施鉀對茶樹幼苗營養(yǎng)元素吸收的影響

陳常頌，王秀萍，林鄭和*，鐘秋生，余文權

施鉀對茶樹幼苗營養(yǎng)元素吸收的影響

陳常頌1，王秀萍1，林鄭和1*，鐘秋生1，余文權2*

（1. 福建省農業(yè)科學院茶葉研究所/國家茶樹改良中心福建分中心/福建省茶樹資源共享平臺，福建 福安 355015; 2. 福建省農業(yè)科學院，福建 福州 350002）

為明確不同施鉀水平對茶樹礦質營養(yǎng)元素吸收的影響，本研究采用沙培盆栽方法，以“瑞香”品種的10月齡扦插苗為試驗材料，設5個鉀處理濃度，分別為0、100、200、600、2000 μmol·L-1，每周澆3次含鉀營養(yǎng)液，15周后，分別測定茶樹植株根、莖、葉中Ca、Cu、Zn、Mn、Mg的含量。結果表明：不同施鉀水平，影響茶樹對礦質營養(yǎng)元素吸收與分配。當缺鉀（供鉀為0 μmol·L-1）時，茶樹葉片Ca、Mn的含量明顯高于莖部和根部，Mg、Cu、Zn含量均在根部最高。Ca在葉、莖中的含量與鉀處理的濃度均呈負相關，在根部則呈正相關；根部 Cu、Zn的含量與鉀處理濃度均呈正相關，而莖、葉中均呈負相關；Mn、Mg在根、莖、葉中的含量均與鉀處理的濃度呈負相關。

施鉀；茶樹；營養(yǎng)元素

鉀是茶樹必需的大量營養(yǎng)元素之一。近年來，茶樹鉀營養(yǎng)研究逐漸增多，結果表明茶園施用鉀肥可以顯著提高茶葉產量和改善品質，有些茶園土壤的鉀已成為生長限制因子[1]。目前國內外對鉀的營養(yǎng)研究主要集中于鉀在茶樹體內的生理功能、缺鉀與營養(yǎng)診斷、鉀對茶葉產量和品質的影響、茶園土壤中的鉀概況及鉀肥的施用等，而施用鉀肥后土壤鉀庫的動態(tài)變化、鉀與鈣、鎂、硫、鋅、銅等中、微量元素的配施效果以及如何合理施用鉀肥以提高鉀肥利用率[2]，維持土壤鉀素平衡等方面的研究較為薄弱，國內外有關茶樹缺鉀脅迫的研究也較少，尤其國內研究缺鉀脅迫對茶樹營養(yǎng)元素吸收影響的相關報道更少。在茶樹缺鉀與營養(yǎng)診斷研究方面主要關注葉片生長狀態(tài)、病蟲害情況、茶葉內含物和品質等[1]。本研究以茶樹幼苗為試驗材料，通過不同濃度鉀處理，研究其對茶樹鈣（Ca）、銅（Cu）、鎂（Mg）、鋅（Zn）、錳（Mn）等元素吸收的影響，這對茶園科學施肥、維持養(yǎng)分平衡具有一定指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗茶苗的培養(yǎng)與制樣

試驗于2012年在福建省農業(yè)科學院茶葉研究所完成。選生長一致的10月齡的扦插“瑞香”品種[Camellia sinensis (L.) O. Kuntze]的茶苗為試驗材料，種植于容量6 L（直徑26 cm、高度30 cm）的裝滿石英沙的陶土盆中，每盆種2株茶苗，于自然溫、光條件下施用完全營養(yǎng)液進行培養(yǎng)，完全營養(yǎng)液參照[3]方法，移栽6周后開始不同濃度的鉀處理試驗，即在保持其他元素施用濃度不變的前提下，對每盆移栽苗澆施不同鉀濃度（含鉀量分別為0 μmol、100 μmol、200 μmol、600 μmol、2000 μmol）的營養(yǎng)液約500 mL，每周3次。不同濃度的鉀處理15周后分別采集茶苗根、莖、葉（均為完全展開的成熟葉，葉齡約7周），把根部、莖部和葉片分開，分別制成烘干樣，研磨過篩后待用，標記根部樣品代號順次為RK1~RK5，莖部樣品代號順次為SK1～SK5，葉片樣品代號順次為LK1～LK5。

1.2 Mg、Cu、Zn、Ca、Mn含量的測定方法[4-5]

分別稱取各苗全株根、莖、葉三部分烘干，磨細樣品0.5 g左右于150 mL三角瓶中，加25 mL優(yōu)級純HNO3，放置過夜，蓋上小漏斗，在通風櫥電熱板上低溫加熱30 min。冷卻，加5 mL優(yōu)級純HClO4，小心加熱，使瓶內白煙慢慢消失，待溶液呈無色透明尚有2 mL左右時停止。冷卻后，用二次水洗入50 mL容量瓶，用二次水定容，待測。取10 mL定容到50 mL容量瓶（即測鈣、鎂原液基礎上稀釋5倍），加1 mL（p（鍶）=50 g·L-1）氯化鍶，以控制硅鋁或磷酸鹽干擾。同時做3個空白，3個標樣。標準物質用GBW10023（Ca 1530±180 mg·kg-1，Cu 12.2±1.1 mg·kg-1，Mg 4000±100 mg·kg-1，Mn 68±3 mg·kg-1，Zn 28±2 mg·kg-1）。測定使用石墨爐原子吸收分光光度法（GTA120／AA240Z，美國Varian）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

主要采用Excel2003對測定結果進行方差分析。本實驗只局限于同一器官同一營養(yǎng)元素含量的差異顯著性測驗（α=0.05），用LSD 法進行多重比較，結果用字母標記表示，直接標注于柱狀圖的上方。

2 結果與分析

2.1 施鉀對茶苗Ca含量與分布的影響

從圖1可以看出，茶苗葉片中Ca的含量遠遠高于莖部和根部，莖部的又高于根部的。葉片中的Ca以100 μmol·L-1鉀處理的最高（8486.59 mg·kg-1），與不施鉀的相當，顯著高于200、600、2000 μmol·L-1鉀處理的；不同濃度鉀處理的葉片Ca的含量，經方差分析差異達顯著水平；葉片中Ca的含量與鉀處理的濃度呈線性負相關（r=-0.84*，n=5，r0.05=0.811）。莖中的Ca也是以100 μmol·L-1鉀處理的最高，顯著高于其他處理的；莖中Ca的含量與鉀處理的濃度呈負相關（r=-0.62，n=5，r0.05=0.811）。根部Ca以600 μmol·L-1鉀處理的最高，其含量與鉀處理的濃度呈正相關（r=0.78，n=5，r0.05=0.811）。

2.2 施鉀對茶苗Cu含量與分布的影響

圖2表明，茶苗根部Cu的含量高于莖部和葉片的，莖部和葉片的相近。以2000 μmol·L-1鉀處理的茶苗根部Cu含量最高（33.10 mg·kg-1），其含量與鉀處理的濃度呈正相關（r=0.77，n=5，r0.05=0.811）。以600 μmol·L-1鉀處理的茶苗莖部Cu含量最低（11.62 mg·kg-1），其含量與鉀處理的濃度呈負相關（r=-0.70，n=5，r0.05=0.811）。葉片中Cu含量以不施鉀處理的最高，顯著高于100、600、2000 μmol·L-1鉀處理的；葉中Cu的含量與鉀處理的濃度呈負相關（r=-0.38，n=5，r0.05=0.811），方差分析差異不顯著。

圖1 施鉀對茶樹根、莖、葉Ca含量的影響Fig. 1 Effect of K fertilization on Ca in roots, stems and leaves of tea seedlings

圖2 施鉀對茶樹根、莖、葉Cu含量的影響Fig. 2 Effect of K fertilization on Cu in roots, stems and leaves of tea seedlings

2.3 施鉀對茶苗Zn含量與分布的影響

如圖3所示，茶苗中Zn含量與Cu含量一樣也是根部最高，其次是莖部，最小是葉片。根部Zn含量最高的（388.81 mg·kg-1）也來自最高濃度鉀處理的，顯著高于0、100 μmol·L-1處理的；葉片中Zn含量與鉀處理的濃度呈線性正相關（r=0.95*，n=5， r0.05=0.811）。莖中的Zn以不施鉀處理的最高，顯著高于施鉀處理的；其含量與鉀處理的濃度呈負相關（r=-0.77，n=5，r0.05=0.811）。葉片Zn含量以600 μmol·L-1鉀處理的最低，其含量與鉀處理的濃度呈負相關（r=-0.25，n=5，r0.05=0.811）。

2.4 施鉀對茶苗Mn含量與分布的影響

從圖4反映出，茶苗葉片中Mn的含量明顯高于莖部和根部的，各部位均以不供鉀處理的含量最高。根、莖中Mn的含量與鉀處理的濃度均呈負相關（r分別為-0.35、-0.64，n=5，r0.05=0.811）；葉片中Mn的含量與鉀處理的濃度呈線性負相關（r=-0.85*，n=5，r0.05=0.811）

2.5 施鉀對茶苗Mg含量與分布的影響

從圖5可見，茶苗中Mg的含量是根部最高，其次是葉片，莖部最小。莖中的Mg不施鉀處理的，顯著高于施鉀處理的；不同濃度鉀處理莖中的Mg含量，方差分析達顯著水平。根、葉中Mg的含量與鉀處理的濃度均呈負相關（r分別為-0.46、-0.35，n=5，r0.05=0.811）；莖中Mg的含量與鉀處理的濃度均呈線性負相關（r=-0.97*，n=5，r0.05=0.811）。

圖3 施鉀對茶樹根、莖、葉Zn含量的影響Fig. 3 Effect of K fertilization on Zn in roots, stems and leaves of tea seedlings

圖4 施鉀對茶樹根、莖、葉Mn含量的影響Fig. 4 Effect of K fertilization on Mn in roots, stems and leaves of tea seedlings

圖5 施鉀對茶樹根、莖、葉Mg含量的影響Fig. 5 Effect of K fertilization on Mg in roots, stems and leaves of tea seedlings

3 結論與討論

本研究結果表明，不同施鉀水平影響茶樹對Ca、Cu、Zn、Mn、Mg等礦質營養(yǎng)元素的吸收與分配。當供鉀為0 μmol·L-1即缺鉀時，茶樹葉片中Ca、Mn的含量明顯高于莖部和根部，而此時根部的Mg、Cu、Zn含量最高。葉、莖中Ca的含量與鉀處理的濃度均呈負相關（r=-0.84、-0.62），根部卻呈正相關（r=0.78）；根部Cu含量與鉀處理的濃度呈正相關（r=0.77），而莖、葉均呈負相關（r=-0.70、-0.38）；葉片中Zn含量與鉀處理的濃度呈正相關（r=0.95），而莖、葉均呈負相關（r=-0.77、-0.25）；根、莖、葉中Mn、Mg的含量均與鉀處理的濃度呈負相關。

關于茶樹中某種營養(yǎng)元素的濃度高低而造成的茶樹不同器官對其它營養(yǎng)元素的吸收的影響研究，除施用鉀以外，還有施用F、Cu、P、Al等礦質元素的報道。王麗霞等證實，隨著施F濃度的增加，葉片中K、Mg、Fe、Zn的含量顯著降低，而Ca含量顯著增加[6]，而本實驗中莖的Mg、Zn含量亦隨K濃度的增加而降低；茶樹葉面噴施Cu會影響P、Fe、Zn的吸收，但能提高Mn、K、Ca、Mg和Na的濃度[7]，而本實驗中茶苗莖、葉的Mn、Ca含量卻因K的施用而有降低趨勢。林鄭和等觀測了缺P對黃觀音茶樹幼苗養(yǎng)分吸收的影響，發(fā)現(xiàn)在所有供P處理中，Ca含量均是葉片中最高，其次是莖，根最低，而Mg含量均是莖最低[8]；此外，茶樹的Al耐性試驗表明，供Al水平的增加對于黃觀音茶苗葉片中Ca、Mg含量沒有顯著影響[9]，李海生等研究也表明，Al對茶苗營養(yǎng)元素Ca、K、Mg的吸收影響不大，但對P的吸收有所促進[10]，這都與本試驗中Ca、Mg水平的分布和影響規(guī)律相似。另據(jù)段小華等的研究，土壤中添加Al促進茶樹根、莖和葉對Cu的吸收和積累[11]，而本實驗中K濃度的提高也有利于根部Cu的積累，而對莖、葉中Cu的吸收較為不利。施K對于茶樹植株地上部和根吸收和累積Ca、Cu、Zn、Mn、Mg等營養(yǎng)元素可能與供K水平、茶樹品種等因素的相關性不大。

在其它植物的相關研究中，郭衍銀等證實了缺K顯著降低生姜吸收Fe、Cu、Zn的能力，使生姜各器官的Fe、Cu、Zn含量降低，而缺K有利于生姜生長前期對Mn的吸收，提高了Mn在地上部的含量[12]。本實驗中茶苗根部Cu、Zn含量也與K處理濃度正相關，Cu、Zn含量最高的亦來自K處理濃度最高的植株；而茶苗各部位Mn的含量也均以不供K處理含量最高，同時葉片中Mn的含量明顯高于莖部和根部，說明缺K能促進茶苗對Mn的吸收。此外，涂美艷等指出K肥施用量與油桃枝條中Ca、Mg含量存在顯著負相關，因為土壤中大量存在K+時會顯著抑制交換性Ca、Mg的有效性，即K與Ca、Mg有明顯的拮抗作用[13]，這與本實驗結果也是一致的。

同一器官不同營養(yǎng)元素之間含量的差異顯著性測驗是較有價值的，如可用于驗證離子之間的拮抗或協(xié)同作用，還可以開展K與其他5種礦質營養(yǎng)元素的多元相關性分析，或對茶樹不同部位5種元素的變化特性進行聚類分析，可能會發(fā)現(xiàn)更多的營養(yǎng)吸收規(guī)律。

[1] 耿建梅,王文斌.茶樹鉀素營養(yǎng)研究進展[J].中國農學通報,2005,2l(1):176-177．

[2] 韓文炎.茶園鉀肥施用方法[J].中國茶葉,2007,(6): 28-29.

[3] 林鄭和,鐘秋生,陳常頌,等.缺鉀對茶樹幼苗葉片葉綠素熒光特性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報, 2012,18(4):974-980．

[4] 李小英,羅方若.原子吸收法測定茶葉中鈣,鎂,鉀,鈉,鐵,錳,銣[J].地質實驗室,1994,11(4):52-53.

[5] 朱曉帆.四川、云南部分茶葉中Cu,Fe,Zn,Mg,K含量測定[J].微量元素與健康研究,1989,5(2):83-84．

[6] 王麗霞,湯舉紅,肖斌,等.氟片營養(yǎng)元素含量、兒茶素類物質和香氣成分的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報, 2014,20(2):429-436．

[7] 韓文炎,許允文.銅與鋅對茶樹生育特性及生理代謝的影響Ⅲ.施銅對茶樹體內銅及其他礦質元素吸收的對茶樹生長葉影響[J].茶葉科學,1995,15(2):93-98．

[8] 林鄭和,陳立松,陳榮冰,等.缺磷對茶樹幼苗養(yǎng)分吸收的影響[J].茶葉科學,2009,29(4): 295-300．

[9] 林鄭和,陳常頌,鐘秋生,等.鋁對茶樹葉片營養(yǎng)元素的影響[J].福建茶葉,2011,(6):19-20.

[10] 李海生,張志權.不同鋁水平下茶對鋁及礦質養(yǎng)分的吸收與累積[J].生態(tài)環(huán)境,2007,16(1):186-190.

[11] 段小華.影響茶樹鋁循環(huán)和茶葉品質因素的研究[D].南昌:南昌大學,2012.

[12] 郭衍銀,徐坤,王秀峰,等.缺鉀對生姜吸收鐵錳銅鋅的影響[J].山東農業(yè)科學,2003(5):9-12.

[13] 涂美艷,江國良,杜晉城,等.鉀素營養(yǎng)對油桃采果期樹體營養(yǎng)狀況的影響[J].北方園藝,2009,(12):29-33．

Effect of Potassium Fertilization on Nutrient Absorption of Young Tea Bushes

CHEN Chang-song1，WANG Xiu-ping1，LIN Zheng-he1*，ZHONG Qiu-sheng1，YU Wen-quan2*
（1. Tea Research Institute，F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences / Fujian Branch, National Center for Tea Improvement / Public Platform of Fujian Tea Germplasm Resources，F(xiàn)u’an，F(xiàn)ujian 355015，China；2. Fujian Academy of Agricultural Sciences，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350002，China）

This study aimed to determine the effect of potassium（K）fertilization on the nutrient absorption of tea plants. Vegetative propagated 10-month-old seedlings of the tea [Camellia sinensis (L.) O. Kuntze cv. Ruixiang] grown in pots were treated three times weekly for 24 weeks with the nutrient solution containing 0, 100, 200, 600 or 2,000 μmol K·L-1. The contents of Ca, Cu, Zn, Mn and Mg in the roots, stems and leaves of the tea plants were measured. The results showed that the K fertilization altered the nutrient absorption and distribution of the plants. When K was not supplied, the Ca and Mn contents in the leaves were higher than the other two parts, the Mg, Cu and Zn contents in the roots were highest. With the K fertilization, the regression analysis indicated that Ca in the leaves or the stems negatively correlated to the fertilization, and positively correlated in the roots. Whereas, the fertilization positively correlated to the Cu and Zn contents in the roots, but negatively correlated in the stems or the leaves, and, negatively correlated to the Mn and Mg in all parts.

potassium fertilization; Camellia sinensis (L.) O. Kuntze; nutrient

S571.1

A

2015-03-18 初稿；2015-06-09 修改稿

現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項（CARS-23）；福建省農業(yè)科學院科技創(chuàng)新團隊（CXTD-1-1302）。

陳常頌（1973-），男，副研究員，主要從事茶樹資源篩選與新品種選育。

*通信作者：林鄭和linzhenghe@126.com；余文權ywq333@163.net