氮磷鉀對四季海棠組培苗生長的影響

雪文晶 鄭田恬 張 黎

( 寧夏大學農(nóng)學院，寧夏 銀川 750021)

四季海棠（Begonia Semperflorens），又稱瓜子海棠、玻璃翠。為秋海棠科（Begoniaceae），秋海棠屬，多年生草本花卉，屬須根海棠類。其花期長，花色豐富，株姿秀美，極具觀賞價值。由于四季海棠不易結(jié)實，莖段扦插生根較慢，繁殖率又低。因此，通過組織培養(yǎng)快速繁育四季海棠種苗對其資源保護及可持續(xù)利用具有重要意義。

近年來，國內(nèi)外對于四季海棠組織培養(yǎng)的研究主要集中于最佳植物生長調(diào)節(jié)劑配比篩選方面[1-3]，采用的基本培養(yǎng)基為前人研究固定的MS、1/2MS 配方[3]，而很少有對組織培養(yǎng)所需大量元素精細化的研究，缺乏對其組培階段大量元素需求的精細化研究數(shù)據(jù)；采用不同種類和濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑有助于提高四季海棠不定芽和叢生芽分化率，但隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的增加，四季海棠生長受到抑制，并容易出現(xiàn)卷葉、矮化等畸變現(xiàn)象，甚至枯萎死亡。有研究表明，適宜的N、P、K 營養(yǎng)含量也可以提高組培苗的質(zhì)量，縮短育苗周期，同時有利于組培苗的生長[4-5]。目前，極少有培養(yǎng)基中N、P、K 營養(yǎng)含量對四季海棠組培苗生長影響的相關報道。本試驗以四季海棠組培苗為材料，采用單因素和正交試驗，研究不同N、P、K 用量對四季海棠組培苗生長的影響，探討其對營養(yǎng)元素的需求，為完善其組培快繁技術及提高田間施肥管理水平提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料來源于寧夏賀蘭園藝產(chǎn)業(yè)園科研大樓組培室生長健壯的四季海棠組培苗。

1.2 方法

選取基本培養(yǎng)基為MS 培養(yǎng)基，添加6-BA 0.1 mg/L，NAA 0.05 mg/L，瓊脂6 g/L，蔗糖30 g/L[6]。將四季海棠組培苗接種于培養(yǎng)基，每瓶接種3 株，每個處理接種10 瓶，3個重復，培養(yǎng)50 d后測定各處理植株的株高，葉片數(shù)，根數(shù)，增殖系數(shù)，鮮質(zhì)量等指標。

1.2.1 N、P、K 素水平單因素試驗

本試驗通過調(diào)整（NH4）2SO4和KNO3濃度設置5個N 素水平，分別為低N（1 、2 mmol/L），中N（5 、10 mmol/L），高N（35 mmol/L）。分別標記N1、N2、N3、N4、N5。調(diào)整KH2PO4濃度設置3個水平（0.3、0.6、1.2 mmol/L）。分別標記P1、P2、P3。調(diào)整KNO3和KH2PO4濃度設置3個水平（4、5、6 mmol/L）。分別標記K1、K2、K3。

1.2.2 正交試驗

以1.2.1 試驗結(jié)果為基礎，以N、P、K 濃度為變量，設3 因素3 水平正交試驗，見表1。

表1 培養(yǎng)基N、P、K 水平Table 1 Concentration of N， P and K in medium

1.2.3 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0 進行方差分析，鄧肯新復極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同N 素水平對四季海棠組培苗生長的影響

由表2 可以看出，N 素對四季海棠不同部位的生長均有不同的影響，且差異性各不相同。株高、葉片、根數(shù)、增殖系數(shù)、鮮質(zhì)量在低N 水平時差異均不顯著；當N 素水平達到中N 水平時，除增殖系數(shù)和鮮質(zhì)量外，株高、葉片和根數(shù)均表現(xiàn)出顯著差異；當N 素水平達到高N 水平時，與中N 水平相比，差異顯著；隨著N 素濃度的增加，株高、葉片數(shù)、增殖系數(shù)均呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢，株高和增殖系數(shù)在N4水平下達到最高，而葉片數(shù)在N3水平下達到最大；根數(shù)和鮮質(zhì)量隨著N 素濃度的增加呈現(xiàn)先降低后增高的趨勢，在N4水平下達到最高；綜上所述，N4水平下四季海棠組培苗生長最好。

表2 不同N 素水平對四季海棠組培苗生長的影響Table 2 Effects of different N levels on the growth of B. semperflorens tissue culture seedlings

2.2 不同P 素水平對四季海棠組培苗生長的影響

由表3 可以看出，P 素水平對四季海棠組培苗的葉片數(shù)、根數(shù)和鮮質(zhì)量有顯著影響，而對株高、增殖系數(shù)無顯著影響。隨著P 素含量的增加，葉片數(shù)、根數(shù)和鮮質(zhì)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在P2水平下達到最高。綜上所述，P2水平下四季海棠組培苗的生長情況最好。

表3 不同P 素水平對四季海棠組培苗生長的影響Table 3 Effects of different P levels on the growth of B. semperflorens tissue culture seedlings

2.3 不同K 素水平對四季海棠組培苗生長的影響

由表4 可以看出，K 素水平對于四季海棠組培苗的增殖系數(shù)無顯著影響，而對于株高、葉片數(shù)、根數(shù)和鮮質(zhì)量有顯著影響。隨著K 素含量的增加，四季海棠組培苗的株高、葉片數(shù)、根數(shù)都呈現(xiàn)下降的趨勢；而鮮質(zhì)量隨著K 素含量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。綜合分析K 素對四季海棠組培苗各部分的影響，發(fā)現(xiàn)K1水平下組培苗的生長情況最好。

表4 不同K 素水平對四季海棠組培苗生長的影響Table 4 Effects of different K levels on the growth of B. semperflorens tissue culture seedlings

2.4 N、P、K 組合對四季海棠組培苗生長的影響

如表5，根據(jù)1.2.1 實驗結(jié)果，設計3 因素3 水平正交試驗，試驗結(jié)果如下：不同N、P、K 水平組合對株高的影響：處理1、2 對比差異不顯著；處理3、4、5、6、8、9 對比差異不顯著，而 處理7 與1、2、4、5、6、8、9 對比 差異顯著；處理1、2 與處理3、4、5、6、8、9 對比差異顯著。

表5 不同水平N、P、K 組合對四季海棠組培苗生長影響的正交分析結(jié)果Table 5 Orthogonal analysis of the effects of different levels of N， P， K combinations on the growth of B. semperflorens tissue culture seedlings

不同N、P、K 水平組合對于葉片數(shù)的影響：處理6 和處理1、5 相比差異顯著，而處理6 與處理2、3、4、7、8、9 相比差異不顯；處理1 和處理5 相比差異不顯著。不同處理對根數(shù)的影響：處理4 與處理5、6、7、8、9 相比無顯著差異，而處理1、2、3、4 之間差異顯著；處理1、2、3 與處理4、5、6、7、8、9 相比差異顯著。各處理對于增殖情況的影響差異較大，處理1 與處理6 相比差異不顯著；處理3 和處理4 相比差異不顯著；處理5、7、8 相比差異不顯著；處理1、6，處理3、4，處理5、6、7，處理2，處理9 之間相比差異顯著。

對于鮮質(zhì)量，處理1、5、8、9 之間差異不顯著；處理2、6 之間差異不顯著；處理3、4 之間差異不顯著；處理5、7、8 之間差異不顯著；而處理1 和9 與處理2 和6 與處理3 和4 與處理7 之間差異顯著。

極差分析結(jié)果（表6）表明，N 元素對四季海棠組培苗株高、增殖系數(shù)和植株鮮質(zhì)量的影響最大，R值均大于P、K 元素；P 元素對于葉片數(shù)的影響最大，R值明顯高于N、K 元素；K 元素對于根數(shù)的影響最大，R值明顯高于N、P 元素。

表6 不同水平N、P、K 組合對四季海棠組培苗生長的影響極差分析結(jié)果Table 6 Range analysis of the effects of different levels of N， P， K combinations on the growth of B. semperflorens tissue culture seedlings

綜合表5～6 可知，可以選出最佳的N、P、K 水平配比組合。對于N 素，其對四季海棠組培苗的株高、增殖系數(shù)和植株鮮質(zhì)量影響最大，但對葉片數(shù)和根數(shù)影響不大，當N 素水平為10 mmol/L時，四季海棠組培苗的株高最高，當N 素水平為15 mmol/L 時，增殖系數(shù)和植株鮮質(zhì)量最大因此，可以考慮組培苗增殖階段選用N 素水平15 mmol/L。對于P 素，極差分析結(jié)果顯示對于葉片數(shù)的影響排在第1，且P 素水平為0.8 mmol/L 時葉片數(shù)最多，因此考慮選取0.8 mmol/L 最佳P 素配比含量。為對于K 素，分析結(jié)果顯示對于根數(shù)的影響最大，極差分析排在第1 位，且4 mmol/L 時根數(shù)最大，因此考慮選取4 mmol/L 最佳K 素配比含量。因此，四季海棠組培苗增殖階段最佳N、P、K 水平為15、0.8、4 mmol/L。

3 結(jié)論與討論

前人對四季海棠的研究多數(shù)為組培快繁最佳植物生長調(diào)節(jié)劑配比篩選和組培苗出瓶后的馴化苗，極少有對組培階段大量元素需求的研究報道，本試驗以四季海棠組織培養(yǎng)增殖階段組培苗為試驗材料，采用單因素分析和3 因素3 水平N、P、K 元素正交試驗，探究N、P、K 元素對四季海棠組培苗生長的影響，明確其養(yǎng)分需求量。

孔德棟等[7]研究發(fā)現(xiàn)高N 可以顯著影響植物的株高，且植物會出現(xiàn)徒長現(xiàn)象，本研究中N 元素對四季海棠組培苗株高影響顯著，與上述研究結(jié)果相似，但發(fā)現(xiàn)P、K 元素對株高影響不顯著，可能是本研究所用材料與上述研究材料不同，不同植物不同生理機制不同所致。此外，本研究發(fā)現(xiàn)在一定的N 濃度范圍內(nèi)，隨著N 素濃度的增加，株高、葉片數(shù)、增殖系數(shù)均呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢。由于N 素具有加速植物生長、增加分枝及使營養(yǎng)體健壯的作用[8]，因此，在組培苗分化增殖階段，適當增加培養(yǎng)基的N 含量，可以提高組培苗的增殖率，壯苗階段相對減少N 含量，可以促進植物長高，減少分蘗。王輝等[9]研究發(fā)現(xiàn)，P 元素對植物的株高、莖粗等均有顯著影響。本研究結(jié)果與其不一致，極差分析結(jié)果顯示P 元素對四季海棠組培苗的葉片數(shù)有一定影響。本研究發(fā)現(xiàn)K 含量對四季海棠根數(shù)有一定的影響，因此，在四季海棠組培苗的生產(chǎn)中科適當加大K 離子含量，在大棚種植中可增施K 肥，有利于四季海棠根系發(fā)育，同時可以改善四季海棠品質(zhì)。

不同氮磷鉀配比對于不同植物生長的影響不同。劉迪等[10]研究表明仙客來（Cyclamen persicum）氮、磷、鉀組合為86.6～263.4、60～100 mg/L和250～400 mg/L 時生長效果最佳，這與四季海棠組培苗相比有所差異；劉玉艷等[11]研究表明氮、磷、鉀濃度均為100 mg/L 時可促進植株的生長；羅劍飄等[12]研究表明鐵皮石斛（Dendrobium officinale）組培苗增殖階段培養(yǎng)基中最佳氮、磷和鉀含量配比分別為60.0、1.2 mmol/L 和20.0 mmol/L，這與本試驗結(jié)果四季海棠組培苗增殖階段N、P、K 元素最佳配比有所差異；衛(wèi)晉芳[13]研究發(fā)現(xiàn)：氮、磷、鉀肥施用量對彩色馬蹄蓮（Zantedeschia hybrida）苗期株高、葉片數(shù)、植株地徑及葉面積有顯著影響；廉華等[14]研究結(jié)果表明：在N 素水平為8.0 mmol/L、K 素水平為5.0～7.5 mmol/L 時，可有效提高麥瓶草（Silene conoidea）的株高、莖粗、葉長、葉寬、葉面積和根長；王素娟[15]研究結(jié)果表明N、P、K質(zhì)量濃度比為2∶1∶1 時適合赤皮青岡（Cyclobalanopsis gilva）容器苗生長；孫向麗等[16]研究表明麗格海棠（Begoniaxaelatior）的氮、磷、鉀肥利用率在不同發(fā)育階段的不同。

常規(guī)四季海棠快繁流程包括萌芽、增殖、壯苗和生根等不同階段，本研究對象為四季海棠壯苗階段的組培苗，但研究結(jié)果對快繁的其他階段也有一定參考價值，實際操作中可在本研究最佳氮、磷和鉀含量配比基礎上調(diào)整培養(yǎng)基的其他組分。

本研究結(jié)論為：1）N 元素對四季海棠組培苗株高、增殖系數(shù)和植株鮮質(zhì)量的影響最大，P 元素對于葉片數(shù)的影響最大，K 元素對于根數(shù)的影響最大。2）四季海棠組培苗增殖階段N、P、K元素最佳配比分別為15、0.8、4 mmol/L，即質(zhì)量濃度比為3.75∶2∶10。