鉀肥對(duì)藜麥生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響

惠 薇，王 斌，李麗君，劉 平，趙圓峰，馬琦琦，霍曉蘭

（1.山西大學(xué)生物工程學(xué)院，山西太原030006；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西省土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原030031）

藜麥（Chenopodium quinoa），屬于藜科，原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈。19世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著社會(huì)的進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，藜麥開始在全球推廣種植[1-2]。藜麥含有很多有益于人體健康的物質(zhì)，如豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、淀粉、纖維素、礦物質(zhì)等物質(zhì)，還含有黃酮、多酚、不飽和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)功能因子，在延緩衰老、降低血脂、免疫調(diào)節(jié)等方面都有不容小覷的作用[3-6]。近年來(lái)，藜麥逐漸引起全世界的關(guān)注，被人們冠以“糧食之母”與“黃金谷物”的名號(hào)，F(xiàn)AO和NASA分別推薦藜麥為能滿足人體全營(yíng)養(yǎng)需求的單體食物和宇航員食品[7-9]。藜麥在我國(guó)西藏于1987年開始試種，2008年開始在山西省靜樂縣大規(guī)模種植[10]。

鉀是作物生長(zhǎng)發(fā)育必需的元素，植物體內(nèi)的含鉀量一般占干物質(zhì)量的0.2%～4.1%，僅比氮少[11]。鉀不僅能調(diào)控植株代謝過(guò)程，促進(jìn)碳水化合物合成和氮代謝，而且能提高作物產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)，增強(qiáng)植物葉片光合性能[12-14]。寧運(yùn)旺等[15]研究表明，施鉀可促進(jìn)光合產(chǎn)物向塊莖運(yùn)輸，且提高葉片中蔗糖的合成能力。鉀能增強(qiáng)作物的抗逆境能力，對(duì)作物良好品質(zhì)的形成有促進(jìn)作用。我國(guó)鉀礦資源十分缺乏，鉀肥生產(chǎn)量不足全世界的0.5%，所消耗鉀肥的90%依靠國(guó)際貿(mào)易，我國(guó)已成為世界主要的鉀肥消費(fèi)國(guó)[16]。在我國(guó)約有25%的農(nóng)田缺鉀，農(nóng)民對(duì)于鉀肥的重視程度不夠，鉀素已成為影響作物生長(zhǎng)和品質(zhì)的主要因子[17]。近年來(lái)有關(guān)氮肥對(duì)藜麥的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的研究已有報(bào)道[18-22]，而鉀肥對(duì)藜麥生物量累積和氮、磷、鉀養(yǎng)分累積吸收等方面的研究尚未見報(bào)道。

本試驗(yàn)在前期研究基礎(chǔ)上，探討了鉀肥用量對(duì)藜麥生物量累積、養(yǎng)分累積吸收的影響，旨在為藜麥生產(chǎn)實(shí)踐中科學(xué)施肥提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試作物為山西靜樂縣藜麥（白藜）。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)（山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院）日光溫室進(jìn)行。供試土壤為山西靜樂縣黃綿土，其理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)含量12.3 g/kg、全氮含量0.75 g/kg、有效磷含量4.4mg/kg、速效鉀含量96mg/kg、pH值8.57。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，鉀肥用量分別為0（K0）、21（K1）、42（K2）、63（K3）、84 kg/hm2（K4），8個(gè)重復(fù)。各處理氮肥、磷肥施用量一致（N 112.5 kg/hm2，P2O576.5 kg/hm2）。試驗(yàn)所用塑料盆底部直徑24 cm，上口直徑30 cm，盆深30 cm。每盆裝風(fēng)干土18 kg，每盆等距播種10穴，每穴播種10粒，共100粒。待幼苗長(zhǎng)到三葉一心時(shí)，挑選長(zhǎng)勢(shì)均勻幼苗，每盆均定苗10株。氮、磷、鉀肥按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)一次性施入，肥料為尿素（46%）、過(guò)磷酸鈣（P2O544%）、硫酸鉀（K2O 54%）。

藜麥生長(zhǎng)期間，在不同時(shí)期采集植株樣品，記錄農(nóng)藝性狀，測(cè)定生物量及氮、磷、鉀含量。試驗(yàn)于2019年10月20日播種，2020年3月19日收獲。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

藜麥生長(zhǎng)期間，在生長(zhǎng)31（2019年11月20日）、62（2019年12月21日）、92（2020年1月20日）、152d（2020年3月19日）進(jìn)行株高、莖粗、生物量及植株的全氮、全磷、全鉀含量的測(cè)定。用卷尺測(cè)量莖基部到植株頂部的垂直高度，即為株高，莖粗采用精度為0.01mm的游標(biāo)卡尺直接測(cè)量。

在不同時(shí)期取藜麥植株并將其用蒸餾水洗凈，用吸水紙擦干，后用分析天平稱質(zhì)量，稱出鮮質(zhì)量，然后將植株樣裝進(jìn)牛皮紙袋，105℃殺青1 h后于80℃烘干至恒質(zhì)量，即為藜麥生物量。之后用粉碎機(jī)粉碎，消煮后，分別用凱氏定氮法測(cè)定全氮含量，用釩鉬黃比色法測(cè)定藜麥全磷含量，用火焰光度計(jì)法測(cè)定藜麥全鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析及作圖采用SPSS 20.0軟件及Excel 2018進(jìn)行，檢驗(yàn)差異顯著性采用最小顯著差數(shù)法（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉀肥對(duì)藜麥農(nóng)藝性狀的影響

表1 不同生育期藜麥農(nóng)藝性狀比較

從表1可以看出，藜麥株高隨生育期的推進(jìn)呈增加的趨勢(shì)，且在生長(zhǎng)152d時(shí)最大。在藜麥整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，從62d開始，K1、K2、K3、K4處理的藜麥株高顯著高于K0處理；除31d外，藜麥株高隨鉀肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)鉀肥用量為0～63 kg/hm2時(shí)，藜麥株高隨著鉀肥用量的增加而增加，且藜麥株高在63 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值，分別為9.12、31.31、63.05、115.88 cm。當(dāng)鉀肥用量高于63 kg/hm2時(shí)，藜麥株高下降。在生長(zhǎng)31d時(shí)，藜麥株高隨鉀肥施用量的增加呈增加的趨勢(shì)，K4處理的株高最大。從生長(zhǎng)62d開始，K1、K2、K3、K4處理的株高較K0處理增加速度明顯加快；在生長(zhǎng)92d時(shí)，K1、K2、K3、K4處理的株高較K0處理的增幅最大，高達(dá)157.3%～168.5%。

從表1可以看出，藜麥莖粗與株高有相似的規(guī)律。從生長(zhǎng)62d開始，K1、K2、K3、K4處理的藜麥莖粗均顯著高于K0處理，且增加速度明顯加快，在生長(zhǎng)152d時(shí)，K1、K2、K3、K4處理的莖粗較K0處理的增幅最大，增加119.8%～242.1%。在藜麥整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，除31、62d外，藜麥莖粗隨著鉀肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)鉀肥用量在0～63 kg/hm2時(shí)，藜麥莖粗隨著鉀肥施用量的增加而增加，且在63 kg/hm2時(shí)，藜麥莖粗達(dá)到最大值。當(dāng)鉀肥用量大于63 kg/hm2時(shí)，藜麥莖粗下降。

表2 不同生育期藜麥生物量比較

2.2 鉀肥對(duì)藜麥生物量的影響

從表2可以看出，不同鉀肥水平下，藜麥生物量均隨生育期的推進(jìn)呈增加的趨勢(shì)且在生長(zhǎng)152d時(shí)最大。隨著鉀肥施用量的增加，藜麥生物量呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)鉀肥用量在0～63 kg/hm2時(shí)，藜麥生物量隨著鉀肥用量的增加而增加，且在63 kg/hm2時(shí)，藜麥生物量達(dá)到最大值，分別為0.13、0.79、2.81、6.35 g/株。當(dāng)鉀肥用量大于63 kg/hm2時(shí)，藜麥生物量下降。K1、K2、K3和K4處理的藜麥生物量均高于K0處理，且差異顯著。從生長(zhǎng)62d開始，K1、K2、K3和K4處理的生物量較K0處理增加速度明顯加快。在藜麥整個(gè)生長(zhǎng)期（除31、62d）內(nèi)，K0處理生物量階段累積率均小于K1、K2、K3、K4處理，且在92d時(shí)差異達(dá)顯著水平。在生長(zhǎng)152d時(shí)，藜麥的各處理都處于生物量階段累積率高峰期，范圍在46.5%～62.6%。藜麥在整個(gè)生長(zhǎng)期中，鉀肥用量在63 kg/hm2時(shí)，生物量在0.13～6.35 g/株，生物量階段累積率為2.0%～55.8%，均保持相對(duì)較高、較穩(wěn)定的水平。

2.3 鉀肥對(duì)藜麥氮、磷、鉀素累積吸收的影響

圖1結(jié)果顯示，適量施用鉀肥能促進(jìn)藜麥對(duì)氮素、磷素和鉀素的吸收，K0處理的氮素、磷素、鉀素累積吸收量小于所有施用鉀肥處理，且差異顯著。氮素累積吸收量隨鉀肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，在生長(zhǎng)31、62、152d時(shí)，K2、K3、K4處理與K1處理間差異顯著，K2、K3、K4處理之間差異不顯著，在92d時(shí)，K1、K2、K3、K4處理間差異不顯著。磷素、鉀素累積吸收量與氮素累積吸收規(guī)律相似，但K1、K2、K3、K4處理間差異不顯著。各處理藜麥氮素、磷素、鉀素累積吸收量均隨生育期的推進(jìn)，呈快—快—慢的增加趨勢(shì)，在生長(zhǎng)62～92d時(shí)，氮、磷、鉀累積吸收最多，各處理的氮素吸收量占總氮素累積吸收量的36.8%～60.8%，各處理的磷素、鉀素吸收量分別占總磷素、總鉀素累積吸收量的26.7%～56.0%和31.5%～55.9%。在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，隨著鉀肥施用量的增加，藜麥氮、磷、鉀素累積吸收量均呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)鉀肥用量在0～63 kg/hm2時(shí)，藜麥植株氮素、磷素、鉀素累積吸收量均隨鉀肥用量的增加而提高，當(dāng)藜麥生長(zhǎng)152d、鉀肥用量為63 kg/hm2（K3處理）時(shí)，藜麥植株氮素、磷素、鉀素累積吸收量均達(dá)到最高值，分別為28.0、2.3、47.2 g/株；當(dāng)鉀肥用量在84 kg/hm2（K4處理）時(shí)，植株氮素、磷素、鉀素累積吸收量均下降。綜上所述，當(dāng)藜麥生長(zhǎng)62～92d、鉀肥用量為63 kg/hm2時(shí)，氮、磷、鉀吸收量保持相對(duì)較高水平，分別占總累積吸收量的47.9%、52.3%、52.3%。

3 結(jié)論與討論

鉀是影響作物品質(zhì)的非常重要元素之一，合理施用鉀肥不僅可以提高作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量，還能夠改善作物的品質(zhì)和促進(jìn)早熟[23-24]。王強(qiáng)盛等[23]研究結(jié)果表明，施用鉀肥能夠顯著提高作物產(chǎn)量。在一定的鉀肥施用量范圍內(nèi)，隨著鉀肥用量的增加作物產(chǎn)量相應(yīng)增加，當(dāng)鉀肥施用量繼續(xù)增加時(shí)，作物產(chǎn)量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果一致，適量地施用鉀肥可以促進(jìn)藜麥的生長(zhǎng)發(fā)育，表現(xiàn)為莖稈粗壯、株高增長(zhǎng)。在生物量方面，當(dāng)鉀肥用量從0增至63 kg/hm2時(shí)，生物量增加；當(dāng)鉀肥用量為63 kg/hm2時(shí)，生物量均達(dá)最大值；當(dāng)鉀肥用量從63 kg/hm2增至84 kg/hm2時(shí)，生物量下降。

作物源庫(kù)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，成為能否實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)的關(guān)鍵[25]。對(duì)作物而言，植株養(yǎng)分是籽粒生產(chǎn)的主要源，作物鉀素養(yǎng)分的吸收和積累作為產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，受施鉀水平的影響顯著。DAMISCH[26]、揚(yáng)長(zhǎng)琴等[27]研究提出，作物的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)是以較高的生物量為前提的，而生物量累積和產(chǎn)量的形成以養(yǎng)分的吸收為基礎(chǔ)。王宜倫等[28]研究表明，鉀素供應(yīng)過(guò)量或不足均不利于作物養(yǎng)分吸收和干物質(zhì)積累，最終影響產(chǎn)量。在本試驗(yàn)中，當(dāng)鉀肥用量從0 kg/hm2增至63 kg/hm2時(shí)，隨著鉀肥用量的增加，藜麥對(duì)氮、磷、鉀的累積吸收量顯著增加，當(dāng)鉀肥用量為63 kg/hm2時(shí)，藜麥對(duì)氮、磷、鉀的累積吸收量均達(dá)最高，當(dāng)鉀肥用量從63 kg/hm2增至84 kg/hm2時(shí)，藜麥對(duì)氮、磷、鉀的累積吸收量均下降。這與生物量的變化趨勢(shì)相同，說(shuō)明鉀肥供應(yīng)過(guò)量或不足，均不利于藜麥生長(zhǎng)。表明適宜的生物累積量及合理的養(yǎng)分累積吸收量是促進(jìn)藜麥生長(zhǎng)發(fā)育和實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的重要因素。

在本試驗(yàn)條件下，鉀肥的施用能夠明顯增加藜麥株高、莖粗。當(dāng)鉀肥用量在0～63 kg/hm2時(shí)，藜麥植株生物量及氮素、磷素和鉀素累積吸收量均隨著鉀肥用量的增加而提高；當(dāng)鉀肥用量在63 kg/hm2（K3處理）時(shí)，藜麥生物量及植株氮素、磷素和鉀素累積吸收量均達(dá)到最高值；而鉀肥高于該用量達(dá)到84 kg/hm2（K4處理）時(shí)，藜麥生物量及植株氮素、磷素、鉀素累積吸收量均下降。

綜上所述，合理施用鉀肥可以促進(jìn)藜麥的生長(zhǎng)發(fā)育，而過(guò)量的鉀肥不僅導(dǎo)致藜麥生長(zhǎng)受阻，而且造成鉀肥浪費(fèi)。綜合試驗(yàn)結(jié)果可知，藜麥生長(zhǎng)所需鉀肥（K2O）適宜用量為63 kg/hm2。