施用不同肥料對(duì)扦插紫花山奈生長(zhǎng)和光合作用的影響

李冬梅+趙超藝++劉小飛

摘 要 以紫花山奈（Kaempferia elegans）的帶葉根莖為扦插材料，研究了1種固體有機(jī)肥、3種水溶性復(fù)合肥，固體有機(jī)肥和水溶性復(fù)合肥組合施用對(duì)盆栽扦插紫花山奈植株生長(zhǎng)、葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率的影響。結(jié)果表明，施肥3個(gè)月后，固體有機(jī)肥和水溶性復(fù)合肥組合施用顯著提高盆栽扦插紫花山奈的生長(zhǎng)速率，其鮮干重、單葉面積、株高、株幅、主芽基莖、蘗芽數(shù)和葉綠素含量均較清水、單獨(dú)施用水溶性復(fù)合肥或固體有機(jī)肥的植株對(duì)應(yīng)指標(biāo)顯著升高。與清水相比，施用不同肥料的植株葉片凈光合速率和水分利用效率都顯著升高，而蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度顯著下降；施用不同肥料的植株之間，T9處理的葉片凈光合速率和水分利用效率最高，而蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度最低。本研究為紫花山奈的盆栽扦插繁殖和施肥管理提供參考。

關(guān)鍵詞 紫花山奈 ；肥料 ；盆栽扦插 ；生長(zhǎng) ；光合作用

中圖分類號(hào) R574.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.11.002

Effects of Different Fertilizers on the Growth and Photosynthesis

of Kaempferia elegans Cuttage in Potted Cultivation

LI Dongmei ZHAO Chaoyi LIU Xiaofei

（Environmental Horticulture Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences，

Guangzhou， Guangdong 510640）

Abstrcat By the rhizomes of Kaempferia elegans with leaves as materials， this paper reported the effects of one organic fertilizer （N-P2O5-K2O 1.6-2.0-2.7）， three water-soluble compound fertilzers （20-20-20， 12-11-18， and 10-20-30 in N-P2O5-K2O， respectively） and their combinations application on the growth， net photosynthetic rate， stomata conductance， transpiration rate and water use efficiency of potted K. elegans cuttage. The results showed that after three months， organic fertilizerand and water-soluble compound fertilzers significantly increased the growth rate of potted K. elegans cottage. The fresh weight and dry weight， simple leaf areas， plant height， leaf spread， main stem diameters， tiller buds and chlorophyll contents of these combinations were higher than those potted plants applied by single fresh water， one organic fertilizer and one compound fertilzer， respectively. Compared with the fresh water treatment， the leaf net photosynthetic rate and water use efficiency were significantly increased， but the transpiration rate and stomata conductance decreased significantly with different fertilizer treatments. Among various fertilizer treatments， the leaf net photosynthetic rate and water use efficiency of T9 treatment was the highest， but the transpiration rate and stomata conductance of T9 treatment was the lowest. This study provided a reference for the potted propagation and fertilization management of K. elegans cuttage.

Keywords Kaempferia elegans ； fertilizer ； potted cuttage ； growth ； photosynthesis

姜科（Zingiberaceae）植物一般通過(guò)播種、切分根莖、莖桿扦插和組織培養(yǎng)等方法繁殖[1-14]。紫花山奈（Kaempferia elegans），又名美山奈，屬于姜科山奈屬（Kaempferia）植物，產(chǎn)自四川，植株低矮，根莖匍匐，不呈塊狀，須根細(xì)長(zhǎng)，不耐霜凍，冬季地上部分枯死[15]，葉卵形或橢圓形，葉面綠色，具深色羽狀彩紋，花紫色，唇瓣2深裂至基部，花期6～10月，具有極高的觀賞價(jià)值，是一種適合夏秋季節(jié)布置花壇的綠化植物及盆栽觀賞植物[1-2，15-17]。由于紫花山奈不結(jié)果，故不能進(jìn)行播種繁殖；沒(méi)有莖桿，也不能用莖桿扦插繁殖；切分根莖分株繁殖對(duì)母株損傷很大，加之母本量不足，短期內(nèi)難以得到大量植株；而組織培養(yǎng)存在外植體滅菌困難問(wèn)題。因而目前紫花山奈繁殖方面的研究報(bào)道不多。endprint

姜科植物的栽培研究多集中在栽培基質(zhì)、溫度、光照強(qiáng)度和水分條件等方面[18-23]。有報(bào)道認(rèn)為，盆栽姜科植物使用緩釋性復(fù)合肥較好[1]。但由于姜科植物的多樣性，不僅不同栽培基質(zhì)、溫度、光照強(qiáng)度和水分等條件對(duì)不同姜科植物有不同影響，不同的肥料種類及其配施對(duì)其生長(zhǎng)也有不同的影響，但目前這方面的研究報(bào)道很少。

鑒于紫花山奈在繁殖和盆栽施肥方面的欠缺，嚴(yán)重阻礙其在盆栽觀賞上的應(yīng)用，使得國(guó)內(nèi)尚未將其開(kāi)發(fā)和利用。因此，在溫室盆栽條件下，以紫花山奈的帶葉根莖為扦插材料，探討1種固體有機(jī)肥、3種水溶性復(fù)合肥、固體有機(jī)肥和水溶性復(fù)合肥配施對(duì)扦插紫花山奈植株生長(zhǎng)、葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率的影響，可為紫花山奈的盆栽扦插繁殖和施肥管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為紫花山奈生長(zhǎng)整齊、一致的帶葉根莖，根莖上葉長(zhǎng)12～15 cm，寬8～10 cm。盆栽扦插施肥試驗(yàn)在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所白云試驗(yàn)基地的塑料大棚中進(jìn)行，棚內(nèi)濕度70%～90%，溫度20～30℃，采用遮光率70%～75%的雙層遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋。

供試盆栽盆缽為上口直徑20 cm、下口直徑14 cm、高18 cm的塑料盆。

供試基質(zhì)材料為紅壤、腐葉土和進(jìn)口泥炭。紅壤為發(fā)育于熱帶和亞熱帶雨林﹑季雨林或常綠闊葉林植被下的土壤，主要特征是缺乏堿金屬和堿土金屬而富含鐵﹑鋁氧化物，呈酸性，紅色，產(chǎn)地為廣東從化；進(jìn)口泥炭為荷蘭捷菲國(guó)際集團(tuán)生產(chǎn)，產(chǎn)地為愛(ài)沙尼亞，型號(hào)705，粒徑0～10 mm，pH（5.8±0.2），為結(jié)構(gòu)良好的棕黃色泥炭。腐葉土又稱腐殖土，是植物枝葉在土壤中經(jīng)過(guò)微生物分解發(fā)酵后形成的營(yíng)養(yǎng)土，產(chǎn)地為廣東肇慶。

供試固體有機(jī)肥N-P2O5-K2O 1.6-2.0-2.7，營(yíng)養(yǎng)元素如下（質(zhì)量百分比）：全氮1.6%、全磷（P2O5）2.0%、全鉀（K2O）2.7%、鈣4.46%、鎂1.19%、鐵3.30%、錳0.076%、銅0.010%、鋅0.026%、硼0.002%、氯0.53%、鈉0.29%、鉬0.002%。

供試水溶性復(fù)合肥N-P2O5-K2O 10-20-30，營(yíng)養(yǎng)元素如下（質(zhì)量百分比）：全氮10%、全磷（P2O5）20%、全鉀（K2O）30%、鎂2%、硫2%、鈣0.000 5%、錳0.050%、鐵0.050%、銅0.019%、鋅0.020%、硼0.011%、氯0.17%、鈉0.21%、鉬0.001%。

供試水溶性復(fù)合肥N-P2O5-K2O 20-20-20，營(yíng)養(yǎng)元素如下（質(zhì)量百分比）：全氮20%、全磷（P2O5）20%、全鉀（K2O）20%、硫0.8%、鎂0.5%、鈣0.0005%、錳0.010%、鐵0.050%、銅0.04%、鋅0.038%、硼0.013%、氯0.07%、鈉0.15%、鉬0.003%。

供試水溶性復(fù)合肥N-P2O5-K2O 12-11-18，營(yíng)養(yǎng)元素如下（質(zhì)量百分比）：全氮12%、全磷（P2O5）11%、全鉀（K2O）18%、鈣2.62%、鎂1.27%、錳0.005%、鐵0.097%、銅0.002%、鋅0.011%、硼0.009%、氯0.42%、鈉0.31%、鉬0.001%。

1.2 方法

1.2.1 基質(zhì)配制

將進(jìn)口泥炭、腐葉土、紅壤，按體積比1∶1∶1的比例混勻，并將混勻的基質(zhì)分成兩份，一份將混勻的基質(zhì)和固體有機(jī)肥以9∶1的體積比摻勻后作為有機(jī)基質(zhì)，另一份不摻入固體有機(jī)肥。

1.2.2 帶葉根莖的扦插

取紫花山奈的帶葉根莖，剪掉根莖上的須根，根莖末端蘸多菌靈粉劑消毒，然后扦插于塑料盆中。扦插時(shí)，每盆扦插1株，盆中先加2/5的基質(zhì)，再將帶葉根莖豎著放入，然后加2/5的基質(zhì)覆蓋、壓實(shí)，露面部分占1/5，扦插后澆透水。

1.2.3 施肥處理

扦插后，每隔3 d澆一次清水，10 d內(nèi)帶葉根莖扦插成活。肥料試驗(yàn)每處理3次重復(fù)，每重復(fù)10株，設(shè)10個(gè)處理，具體如下：T1，清水；T2，2.0 g/L N-P2O5-K2O 20-20-20；T3，2.0 g/L N-P2O5-K2O 10-20-30；T4，2.0 g/L N-P2O5-K2O 12-11-18；T5，2.0 g/L N-P2O5-K2O 20-20-20；T6，2.0 g/L N-P2O5-K2O 12-11-18；T7，2.0 g/L N-P2O5-K2O 10-20-30；T8，2.0 g/L N-P2O5-K2O 10-20-30和20-20-20（質(zhì)量比1∶1）；T9，2.0 g/L N-P2O5-K2O 10-20-30和12-11-18（質(zhì)量比1∶1）；T10，清水。其中，T1-T4為不摻入固體有機(jī)肥的基質(zhì)，T5-T10為有機(jī)基質(zhì)；各處理每10 d基部澆灌1次，每次每盆100 mL。每周各處理均淋1～2次清水，以防盆中基質(zhì)過(guò)干。

1.2.4 指標(biāo)測(cè)定

施肥3個(gè)月后，測(cè)定各處理的生長(zhǎng)和光合指標(biāo)。（1）生長(zhǎng)指標(biāo)：用肉眼、軟尺、游標(biāo)卡尺和天平等觀測(cè)株高、株幅、主芽基莖、鮮干重等；用葉面積儀YMJ-D（浙江托普云農(nóng)科技有限公司）測(cè)定成熟的倒二葉的葉面積；參照張志良等[24]和王學(xué)奎等[25]的分光光度法測(cè)定成熟的倒二葉的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b和類胡蘿卜素含量。（2）光合指標(biāo)：用光合測(cè)定儀CI-340（美國(guó)CID公司），于上午9：00-11：30測(cè)定成熟倒二葉的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（C）和蒸騰速率（E），并計(jì)算瞬時(shí)水分利用效率（water use efficiency， WUE=Pn/E），葉溫控制在20～30℃。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016整理數(shù)據(jù)，應(yīng)用SPSS16.0軟件的One-Way ANOVA模塊進(jìn)行方差分析和LSD法進(jìn)行多重比較。endprint

2 結(jié)果與分析

2.1 施用不同肥料對(duì)扦插紫花山奈生長(zhǎng)的影響

分別測(cè)定扦插紫花山奈各處理10株的株高、株幅、主芽基莖、蘗芽數(shù)和開(kāi)花數(shù)等指標(biāo)，計(jì)算各處理平均值，結(jié)果見(jiàn)表1。表1表明，T2-T10各施肥處理植株株幅、主芽基莖、蘗芽數(shù)、開(kāi)花數(shù)均顯著高于T1處理植株，T3-T10處理植株株高顯著高于T1處理植株，T2處理植株株高與T1處理植株無(wú)顯著差異，但T2處理植株株高大于T1處理；T9處理植株的株高、株幅、主芽基莖、蘗芽數(shù)和開(kāi)花數(shù)均高于其它各施肥處理植株；與T1處理植株相比，T9處理植株的株高增加約71%，株幅增加約32%，主芽基莖增粗約30%，蘗芽數(shù)增加約87%，開(kāi)花數(shù)增加約101%。固體有機(jī)肥和水溶性復(fù)合肥組合施用植株（T9、T8、T7、T6、T5）的株高、株幅、主芽基莖和蘗芽數(shù)均高于單獨(dú)施用水溶性復(fù)合肥（T2、T3、T4）或固體有機(jī)肥（T10）植株；雖T8、T5、T4處理間開(kāi)花數(shù)差異不顯著，但開(kāi)花數(shù)的大小順序?yàn)門5>T8>T4，T9、T7、T6處理植株的開(kāi)花數(shù)顯著高于T2、T3、T4、T10處理植株。綜合所述，固體有機(jī)肥和水溶性復(fù)合肥組合施用植株（T9、T8、T7、T6、T5）的長(zhǎng)勢(shì)好于單獨(dú)施用水溶性復(fù)合肥（T2、T3、T4）、固體有機(jī)肥（T10）或不施肥（T1）的植株長(zhǎng)勢(shì)。

測(cè)定扦插紫花山奈植株各處理6株的總生物量，計(jì)算各處理平均值，結(jié)果見(jiàn)表2。表2表明，T9處理植株的鮮干重、單葉面積均高于其它處理。與T1相比，T9處理植株的根冠比下降約33%，鮮重增加約161%，干重增加約102%，單葉面積增加約68%；T9、T8、T7、T6、T5處理植株的鮮重和單葉面積顯著高于其他處理植株；根冠比顯著低于其他處理植株。

2.2 施用不同肥料對(duì)扦插紫花山奈葉片葉綠體色素含量的影響

測(cè)定紫花山奈各處理4株的葉綠體色素，計(jì)算各處理平均值，結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可看出，單施水溶性復(fù)合肥，組合施用固體有機(jī)肥和水溶性復(fù)合肥對(duì)植株葉綠體色素a、b、a+b的提高有顯著影響；T9、T8、T7、T6、T5處理植株的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量顯著高于T1、T3、T4、T10植株，葉綠素a/b比值則顯著低于T1、T3、T10植株，類胡蘿卜素含量顯著高于T1、T4、T10。其中T9各葉綠體色素含量在所有處理中均最高。與T1處理植株相比，T9處理植株的葉綠素a含量增加約57%，葉綠素b含量增加約84%，葉綠素a+b的含量增加約65%，類胡蘿卜素的含量增加約52%。

2.3 施用不同肥料對(duì)扦插紫花山奈光合特性的影響

測(cè)定紫花山奈為各處理3株成熟的倒二葉Pn、C、E、WUE，重復(fù)5次，計(jì)算各處理平均值，結(jié)果如圖1所示。與T1處理相比，T2-T10各處理的葉片凈Pn和WUE都顯著升高，E和C都顯著下降；T9處理的葉片凈Pn增加約142%，C和E則分別下降約81%和46%，WUE增加約357%（圖1）。

圖1-A表明，T9、T10、T8的葉片凈Pn都顯著高于T2、T3、T4、T6各處理的葉片凈Pn，但此三個(gè)處理間的葉片凈Pn差異不顯著，葉片凈Pn順序?yàn)門9>T10>T8；T5、T7處理的葉片凈Pn處于第二檔；T2、T3、T4、T6處理的葉片凈Pn處于第三檔，T1處理的葉片凈Pn最低，處于第四檔。

由圖1-B可知，T9、T7、T6、T3處理的葉片E處于第一檔，順序?yàn)門9

圖1-C表明，T9、T8處理葉片C值二者間差異不顯著，均低于其他處理，處于第一檔；T2、T6處理的葉片C處于第二檔；T3、T7、T10處于第三檔；T4、T5分別處于第四檔、第五檔；T1最高，處于第六檔。

圖1-D表明，T9處理的葉片WUE顯著高于其它各處理的葉片WUE，處于第一檔；T5、T6、T7、T8、T10處理間的葉片WUE差異不顯著，其順序?yàn)門8>T7>T10>T5>T6，處于第二檔；T2、T3處理與T5、T6、T7、T8、T10、T4差異不顯著，處于第三檔；T4處理的葉片WUE顯著高于T1，二者分別處于第四檔和第五檔。

3 討論

3.1 姜科植物的繁殖方法

姜科植物都可通過(guò)切分根莖的方法繁殖。目前，姜科植物的繁殖方法研究大多集中在姜花屬（Hedychium）、姜黃屬（Curcuma）、山姜屬（Alpinia）和姜屬（Zingiber）等，多以組織培養(yǎng)的方法繁殖[3-14]；山姜屬等的一些種還用種子來(lái)繁殖[1]；閉鞘姜屬（Costus）、姜花屬、姜屬的部分種類用莖桿扦插來(lái)繁殖[1]，然而，用帶葉根莖進(jìn)行姜科植物的扦插繁殖研究，鮮見(jiàn)報(bào)道。

紫花山奈的帶葉根莖扦插與普通植物扦插的區(qū)別在于扦插的材料組成部分不同，如葉插法采用全葉和片葉；芽葉插是枝插的變形，插穗上僅有一葉一芽，芽下帶有一盾性莖片或1～2 cm的莖段；根插法是用根作插穗的扦插方法；枝插法是枝條作插穗的扦插方法，又稱莖插法，根據(jù)所取部位和枝條成熟度的不同，又分為硬枝扦插、綠枝扦插和嫩枝扦插三種方法[26]。

本研究的扦插繁殖，不同于姜科植物的切分根莖、莖桿扦插和組織培養(yǎng)的繁殖方法[1，3-14]。切分根莖分株時(shí)，塊莖不能分得太小，一般不少于3～4個(gè)，太少會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)緩慢或死亡，同時(shí)需要帶有新生的塊莖，新分開(kāi)的塊莖需要去掉所有莖、葉，以減少水分的喪失，栽培后注意及時(shí)澆水[1]；莖桿扦插是將成熟莖桿切成帶3～4個(gè)節(jié)的莖段，直立插入沙土中，或莖段平放，用沙土稍微覆蓋，保持濕潤(rùn)和遮蔭，一段時(shí)間后，其節(jié)上的芽就會(huì)萌蘗形成小植株，稍大進(jìn)行分離栽培[1]；組織培養(yǎng)是采用不同的外植體，如葉片、莖尖、花序軸、苞片、無(wú)菌苗的下胚軸、塊莖、根狀莖、頂芽、側(cè)芽、葉基部和葉鞘，進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得再生植株的方法[3-14]。本研究用紫花山奈的帶葉根莖為扦插材料，通過(guò)組合施用固體有機(jī)肥和水溶性復(fù)合肥3個(gè)月，單個(gè)紫花山奈的帶葉根莖的蘗芽數(shù)，即繁殖系數(shù)為11.77～16.10。與不施肥、單施固體有機(jī)肥或水溶性復(fù)合肥相比，顯著提高了繁殖系數(shù)。由此可知，用紫花山奈的帶葉根莖扦插是可行的繁殖方法。本研究豐富了姜科植物的扦插繁殖方法。

3.2 姜科植物的盆栽施肥

在其它生長(zhǎng)因子相同的情況下，栽培基質(zhì)、溫度、光照強(qiáng)度和水分因子對(duì)姜科植物的生長(zhǎng)有影響[18-23]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同的肥料種類及配施對(duì)姜科植物的生長(zhǎng)也有影響。這一結(jié)論與不同肥料對(duì)切花百合、觀賞鳳梨的生長(zhǎng)有影響一致[27-31]。在切花百合中，施肥處理可調(diào)控葉綠素的含量，進(jìn)而提高植物的光合能力、干物質(zhì)的累積量、觀賞品質(zhì)[27-29]；短期高濃度CO2施肥可提高觀賞鳳梨的生長(zhǎng)速率，增加株高、葉面積、鮮干重[30-31]。

本研究發(fā)現(xiàn)，施肥處理顯著提高紫花山奈的凈Pn和WUE，顯著降低E和C。這一結(jié)果與CO2施肥對(duì)觀賞鳳梨光合指標(biāo)的影響趨勢(shì)一致[30-31]。凈Pn的提高，E和C的下降，有利于WUE的升高；而WUE的升高，可適當(dāng)減少澆水次數(shù)和澆水量。本研究組合施用固體有機(jī)肥和水溶性復(fù)合肥，顯著促進(jìn)扦插紫花山奈的生長(zhǎng)速率，其效果好于單施固體有機(jī)肥、水溶性復(fù)合肥以及不施肥。其最優(yōu)施肥組合為固體有機(jī)肥、復(fù)合肥N-P2O5-K2O 12-11-18和10-20-30，這個(gè)結(jié)論與前人報(bào)道盆栽姜科植物最優(yōu)施肥為緩釋性的復(fù)合肥不一致[1]。對(duì)于固體有機(jī)肥和復(fù)合肥組合施用促進(jìn)紫花山奈生長(zhǎng)的深層次機(jī)理，需作進(jìn)一步的研究。

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