配比施肥對檳榔幼苗肥料利用率及養(yǎng)分協(xié)同效應(yīng)的影響

降佳君 溫欣宇 辛?xí)詶? 王玲 楊國斌 王朝弼 楊福孫

摘??要：為了明確N、P、K肥對檳榔幼苗生長及營養(yǎng)吸收與利用的影響，從而確定合理的檳榔幼苗施肥技術(shù)。以檳榔幼苗為對象，采用“3414”肥料配比田間盆栽試驗(yàn)，測定不同施肥處理對檳榔幼苗營養(yǎng)吸收與分布及肥料利用率的影響。結(jié)果表明：（1）施肥提高了檳榔幼苗的生物量和肥料利用率；在氮磷鉀平衡施肥時(shí)，氮肥和磷肥相對利用率達(dá)到最大；在不施磷肥，氮鉀平衡施肥時(shí)，鉀肥相對利用率達(dá)到最大；（2）檳榔幼苗地上部氮養(yǎng)分積累量是影響其生物量的主要因子，地下部磷養(yǎng)分積累量是影響其生物量的主要因子；（3）相關(guān)性分析與通徑分析表明，氮與磷可協(xié)同促進(jìn)檳榔幼苗生物量的增長，但會受到施鉀量及鉀肥相對利用率的制衡，3種元素協(xié)同促進(jìn)植株生物量增長。因此氮肥和磷肥的相對利用率是檳榔幼苗施肥的關(guān)鍵指標(biāo)。綜上，氮磷鉀配比施肥有利于檳榔幼苗的營養(yǎng)吸收和利用，以N∶P∶K=2∶2?∶2（T6）配比施用效果較好。

關(guān)鍵詞：檳榔；氮磷鉀施肥；肥料利用率；生理特性中圖分類號：S792.91??????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Effects?of?Fertilization?Ratio?on?Fertilizer?Uptake?and?Nutrient?Synergy?of?Areca?catechu?Seedlings

JIANG?Jiajun1，?WEN?Xinyu1，?XIN?Xiaodong1，?WANG?Ling1，?YANG?Guobin1，?WANG?Chaobi2，?YANG?Fusun1*

1.?College?of?Tropical?Crops，?Hainan?University，?Haikou，?Hainan?570228，?China;?2.?Hainan?Soil?and?Fertilizer?Station，?Haikou，?Hainan?570203，?China

Abstract：?In?order?to?explore?the?effects?of?N，?P?and?K?fertilizers?on?the?growth?and?nutrient?uptake?of?areca?nut?seedlings?and?provide?a?scientific?fertilizer?application?in?field?management，?areca?nut?seedlings?were?used?to?conduct?the?“3414”?fertilizer?ratio?in?pots?at?the?greenhouse.?Fertilization?significantly?increased?biomass?and?fertilizer?utilization?of?areca?nut?seedlings.?In?balanced?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?fertilization，?N?and?P?fertilizers?had?the?maximum?utilization.?Balanced?nitrogen?and?potassium?fertilization?without?phosphate?fertilizer，?K?fertilizers?had?the?maximum?utilization.?The?N?content?was?the?main?factor?affecting?the?stem?and?leaf?biomass，?while?the?P?content?was?the?main?factor?affecting?root?biomass.?Correlation?and?path?analysis?indicated?that?N?and?P?could?synergistically?improve?the?growth?of?areca?nut?seedlings，?but?they?were?affected?by?the?application?of?K?fertilizer.?However，?N，?P?and?K?fertilizers?could?reach?balance?and?synergy?to?improve?the?growth?of?seedlings.?In?conclusion，?N，?P?and?K?fertilizers?in?a?rational?proportion?was?beneficial?for?the?nutrient?uptake?and?utilization?of?areca?nut?seedlings，?and?N∶P∶K=2∶2∶2?（T6）?was?the?most?suitable?fertilization?ratio.

Keywords：?Areca?catechu;?N，?P?and?K?fertilization;?fertilizer?utilization?rate;?physiological?characteristics

DOI：?10.3969/j.issn.1000-2561.2024.02.011

施肥是調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的重要手段，通過施肥可以為植物提供必要的養(yǎng)分，促進(jìn)植物的生長發(fā)育，提高植株的產(chǎn)量。營養(yǎng)元素中N、P、K大量營養(yǎng)元素既是植株正常生長所必須的，同時(shí)也是植物的關(guān)鍵性營養(yǎng)元素，主要參與植株體內(nèi)的物質(zhì)組成和新陳代謝過程[1-2]，不同元素之間通過協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)作物不同營養(yǎng)的平衡。因此，人們嘗試用多種施肥方式或者不同施肥配方，以期更大程度地提高植株對營養(yǎng)的吸收率，從而增加植株的光合速度，提高植株的生物量。已經(jīng)有大量研究證實(shí)，科學(xué)合理的施肥配比可以有效改善植株的生長發(fā)育速率與光合速度，從而提高植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用。而植物養(yǎng)分特性則是體現(xiàn)植株功能特征的關(guān)鍵指標(biāo)，主要涉及營養(yǎng)元素吸收、利用與使用的效率等方面[3-4]。據(jù)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)我國氮肥利用率在30%～35%之間，磷肥利用率為10%～25%，鉀肥利用率為25%～40%，與發(fā)達(dá)國家還存在很大差距[5]。在日常種植中，人們一味地追求增施化肥，卻忽略了植株肥料利用率低的現(xiàn)象，不僅浪費(fèi)了資源，還污染了環(huán)境。

檳榔（Areca?catechu?L.）是棕櫚科熱帶作物，是我國“四大南藥”之首[6]。檳榔在我國的種植歷史悠久，主要分布在海南省。目前，檳榔在海南省熱帶作物種植面積中位于第二，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，其種植面積已經(jīng)高達(dá)11.52萬hm2，是海南省最主要的經(jīng)濟(jì)作物之一[7-8]。海南土壤為磚紅壤，肥力低，傳統(tǒng)粗放的栽培模式和盲目的施肥導(dǎo)致植物營養(yǎng)失衡[9-10]，同時(shí)也是導(dǎo)致檳榔生理性黃化的關(guān)鍵因子。在作物幼苗的全生長周期中，由于施肥比例不當(dāng)，極易導(dǎo)致缺肥或燒苗，不合理的施肥會大大降低植物的生長活力，影響植物的正常生長發(fā)育。為提高肥料利用率，響應(yīng)國家推行的“化肥減量增效”政策，使氮磷鉀配比達(dá)到最優(yōu)化[11-12]，因此，在苗期發(fā)育過程中，應(yīng)采用科學(xué)合理的施肥配比及管理促進(jìn)檳榔幼苗的生長，提高其生物積累量。目前，鮮有對檳榔幼苗氮磷鉀肥配施方面的研究，仍主要靠農(nóng)戶種植經(jīng)驗(yàn)培育，導(dǎo)致檳榔幼苗成株率不穩(wěn)定。本研究通過分析不同施肥量對檳榔幼苗生長和肥料利用率的影響，找出最適合檳榔幼苗生長的施肥措施，為檳榔生產(chǎn)育苗和管理提供理論依據(jù)及技術(shù)指導(dǎo)。

1??材料與方法

1.1??材料

試驗(yàn)于2021年3—9月在海南大學(xué)海甸校區(qū)農(nóng)學(xué)基地進(jìn)行。試驗(yàn)材料為檳榔熱研一號品種，選取一年生健壯且生長一致的檳榔幼苗。盆栽容器規(guī)格為26?cm×26?cm×35?cm，栽培基質(zhì)為紅壤∶沙子=7∶3（V/V）混合。pH?5.9，有機(jī)質(zhì)含量為16.87?g/kg，堿解氮含量為30mg/kg，有效磷含量為20.7?mg/kg，速效鉀含量為93.5?mg/kg。

1.2??方法

1.2.1??試驗(yàn)設(shè)計(jì)??參考何萍等[13]的作物施肥理論和預(yù)試驗(yàn)結(jié)果確定施肥量，試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用“3414”并增加單施N、P、K施肥試驗(yàn)方案（表1），即N、P、K肥3個(gè)因素，4個(gè)施肥水平（0，?1，?2，?3），0水平為不施肥，1水平為2水平的1/2倍，2水平為常用施肥量，3水平為2水平的3/2倍，共17個(gè)處理，其中T1為對照（CK），每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每處理6株，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。供試肥料為尿素（N，?46.65%）、過磷酸鈣（P2O5，?12%）、氯化鉀（KCl，?60%）。試驗(yàn)中肥料一次性施入，采取常規(guī)水分管理。

1.2.2??測定指標(biāo)與方法??（1）生物量及營養(yǎng)元素含量。在施肥前后進(jìn)行取樣，每個(gè)處理隨機(jī)選取3株。將樣品在105?℃條件下殺青30?min，并于75?℃條件下烘干至恒重，稱量各部位干重。分別用凱氏定氮法、鉬銻抗比色法、原子吸收分光光度計(jì)法測定樣品的全N、全P、全K含量[14]。

（2）養(yǎng)分積累量與肥料利用率。植株整體養(yǎng)分積累量：植株N（P、K）養(yǎng)分積累量=根中N（P、K）養(yǎng)分積累量+葉中N（P、K）養(yǎng)分積累量+莖中N（P、K）養(yǎng)分積累量；植株各部位養(yǎng)分積累量：根（莖、葉）中N（P、K）養(yǎng)分積累量=根（莖、葉）中N（P、K）含量×根（莖、葉）干重。

植株肥料相對利用率：N（P、K）肥相對利用率=[（施肥后植株養(yǎng)分積累量-施肥前植株養(yǎng)分積累量）-（施肥后不施肥區(qū)植株養(yǎng)分積累量-施肥前不施肥區(qū)植株養(yǎng)分積累量）]/養(yǎng)分施入量×100%。

1.3??數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)均以平均值（Mean）±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）表示；采用SPSS?16.0軟件進(jìn)行因素方差分析、相關(guān)性分析（Person算法）及通徑分析，采用GraphPad?Prism?6和Cytoscape軟件作圖。

2??結(jié)果與分析

2.1??不同N、P、K配比對檳榔幼苗生物量及其分配的影響

選取不同N、P、K配比施肥處理后的檳榔幼苗進(jìn)行生物量測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同N、P、K配比施肥對檳榔幼苗生物量的影響程度不同。由圖1可知，在所有施肥處理中，根生物量最佳為T6，T3次之，CK最??；莖生物量最佳為T6，T10次之，T12最小；葉生物量最佳為T6，T2次之，CK最小；總生物量最佳為T6，T10次之，CK最小。當(dāng)P、K或N、K為2水平，增施N肥或P肥可以顯著提高檳榔幼苗的生物量，但當(dāng)施N水平或施P水平為3水平時(shí)，生物量又會呈一定程度的下降趨勢，當(dāng)N、P為2水平時(shí)，增施K肥會促進(jìn)生物量的增加，在中等水平時(shí)達(dá)到最大值后呈下降趨勢?？梢娕cCK相比不同處理組的生物量均有所增加，對總生物量進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)T6為最佳施肥組合。

2.2??不同N、P、K配比對檳榔幼苗各器官N分配及肥料利用率的影響

對施肥處理后的檳榔幼苗進(jìn)行N養(yǎng)分積累量測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施肥處理能有效提高檳榔幼苗的N養(yǎng)分積累量。檳榔幼苗不同處理間的地上部與地下部的N養(yǎng)分積累均差異顯著，且各處理的N養(yǎng)分積累量顯著高于CK。根、莖、葉N養(yǎng)分積累量最高的處理為T6，T10次之，CK最低，T6是CK的2.31倍。T4～T10、T14施N量相同處理間的N養(yǎng)分積累量也有顯著差異，可見不同配方施肥對植株N養(yǎng)分積累量有較大影響（圖2）。

對檳榔幼苗進(jìn)行N肥相對利用率測定發(fā)現(xiàn)，不同N、P、K肥配施下檳榔幼苗N肥相對利用率存在顯著差異（圖3），N肥相對利用率在2.07%～15.34%之間，T6處理最高，T10處理次之，T14處理最低，說明合理的N、P、K配比施肥有利于提高N肥的相對利用率。P、K水平在2水平時(shí)，N肥相對利用率隨著施N量的提高而呈現(xiàn)先增后降的態(tài)勢，在中等施肥水平下達(dá)到最高。

2.3??不同N、P、K配比對檳榔幼苗各器官P分配及肥料利用率的影響

對施肥處理后的檳榔幼苗進(jìn)行P養(yǎng)分積累量測定，發(fā)現(xiàn)施肥處理能有效提高檳榔幼苗的P養(yǎng)分積累量（圖4）。與CK相比，施肥能有效提高根、莖、葉的P養(yǎng)分積累，但不同配方施肥處理對根、莖、葉P養(yǎng)分積累提高率不同。根、莖、葉P養(yǎng)分積累最高的處理是T6，T2次之，T14最低，T6是T14的2.6倍。T2、T3、T6、T8～T11、T13施P量相同處理間的P養(yǎng)分積累量也有顯著差異，P肥固定在一定水平時(shí)，N、K互作對P肥的吸收也有一定的影響。

對檳榔幼苗進(jìn)行肥料利用率測定，發(fā)現(xiàn)P肥相對利用率在1.6%～18.7%之間（圖5），T6處理最高，T5處理次之，T9處理最低，說明合理的N、P、K配比有利于提高P肥相對利用率。N、K水平在2水平時(shí)，P肥相對利用率隨施P量的提高呈先升高后降低的趨勢，在中等施肥量水平時(shí)達(dá)到最高。

2.4??不同N、P、K配比對檳榔幼苗各器官K分配及肥料利用率的影響

不同施肥處理下各處理的K養(yǎng)分積累量差異不顯著（圖6），根、莖、葉K養(yǎng)分積累量最高的處理是T10，T4次之，CK最低，T10是CK的2倍。T2～T7、T11、T12施K量相同處理間的K養(yǎng)分積累量也有顯著差異，K肥固定在一定水平時(shí)，N、P互作對K肥的吸收也有一定的影響。N、P為2水平時(shí)，隨著施K量的增加，檳榔幼苗K養(yǎng)分積累量呈增加趨勢。

對檳榔幼苗進(jìn)行肥料利用率測定，發(fā)現(xiàn)K肥相對利用率在5.75%～39.40%之間（圖7），T4處理最高，T2次之，T14最低。N、P在2水平時(shí)，K肥相對利用率隨施K量的增大呈先增后降的變化趨勢，在中等水平達(dá)到最高。

2.5??N、P、K配施對各元素協(xié)同作用分析

以2水平施肥量為分界線，施肥量低于2水平為低水平施肥，高于2水平為高水平施肥，對低水平施肥和高水平施肥下各部位生物量與施肥量、養(yǎng)分積累量、肥料相對利用率分別進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)在低水平施肥下，隨著施肥量的增加，各元素施肥量與其對應(yīng)的肥料相對利用率呈正相關(guān)，且施N量與P、K肥相對利用率呈正相關(guān)，施P量與N、K肥相對利用率呈正相關(guān)，施K量與N、P肥相對利用率呈正相關(guān)（圖8）。而在高水平施肥下，隨施肥量的增加，各元素施肥量與對應(yīng)肥料相對利用率呈負(fù)相關(guān)，且施N量與

P、K肥相對利用率呈負(fù)相關(guān)，施P量與N、K肥相對利用率呈負(fù)相關(guān)，施K量與N、P肥相對利用率呈負(fù)相關(guān)（圖9）。說明肥料之間能夠相互影響利用效應(yīng)及積累水平，這種影響作用既有正向作用也有負(fù)向作用，需合理施肥才能夠最大提高檳榔幼苗的肥料相對利用率，相關(guān)性分析表明，各元素2水平下促進(jìn)作用最大。同時(shí)，2種施肥水平下根、莖、葉生物量均與各元素養(yǎng)分積累量、各元素相對利用率呈正相關(guān)，其中葉生物量與葉中N含量、P含量的相關(guān)性大，說明地上部生長對N、P元素的需求量更大，根生物量與根中P含量相關(guān)性較大，說明地下部生長對P元素的需求量較大。

通過對檳榔幼苗元素養(yǎng)分積累量與肥料利用率對生物量的影響進(jìn)行通徑分析，探討元素養(yǎng)分積累與肥料利用率對生物量的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。結(jié)果表明，檳榔幼苗各指標(biāo)對生物量均有不同程度的貢獻(xiàn)，有正向作用也有負(fù)向作用。6個(gè)自變量對生物量的直接影響中，P養(yǎng)分積累量對

生物量的直接作用最大，N養(yǎng)分積累量次之，K養(yǎng)分積累量為負(fù)向作用。另外，N肥相對利用率對生物量的直接作用最大，P肥次之，K肥最小。通過對各間接通徑系數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)N養(yǎng)分積累量通過P養(yǎng)分積累量對生物量的間接作用最大，間接通徑系數(shù)為0.680；N肥相對利用率通過P養(yǎng)分積累量對生物量的間接作用次之，間接通徑系數(shù)為0.639（表2）。

3??討論

3.1??N、P、K配施對生物量的影響

配比施肥是可以滿足植物營養(yǎng)需求的一種施肥方式，通過確定N、P、K肥的合理比例和合理用量，在實(shí)現(xiàn)植物生長狀況良好的同時(shí)，可以節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境[15]。大量研究表明，施肥對植株的生長有促進(jìn)作用，能提高植物生長情況，但過量施肥會抑制幼苗的生長。2種及2種以上營養(yǎng)元素以不同比例混合施肥時(shí)會產(chǎn)生不同的效應(yīng)，即促進(jìn)作用或拮抗作用。當(dāng)出現(xiàn)2種及2種以上養(yǎng)分結(jié)合所產(chǎn)生的效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單一養(yǎng)分效應(yīng)之和時(shí)，即為促進(jìn)作用。而拮抗作用則是多種營養(yǎng)元素相互作用時(shí)反而發(fā)生抑制作用，使施肥的促進(jìn)效應(yīng)大打折扣，產(chǎn)生的作用會抑制植物的生長，使植物生長比例失調(diào)[16]。合理的N、P、K配比對植株各器官生物量有較好的調(diào)節(jié)作用[17]，本研究發(fā)現(xiàn)，不同N、P、K配比施肥和單施肥對檳榔幼苗生物量均有促進(jìn)作用。在T6處理時(shí)，檳榔幼苗的總生物量高于其他各處理，單施N肥有利于檳榔幼苗生物量的提高，但是N、P、K配比施肥更能顯著提高檳榔幼苗的總生物量，這與白晶晶等[18]在楸樹幼苗上的研究結(jié)果相似。相關(guān)性分析結(jié)果顯示N和P對地上部生物量影響較大，P對地下部生物量影響較大，這與羅仙英等[19]、邱佳妹等[20]的研究結(jié)果相似。N、P、K因素對檳榔幼苗各器官及全株生物量影響的主次順序均表現(xiàn)為N>P>K。

3.2??N、P、K配施對養(yǎng)分積累量的影響

N是影響檳榔幼苗葉片葉綠素合成的主要物質(zhì)，P能促使植物根部迅速發(fā)育，增強(qiáng)養(yǎng)分的吸收能力，K在植物體內(nèi)流動性強(qiáng)，主要負(fù)責(zé)參與并協(xié)調(diào)植株體內(nèi)各種物質(zhì)的新陳代謝過程[21-22]。鄭小琴等[23]研究指出，合理施肥能促使植物體內(nèi)的N、P、K保持在適當(dāng)水平，從而達(dá)到維持植物正常生長發(fā)育的目的。葉片是植物養(yǎng)分的主要儲存庫，其N、P、K的含量直接關(guān)系到植物獲得干物質(zhì)積累能力[24]，但不同植物葉片對養(yǎng)分的積累量存在一定差異。在本研究中，當(dāng)施肥處理為N2P2K2（T6）時(shí)，檳榔幼苗各部位的元素積累量最多，這也是其生物量最大的主要原因。陸秀君等[25]研究表明，施肥特別是N肥對枝葉生長的促進(jìn)作用明顯高于根系，本研究發(fā)現(xiàn)N和P的葉片養(yǎng)分積累量明顯高于根系，這與秦愛文等[26]在楨楠幼苗上的研究結(jié)果相似，造成這種現(xiàn)象的另一個(gè)原因可能是試驗(yàn)植株為盆栽，受生長環(huán)境限制不利于根系的生長，因而P在根系中的含量低于葉片。在配比施肥下，N、P、K配施養(yǎng)分積累量>單施肥養(yǎng)分積累量>不施肥養(yǎng)分積累量，這與王祥等[27]在楸樹幼苗和陳祖靜等[28]在不同配方施肥處理下的辣木養(yǎng)分積累變化趨勢一致。研究結(jié)果顯示，在不同施肥處理下，檳榔幼苗各部位的養(yǎng)分積累量也有一定差異，表現(xiàn)為N、P養(yǎng)分積累量葉>莖>根，K養(yǎng)分積累量莖>葉>根，這可能是因?yàn)橹仓暾幱谏L發(fā)育期，K以游離的形態(tài)存在于植物體內(nèi)，K正處于莖向葉片輸送養(yǎng)分的過程中，因而莖中K養(yǎng)分積累量相對較高。楊陽等[29]在紫椴幼苗中研究發(fā)現(xiàn)，在P、K一定的水平下，適度施N才能提高苗木全株N養(yǎng)分積累量。周維[30]指出配比施肥對礦質(zhì)元素有促進(jìn)作用，因此，在養(yǎng)分的施用中應(yīng)考慮N、P、K配比。

3.3??N、P、K配施對肥料利用率的影響

合理的施肥比例可以提高植物的肥料利用率，AERTS等[31]在3種苔草屬（Carex）植物研究中發(fā)現(xiàn)N肥利用率會隨供N量的增加呈先升高后下降的趨勢，養(yǎng)分供應(yīng)量越高時(shí)，肥料利用率會相應(yīng)下降并在一定量時(shí)趨于平穩(wěn)，這與本研究結(jié)果相似，N、P、K肥料利用率在施肥水平增加時(shí)，表現(xiàn)出先增后降的變化趨勢，中等水平達(dá)到最大，N、P、K三因素互作施肥對檳榔幼苗的元素吸收和利用效果最好。佟玉欣等[32]指出養(yǎng)分積累量的高低與肥料利用率有密切關(guān)系，本研究發(fā)現(xiàn)，元素含量高的處理相應(yīng)的肥料利用率高。如果少施任意1種元素，另外2種肥料配施也會大大降低肥料利用率。結(jié)合相關(guān)性分析和通徑分析發(fā)現(xiàn)，檳榔幼苗葉片的生長主要受N的影響較大，根的生長受P的影響較大，K對根、莖、葉均有影響，植株體內(nèi)的N、P、K積累量具有極大的相關(guān)性。單因素施肥和雙因素配施的肥料利用率低于配比施肥，可見各元素之間相互影響，相互制約。因此綜合檳榔幼苗生長情況和施肥成本，T6（N2P2K2）處理即N、P、K平衡施肥為最優(yōu)施肥配方。

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