殷劍美++張培通++王立++韓曉勇++郭文琦++李春宏
doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.052
摘要:課題分析芋頭植株主要養(yǎng)分元素吸收和分配動(dòng)態(tài)特征。結(jié)果表明,芋頭對(duì)氮、磷的吸收高峰期主要在苗期和膨大期,分別滿足莖葉增長和球莖膨大需求;鉀的積累主要在地下球莖膨大盛期之前,分配于葉柄,持續(xù)時(shí)間較長;鈣元素需求旺期在地上部營養(yǎng)體最大期之前,主要分配于葉片和葉柄,后期則分配于球莖膨大;鐵元素的積累高峰期主要在球莖膨大之后,先以母芋為中心,再轉(zhuǎn)為子孫芋。
關(guān)鍵詞:芋頭;養(yǎng)分元素;積累;動(dòng)態(tài)分析
中圖分類號(hào): S632.306文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2016)10-0200-05
收稿日期:2015-08-13
基金項(xiàng)目:江蘇省泰州市農(nóng)業(yè)科技支撐計(jì)劃(編號(hào):TN201320)
作者簡介:殷劍美(1977—),女,江蘇丹陽人,博士,研究員,主要從事特色經(jīng)濟(jì)作物研究。E-mail:yinjm2006@sohu.com。芋頭[Colocasiaesculenta(L.)Schott]是一種重要糧菜兼用作物,具有豐富的營養(yǎng)和藥用價(jià)值,隨著近年來城市居民膳食結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,芋頭受到越來越多消費(fèi)者青睞,種植面積逐年擴(kuò)大。但近年來對(duì)芋頭的研究多集中于栽培措施優(yōu)化等方面[1-2],關(guān)于芋頭科學(xué)施肥技術(shù)研究較少[3],未見芋頭養(yǎng)分含量及需肥特點(diǎn)的研究報(bào)道。因此長期以來,芋頭的施肥多按傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,在生產(chǎn)上存在著盲目施肥的現(xiàn)象。肥料的應(yīng)用對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均有著重要影響,因此,筆者就芋頭植株中養(yǎng)分含量積累特點(diǎn)進(jìn)行了研究,為芋頭生產(chǎn)科學(xué)施肥提供技術(shù)支撐。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
靖江香沙芋。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
芋頭采取大小行種植,大行距80 cm,小行距40 cm,株距33 cm,每小區(qū)6行,長6 m,施肥、澆水、病蟲害防治等按照靖江香沙芋高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)要求進(jìn)行。分別于2013年和2014年在香沙芋高產(chǎn)示范基地(泰州市)取樣。2013年在高港區(qū)大泗鎮(zhèn)香沙芋示范基地,前茬為水稻后冬閑田,播期為4月3日,出苗期為5月上旬;2014年在靖江市馬橋鎮(zhèn)香沙芋示范基地,前茬為蔬菜后冬閑田,播期為3月23日,出苗期為4月下旬。施肥方法:基肥施45%高效復(fù)合肥 1 125 kg/hm2;膨大肥分別于2013年7月20日及2014年7月23日施純硫酸鉀肥225 kg/hm2和45%高效復(fù)合肥750 kg/hm2。
1.3植株主要養(yǎng)分元素采集與分析
2013年和2014年分別于芋頭生育期的6個(gè)關(guān)鍵時(shí)期(5葉期、9葉期、11葉期、13葉期、15葉期和成熟期)進(jìn)行植株取樣,每小區(qū)2株,3次重復(fù)。分別測(cè)定芋頭葉片、葉柄、母芋和子孫芋的干物質(zhì)質(zhì)量和主要養(yǎng)分元素含量,植株全量氮、磷、鉀含量的測(cè)定方法分別為:用凱氏定氮法測(cè)定全氮;鉬銻抗比色法測(cè)全磷;火焰光度計(jì)法測(cè)定全鉀。蛋白質(zhì)含量通過全氮計(jì)算得到,即蛋白質(zhì)含量(%)= 全氮(g/kg)×6.25/10;全量鈣鐵采用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定[4]。
數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行分析計(jì)算。
2結(jié)果與分析
2.1芋頭植株干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)特點(diǎn)
分析靖江香沙芋2年不同時(shí)期各器官干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)結(jié)果(圖1)可知,11葉期之前,靖江香沙芋干物質(zhì)增長緩慢,11葉后進(jìn)入干物質(zhì)快速增長期,2013年度一直持續(xù)到收獲期,2014年度持續(xù)到15葉期。葉片和葉柄的干物質(zhì)增長動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為先持續(xù)增長,后持續(xù)降低的動(dòng)態(tài),2013年度高峰期在15葉期,2014年度高峰期在13葉期;母芋的干物質(zhì)增長動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為先增長、后降低的趨勢(shì),母芋最大干物質(zhì)時(shí)期均在15葉期;子孫芋干物質(zhì)積累表現(xiàn)為:2013年度,先緩慢增長,后快速增長,快速增長持續(xù)到收獲期;2014年度先緩慢增長,再快速增長(持續(xù)到15葉期),之后保持緩慢增長的趨勢(shì)。從干物質(zhì)分配動(dòng)態(tài)看,11葉期之前,靖江香沙芋為地上營養(yǎng)生長階段,11~15葉期為地上營養(yǎng)生長和地下營養(yǎng)生長并進(jìn)階段,其中11~13葉期,為以地上營養(yǎng)生長為主的并進(jìn)階段,13~15葉為以地下生殖生長為主的并進(jìn)階段,15葉以后為地下生殖生長階段。2013年度和2014年度后期干物質(zhì)積累和分配的差異,可能是由播期差異和氣候差異導(dǎo)致后期生長勢(shì)不同所致,2013年試驗(yàn)播種偏遲、加之前中期氣候干旱,芋頭根系發(fā)育好,后期生長量較大;而2014年度播期較早,且前中期連陰雨較多,芋頭根系發(fā)育差,后期早衰,導(dǎo)致后期干物積累下降。
2.2芋頭主要養(yǎng)分元素的吸收、積累和分配特點(diǎn)分析
2.2.1氮和磷養(yǎng)分元素由圖2可知,靖江香沙芋氮素和磷素含量器官的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)一致,以葉片、葉柄等地上部分器官較高,而地下部分器官含量較低。葉片氮、磷含量全生育期波動(dòng)平緩。葉柄含氮、磷量2013年表現(xiàn)為9葉期前含氮量快速增加,9~11葉降低,11~15葉期平緩波動(dòng),15葉以后再提高的動(dòng)態(tài);2014年則表現(xiàn)為15葉期之前平緩波動(dòng)、15葉之后提高的動(dòng)態(tài)。成熟期之前葉片和葉柄含氮、磷量提高,可能是由于成熟期成熟葉片和葉柄枯死,取樣的葉片和葉柄均是幼葉所致。11葉期之后,母芋和子孫芋逐步形成,母芋含氮、磷量快速提高,13葉期后緩慢提高。子孫芋含氮、磷量逐漸提高,到13葉期含氮、磷量達(dá)到最高,之后維持相對(duì)穩(wěn)定,15葉期后又緩慢增長。
芋頭植株氮和磷積累量在11葉期以前表現(xiàn)為較快增長,
11~13葉期為快速增長期,13~15葉期緩慢增長,15葉期后再次快速增長。葉片和葉柄的氮和磷積累動(dòng)態(tài)趨勢(shì)一致,在13葉期之前直線增長,13葉期達(dá)到最大值,之后增長緩慢(2013年度)或下降(2014年度);母芋的氮和磷積累一直呈緩慢增長趨勢(shì);子孫芋的氮和磷積累13葉期之前緩慢增長,之后增長速率逐步加快,15葉期之后快速增長。這表明芋頭的氮和磷積累有2個(gè)快速積累高峰期,一是11~13葉期,主要是葉片和葉柄快速生長形成了氮和磷積累高峰;二是15葉期之后,主要是子孫芋生長形成的氮和磷積累高峰,因此,芋頭的氮素和磷素積累前中期主要分配于葉片和葉柄,后期主要分配于子孫芋。氮元素分配在15葉之前以葉片和葉柄為主,之后逐步則轉(zhuǎn)為以球莖為主,尤其是子孫芋為主;磷元素積累則在15葉(2013年)和13葉(2014年)之前以葉片和葉柄為主,之后逐步則轉(zhuǎn)為以球莖為主,尤其是子孫芋為主。
2.2.2鉀養(yǎng)分元素由圖3可知,芋頭葉片、葉柄等地上部分器官鉀元素含量高,而地下部分器官含量較低。葉片的含鉀量表現(xiàn)為平緩波動(dòng)。葉柄的含鉀量變化較大,2013年度在 11葉期前較高,之后逐步下降;2014年度則表現(xiàn)為以9葉期和13葉期兩個(gè)高峰值。11葉期后母芋和子孫芋開始形成和逐步膨大,鉀元素含量逐漸提高。
芋頭植株鉀積累呈13葉期前快速增長,之后緩慢增長或下降趨勢(shì),2014年度在11~13葉期出現(xiàn)緩慢增長,可能是期間連續(xù)陰雨所致。葉片和葉柄的鉀積累表現(xiàn)為以11葉期為高峰的前增后降趨勢(shì),2013年度和2014年度試驗(yàn)的差別在于:2013年度高峰期長,2014年度高峰期短。母芋的鉀積累表現(xiàn)為緩慢增長的趨勢(shì);子孫芋的鉀素積累表現(xiàn)為持續(xù)加速增長的趨勢(shì)。這表明芋頭的鉀素積累增長高峰期為5~13葉,植株鉀素積累以葉柄為主,13葉期之后植株鉀素積累增長緩慢或降低,各器官的鉀素積累增加以子孫芋為主。葉柄可能是芋頭的鉀素積累中轉(zhuǎn)器官,膨大盛期后,葉柄鉀素將向
球莖運(yùn)轉(zhuǎn),13葉期之前,芋頭葉柄鉀含量應(yīng)持續(xù)增加。鉀元素積累在15葉(2013年)和13葉(2014年)之前以葉片和葉柄為主,之后逐步則轉(zhuǎn)為以球莖為主,尤其是子孫芋為主。
2.2.3鈣養(yǎng)分元素圖4顯示,芋頭植株各器官鈣元素含量由高到低依次為葉片、葉柄、母芋和子孫芋;全生育期葉片和葉柄的含鈣量表現(xiàn)為平穩(wěn)波動(dòng)的動(dòng)態(tài)趨勢(shì);母芋含鈣量表現(xiàn)為:2013年度15葉期前快速增長,之后下降的趨勢(shì),2014年度持續(xù)直線提高的趨勢(shì);子孫芋含鈣量呈現(xiàn)15葉期前增長,之后下降的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。
芋頭植株的鈣積累量動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為:以15葉期(2013年度)和13葉期(2014年度)為頂峰的先增后減的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。葉片和葉柄的鈣元素積累動(dòng)態(tài)趨勢(shì)與植株鈣積累動(dòng)態(tài)具有相似趨勢(shì),表現(xiàn)為以13~15葉期(2013年度)或13葉期(2014年度)為頂峰的先增后減的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。母芋的鈣元素積累動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為11~15葉期緩慢增長,之后保持基本恒定的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。子孫芋則表現(xiàn)為持續(xù)緩慢增長的趨勢(shì)。這表明芋頭的鈣元素積累主要分配于葉片和葉柄,其動(dòng)態(tài)變化主要是由葉片和葉柄積累動(dòng)態(tài)決定的。鈣元素積累在15葉(2013年)和13葉(2014年)之前以葉片和葉柄為主,之后逐步則轉(zhuǎn)為以球莖為主,母芋的鈣積累量和子孫芋相當(dāng)。
2.2.4鐵養(yǎng)分元素圖5表明,芋頭含鐵量由高到低依次為母芋、子孫芋、葉片和葉柄。母芋含鐵量表現(xiàn)為以15葉期
(2013年度)或13葉期(2014年度)為頂峰的前高后低動(dòng)態(tài)趨勢(shì);子孫芋則表現(xiàn)為以13葉期最高、之前快速提高、之后下降的動(dòng)態(tài)趨勢(shì);葉柄表現(xiàn)為以11葉期(2013年度)或13葉期(2014年度)為頂峰的前高后低趨勢(shì),2014年度在11~13葉期出現(xiàn)了一個(gè)緩降階段;葉片表現(xiàn)為前期平穩(wěn)波動(dòng),15葉期后略有增長的動(dòng)態(tài)趨勢(shì),這可能是由于后期老葉衰亡枯死,取樣葉片以幼葉為主的原因。鐵元素積累在13葉之前以葉片和葉柄為主,之后逐步則轉(zhuǎn)為以球莖為主,尤其是母芋為主。
芋頭植株鐵元素積累量動(dòng)態(tài)為:以15葉期(2013年度)或13葉期(2014年度)為頂峰的先增后減的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。母芋的鐵元素積累量呈以15葉期(2013年度)或13葉期(2014年度)為頂峰的先增后減動(dòng)態(tài)趨勢(shì);子孫芋則呈15葉期
(2013年)或13葉期(2014年)前緩慢增長,之后快速增長的動(dòng)態(tài)趨勢(shì);葉柄和葉片鐵元素積累量較低,動(dòng)態(tài)趨勢(shì)表現(xiàn)與母芋具有相似。這表明,芋頭的鐵元素的積累主要在膨大期之后,在13~15葉期(年度之間存在一定差距)之前主要分配于母芋和葉柄,之后轉(zhuǎn)向子孫芋。
3討論
3.1芋頭主要養(yǎng)分元素吸收分配特點(diǎn)
芋頭的器官中氮、磷、鈣元素含量以葉片最高、葉柄次之、球莖最低;鉀元素以葉柄最高、葉片次之、球莖最低;而鐵元素含量以母芋和葉柄含量高,葉片和子孫芋較低。芋頭膨大期以后,葉片和葉柄中的氮、磷、鈣、鐵等元素含量未見顯著降低,而葉柄的鉀含量顯著降低。這表明葉片和葉柄中的氮、磷、鈣、鐵等元素可能不向球莖運(yùn)轉(zhuǎn),而鉀元素可能會(huì)由葉柄轉(zhuǎn)向球莖,有關(guān)芋頭養(yǎng)分元素運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律,有待進(jìn)一步研究。
芋頭對(duì)氮、磷元素的吸收高峰期主要在苗期和膨大期,第1個(gè)高峰期的吸收,主要滿足莖葉增長需求,第2個(gè)高峰期主要滿足子芋膨大需求,因此基肥和膨大肥要保證充足的氮、磷肥量,同時(shí)9月份以后還需注意補(bǔ)充適當(dāng)?shù)?、磷元素,以滿足子孫芋膨大需求;芋頭鉀的需求主要在地下球莖膨大盛期之前,主要分配于葉柄,持續(xù)時(shí)間較長,之后轉(zhuǎn)為球莖,球莖膨大后葉柄中的鉀元素可能會(huì)向球莖運(yùn)轉(zhuǎn),因此全生育期都要保持鉀的充足供應(yīng);芋頭對(duì)鈣元素的吸收高峰期在植株?duì)I養(yǎng)體最大期之前,主要分配于地上部分營養(yǎng)器官,因此前期要注重滿足鈣元素的供應(yīng);芋頭對(duì)鐵元素的需求高峰出現(xiàn)在膨大期后,且主要分配于母芋和子孫芋,葉柄也可能是后期鐵元素暫儲(chǔ)器官,因此需注意地下部分球莖膨大期鐵元素的補(bǔ)充,以滿足芋頭膨大的需求。
3.2兩年度的元素差異分析
比較2013年和2014年兩年度芋頭植株及器官各養(yǎng)分元素含量及積累量存在一定差異,2013年度較2014年偏遲,可能是由2個(gè)原因所致。一是2014年提前播種,生育期相應(yīng)提前;二是兩年度氣候差異。比較13葉期(7月下旬)之前2年度氣象資料(http://www.tianqihoubao.com/lishi/jstaizhou.html)可見,2013年前中期相對(duì)比較干旱,根系發(fā)育好,后期不早衰;而2014年同期則為連續(xù)陰雨天天氣,田間積水、漬害,根系發(fā)育差,吸收受阻,2014年度試驗(yàn)葉柄含鉀量在11葉期出現(xiàn)的低谷,在11~13葉期出現(xiàn)緩慢增長,鐵元素也有相似動(dòng)態(tài)特征,可能是中期連續(xù)陰雨田間濕度大,根系吸收少,加之膨大肥鉀肥使用偏遲,鉀肥供應(yīng)不銜接所致;另外2014年度后期發(fā)生早衰,出現(xiàn)了后期養(yǎng)分吸收和積累下降的現(xiàn)象。
合理養(yǎng)分元素供應(yīng),對(duì)芋頭產(chǎn)量、品質(zhì)可能有著重要影響[3,5]。對(duì)芋頭植株不同時(shí)期不同器官養(yǎng)分元素含量的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)分析,為科學(xué)施肥提供了理論支撐,為芋頭高產(chǎn)奠定了理論基礎(chǔ),具有較大的應(yīng)用意義。
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