鉀水平對百日草干物質積累及氮磷鉀吸收與積累的影響

朱彥霖，魏 敏，郭 滿，司東霞，李海云

(聊城大學 農學院，山東 聊城 252059)

百日草(ZinniaelegansJacq.)屬菊科百日草屬，又名百日菊、步步高，為1年生草本植物。由于其花大色艷，花期長久，被廣泛應用于園林綠化中，是夏、秋兩季花壇常用花卉，大型品種可用于切花，中型和矮型品種用于花境、花帶及花壇布置，是營造花海景觀的常用植物。百日草原產墨西哥，現世界各地廣泛栽種，其地位僅次于萬壽菊，與萬壽菊、矮牽牛、一串紅一起被稱為草花中的四大金剛[1-2]。鉀作為植物生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素之一，是與氮、磷并列的植物營養(yǎng)“三大要素”[3-5]。它參與植物體內60多種酶的活化[6]，在植物滲透調節(jié)、蛋白質代謝、光合作用、光呼吸、信號轉導及各種代謝過程中起到關鍵作用[7-8]。但是土壤缺鉀以及鉀肥短缺已經成為制約我國乃至世界農業(yè)生產發(fā)展的重要因子之一。缺鉀抑制觀賞植物生長，使花期推遲，開花數量下降，可見鉀肥不僅影響植物的營養(yǎng)生長，也與開花數量的多少及花期的長短密切相關[9-10]。只有合理施用鉀肥才能確保既促進作物生長發(fā)育，又不至于浪費資源。百日草需鉀量較大，施鉀有利于百日草的生長發(fā)育，但鉀肥對氮、磷、鉀吸收積累的影響尚未見報道。因此，通過盆栽試驗，研究不同供鉀水平對百日草干物質積累及氮、磷、鉀吸收與積累的影響，以期為百日草栽培過程中合理施用鉀肥提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試百日草品種為夢境，購于浙江虹越花卉有限公司。

1.2 試驗設計

2017年3月18日選取健康、飽滿、完整的百日草種子，播種于裝滿育苗基質的48孔穴盤中，每穴1粒，均置于聊城大學農學院人工氣候室中進行育苗培養(yǎng)，室內光照時間為16 h[溫度為(25±1)℃]，黑暗時間為8 h[溫度為(20±1)℃]，育苗期間按常規(guī)管理。于4月15日將百日草幼苗定植于塑料盆中(底徑11 cm、上口徑15 cm、高13 cm)，每盆1株，放在聊城大學東校區(qū)生態(tài)園試驗基地中進行培養(yǎng)。

本試驗共設5個處理，鉀素(K2O)用量分別為0(CK)、100、200、300、400 mg/kg，每處理種植60盆，重復3次，行距60 cm，株距40 cm，隨機排列?；瘜W肥料硫酸鉀、尿素、磷酸二氫銨為肥源，各處理中的氮、磷肥用量均為N 200 mg/kg、P2O5100 mg/kg，所有肥料全部一次性拌入盆土。供試土壤養(yǎng)分含量為速效氮76.4 mg/kg、速效鉀91.3 mg/kg、速效磷20.2 mg/kg、有機質7.52 g/kg。于定植后21、35、60、85 d采樣測定相應指標。

1.3 測定項目與方法

每處理選取6株長勢一致的百日草，分為地上部分與地下部分，置于鼓風干燥箱105 ℃下殺青30 min，80 ℃烘干至恒定質量，并分別記錄地上部分、地下部分干質量。

對干樣進行研磨粉碎后過0.25 mm篩，濃H2SO4-H2O2消煮，采用凱氏定氮儀測定氮含量，用火焰光度計測定鉀含量，用釩鉬黃比色法測定磷含量。

1.4 數據分析

試驗數據均采用Microsoft Excel 2016列表統(tǒng)計，使用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件對數據差異顯著性進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同鉀水平對百日草干物質積累量的影響

由圖1可知，在測定的4個時間，施鉀處理的百日草干物質積累量都高于對照，均是鉀300 mg/kg處理最高，400 mg/kg處理又有所下降，但仍顯著高于對照。定植后21 d，百日草干物質積累量在4個施鉀處理間沒有顯著差異，定植后60 d 和85 d，300 mg/kg處理的干物質積累量均顯著高于其他處理，因此，300 mg/kg為最佳施鉀水平。百日草干物質積累量隨定植后時間的延長而增加，其中60～85 d增加最快，300 mg/kg處理干物質在此期間增加了39.49 g，是對照在此期間干物質增加值(15.81 g)的2.50倍。

不同小寫字母表示同一時間不同處理間在0.05水平差異顯著Different lowercase letters at the same time indicate significant differences at the 0.05 level 圖1 不同鉀水平對百日草干物質積累量的影響Fig.1 Effects of different potassium levels on drymatter accumulation of Zinnia elegans

2.2 不同鉀水平對百日草氮、磷、鉀含量的影響

由表1可知，隨著施鉀量的增加，百日草地上部分氮含量在定植35、60、85 d基本呈上升趨勢；地下部分氮含量則呈現出先上升后下降的趨勢。與對照相比，施用鉀肥對定植后不同時期百日草地上部分(21、85 d)和地下部分(21、35、60 d)磷含量沒有顯著影響。百日草鉀含量總體上隨施鉀量的增加而升高，但地上部分鉀含量在不同處理間大多差異不顯著，施鉀量300 mg/kg 和400 mg/kg處理的地下部分鉀含量顯著高于對照。

表1 不同鉀水平對定植后不同時間百日草氮、磷、鉀含量的影響Tab.1 Effects of different potassium levels on N,P,K contents of Zinnia elegans at different time after planting %

注：同列數據后不同小寫字母表示同一部位不同處理間在0.05 水平上差異顯著,下同。

Note:Different lowercase letters at the same part indicate significant differences at the 0.05 level,the same below.

2.3 不同鉀水平對百日草氮、磷、鉀積累量的影響

由表2可知，隨著施鉀量的增加，百日草地上部分與地下部分氮、磷、鉀積累量呈現出先上升后下降的趨勢，除在定植后21 d施鉀量為200 mg/kg時地上部分氮積累量達到最大值外，其余均在施鉀量為300 mg/kg時達到最高值，且與對照相比差異顯著。施鉀對鉀積累量的影響程度最大，施鉀量300 mg/kg處理的百日草地上部分鉀積累量在定植后21、35、60、85 d分別是對照的2.64、3.29、2.43、2.85倍，地下部分鉀積累量分別是對照的3.74、2.69、3.55、3.38倍。

表2 不同鉀水平對定植后不同時間百日草氮、磷、鉀積累量的影響 Tab.2 Effects of different potassium levels on accumulation of N,P,K in Zinnia elegans at different time after planting mg/株

同一鉀水平處理的百日草地上部分氮、磷、鉀積累速率明顯高于地下部分，施鉀量為300 mg/kg時，定植后85 d地上部分氮、磷、鉀積累量分別比定植后21 d增加90.16、108.36、56.45倍，地下部分氮、磷、鉀積累量分別增加8.70、14.91、8.66倍。不同時間段相比較，百日草地上部分和地下部分氮、磷、鉀積累量均在定植后60～85 d增加最多。

3 結論與討論

鉀是植物的主要營養(yǎng)元素，同時也是土壤中常因供應不足而影響作物產量的三要素之一，它對作物產量的提高、品質的改善起著至關重要的作用[11]。鉀通過改變根系形態(tài)，提高根系對養(yǎng)分的吸收[4]，促進光合產物的合成與運輸，從而促進植物的生長。本試驗結果表明，施鉀處理有利于百日草干物質的積累，一定范圍內，干物質的積累量隨鉀水平升高而增加，鉀水平為300 mg/kg時干物質積累量最高，鉀水平過高時(400 mg/kg)，干物質積累量又有所下降，但仍高于對照，這與潘艷花等[12]和徐云等[13]的研究結果相似。過高的鉀離子影響各種離子(特別是鈣離子和鎂離子)間的平衡，抑制植物對水分和其他礦物質的吸收[14]，使膜脂發(fā)生過氧化，質膜透性加大，導致代謝紊亂從而抑制幼苗生長。在本試驗范圍內，300 mg/kg為百日草最佳施鉀水平。與最適水平相比，低鉀對百日草生長的抑制作用較大，高鉀的抑制作用較小，說明百日草干物質積累對缺鉀的敏感性較大。

作物生長發(fā)育是干物質與養(yǎng)分不斷積累的過程，鉀不僅可以提高光合作用與光合產物運轉，增強作物的抗逆性和抗病能力，還會影響氮、磷、鉀等養(yǎng)分的吸收與積累。本試驗中，百日草干物質積累與氮、磷、鉀積累量的變化規(guī)律基本一致，都是300 mg/kg鉀水平處理最高，在定植后60～85 d增加幅度最大，充分證明了干物質的積累依賴于其養(yǎng)分的吸收和積累這一觀點。

百日草地下部分鉀含量均是400 mg/kg鉀水平處理最高，而積累量均是300 mg/kg鉀水平處理最高，這是因為400 mg/kg鉀水平抑制了百日草的生長導致干物質積累下降而致。氮素作為植物氨基酸和蛋白質組成的主要元素，直接或間接地參與植物生長發(fā)育的每一個過程，是決定植物能否正常發(fā)育以及影響產量、品質的重要基礎物質[15-17]。與對照相比，適度施鉀可提高百日草地上部分與地下部分的氮、鉀含量，促進CO2的同化[7,18-19]，從而有利于營養(yǎng)物質的轉化與積累。本試驗條件下，300 mg/kg為百日草的最佳施鉀量，合理施鉀有利于百日草對氮、磷、鉀的吸收和積累，從而促進干物質的積累，有利于植物的生長發(fā)育。