積的影響

林玉紅，裴懷弟，李淑潔，石有太，陳 軍

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 生物技術(shù)研究所，甘肅 蘭州 730070）

作物優(yōu)勢群體建立是合理利用光熱資源和增加產(chǎn)量潛力的重要途徑[1-2]。密度是單位面積內(nèi)栽培的作物個體數(shù)量，是作物群體的基礎(chǔ)。種植密度是產(chǎn)量的重要限制因素，對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生較大影響[3]。密度過高或過低均對作物的正常生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響，只有在相對適宜的種植密度下才能促進(jìn)作物的高產(chǎn)和高效[4]。干物質(zhì)的累積量影響著作物的產(chǎn)量，而單株干物質(zhì)量與群體干物質(zhì)量存在相互矛盾。低密度玉米擁有較高的單株粒重，但成穗數(shù)少限制了高產(chǎn)；高密度下，由于養(yǎng)分供應(yīng)不足，作物的養(yǎng)分吸收和籽粒灌漿受到影響，也會導(dǎo)致產(chǎn)量下降[5]。種植密度只有在一定范圍內(nèi)，群體干物質(zhì)的積累量才會隨著種植密度的增加而顯著提高，籽粒產(chǎn)量隨種植密度的增加而表現(xiàn)為正效應(yīng)，當(dāng)超過某一范圍時，種植密度則表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)[6]。蘭州百合（Lilium davidii var.unicolor）是百合科（Liliaceae）百合屬（Lilium）川百合的變種，為多年生鱗莖草本植物[7]。在甘肅栽培已有400多年的歷史，由于其藥、食、賞兼用，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高于其他經(jīng)濟(jì)作物，是甘肅省的名優(yōu)特產(chǎn)之一，遠(yuǎn)銷海內(nèi)外[8-11]。蘭州百合為無性繁殖作物，多年來種球的繁育均由農(nóng)民按習(xí)慣方式自己生產(chǎn)，而且食用百合種球研究多集中在貯藏、打破休眠和繁育技術(shù)等方面，針對密度對蘭州百合種球生長的影響研究尚未見報(bào)道。因此，開展種植密度對種球干物質(zhì)及養(yǎng)分吸收累積規(guī)律影響研究，為大田生產(chǎn)制定合理種植密度與施肥方案，獲取優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)種球提供理論依據(jù)，對提高蘭州百合種球商品性和品質(zhì)具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017—2018年在蘭州市七里河區(qū)西果園鎮(zhèn)雨養(yǎng)二陰山區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)供試材料選自當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶自繁、根系繁茂未腐爛、大小均一、平均重量11 g的種球。試驗(yàn)設(shè)2個處理：低密度（64.95萬株/hm2）、高密度（79.50萬株/hm2）。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。小區(qū)面積14 m2，區(qū)組間留40 cm的走道，作為觀察記載通道。種球生長2年內(nèi)每年施用肥料量相同，均為有機(jī)肥10 500kg/hm2、磷酸二銨675kg/hm2、硫酸鉀375kg/hm2。百合種植當(dāng)年（4月14日）將所有肥料在種植前均勻撒于小區(qū)作為基肥一次性施入，百合生長第2年（4月13日）早春土壤解凍后，將所有追施肥料混合后，開溝深施于百合植株行間，覆土耙耱。

采樣時間對應(yīng)的生長天數(shù)和生長發(fā)育時期為38d（苗期）、60d（現(xiàn)蕾期）、90d（摘花期）、116d（摘花后26 d）、153d（枯萎前期）、192d（枯萎期）、327d（休眠期）、353d（翌年萌發(fā)期）、385d（翌年苗期）、410d（翌年現(xiàn)蕾期）、426d（翌年摘花期）、448d（翌年摘花后22 d）、478d（翌年膨大期）、500d（翌年枯萎前期）、533d（翌年枯萎期）。

1.2 測定項(xiàng)目

1.2.1 干物質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分的測定 每小區(qū)按種植行依次挖取5株樣品，將地上植株和地下鱗莖分開，鱗莖去根并擦去表面泥土，稱量地上植株和地下鱗莖鮮重。將地上植株放入105℃烘箱內(nèi)30 min，然后再將地上植株和地下鱗莖樣品放入恒溫干燥箱內(nèi)，于80℃烘至恒重，稱干重，折算干物質(zhì)。烘干樣經(jīng)粉碎、過篩后，用硫酸-過氧化氫消煮法制備待測液，取待測液測定氮、磷、鉀含量[12]。

1.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算 按以下公式計(jì)算氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量[13]。樣品氮養(yǎng)分累積量=樣品干物質(zhì)×樣品含氮量；樣品磷養(yǎng)分累積量=樣品干物質(zhì)×樣品含磷量；樣品鉀養(yǎng)分累積量=樣品干物質(zhì)×樣品含鉀量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS軟件和Excel 2007 進(jìn)行分析和制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對蘭州百合干物質(zhì)累積的影響

由圖1可知，種植密度對蘭州百合干物質(zhì)累積影響明顯。生長第1年，高密度和低密度下，地上植株干物質(zhì)累積速度均在38～60 d表現(xiàn)最大，累積速度分別為29.75，21.53kg/（hm2·d）。地下鱗莖干物質(zhì)第1年累積速度，高密度種植下于38～60 d表現(xiàn)最快，為49.74kg/（hm2·d），而低密度則于90～116 d表現(xiàn)最快，為28.52kg/（hm2·d）。生長第2年，高密度下地上植株于385～410 d 干物質(zhì)累積速度最大，為239.83kg/（hm2·d）；低密度于410～426 d 累積速度最大，為134.57kg/（hm2·d）。高密度下地下鱗莖干物質(zhì)385～410 d 累積速度最快，為122.38kg/（hm2·d）；低密度于410～426 d 累積速度最快，為58.52kg/（hm2·d）。

種植密度影響不同生長年限種球生育期干物質(zhì)累積變化動態(tài)特征。密度增加可使苗期至現(xiàn)蕾期地上植株、地下鱗莖干物質(zhì)累積速度增大，干物質(zhì)累積增多，但干物質(zhì)快速持續(xù)累積的時間縮短，干物質(zhì)累積峰值提前。摘花可使高密度種植下的種球干物質(zhì)累積下降，造成地下鱗莖干物質(zhì)累積波動。種球連續(xù)生長2年，高密度種植下，地上植株和地下鱗莖干物質(zhì)累積呈“倒U”形變化曲線。

2.2 種植密度對蘭州百合氮、磷、鉀素吸收累積的影響

圖1 種植密度對蘭州百合干物質(zhì)累積速度的影響

2.2.1 種植密度對蘭州百合氮素吸收累積的影響 由圖2可知，種植密度對蘭州百合氮素吸收累積影響明顯。生長第1年，高密度和低密度下，地上植株氮素吸收累積速度均在38～60 d表現(xiàn)最大，累積速度分別為0.47，0.41kg/（hm2·d）。地下鱗莖氮素吸收累積速度，高密度和低密度下均于60～90 d表現(xiàn)最大，累積速度分別為0.70，0.57kg/（hm2·d）。生長第2年，高密度種植下，地上植株和地下鱗莖氮素吸收累積速度于385～410d最大；低密度下地上植株和地下鱗莖氮素吸收累積速度410～426 d 速度最大。地上植株氮素吸收累積峰值到達(dá)時間，高密度在410 d，低密度在426 d，高密度比低密度提前16 d。密度增加可使生育前期地上植株、地下鱗莖氮素累積速度增大，氮素累積增多，氮素快速持續(xù)累積時間縮短，氮素累積峰值提前。高密度下生育后期蘭州百合氮素累積峰值與低密度同期到達(dá)。

2.2.2 種植密度對蘭州百合磷素吸收累積的影響 由圖3可知，種植密度對蘭州百合磷素吸收累積影響明顯。生長第1年，高密度和低密度下，地上植株磷素吸收累積速度均在38～60 d表現(xiàn)最大，累積速度分別為0.06，0.04kg（/hm·2d）。地下鱗莖磷素吸收累積速度，高密度下116～153 d表現(xiàn)最快，累積速度為0.10kg（/hm·2d）；低密度下60～90 d表現(xiàn)最快，累積速度為0.10kg（/hm·2d）。生長第2年，高密度種植下，磷素吸收累積速度地上植株在385～410d最大，累積速度為0.39kg（/hm·2d）；地下鱗莖則在448～478 d 累積速度最大，為0.22kg（/hm·2d）。低密度下地上植株和地下鱗莖磷素吸收累積速度在410～426d最大。地上植株磷素吸收累積峰值到達(dá)時間，高密度在410 d，低密度在426 d，高密度比低密度提前16 d。密度增加可使蘭州百合生育前期地上植株和第2年地下鱗莖磷素快速持續(xù)累積時間縮短，磷素累積峰值提前。

2.2.3 種植密度對蘭州百合鉀素吸收累積的影響 由圖4可知，種植密度對蘭州百合鉀素吸收累積影響明顯。生長第1年，高密度和低密度下，地上植株鉀素吸收累積速度均在38～60 d表現(xiàn)最大，累積速度分別為0.56，0.39kg（/hm·2d）。地下鱗莖鉀素吸收累積速度，高密度下153～192 d表現(xiàn)最大，累積速度為0.86kg（/hm2·d）；低密度下60～90 d表現(xiàn)最大，累積速度為0.65kg（/hm2·d）。生長第2年，高密度種植下，鉀素吸收累積速度地上植株在385～410d最大，累積速度為2.25kg（/hm·2d）；地下鱗莖則在448～478 d累積速度最大，為1.80kg（/hm·2d）。低密度下地上植株和地下鱗莖鉀素吸收累積速度在410～426d最大。

圖2 種植密度對蘭州百合氮素吸收累積速度的影響

圖3 種植密度對蘭州百合磷素吸收累積速度的影響

2.3 種植密度對枯萎期種球氮、磷、鉀素吸收累積的影響

由表1可知，枯萎期第1年（192 d）和第2年（533 d）種球氮素吸收累積量，高密度與低密度相比較，差異均不顯著（P＞0.05）。低密度下種球氮素吸收累積量第2年比第1年增加79.11%，而高密度下第2年比第1年增加48.34%。種球磷素吸收累積量，第1年枯萎期高密度與低密度相比較，差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。第2年枯萎期高密度與低密度相比較，差異不顯著（P＞0.05）。低密度下種球磷素吸收累積量第2年比第1年增加72.48%，高密度下第2年比第1年增加11.56%。種球鉀素吸收累積量，第1年枯萎期高密度與低密度相比較，差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。第2年枯萎期高密度與低密度相比較，差異不顯著（P＞0.05）。低密度下種球鉀素吸收累積量第2年比第1年增加21.45%，高密度下第2年比第1年則下降了20.09%。

圖4 種植密度對蘭州百合鉀素吸收累積速度的影響

3 討論

密度通過影響作物單體和群體的光合作用能力而影響單位面積的生產(chǎn)能力和生長狀況[14]。蘭州百合生長第1年，高密度種植下地上植株生長到90d（摘花期）開始衰落，而低密度種植下地上植株生長到116d（摘花后26 d）開始衰落，高密度種植地上植株衰落早于低密度種植26 d；高密度種植下地下鱗莖干物質(zhì)累積在327d（休眠期）開始下降，而低密度種植下地下鱗莖干物質(zhì)累積則在353d（翌年萌發(fā)期）開始下降，高密度種植地下鱗莖干物質(zhì)累積下降早于低密度種植26 d。生長第2年，高密度種植下地上植株生長到426d（翌年摘花期）開始衰落，而低密度種植下地上植株生長到448d（翌年摘花后22 d）開始衰落，高密度種植地上植株衰落早于低密度22 d；高密度種植下地下鱗莖干物質(zhì)累積在426d（翌年摘花期）開始第1次下降，于500d（翌年枯萎前期）進(jìn)行第2次下降，而低密度種植下地下鱗莖干物質(zhì)累積則在533d（翌年枯萎期）開始下降，高密度種植地下鱗莖干物質(zhì)累積第1次下降早于低密度種植107d（圖1）。不同種植密度下，種球氮、磷、鉀素在不同生長發(fā)育時期吸收累積速度各不相同。旱地蘭州百合生長過程中，摘花期前后地上植株和地下鱗莖均表現(xiàn)出對鉀素的吸收大于對氮素與磷素的吸收，生長后期地下鱗莖對鉀素的吸收累積依然處于較高水平。摘花期之后地上植株和地下鱗莖對磷素的吸收表現(xiàn)持續(xù)累積增加，因此，在生產(chǎn)中要早施、重施磷鉀肥料，以保障種球生長發(fā)育所必需的磷鉀元素。建議旱地蘭州食用百合種球種植密度以60萬～65萬株/hm2為宜，合理密植獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、商品性好的種球。

表1 種植密度對枯萎期種球氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收累積的影響kg/hm2