沼液澆灌對(duì)茭白氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用特性的影響

陳　貴，趙國(guó)華，張紅梅，沈亞強(qiáng)，楊繼鋒，馮四海，陳小忠，程旺大，*

(1.嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境研究室，浙江 嘉興 314016；2.嘉興學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001；3.桐鄉(xiāng)市石門鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)服務(wù)中心，浙江 桐鄉(xiāng) 314512；4.嘉興市南湖區(qū)金禾糧油專業(yè)合作社，浙江 嘉興 310041)

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沼液澆灌對(duì)茭白氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用特性的影響

陳貴1，趙國(guó)華2，張紅梅1，沈亞強(qiáng)1，楊繼鋒3，馮四海4，陳小忠3，程旺大1，*

(1.嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境研究室，浙江 嘉興 314016；2.嘉興學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001；3.桐鄉(xiāng)市石門鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)服務(wù)中心，浙江 桐鄉(xiāng) 314512；4.嘉興市南湖區(qū)金禾糧油專業(yè)合作社，浙江 嘉興 310041)

通過(guò)田間試驗(yàn)，研究沼液澆灌量對(duì)茭白植株不同生育期氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收累積以及利用效率的影響。結(jié)果表明，當(dāng)沼液澆灌量為2.0倍(2.0N)和2.7倍(2.7N)對(duì)照化肥氮時(shí)，茭白植株成熟期磷和鉀累積量均受到明顯抑制，其中，磷積累量分別下降8.73%和42.0%，鉀積累量分別下降16.4%和34.1%；氮累積量?jī)H在2.7N處理時(shí)受到明顯抑制。2.0N和2.7N處理使茭白植株不同生育期莖稈和葉片氮磷含量整體呈增加趨勢(shì)，其中2.7N時(shí)尤為明顯，然而鉀含量反而下降。茭白氮含量隨沼液澆灌量增加而增加，鉀含量呈先增后降趨勢(shì)，磷含量變化較為穩(wěn)定。沼液澆灌處理均抑制了莖稈磷轉(zhuǎn)運(yùn)，但卻促進(jìn)了莖稈和葉片鉀轉(zhuǎn)運(yùn)。另外，2.0N和2.7N處理明顯抑制了葉片氮轉(zhuǎn)運(yùn)。因此，沼液澆灌能夠影響茭白植株對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收累積特性，改變利用效率。適量澆灌有利于提高茭白養(yǎng)分利用效率。

茭白；沼液；氮；磷；鉀

沼液是畜禽養(yǎng)殖或種植業(yè)廢棄物厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣后的附屬產(chǎn)物，含有豐富的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，保氮率高達(dá)90%以上，且氮素結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，磷和鉀的回收率也高達(dá)80%～90%[1-2]。沼液農(nóng)用是減少化學(xué)肥料投入、降低河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化程度和減輕城鎮(zhèn)污水處理負(fù)荷的有效途徑[3]。前人已圍繞沼液澆灌對(duì)作物生長(zhǎng)、品質(zhì)以及土壤理化性狀的影響做了大量工作，肯定了沼液澆灌對(duì)產(chǎn)量增加、品質(zhì)提升、土壤理化性狀改善方面的積極作用[4-6]。然而，迄今尚鮮見有關(guān)沼液澆灌對(duì)作物養(yǎng)分吸收利用效率影響方面的研究報(bào)道。

茭白(Zizania latifolia)是禾本科菰屬多年生宿根水生蔬菜，深受群眾喜愛。近10多年來(lái)，茭白種植面積不斷擴(kuò)大，目前全國(guó)茭白總種植面積約7萬(wàn)hm2[7-8]。茭白生育期內(nèi)需要大量水分和氮磷鉀養(yǎng)分。因此，如果能夠因地制宜地將沼液替代部分或全部化學(xué)肥料施用于茭白田，將有利于節(jié)約淡水資源和減少化學(xué)肥料投入，促進(jìn)“豬—沼—茭白”生態(tài)循環(huán)模式發(fā)展，減輕由于沼液不合理處理而造成的農(nóng)業(yè)面源污染。

沼液中氮素形態(tài)主要以銨態(tài)氮為主，其濃度過(guò)高易對(duì)蔬菜生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收利用產(chǎn)生抑制作用，影響產(chǎn)量，嚴(yán)重時(shí)甚至造成絕收[9-10]。另外，沼液中也存在許多中微量元素及多種植物生長(zhǎng)素、B族維生素和某些抗菌素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[11-12]，可能對(duì)茭白養(yǎng)分吸收和利用產(chǎn)生影響。因此，有必要明確不同沼液施用量對(duì)茭白植株氮、磷、鉀吸收累積和利用效率的影響，以便從養(yǎng)分角度出發(fā)，合理澆灌沼液，促進(jìn)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

沼液澆灌茭白田間試驗(yàn)于2014年7月在浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地展開。該地區(qū)屬典型亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均溫度15～16℃，年降水量1 194 mm，年均濕度80%～85%，年輻射量462 kJ·cm-2。土壤類型為青紫泥。背景耕層土壤的理化性狀為：全氮3.53 g·kg-1，堿解氮215 mg·kg-1，有效磷5.89 mg·kg-1，速效鉀119 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)56.6 g·kg-1，土壤pH值6.40。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以當(dāng)?shù)刂髟噪p季茭白品種浙911為供試材料，由嘉興市南湖區(qū)金禾糧油專業(yè)合作社提供。沼液由嘉興市秀洲區(qū)王江涇鎮(zhèn)雙橋生豬養(yǎng)殖場(chǎng)提供。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理：100%尿素氮(CK，施氮量450 kg N·hm-2)；50%尿素氮+50%沼液氮(0.5N，即225 kg N·hm-2來(lái)源于尿素氮，225 kg N·hm-2來(lái)源于沼液)；100%沼液氮(1.0N，即450 kg N·hm-2全由沼液提供)；150%沼液氮(1.5N，即澆灌沼液氮量為處理1中100%尿素氮的1.5倍，675 kg N·hm-2)；200%沼液氮(2.0N，即澆灌沼液氮量為處理1中100%尿素氮的2倍，900 kg N·hm-2)；270%沼液氮(2.7N，即澆灌沼液氮量為處理1中100%尿素氮的2.7倍，1 215 kg N·hm-2)，小區(qū)面積84 m2。

將茭墩切分為2株一叢，于2014年7月1日移栽，株行距70 cm×80 cm。氮肥施用和沼液澆灌分3個(gè)時(shí)期，分別為移栽后的苗期、分蘗期和孕茭期，施用或澆灌比例為35%，30%和35%。茭白不同生育期沼液氮含量和澆灌量詳見表1。本試驗(yàn)中各處理投入磷和鉀肥總量一致，施用量分別為165 kg P2O5·hm-2和230 kg K2O·hm-2，磷鉀肥施用亦分3個(gè)時(shí)期，即苗期、分蘗期和孕茭期，比例分別為20%，30%和50%。沼液澆灌處理中磷鉀量不夠時(shí)用化學(xué)肥料補(bǔ)充。3次澆灌沼液全磷和全鉀含量分別為：16.3和65.2 mg·L-1，19.1和76.4 mg·L-1，26.2和115 mg·L-1。茭白田水位基本保持在15～20 cm，分蘗時(shí)降低水位至5 cm左右。

表1茭白不同生育期沼液氮含量和澆灌量

Table 1N concentrations and application rates of biogas slurry at different growth stages of Zizania latifolia

生育期澆灌日期沼液氮含量/(mg·L-1)沼液澆灌量/(t·hm-2)全氮銨態(tài)氮硝態(tài)氮0.5N1N1.5N2N2.7N苗期2014-07-1544433715.5177354531708956分蘗期2014-09-1079869420.384.6169254338456孕茭期2014-10-091521114126.551.8104155208281

1.3測(cè)定方法

各試驗(yàn)區(qū)分3組，每組選取有代表性的8個(gè)茭墩，測(cè)定、記錄從產(chǎn)茭白開始至結(jié)束的茭白產(chǎn)量。

分別在茭白分蘗期、拔高期、孕茭期和成熟期在各試驗(yàn)區(qū)選取有代表性的3點(diǎn)，每點(diǎn)2穴茭白植株進(jìn)行采集，將茭白植株分為葉、莖稈和茭白3部分，105℃殺青30 min后，75℃烘至恒重，稱重。樣品磨碎后，采用濃H2SO4-H2O2消解，消解后定容至50 mL，取其中10 mL通過(guò)凱氏定氮法測(cè)定不同部位氮含量；通過(guò)氮含量和干物質(zhì)累積量計(jì)算不同部位氮素累積量。取消解定容后的消解液10 mL，采用鉬銻抗比色法測(cè)定茭白植株不同部位磷含量；通過(guò)磷含量和干物質(zhì)累積量計(jì)算不同部位磷素累積量。通過(guò)火焰光度法測(cè)定消解液中的鉀含量；通過(guò)鉀含量和干物質(zhì)累積量計(jì)算不同部位鉀素累積量。

莖稈(葉片)氮/磷/鉀轉(zhuǎn)運(yùn)量=孕茭期莖稈(或葉片)氮/磷/鉀累積量-成熟期莖稈(或葉片)氮/磷/鉀累積量。

茭白中來(lái)自于土壤的氮/磷/鉀量=成熟期茭白果實(shí)氮/磷/鉀累積量-莖稈和葉片中氮/磷/鉀轉(zhuǎn)運(yùn)量。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用SAS軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用LSD法對(duì)有顯著差異的各處理進(jìn)行多重比較；用Sigma Plot軟件制圖。

2　結(jié)果與分析

2.1不同沼液澆灌量對(duì)茭白產(chǎn)量的影響

由圖1可知，不同沼液澆灌量下茭白產(chǎn)量為27.0～30.2 t·hm-2。當(dāng)沼液施用量為化肥氮2倍及以下時(shí)，未對(duì)茭白產(chǎn)量造成顯著影響。然而，與CK相比，處理2.7N使茭白產(chǎn)量顯著降低，降幅為9.63%；且2.7N處理下的茭白處理亦顯著低于1.0N和1.5N處理，下降比例分別為8.29%和10.4%。當(dāng)沼液澆灌量從1.5N升至2.0N和2.7N時(shí)，茭白產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明當(dāng)沼液澆灌量超過(guò)化肥氮施用量的2倍時(shí)，可能會(huì)抑制茭白產(chǎn)量形成。

2.2不同沼液澆灌量對(duì)茭白植株氮、磷、鉀累積量的影響

由圖2可知，不同沼液澆灌量下茭白植株氮、磷、鉀累積總量隨生育期延長(zhǎng)均呈增加趨勢(shì)，且從孕茭期至成熟期的增加幅度要大于其他時(shí)間段。然而，沼液不同澆灌量處理間卻存在一定差異。其中，各處理茭白植株地上部氮累積量在分蘗期、拔高期和孕茭期均無(wú)顯著差異；而至成熟期時(shí)，處理2.7N的氮素累積則顯著降低(P<0.05)，與CK相比，下降16.6%(圖2-A)。

圖中各處理間無(wú)相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)，下同。圖1　不同沼液澆灌量下的茭白產(chǎn)量Fig.1　Yields of Zizania latifolia under different biogas slurry application rates

不同處理間茭白植株分蘗期地上部磷累積量無(wú)顯著差異，而至拔高期、孕茭期和成熟期卻存在一定差異。其中，在拔高期，處理1.5N的磷累積量最高，為17.3 kg·hm-2，顯著高于處理2.7N，其他處理間則無(wú)顯著差異。至孕茭期，對(duì)照CK的磷累積量顯著高于處理0.5N，增幅為8.75%。處理2.0N和2.7N在成熟期時(shí)的磷累積量均顯著低于其他處理，其中2.7N下降尤為明顯。與CK相比，兩者分別降低8.73%和42.0%(圖2-B)。

與茭白地上部磷累積趨勢(shì)類似，除分蘗期外，其他各生育時(shí)期不同處理間茭白植株鉀累積量均存在較大差異。其中，在拔高期和孕茭期，處理1.5N鉀累積量顯著大于處理2.7N，其他處理間則無(wú)顯著差異；另外，處理2.0N鉀累積量也低于CK，0.5N，1.0N和1.5N處理。在成熟期時(shí)，處理2.0N和2.7N的鉀累積量顯著低于其他處理，與CK相比，分別下降16.4%和34.1%(圖2-C)。

2.3不同沼液澆灌量對(duì)茭白植株莖稈和葉片各時(shí)期氮、磷、鉀含量的影響

由圖3可見，沼液不同澆灌量時(shí)茭白植株不同生育期莖稈和葉片的氮、磷和鉀含量存在較大差異，氮、磷、鉀含量在莖稈和葉片中的變化趨勢(shì)亦存在較大差異。與莖稈氮含量相比，各生育期葉片氮含量約為莖稈氮含量的2倍左右。隨生育期延長(zhǎng)，沼液不同澆灌量下茭白莖稈氮和葉片氮含量的變化趨勢(shì)存在一定差異。其中，莖稈氮為先降低、再升高、而后急劇下降，在孕茭期時(shí)最高；葉片氮先降低、之后基本保持一致、再急劇下降，在分蘗期時(shí)最高。處理2.0N和2.7N下茭白植株各生育期莖稈氮含量均高于其他處理，其中2.7N處理尤為明顯，其在拔高期、孕茭期和成熟期的莖稈氮含量顯著大于CK，0.5N，1.0N和1.5N處理；處理2.0N和2.7N下葉片氮含量在成熟期時(shí)顯著高于對(duì)照(CK)。

莖稈或葉片磷含量線性變化趨勢(shì)亦存在較大差異，其中，莖稈磷含量的變化幅度大于葉片。從分蘗期至孕茭期，莖稈磷含量呈增加趨勢(shì)，孕茭期至成熟期則明顯下降。然而，不同生育期葉片磷含量較為穩(wěn)定，且不同處理間無(wú)一致變化趨勢(shì)。與CK相比，除成熟期外，沼液不同澆灌量對(duì)其他生育期莖稈磷含量影響較小，而成熟期時(shí)，處理1.5N，2.0N和2.7N莖稈磷含量則顯著大于CK。隨沼液澆灌量增加，不同處理間的莖稈磷含量在各生育期存在一定差異。其中，在分蘗期和拔高期時(shí)，低澆灌量有利于增加莖稈磷含量，而在孕茭期和成熟期時(shí)，高澆灌量有利于增加莖稈磷含量。整個(gè)生育期，除CK處理葉片磷含量波動(dòng)幅度較大外，沼液澆灌處理葉片磷含量的波動(dòng)相對(duì)較小。從孕茭期至成熟期，沼液澆灌各處理葉片磷含量變化很小，說(shuō)明產(chǎn)茭時(shí)葉片中磷可能并未或很少轉(zhuǎn)移至茭白果實(shí)中。

從分蘗期至拔高期，莖稈鉀含量基本呈增加趨勢(shì)，然而從拔高期至成熟期，莖稈鉀基本呈直線下降趨勢(shì)。葉片鉀含量從分蘗期開始至成熟期則一直呈下降趨勢(shì)。沼液過(guò)量澆灌處理(2.0N和2.7N)使莖稈鉀含量降低，且隨澆灌量增加，降低比例增加，此趨勢(shì)在孕茭期和成熟期尤為明顯。適量澆灌(1.0N和1.5N)反而有利于增加莖稈鉀含量。不同沼液澆灌量下茭白葉片鉀含量的差異相對(duì)較小，各處理間僅在孕茭期有顯著差異，即處理1.0N和1.5N使葉片鉀含量顯著增加。

圖2　不同沼液澆灌量下茭白植株氮(A)、磷(B)、鉀(C)積累量的動(dòng)態(tài)變化Fig.2　Dynamic changes of N(A)，P (N) and K (C) accumulation in Zizania latifolia plants under different biogas slurry application rates

圖3　沼液不同澆灌量下茭白植株莖稈和葉片氮、磷、鉀含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.3　Dynamic changes of N，P and K contents in stems and leaves of Zizania latifolia under different biogas slurry application rates

2.4不同沼液澆灌量對(duì)茭白氮、磷、鉀含量的影響

不同處理下茭白含氮量為32.3 g·kg-1～34.7 g·kg-1。隨沼液澆灌量增加，茭白含氮量呈增加趨勢(shì)，其中，處理2.0N和2.7N顯著高于CK，分別增加3.42%和5.69%(圖4-A)。不同沼液澆灌量下茭白磷含量相對(duì)較穩(wěn)定，各處理間無(wú)顯著差異(圖4-B)。隨沼液澆灌量增加，茭白鉀含量呈先增加、后降低趨勢(shì)。處理2.7N與對(duì)照相比呈現(xiàn)顯著差異，降幅為13.2%(圖4-C)。

2.5不同沼液澆灌量對(duì)茭白氮、磷、鉀轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響

由表2可知，茭白植株的莖稈氮轉(zhuǎn)運(yùn)量為15.7～18.0 kg·hm-2，低于葉片轉(zhuǎn)運(yùn)量(19.5～29.9 kg·hm-2)。然而，莖稈和葉片氮的轉(zhuǎn)運(yùn)比例較為接近，分別為27.1%～31.2%和20.0%～27.6%。沼液澆灌量并未對(duì)莖稈氮轉(zhuǎn)運(yùn)造成明顯影響。然而，高澆灌量明顯抑制了葉片氮轉(zhuǎn)運(yùn)，與CK相比，處理2.0 N和2.7 N葉片氮轉(zhuǎn)運(yùn)量分別降低16.4%和34.8%。莖稈磷轉(zhuǎn)運(yùn)量為1.00～2.45 kg·hm-2，轉(zhuǎn)運(yùn)比例為6.70%～15.7%；葉片磷在茭白形成期間基本無(wú)轉(zhuǎn)運(yùn)。與CK相比，沼液澆灌各處理莖稈磷轉(zhuǎn)運(yùn)均受到明顯抑制，其中，處理1.5N的抑制效果最明顯，比CK降低59.2%；當(dāng)澆灌量超過(guò)1.5N時(shí)莖稈磷轉(zhuǎn)運(yùn)量反而呈增加趨勢(shì)。莖稈鉀和葉片鉀的轉(zhuǎn)運(yùn)量差異不大，分別為12.5 ～23.1 kg·hm-2和16.8～24.1 kg·hm-2，但轉(zhuǎn)運(yùn)比例差異較大，前者為16.5%～29.3%，后者為35.9%～47.7%。沼液澆灌顯著增加莖稈鉀的轉(zhuǎn)運(yùn)量，提高轉(zhuǎn)運(yùn)比例，其中，處理1.0N比CK增加84.8%。與莖稈鉀一致，沼液澆灌亦使葉片鉀轉(zhuǎn)運(yùn)量增加，處理1.0N比CK增加43.4%。

圖4　不同沼液澆灌量下茭白氮(A)、磷(B)、鉀(C)含量Fig.4　N (A)，P (B) and K (C) contents in edible parts of Zizania latifolia under different biogas slurry application rates

表2沼液不同澆灌量下茭白莖稈和葉片氮、磷、鉀轉(zhuǎn)運(yùn)量(kg·hm-2)

Table 2N，P and K translocation amount in stems and leaves of Zizania latifolia under different biogas slurry application rates (kg·hm-2)

處理莖稈氮葉片氮莖稈磷葉片磷莖稈鉀葉片鉀CK17.8a(28.8)29.9a(27.6)2.45a(15.7)—12.5e(16.5)16.8c(35.9)0.5N18.0a(31.2)28.3ab(27.2)1.77b(12.6)—17.0cd(22.8)16.9c(36.3)1.0N16.0a(29.6)28.2ab(26.5)1.58cd(11.1)—23.1a(29.3)24.1a(47.7)1.5N17.2a(29.8)28.0ab(26.1)1.00e(6.70)—19.4bc(25.5)19.8b(40.1)2.0N16.7a(28.8)25.0b(23.8)1.47d(10.2)—20.5b(29.3)21.3ab(45.6)2.7N15.7a(27.1)19.5c(20.0)1.89b(13.0)—16.5d(26.4)18.9bc(45.1)

注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值表示轉(zhuǎn)運(yùn)氮、磷、鉀量占轉(zhuǎn)運(yùn)前累積量的比例(%)；表中同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

2.6不同沼液澆灌量對(duì)茭白氮、磷、鉀吸收分配特性的影響

茭白中氮、磷、鉀除部分來(lái)自于莖稈和葉片外，68%～71%的氮、92.4%～97.0%的磷和52.4%～75.1%的鉀來(lái)自于茭白形成期間植株從土壤中吸收的養(yǎng)分(表3)。與CK相比，當(dāng)沼液澆灌量為2.7N時(shí)，茭白中來(lái)自于土壤中的氮量明顯降低，降幅為21.7%；其他處理與CK相比無(wú)顯著差異。當(dāng)沼液澆灌量為1.0N和1.5N時(shí)，茭白中來(lái)自于土壤中的磷呈增加趨勢(shì)，而當(dāng)澆灌量為2.0N和2.7N時(shí)則呈下降趨勢(shì)，2.7N處理與CK相比差異顯著，降幅為26.8%。除1.5N處理外，沼液澆灌其他處理茭白中來(lái)自于土壤中的鉀量均顯著低于CK，其中處理2.7N降幅最大，達(dá)55.6%(表3)。

表3不同沼液澆灌量下茭白中來(lái)自于土壤的氮、磷、鉀量(kg·hm-2)

Table 3N，P and K accumulations in Zizania latifolia from soil under different biogas slurry application rates (kg·hm-2)

處理茭白氮茭白磷茭白鉀CK103.0a(68.1)29.8ab(92.4)88.8a(75.1)0.5N98.0a(68.0)29.8ab(94.4)75.9bc(69.1)1.0N107.0a(70.8)31.3a(95.2)71.3c(60.3)1.5N110.0a(71.0)32.3a(97.0)82.7ab(67.8)2.0N99.8a(70.5)28.2b(95.0)61.1d(59.3)2.7N80.6b(69.5)21.8c(91.9)39.4e(52.4)

注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值表示茭白形成期間來(lái)自于土壤中的氮、磷、鉀量占茭白總養(yǎng)分累積量的比例(%)。

3　結(jié)論與討論

本研究初步明確了不同沼液澆灌量對(duì)水生蔬菜茭白產(chǎn)量，植株不同生育期和不同部位氮、磷、鉀吸收累積量、含量以及養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響。當(dāng)澆灌量為2倍氮量及以上時(shí)，茭白產(chǎn)量降低。茭白是與黑粉菌共生后，在適宜的條件下莖尖數(shù)節(jié)快速膨大而形成的產(chǎn)品器官肉質(zhì)莖[13]。徐強(qiáng)等[14]研究表明，施用一定量氮肥有利于促進(jìn)茭白植株有效分蘗形成和增加單茭質(zhì)量，但是施用量過(guò)多或過(guò)少時(shí)均對(duì)茭白產(chǎn)生不利影響。本研究中，沼液過(guò)量澆灌導(dǎo)致茭白產(chǎn)量下降可能與沼液中氮素營(yíng)養(yǎng)過(guò)量有關(guān)。另外，沼液中主要氮素形態(tài)為銨態(tài)氮，施用過(guò)量易對(duì)作物造成銨毒害，使作物生長(zhǎng)受到抑制，產(chǎn)量降低[9-10]。至于氮營(yíng)養(yǎng)或銨態(tài)氮過(guò)量是影響黑粉菌在菰幼莖內(nèi)的共生關(guān)系，還是影響共生后黑粉菌菌絲體發(fā)育，目前尚未見相關(guān)報(bào)道，需要進(jìn)一步研究明確。

氮、磷、鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育的三大營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)碳水化合物和產(chǎn)量形成起著至關(guān)重要的作用。前人已對(duì)茭白氮、磷、鉀吸收累積、植株養(yǎng)分含量及轉(zhuǎn)移進(jìn)行了一定研究。張鳳蘭[15]研究表明，秋茭生育期中氮、磷、鉀吸收量在整個(gè)生育期呈“慢—快—慢”變化，N∶P2O5∶K2O吸收質(zhì)量比為3∶1∶5。本研究中，茭白品種為雙季茭浙911，若以對(duì)照CK為例，相比較而言，整個(gè)生育期吸收的氮和磷特征為“慢—慢—快”，而鉀的吸收特性為“快—慢—快”，吸收氮、磷、鉀的總量分別為276，61.5，177 kg·hm-2。如果折算為N，P2O5，K2O，則分別為276，301，436 kg·hm-2，K2O最多，P2O5其次，N則最少。由此可見，不同茭白品種間三大養(yǎng)分需求比例可能存在較大差異。因此，在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中不能以單一某品種的養(yǎng)分需求特征和比例為標(biāo)準(zhǔn)，全面推廣應(yīng)用。

過(guò)量澆灌沼液(處理2.0N和2.7N)降低了氮、磷、鉀的總累積量，主要原因?yàn)楦晌镔|(zhì)形成受到過(guò)量沼液澆灌的抑制。盡管過(guò)量澆灌沼液在一定程度上增加了葉片和莖稈的氮、磷、鉀含量，但增加比例小于干物質(zhì)的降低比例，從而導(dǎo)致三大營(yíng)養(yǎng)元素總累積量降低。邱屆娟等[16]認(rèn)為，茭白植株地上部總體上氮和鉀含量較高，磷含量較低，這與本研究所得結(jié)論一致。另外，本研究中，莖稈和葉片氮和鉀含量隨生育期延長(zhǎng)總體呈下降趨勢(shì)，而莖稈磷含量呈先升高再降低趨勢(shì)，葉片中磷含量則相對(duì)較為穩(wěn)定，這與江解增等[17]研究所得茭白植株葉片中氮、磷、鉀元素含量變化總體呈下降趨勢(shì)的結(jié)果存在一定差異，這可能與不同茭白品種特性緊密相關(guān)。過(guò)量沼液澆灌在一定程度上使茭白植株莖稈和葉片中的氮、磷、鉀含量增加。其中，氮含量增加一方面原因可能是高澆灌量中氮總量增加所致，這與水稻地上部氮含量隨氮肥施用量增加而增加道理一致[18]；另一方面，可能與干物質(zhì)累積下降存在一定關(guān)系。而磷和鉀含量增加則可能與干物質(zhì)累積下降緊密相關(guān)。

茭白從開始形成至成熟，可食部中三大營(yíng)養(yǎng)元素的一部分是通過(guò)茭白莖稈和葉片轉(zhuǎn)運(yùn)所得，養(yǎng)分走向?yàn)椤叭~片—短縮莖—肉質(zhì)莖”[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，從茭白植株孕茭期至成熟期，莖稈氮、磷、鉀，葉片氮和磷含量均明顯下降，這與邱屆娟等[16]的結(jié)論一致。這表明，茭白形成過(guò)程是整個(gè)茭白植株的生長(zhǎng)中心，同時(shí)葉片和莖稈開始衰老，養(yǎng)分開始轉(zhuǎn)運(yùn)。本研究還發(fā)現(xiàn)，茭白形成過(guò)程中葉片和莖稈氮和鉀的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)大于莖稈中的磷，其中，葉片中鉀的貢獻(xiàn)率最大，轉(zhuǎn)運(yùn)比例為35.9%～47.7%，而此方面報(bào)道尚未在之前的研究中體現(xiàn)。不同沼液澆灌量對(duì)莖稈和葉片中氮、磷、鉀運(yùn)轉(zhuǎn)量的影響存在一定差異。過(guò)量沼液澆灌降低了葉片中氮轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率，這可能與沼液中高濃度和過(guò)量銨態(tài)氮抑制茭白植株生長(zhǎng)，根系消耗過(guò)量能量，減少分配至轉(zhuǎn)運(yùn)所需能量有關(guān)[10]。本研究中，1.0N處理明顯促進(jìn)了葉片和莖稈中鉀的轉(zhuǎn)運(yùn)，而當(dāng)增加澆灌量時(shí)鉀轉(zhuǎn)運(yùn)則呈下降趨勢(shì)。這表明，適量澆灌沼液有利于提高茭白植株體內(nèi)鉀轉(zhuǎn)運(yùn)和利用效率。研究表明，氮和磷施用量均能影響植物體內(nèi)鉀吸收累積和轉(zhuǎn)運(yùn)特性[19-20]。由此可見，導(dǎo)致沼液不同澆灌量處理間鉀轉(zhuǎn)運(yùn)特性差異的原因可能與本研究不同處理中氮施用量差異緊密相關(guān)。

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(責(zé)任編輯高峻)

Effect of biogas slurry application on N，P and K uptake and utilization characteristics of Zizania latifolia

CHEN Gui1，ZHAO Guo-hua2，ZHANG Hong-mei1，SHEN Ya-qiang1，YANG Ji-feng3，F(xiàn)ENG Si-hai4，CHEN Xiao-zhong3，CHENG Wang-da1，*

(1.Department of Agricultural Ecological Environment，Jiaxing Academy of Agricultural Science，Jiaxing 314016，China;2.College of Biological，Chemical Sciences and Engineering，Jiaxing University，Jiaxing 314001，China;3.Agricultural Economy Service Center of Shimen Town in Tongxiang City，Tongxiang 314512，China;4.Jinhe Grain and Oil Professional Cooperative of Nanhu District in Jiaxing City，Jiaxing 310041，China)

s:A filed experiment was conducted to study the effect of biogas slurry application on N，P and K accumulation at different growth stages and utilization rate of Zizania latifolia.It was shown that P and K accumulation at maturity stage were suppressed obviously under treatments of 2.0N and 2.7N,in which the application rate of biogas slurry were 2.0 and 2.7 times the application rate of chemical nitrogen in control (CK) treatment.Compared to CK，P and K accumulation was decreased by 8.73% and 42.0%，and 16.4% and 34.1%，respectively，under these two treatments.N accumulation at maturity stage was decreased significantly only under 2.7N treatment.N and P concentrations in stems and leaves of Zizania latifolia during whole growth stage showed a rising trend generally under 2.0N and 2.7N treatments，especially for 2.7N，which were contrary to K.N concentrations in edible parts of Zizania latifolia were increased with the increase of biogas slurry application rates.K concentrations were increased firstly and then decreased.However，P concentrations kept relatively stable.Biogas slurry application could restrain P translocation in stems，but promote K translocation in both stems and leaves.In addition，2.0N and 2.7N treatments significantly reduced N translocation in leaves.In conclusion，biogas slurry application could affect N，P and K uptake and accumulation in Zizania latifolia and alter nutrient utilization efficiency.Reasonable application rate shall be beneficial to increase nutrient utilization efficiency.

Zizania latifolia;biogas slurry;N;P;K

浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)Acta Agriculturae Zhejiangensis，2016，28(3):474-481http://www.zjnyxb.cn

陳貴，趙國(guó)華，張紅梅，等.沼液澆灌對(duì)茭白氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用特性的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，28(3)： 474-481.

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.03.19

2015-09-01

嘉興市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014AZ21005)；嘉興市科技局重點(diǎn)項(xiàng)目(市2011AZ1018)

陳貴(1982—)，男，山西萬(wàn)榮人，博士，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和作物養(yǎng)分利用方面的研究。E-mail:chenzhao2004@163.com

，程旺大，E-mail:chwd228@yeah.net

S645.2;S143

A

1004-1524(2016)03-0474-08