中圖分類號:S758.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-923X(2025)07-0032-14
Effects of foliarrationing of fertilizers on growth and nutrient accumulation of Cyphomandra betacea seedlings
ZENG Huiping,WEI Xinglan,LI Xingze,DONGQiong
(a.CollegeofForestry;b.KeyLaboratoryofNationalForestand GrassandAdministrationonBiodiversityConservationin Southwesthina,outhwestForestryUniversity,Kunming65224,Yunnan,ina)
Abstract:【Obective】ToinvestigatetheefectsoffolarationfertilizationonthegowthandnutrientaccumulationofCyphoandra betaceaseedingsndtoeeouttetialfoliarertilatioolatiosfroenopuadoss【】A three-factor(N,P,K) three-level( 1% 2% P 3% concentration level ofN fertilizer; 1% 2% 3% concentration level ofP fertilizer; 1% 2% 3% concentrationlevelofKfertilizer)orthogonalexperimentaldesignWasusedwithone-yearCyphomandrabetaceaseedlinglive sedlingasteexperimetalmaterialatotaloffolarfertilerateombiatiosiludingCKwersigedtoaleffect offoliarfertiliitossdotassiateoss,CdKte nutrientaccumulatiosandstochometricatioofCypomandrabaceasedings,Lmultiplecomparisoaalysiseai analysis,principal component analysisandfuzzycomprehensiveevauationanalysisofafliationfunction were alsoused toscreen outthebestcombinationoffoliarfertlizeratiostopromotethegrowthofCyphomandrabetaceasedlings.【Result】Cyphomandra betaceaedigothass,CKotetsdtclatiodetricatiosdiditly ( (Plt;0.05 amongthefertilizationtreatments.FertilizationfacliatesthegrowthofCyphomandrabetaceasedlings intermsofsdling heightandeells
ThebiomassandnutrientacumulationofCyphomandrabetacesedlingsinallfertilizationtreatmentsasaholeshowedthatleaves gt; stems gt; roots;under different fertilization treatments,the ω(C):ω(N) and ω(C):ω(P) of all organsofCyphomandra betacea were basically lower than that of the control group CK,and the ω(N):ω(P) was basically greater than16,whereas the ω(N):ω(K) was much less than 2.1 and the ω(K):ω(P) wasmuch greater than 3.4.All the indicatorsof Cyphomandra betaceaseedlings underE5 fertilization treatmentwereoptialorete,andplantgowthasoptialundertisfertlatontreatment.【Conclusin】GrowthofCyhoandra betaceisldtdpttrtseeallstrbdts;lltsbot thegrowthandutrietaculatioofCyomandraetacselingsndispromtionastiallaedoutunderttraet ofE5 (N2P2K3) ,i.e., ω(N):ω(P):ω(K)=2%:2%:3% was the optimal formulation for foliar spraying of Cyphomandra betacea seedlings. Thestudy mayprovidesomereference tofarmers for preciseandquick fertilizationforCyphomandrabetaceagrowth. Kevwords: Cvphomandra betacea: foliar fertilization with variable ratios: growth: nutrient accumulation
樹番茄Cyphomandrabetacea是引種到我國時間較短的經(jīng)濟價值極高的樹種,其果實質量、營養(yǎng)含量均高于普通番茄[。對此,找到一種合理的施肥方法促進樹番茄生長對于促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,提高農(nóng)民收入意義重大。若使用傳統(tǒng)土壤施肥方法,可能會存在養(yǎng)分傳輸?shù)街参锏厣喜糠中实汀⑽廴就寥榔茐纳鷳B(tài)、浪費時間勞動力等問題,而葉面噴施可以讓植物在極短時間內(nèi)快速補充營養(yǎng)[2]。而且,葉面噴施肥料可以根據(jù)植物所表現(xiàn)出來的性狀有針對性地補充氮磷鉀等元素。本研究以健康的樹番茄幼苗為材料,探究氮磷鉀葉面配施對其生長和養(yǎng)分積累的影響,以期為指導樹番茄種植、提高樹番茄產(chǎn)量提供參考。
配比施肥是促進植物生長的高效技術手段,將促進植物較全面地對營養(yǎng)物質的吸收利用[3]。葉面施肥是根據(jù)苗木的生長狀況,精準可控的調節(jié)肥料種類、濃度,方便快捷地決定施肥時間、次數(shù)的一種方式[4-5]。合理的葉面配施可以促進植物苗高、地徑的增長,加快生物量積累速率。楊越等[研究發(fā)現(xiàn)配比噴施葉面肥后,文冠果Xanthocerassorbifolium種苗的苗高增長量、地徑增長量、根莖生物量等指標均高于CK( ?N0P0K0 )對照組,其中, N2P2K2 即 ω(N):ω(P):ω(K) 質量濃度比為3.0:1.8:1.4 的葉面配施處理的苗高增長量、地徑增長量、根莖生物量最高。也有研究表明,噴施適宜濃度氮、鉀肥能提升蘋果品質,但過量則起到相反作用[7]。因此只有適宜濃度的氮磷鉀施肥才能促進植物生長,而施肥過量或者不施肥均會抑制植物生長。C、N、P、K作為維持植物體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),影響生長發(fā)育的必需元素,其在植物生理生化過程中起重要作用[8-9],通過分析植物各器官C、N、P、K含量及其化學計量比可以有效推斷出影響植物生長的限制性元素和外界非生物限制性因子等[]。孫麗娟等[1]研究發(fā)現(xiàn),一定的氮磷鉀配施能促進植物各器官N、P、K含量及其積累量,且均在葉中達最高,相應的化學計量比也發(fā)生改變。也有研究發(fā)現(xiàn),氮磷鉀配施能顯著提高杉木Cunninghamialanceolata葉片養(yǎng)分含量[2]。ω(N):ω(P)可用來評判得出植物生長限制元素[13],可根據(jù)比值大小精準合理施肥。有研究發(fā)現(xiàn)磷添加對植物體各器官的C、N、P及其化學計量比影響不同,探究出一定的調節(jié)機制后可通過磷添加來干預養(yǎng)分循環(huán)進而促進植物生長[14]。
目前國內(nèi)學者為促進樹番茄生長,研究主要集中在土壤水分、土壤施肥、光照、鎘添加等對樹番茄表型性狀、生理生化性質等的影響[15-17]。而對于氮、磷、鉀葉面配比施肥對樹番茄幼苗生長及養(yǎng)分積累的影響至今尚未見報道。其果實具有較高的營養(yǎng)價值,具有較大的發(fā)展?jié)摿?,但目前國?nèi)種植較少,且施肥對其生長的影響大,尤其是在樹番茄的生長活躍旺盛期,合理施肥將促進樹番茄幼苗的營養(yǎng)物質積累,促進后期樹番茄的開花結果,而葉面施肥作為一種高效低耗的施肥方式,葉面施肥用量和濃度相比于其他施肥方法較低,因此探究樹番茄葉面施肥最佳配比濃度對于農(nóng)民種植樹番茄增收具有重要意義。本研究通過LSD多重比較分析、相關性分析、主成分分析和隸屬函數(shù)模糊綜合評價分析來探究氮、磷、鉀不同濃度配比葉面噴施對樹番茄幼苗生長的促進效果,比較分析不同施肥處理組生長量、不同器官生物量以及C、N、P、K養(yǎng)分積累量,綜合得出促進樹番茄生長最適宜的施肥處理組合,以及較適宜的肥料濃度配比,以解決土壤施肥浪費勞力財力的問題,促進樹番茄生長,提高農(nóng)民收入。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況與試驗材料
試驗地位于云南省昆明市西南林業(yè)大學樹木園( 25°04N , 102°45′E ),亞熱帶高原季風氣候區(qū),海拔 1964m ,霜期短,氣候溫和,年平均溫度 16.5°C ,年平均降水量 1 035mm ,年平均相對濕度 67% ,土壤 pH 值5.6。試驗材料為優(yōu)質且長勢一致的1年生樹番茄實生苗,盆栽土用紅壤土、腐殖土和珍珠巖比為 5:2:1 的混合作為供試土。
1.2 試驗設計
試驗采用N、P、K三因素三水平正交試驗設計,采用 L9(34) 正交表(表1),試驗共設置9個施肥處理組,包括E1( ?N1P1K1 )、E2( N1P2K2 )、E3( N1P3K3; )、E4( N2P1K2. )、E5( .N2P2K3. )、E6?N2P3K1? )、E7( N3P1K3 )、E8( ?N3P2K1 )、E9( (N3P3K2) ),并以噴施清水為對照組(CK)。每個處理10株苗,重復3次,隨機排列,共計300株。選用尿素 CO(NH2)2 、過磷酸鈣 Ca(H2PO4)2?H2O, 硫酸鉀 K2SO4 作為氮、磷、鉀肥,所用氮肥、磷肥、鉀肥分別為尿素( 、過磷酸鈣( 12.0%P2O5 )、硫酸鉀( 52.0%K2O )。施肥均選擇在晴朗天氣,采用葉面噴施,將每個處理的肥料倒入燒杯后,先用少量水溶解并用玻璃棒進行充分攪拌稀釋至一定程度,待肥料充分溶解后,加水定容至100mL 。尿素和硫酸鉀為晶體顆粒和粉狀,溶于水直接稀釋,過磷酸鈣為固體粉末,溶于水過濾沉淀后稀釋。為促進葉片養(yǎng)分吸收力和肥料溶液的吸附力,噴施溶液內(nèi)添加 0.1g/L 的農(nóng)用有機硅滲劑(乙氧基改性聚三硅氧烷)。每次定量噴施(每株樹番茄苗由小至大所噴施的葉面肥由 5mL 增至15mL 左右,不同處理濃度之間保持噴施量相等),對照組噴施清水。將肥料溶液裝入壓力噴壺,對葉面正反兩面勻速噴霧,噴施時,在盆上用大小一致的圓形防草膜覆蓋盆,以防止噴施的肥料落入土壤。
1.3 指標測定
施肥試驗選擇在樹番茄苗木生長活躍旺盛時期4—5月進行施肥,于2024年3月21日開始,至2024年5月20日結束,共計 60d 。葉面噴施時間為3月21日、3月31日、4月10日、4月20日、4月30日、5月10日,每隔10天噴1次,共計噴施6次。每次噴施之前以及在最后5月20日用直尺(精確到 0.1cm )和游標卡尺(精確到0.01mm )對所有苗木的苗高、地徑進行測量,共測量7次。5月20日每個處理選取3株破壞性采樣后帶到實驗室分根、莖、葉稱取鮮質量,分別裝入信封袋后放入烘箱烘干至恒質量,稱取干質量,精確至 0.001g ,并分別計算根、莖、葉生物量。有機C采用重鉻酸鉀氧化法測定,全N采用奈氏比色法測定,全P采用鉬銻抗比色法測定,全K采用火焰光度計法測定。各器官C、N、P、K含量與對應器官生物量乘積為積累量,根據(jù)各器官養(yǎng)分積累量及總積累量計算出養(yǎng)分分配比例。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用Excel2016軟件處理數(shù)據(jù),利用SPSS27.0軟件進行統(tǒng)計分析、主成分分析、隸屬函數(shù)模糊綜合評價分析,采用Origin2022軟件制圖。
2 結果與分析
2.1 葉面配比施肥對樹番茄幼苗生長的影響
由表2可知,不同施肥處理組對樹番茄幼苗的苗高和地徑增長量均有顯著影響( Plt;0.05 )。對于苗高增長量,在各時間段 E1~E9 施肥處理組增長量均高于對照組CK,且在5月20日試驗結束后E5( ?N2P2K3 )施肥處理組達到最大,為 34.51cm ,較對照組CK顯著增加了 49.72% 1 (Plt;0.05) ),具體表現(xiàn)為 E5gt;E4gt;E2gt;E3gt; E9gt;E8gt;E7gt;E6gt;E1gt;CK° 對于地徑增長量,在試驗結束后 E1~E9 施肥處理組增長量均高于對照組CK,在不同施肥處理下增長量為 3.61~ 4.42mm ,在E5 (N2P2K3 )施肥處理組下達到最大,較對照組CK顯著增加了 22.44% 1 (Plt;0.05) ),具體表現(xiàn)為 E5gt;E8gt;E6gt;E9gt;E4gt;E1gt; $_ { \textrm ? } \mathrm { E } 7 gt; \mathrm { E } 3 gt; \mathrm { E } 2 gt; \mathrm { C K }$ 。說明不同氮、磷、鉀配比施肥對樹番茄幼苗生長均有不同程度的促進作用,ω(N):ω(P):ω(K)=2%:2%:3% 配比施肥可以把這種促進作用發(fā)揮至最大。
2.2 葉面配比施肥對樹番茄幼苗各器官生物量的影響
2.2.1 鮮質量變化
由圖1可知,不同施肥處理組對樹番茄幼苗根、莖、葉鮮質量均有顯著影響( (Plt;0.05 )。在 E1~ E9施肥處理組下根、莖、葉鮮質量均高于對照組CK。其中莖鮮質量在E5 (N2P2K3 )施肥處理組下達到最大,較CK對照組顯著增加了 77.41% ( Plt; 0.05),根鮮質量表現(xiàn)為 E9gt;E8gt;E1gt;E2gt; E7gt;E5gt;E6gt;E4gt;E3gt;CK, 與CK對照組相比,各施肥處理組增幅為 0.94%~41.77% ,葉鮮質量表現(xiàn)為 E2gt;E7gt;E5gt;E2gt;E9gt;E8gt;E4gt; 與CK對照組相比,各施肥處理組增幅為 16.39%~31.89% 。說明樹番茄幼苗各器官鮮質量增長對氮、磷、鉀不同配比施肥響應不同,但對于根、莖、葉生長均有不同程度的促進作用。
2.2.2 生物量變化
由圖2可知,不同施肥處理組對樹番茄幼苗根、莖、葉、總生物量均有顯著影響( Plt;0.05 )。與對照組CK相比, E1~E9 施肥處理組下根、莖、葉、總生物量均有不同程度的增加,各器官生物量表現(xiàn)為葉 gt; 莖 gt; 根,幼苗總生物量積累表現(xiàn)為E5gt;E7gt;E8gt;E9gt;E2gt;E4gt;E1gt;E3gt; E6gt;CK 。根、莖、總生物量均在E5( ?N2P2K3 )施肥處理組下達到最大,分別達到2.74、2.96、9.93g ,較CK對照組分別顯著增加了 42.71% 、50.18% 、 46.10% ( );對于葉生物量,各施肥處理組排名前三從大到小依次為E7、E8、E5,各施肥處理組相比于對照組CK,增幅為17.29%~54.72% 。總體來說,E5( ?N2P2K3 )施肥處理組最有利于樹番茄幼苗生物量的積累。
2.3 葉面配比施肥對樹番茄幼苗各器官C、N、P、K含量及其化學計量比的影響
2.3.1 樹番茄幼苗各器官C、N、P、K含量
由圖3可知,不同施肥處理組對樹蕃茄幼苗各器官碳氮磷鉀含量影響不同。整體上C元素含量表現(xiàn)為葉 gt; 莖 gt; 根,N元素含量、P元素含量均為葉 gt; 根 gt; 莖,K元素含量則為莖 gt; 葉 gt; 根。C、N、P均在葉中含量最高,有可能是因為葉片面積大且處理為葉面施肥,葉片是植物吸收和利用C、N、P的主要器官;而K在莖中含量最高,可能是因為植物需要更多的能量來維持莖身的生長,需要更多的鉀元素支持。
幼苗各器官碳氮磷鉀含量在不同施肥處理組間具有顯著差異( Plt;0.05 ),相比于對照組CK,各施肥處理組根、莖、葉碳氮磷鉀含量均有不同程度的增加。根中C含量在E5施肥處理組達到最高 538.06g/kg ;莖中C含量在E6達到最高566.97g/kg, :葉中C含量在E2達到最高 594.63g/kg 。根中N含量在E3達到最高 15.82g/kg ;莖中N含量、葉中N含量均在E5達到最高,分別為13.32、33.74g/kg 。根中P含量在E4達到最高 0.74g/kg 莖中P含量在E3達到最高 0.91g/kg ;葉中P含量在E2達到最高 1.45g/kg 。根中K含量在E7達到最高 20.05g/kg ;莖中K含量在E3達到最高38.55g/kg ;葉中K含量在E4達到最高 36.33g/kg。
2.3.2 樹番茄幼苗各器官C、N、P、K化學計量比
由圖4可知,不同施肥處理組樹番茄幼苗各器官碳氮磷鉀化學計量比存在顯著差異( Plt;0.05) 。根、莖、葉 ω(C):ω(N) 在各施肥處理組均低于對照組CK,比值分別在CK達到46.68、53.11、31.01。根中 ω(C):ω(P) 在E3施肥處理組達到最高1172.84;莖中 ω(C):ω(P) 含量、葉中 ω(C) ::ω(P) 含量均在CK達到較高或最高,分別為1275.92、822.61。根中 ω(C):ω(K) 在E5達到最高32.40;莖中 ω(C):ω(K) 在E6達到最高15.25;葉中 C:K 在E7達到最高17.03。根中 ω(N):ω(P) 在E3達到最高47.81,莖中 ω(N):ω(P) 在E7達到最高29.91,葉中 ω(N):ω(P) 在E8達到最高43.74;其中根、葉 ω(N):ω(P) 在不同施肥處理組下均高于16,莖中 ω(N):ω(P) 除在E2處于14~16 、在E3小于14外,其余處理組也均高于16。根中 ω(N):ω(K) 、 ω(K):ω(P) 均在E3達到最高,分別為1.04、43.05;莖中 ω(N):ω(K). ω(K):ω(P) 分別在E5達到最高0.35、在CK達到最高114.63;葉中 ω(N):ω(K) 、 ω(K):ω(P) 分別在E8達到最高1.09、在CK達到最高66.77;且不同施肥處理組不同器官中 ω(N):ω(K) 均遠小于2.1、 ω(K):ω(P) 均遠大于3.4。
2.4 葉面配比施肥對樹番茄幼苗各器官C、N、P、K養(yǎng)分積累及分配的影響
2.4.1 樹番茄幼苗各器官C、N、P、K養(yǎng)分積累
由圖5可知,不同施肥處理組樹番茄幼苗各器官碳氮磷鉀養(yǎng)分積累量存在顯著差異( Plt; 0.05)。整體來看,C、P、K積累量均表現(xiàn)為葉 gt; 莖 gt; 根,N積累量表現(xiàn)為葉 gt; 根 gt; 莖,葉中C、N、P、K養(yǎng)分積累量均為最多。與對照組CK相比,各施肥處理組各器官碳氮磷鉀養(yǎng)分積累量均有不同程度的增加,但各器官在各施肥處理組的碳氮磷鉀養(yǎng)分積累量大小順序均不同。根中C積累量在E5施肥處理組達到最高 1475.30mg; 莖中C積累量在E6達到最高 1 375.81mg ;葉中C積累量在E7達到最高 2544.97mg 。根、莖、葉中N積累量均在E5達到最高或較高,分別為37.06、39.44、 142.51mg 。根中P積累量在E5達到最高 1.89mg ;莖中P積累量在E3達到最高 2.25mg ;葉中P積累量在E2達到最高 5.97mg 。根、葉中K積累量均在E7達到最高,分別為46.82、 150.15mg ;莖中K積累量在E5達到最高112.50 mg。
2.4.2樹番茄幼苗各器官C、N、P、K養(yǎng)分分配
由圖6可知,不同施肥處理組樹番茄幼苗各器官碳氮磷鉀養(yǎng)分分配存在顯著差異( Plt;0.05 )。總體來看,各施肥處理組樹番茄的C、N、P、K在營養(yǎng)器官的分配均表現(xiàn)為葉 gt; 莖 gt; 根。C在根、莖、葉中所占比重范圍分別為 19.46%~30.76%, 22.68%~31.84% 、 40.59%~53.39% ; N 在根、莖、葉中分別為 16.86%~27.13% , 14.95% \~23.12% 、 50.28%~66.34% ;P在根、莖、葉中分別為 15.36%~31.80% : 14.71%~30.75%. 45.98%~64.65% ;K在根、莖、葉中分別為12.66%~15.68% 、 34.77%~38.70% 、 46.74%~ 51.31% 。綜上,樹番茄對養(yǎng)分分配有一定的權衡策略,不同配比施肥下碳氮磷鉀養(yǎng)分傾向于在葉和莖器官積累,而在根中養(yǎng)分積累較少,樹番茄相比于大部分植物葉片較大,可能正是這個原因。
2.5 樹番茄幼苗各器官C、N、P、K養(yǎng)分積累量與生物量的關系
由圖7相關性分析發(fā)現(xiàn),樹番茄幼苗根、莖、葉的碳氮磷鉀養(yǎng)分積累量與對應的根、莖、葉生物量均具有正相關關系。其中,根C、N、K積累量與根生物量的正相關關系相比于根P積累量與根生物量的正相關關系更顯著;莖K積累量與莖生物量的正相關關系相比于其他元素積累最為顯著,莖P積累量與莖生物量的正相關關系最不顯著;葉中各元素積累量與葉生物量的正相關關系從強到弱依次為 Kgt;Cgt;Ngt;P 。綜上,樹番茄幼苗各器官C、N、P、K積累量均與生物量具有緊密的正相關關系,即各元素積累量均隨著生物量的增大而增多,但P元素在根、莖、葉中的積累速率均不及 C,N,K ,整體來看K元素積累速率在莖、葉中最快,C元素積累速率在根中最快。
2.6 樹番茄幼苗各器官C、N、P、K含量與生物量的綜合分析
2.6.2 隸屬函數(shù)模糊綜合評價
在表4中,對樹番茄幼苗各器官C、N、P、K含量及生物量進行隸屬函數(shù)模糊綜合評價分析可知,不同葉面配比施肥處理組的平均隸屬函數(shù)值從大到小依次為 E5gt;E2gt;E6gt;E7gt;E4gt; E3gt;E8gt;E1gt;E9gt;CK 。不同氮、磷、鉀配比施肥對樹蕃茄幼苗生長及養(yǎng)分積累均有不同程度的促進作用,其中最優(yōu)葉面配比施肥處理組為E50 ?N2P2K3 ),即 ω(N):ω(P):ω(K)=2%:2%:3% 配比施肥可以最大程度促進樹番茄生長。
2.6.1 主成分分析
在表3中,對樹番茄幼苗各器官C、N、P、K含量及生物量進行主成分分析,共提取4個主成分(PC1—PC4),累計方差貢獻率為 69.34% ,可代表各指標大多數(shù)信息。PC1貢獻率為 38.77% 特征值為5.815,根、莖、葉生物量及莖N含量、葉P含量、葉K含量具有較大正向荷載。PC2方差解釋率為 11.94% ,特征值為1.790,包含莖C含量、葉C含量、葉P含量正向荷載值及根、莖、葉生物量和根P含量負向荷載。PC3方差解釋率為 10.57% ,特征值為1.585,包含根P含量、莖P含量正向荷載值及莖、葉生物量和莖C含量負向荷載。PC4方差解釋率為 8.06% ,特征值為1.209,莖N含量、葉N含量具有較大正向荷載。
3討論
3.1 葉面配比施肥對樹番茄幼苗生長生物量的影響
氮磷鉀是植物生理生化過程不可或缺的元素,合理的配比施肥將有效促進植物生長和發(fā)育[18]。植物生長生物量反映了植物對外界養(yǎng)分變化的敏感性,可作為植物各器官養(yǎng)分積累狀況及差異的直接依據(jù)[19-21]。本研究發(fā)現(xiàn)葉面N、P、K配比施肥相比于對照組不施肥,樹蕃茄的苗高、地徑和各器官鮮重、生物量均有不同程度的增加,且差異顯著。這與鄭紹傑等[22]的研究結果一致,施肥會促進植物苗高、地徑的增長;還與李亞麒等[23]的研究結果一致,施肥顯著促進了云南松Pinusyunnanensis幼苗生物量的積累。說明施肥會促進樹番茄幼苗的生長,加快樹番茄幼苗的生物量積累。本研究中,樹番茄幼苗各器官生物量表現(xiàn)為葉 gt; 莖 gt; 根,與王晨等[2的研究結果類似。葉片是樹番茄與肥料最先最直接接觸吸收的器官,養(yǎng)分元素大部分被葉吸收利用,少部分運輸?shù)角o促進莖稈伸長增粗,極少部分運輸?shù)礁虼藰滢延酌缛~中的生物量積累表現(xiàn)為最多,另外試驗地光照充足、樹番茄葉片寬大,植物充分利用光照、養(yǎng)分進行光合作用,也能極大促進葉片生物量積累。本研究發(fā)現(xiàn)合理的葉面N、P、K配比施肥將把施肥促進樹番茄生長的效果達到最大,植株的苗高、地徑增長量以及各器官鮮質量、生物量是植物生長狀況最直接的體現(xiàn),在葉面配比施肥試驗中樹番茄幼苗的各項生長生物量指標基本上均在E5達到最大值,綜合評價分析得出在E5 (N2P2K3 )施肥處理組下樹番茄生長最佳,即ω(N):ω(P):ω(K)=2%:2%:3% 配比質量濃度為最佳配比。
3.2 葉面配比施肥對樹番茄幼苗各器官養(yǎng)分積累及化學計量的影響
C、N、P、K都是植物體中的重要元素,C、N、P是構成生物大分子的主要元素[25],N、P、K含量可以作為植物對養(yǎng)分吸收利用情況的判斷指標,體現(xiàn)出植物對不同養(yǎng)分環(huán)境的適應情況[26]。本研究中不同施肥處理組對樹番茄幼苗各器官碳氮磷鉀含量以及養(yǎng)分積累量影響不同,且相比于不施肥對照組,其他施肥處理組C、N、P、K含量以及養(yǎng)分積累量在各器官中均有不同程度的提高,這與 Sofyan 等[27]的研究結果相似, Mg(NO3)2 復合肥和氮磷鉀配比土壤施肥各處理均能提高番茄Solanumlycopersicum植株的養(yǎng)分含量,提升番茄果實品質產(chǎn)量。說明葉面施肥和土壤施肥一樣,都有利于樹番茄幼苗根、莖、葉養(yǎng)分元素的積累,而合理的葉面氮磷鉀配比施肥不僅能促進樹番茄養(yǎng)分的積累,更有利于植物土壤環(huán)境的保護以及避免不必要的人力財力損失。本研究中,根、莖、葉中的C、N、P、K含量以及養(yǎng)分積累量達到峰值狀態(tài)時的施肥處理組合各不相同,這與王陳[28]的研究結果一致。原因可能是樹蕃茄幼苗根、莖、葉對氮磷鉀肥料的需求情況不同,吸收利用量存在一個適宜的范圍,超過或低于這個范圍都會降低樹番茄器官的養(yǎng)分積累速率。前人研究表明,葉片中N、P含量高說明植物生長快、光合效率高,N、P含量低則說明植物生長緩慢、養(yǎng)分利用效率低[2]。本研究中,不同配比施肥下碳氮磷鉀養(yǎng)分均傾向于在葉和莖器官積累,在葉中養(yǎng)分積累最多,莖其次,而在根中養(yǎng)分積累最少,這與王維奇等[3的研究結果相似。一方面原因是葉面施肥,樹蕃茄葉片對養(yǎng)分吸收更全面;另一方面原因是植物對資源分配存在一定權衡策略,將更多的營養(yǎng)物質分配到葉進行光合作用,加快光合速率,促進有機物積累,將較多的營養(yǎng)物質分配給莖,促進莖稈伸長增粗,以起到足夠的支撐作用。單個肥料配比組合不會同時促進樹番茄幼苗根、莖、葉養(yǎng)分積累使其含量在各施肥處理組中達到最大值。植株各器官對養(yǎng)分的敏感度不同,養(yǎng)分在各器官中的主要作用也不同,過高或過低的氮磷鉀質量濃度均會影響植株生長和養(yǎng)分積累,因此需要根據(jù)實際情況考慮是要促使植株根、莖、葉哪方面的增強,同時還要考慮氮磷鉀配方的高效性,以此來制定合理的氮磷鉀施肥配方。
C、N、P和K的化學計量可用于闡明植物與環(huán)境之間的養(yǎng)分利用效率和相對養(yǎng)分限制[31]。本研究中各施肥處理組間C、N、P、K化學計量比各不相同,說明合理的施肥在一定程度上可以緩解樹番茄幼苗受到的養(yǎng)分限制。 ω(C):ω(N) 和ω(C):ω(P) 可評估植物對C的同化能力,體現(xiàn)植物的養(yǎng)分利用效率[32],且通常情況下, ω(C) :ω(N) 和 ω(C):ω(P) 比值越大植物生長越慢,ω(C):ω(N) 和 ω(C):ω(P) 比值越小植物生長則越快[3]。本研究表明,在各施肥處理組下樹番茄各器官 ω(C):ω(N) 和 ω(C):ω(P) 基本上均低于對照組CK,這與楊紅等[34的研究結果類似。說明施肥提高了樹番茄幼苗的生長速率,促進了有機C的積累,在不施肥情況下,植物吸收的N、P養(yǎng)分元素有限,植物優(yōu)先于供應地上部分的生長;在施肥情況下,植物能吸收充足的N、P養(yǎng)分元素,可以全方位的促進自身養(yǎng)分循環(huán),進而加快生長發(fā)育進程。 ω(N):ω(P) 通??梢栽u判出植物生長限制性元素,當 ω(N):ω(P)lt;14 時,植物生長受到N的限制;當 ω(N):ω(P) 處于 14~16 時,植物生長受到 和P的限制;當 ω(N):ω(P)gt;16 時,植物生長受到 P 的限制[35]。本研究中根、葉ω(N):ω(P) 在不同施肥處理組下均高于16,莖中(20號 ω(N):ω(P) 除在E2 處于 14~16 、在E3小于14外,其余處理組也均高于16。說明樹番茄根、莖、葉的生長都主要受到P的限制,P是樹番茄幼苗的生長限制性元素,原因可能是P易被雨水沖刷以及植物葉片光合作用的消耗。因此,在樹番茄幼苗的培育中應注意水分的管理以及P肥的添加。有研究表明,當 ω(N):ω(K)gt;2.10 , ω(K):ω(P)lt; 3.40時,植物生長受到K的限制[3。本研究中不同施肥處理組不同器官中 ω(N):ω(K) 均遠小于2.1、ω(K):ω(P) 均遠大于3.4,說明樹番茄幼苗生長不受K元素的限制。綜上,樹蕃茄幼苗生長受到P的限制,在施肥管理中可著重P肥的配施。
3.3 樹番茄幼苗養(yǎng)分積累與生物量間的關系
樹蕃茄幼苗各器官C、N、P、K積累量與生物量間的相關性分析結果表明,植物根、莖、葉的養(yǎng)分積累量與對應的根、莖、葉生物量均具有正相關關系,表明根莖葉C、N、P、K積累與生物量聯(lián)系緊密,并且隨著生物量的增多,養(yǎng)分積累量也隨之增大,這與前人的研究結果相同或相似[37-38],可能是施肥促進植物對養(yǎng)分元素的吸收,加快養(yǎng)分循環(huán),促進植物生理生化反應進程和新陳代謝,進而促進植物生物量和養(yǎng)分的積累,同時也進一步驗證養(yǎng)分與生物量間具有緊密的相互促進關系。本研究中,C、N、P、K的積累速率在根莖葉中各不相同,P元素在根、莖、葉中的積累速率均不及C、N、K,整體來看K元素積累速率在莖、葉中最快,C元素積累速率在根中最快,可能與植物各器官對C、N、P、K養(yǎng)分的分配以及吸收利用效率不同有關[39]。主成分分析與隸屬函數(shù)模糊綜合評價分析得出E5( ?N2P2K3 )為最佳的葉面施肥配方組合,CK不施肥對照組為最差。說明在E5施肥處理下,樹番茄幼苗的生長發(fā)育最優(yōu),且生物量、養(yǎng)分積累量也均處于最佳狀態(tài)。也說明施肥與不施肥相比,會顯著促進樹番茄幼苗的生長,而合理的施肥將把這種促進效果發(fā)揮最佳。
4結論
樹番茄幼苗生長受到P元素限制,植物養(yǎng)分優(yōu)先于向葉和莖分配;施肥均能促進樹蕃茄幼苗生長和養(yǎng)分積累,而在E5( N2P2K3 )處理下能把這種促進作用發(fā)揮最佳,即 ω(N):ω(P):ω(K)=2%:2% :3% 為樹番茄幼苗葉面噴施最佳肥料配方。研究可為農(nóng)民精準快捷施肥促進樹番茄生長提供一定的參考。
參考文獻:
[1] 韋興蘭,李樹萍,王元友,等.土壤含水量對樹番茄苗木生長及非結構性碳水化合物的影響[J].經(jīng)濟林研究,2024,42(1):178-188.WEIXL,LISP,WANGYY,etal.Effectofdifferentsoil moisturecontentongrowthand non-structuralcarbohydratesofCyphomandrabetacea seedlings[J].Non-wood Forest Research,2024,42(1):178-188.
[2] 胡玉玲,龍雪燕,楊紅,等.葉面施肥濃度對油茶葉片葉綠素與生產(chǎn)力的影響[J].森林與環(huán)境學報,2021,41(5):527-535.HUYL,LONGXY,YANGH,etal.Effectsofdifferentfoliarfertilization concentrations on the chlorophyllcontent and productivityofoil-tea Camellia[J].Journal ofForestand Environment,2021,41(5):527-535.
[3] 陸秀君,葛根塔娜,梅梅,等.N、P、K配比施肥對美國紅楓幼苗生長及葉色變化的影響[J].中南林業(yè)科技大學學報,2015,35(5):9-15.
LUXJ,GEGENTN,MEIM,etal.Effectsofratiofertilization ofN,P,K onseedling growth and leaf color change ofAmerican maple[J].JournalofCentral SouthUniversityofForestryamp; Technology,2015,35(5):9-15.
[4]李燕婷,李秀英,肖艷,等.葉面肥的營養(yǎng)機理及應用研究進 展[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2009,42(1):162-172. LIYT,LI X Y, XIAO Y, et al. Advances in study on mechanism of foliar nutrition and development of foliar fertilizer application[J]. Scientia Agricultura Sinica,2009,42(1):162-172.
[5]張龍,王森,劉佳,等.氨基酸葉面肥對棗樹花期光合作用的 影響[J]:中南林業(yè)科技大學學報,2017,37(11):69-75. ZHANG L,WANG S,LIU J, et al. Amino acid foliar fertilizer effect on Zizyphusjujube floweringphotosynthesis[J]. Journal of Central South University of Forestry amp; Technology, 2017,37(11):69-75.
[6]楊越,王占龍,梅秀艷,等.葉面配比施肥對文冠果種苗生長 的影響[J].經(jīng)濟林研究,2021,39(3):82-91. YANGY,WANGZL,MEIXY,etal.Efectsoffoliarfertilzation with variable ratios on seedling growth of Xanthoceras sorbifolium[J]. Non-wood Forest Research,2021,39(3): 82-91.
[7]王鑫,許云飛,田鈺君,等.葉面噴施不同配比氮、鉀元素 對富士蘋果葉片性狀及果實品質的影響[J].陜西農(nóng)業(yè)科學, 2021,67(11):11-17,39. WANG X, XU YF,TIANYJ, et al. Effectof foliar spraying with different ratios of nitrogen and potassium on leaf characters and fruit quality in Fuji apple[J]. Shaanxi Journal of Agricultural Sciences,2021,67(11):11-179.
[8]WASAYA A, TAHIR M, ALI H, et al. Influence of varying tillage systems and nitrogen applicationon crop alometry, chlorophyll contents, biomass production and net returns of maize (Zea mays)[J]. Soil amp; Tillage Research,2017,170:18-26.
[9]XIE H T, YU M, CHENG X.Leaf non-structural carbohydrate allocation and C: N: P stoichiometry in response to light acclimation in seedlings of two subtropical shade-tolerant tree species[J].Plant Physiologyand Biochemistry,2018,124:146-154.
[10] 張?zhí)炝?,邱治軍,吳仲民,?粵北針闊混交林不同器官碳 氮磷鉀的生態(tài)化學計量特征[J].林業(yè)科學研究,2021,34(2): 149-157. ZHANG TL,QIUZJ, WU ZM, et al. Stoichiometric characteristics of carbon,nitrogen, phosphorus and potassium in organs of coniferous-broadleaved mixed forest in northern Guangdong[J]. Forest Research,2021,34(2):149-157.
[11]孫麗娟,李世民,郭煥仙,等.樹番茄幼苗生長與氮磷鉀化學 計量特征對光照、肥料的響應[J].浙江農(nóng)業(yè)學報,2023,35(8): 1793-1804.
SUNLJ,LISM,GUOHX,etal.GrowthandN,P,K stoichiometriccharacteristicsofCyphomandra betaceaseedlingsin response to lightand fertilizer[J].ActaAgriculturae Zhejiangensis, 2023,35(8):1793-1804.
[12] 葛藝早,劉文飛,吳建平,等.不同施肥處理對杉木種子園種 子品質的影響[J].森林與環(huán)境學報,2016,34(4):442-448. GEYZ,LIUWF,WUJP,etal.Effectsof different fertilization treatments on quality of the seeds in a third generation seed orchard of Cuninghamia lancelata[J].JoumalofForestandEnviroent, 2016,34(4):442-448.
[13]YAN Z B,TIAN D,HANW X, et al. An assessment on the uncertainty of the nitrogen to phosphorus ratio as a threshold for nutrient limitation in plants[J]. Annals of Botany,2017,6(120): 937-942.
[14]何佳豪,王方超,張綠水,等.氮磷添加對亞熱帶杉木林植物- 調落物-土壤化學計量特征的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學學報, 2023,45(1):134-145. HEJH,WANG FC, ZHANG L S,et al.Effects of nitrogen and phosphorus addition on plant-litter-soil stoichiometric characteristics in a subtropical fir plantation[J]. Acta Agriculturae UniversitatisJiangxiensis,2023,45(1):134-145.
[15]李樹萍,李世民,郭煥仙,等.光照對樹番茄幼苗碳、氮、 磷、鉀元素積累與分配的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學報,2024,37(2): 313-319. LI SP,LI SM, GUO H X, et al. Light-induced elemental accumulationanddistributionofC,N,P,andKin Cyphomandra betacea Sendt.seedlings[J].Southwest ChinaJoualofAgricultural Sciences,2024,37(2):313-319.
[16] 金友帆,李世民,李樹萍,等.鎘對不同種源樹番茄種子萌發(fā) 及幼苗生長的影響[J].中國瓜菜,2023,36(5):125-130. JIN Y F, LI S M, LI S P, et al. Effect of cadmium on seed germination characteristics and seedling growth of Cyphomandra betacea from different seed sources[J]. China Cucurbits and Vegetables,2023,36(5):125-130.
[17]李樹萍,董瓊,李世民,等.樹番茄幼苗生長及氮積累與分配 對光照和氮素添加的響應[J].江西農(nóng)業(yè)大學學報,2023,45(1): 156-168. LI SP,DONG Q,LI S M, et al. Responses of Cyphomandra betacea Sendt. seedling growth and nitrogen accumulation and allocation to light and nitrogen addition[J].Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis,2023,45(1):156-168.
[18] 楊艷,陳韻竹,李培旺,等.氮磷鉀配施對梔子幼苗生長的影 響[J].湖南林業(yè)科技,2024,51(3):78-85. YANG Y, CHEN Y Z,LI P W, et al.Effects of nitrogen, phosphorus and potassium combined application on the seedling growth of Gardenia jasminoides[J]. Hunan Forestry Science amp; Technology,2024,51(3):78-85.
[19]ZHANG H, ZHAO Y, ZHU JK. Thriving under stres: how plants balance growth and the stress response[J]. Developmental Cell, 2020,55(5):529-543.
[20]MOKANY K,RAISONRJ,PROKUSHKINA S. Critical analysis of root: shoot ratios in terrestrial biomes[J]. Global Change Biology,2006,12(1):84-96.
[21] SINGH B, SINGH G. Effects of controlled irrigation on water potential, nitrogn uptake and biomass production in Dalbergia sissoo seedlings[J].Environmental amp;Experimental Botany,2006,55(1):09-19.
[22]鄭紹傑,董瓊,葉瀾,等.緩釋肥對白槍桿幼苗生物量和養(yǎng)分 積累的影響[J].森林與環(huán)境學報,2024,44(2):164-174. ZHENG S J, DONG Q,YE L, et al. Effects of slowrelease fertilizer on biomass and nutrient accumulation of Fraxinusmalacophylla seedlings[J]. Journal of Forest and Environment,2024,44(2):164-174.
[23] 李亞麒,許玉蘭,唐軍榮,等.氮磷配施對云南松苗木生長及 養(yǎng)分積累的影響[J].浙江農(nóng)林大學學報,2023,40(1):115-125. LI YQ,XUYL,TANGJR, et al. Effectsof different nitrogen and phosphorus combinations on seedling growth and nutrient accumulation of Pinus yunnanensis seedlings[J]. Journal of Zhejiang Aamp;FUniversity,2023,40(1):115-125.
[24]王晨,江澤慧,郭起榮,等.毛竹地上器官的生物量分配及 其隨個體大小變化的規(guī)律[J].生態(tài)學雜志,2014,33(8):2019- 2024. WANG C, JIANG Z H, GUO Q R, et al. Biomassallocation of aboveground components of Phyllostachys edulisand its variation with bodysize[J].ChineseJouralofEcology04(8): 2019-2024.
[25]張梅,葉瀾,李樹萍,等.干旱脅迫對白槍桿幼苗生長生物 量及C、N、P化學計量特征的影響[J].四川農(nóng)業(yè)大學學報, 2024,42(2):397-404. ZHANG M, YEL,LI S P, et al. Effects of drought stresson the growth biomassand C,N,and P stoichiometric characteristics of Fraxinus malacophylla seedlings[J]. Journal of Sichuan AgriculturalUniversity,2024,42(2):397-404.
[26]任書杰,于貴瑞,陶波,等.中國東部南北樣帶654 種植物葉 片氮和磷的化學計量學特征研究[J].環(huán)境科學,2007,28(12): 2665-2673. REN S J,YU G R,TAO B,et al. Leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry across 654 terrestrial plant species in NSTEC[J]. Environmental Science,2007,28(12):2665-2673.
[27]SOFYAN E T, DEVNITA R,RAMDIKA Y, et al. The ffect of Mg(NO3)2 compound fertilizer and N,P, K fertilizer on N-soil,N-plant totalcontents,andyieldof tomatoes (Solanum lycopersicum) on inceptisols of Jatinangor[J]. Journal of Agricultureand EcologyResearch International,2024,25(4):49-55.
[28]王陳.配方施肥對榧樹苗生理特性及養(yǎng)分積累的影響[D].貴 陽:貴州大學,2023. WANG C. Effect of formula fertilization on the physiological characteristicsand nutrient accumulation of Torreya grandis seedlings[D]. Guiyang: Guizhou University,2023.
[29]平川,王傳寬,全先奎.環(huán)境變化對興安落葉松氮磷化學計量 特征的影響[J].生態(tài)學報,2014,34(8):1965-1974. PING C,WANG CK,QUAN XK,et al. Influence of environmental changes on stoichiometric traits of nitrogen and phosphorus for Larix gmelinii trees[J]. Acta Ecologica Sinica,2014,34(8):1965-1974.
[30] 王維奇,徐玲琳,曾從盛,等.閩江河口濕地互花米草入侵機 制[J].自然資源學報,2011,26(11):1900-1907. WANG W Q, XU L L, ZENG C S, et al. Invasion mechanism ofSpartina alterniflora inMinjiangriver estuarinewetland[J]. Journal of Natural Resources,2011,26(11):1900-1907.
[31]YANGY H, ZHOU HH, WANG WR,et al. Transient flooding and soil covering interfere with decomposition dynamics ofPopuluseuphratica leaflitter:changesofmasslossand stoichiometry ofC,N,P,andK[J].Forests,2022,13(3):476.
[32] RAZZAQ M, AKRAM N A, ASHRAF M, et al. Interactive effect of drought and nitrogen on growth,some key physiological attributes and oxidative defense system in carrot (Daucus carota) plant[J]. Science Horticulturae,2017,225:373-379.
[33]FIFE D N, NAMBIAR E, SAUR E. Retranslocation of foliar nutrients in evergreen tree speciesplanted in a Mediterranean environment[J]. Tree Physiology,2008,28(2):187-196.
[34]楊紅,白有志,邢震,等.施肥對喜馬拉雅紅豆杉生理指標 及化學計量特征的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學報,2022,35(8):1810- 1817. YANG H,BAI Y Z,XING Z, etal.Effects of fertilization on physiology indexes and stoichiometric characteristics of Taxushimalayana[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2022,35(8):1810-1817.
[35]陸莊躍,楊振欣,鄭超凡,等.NP配施對平茬后云南松苗木N、 P、K化學計量比的影響[J].植物研究,2023,43(2):218-230. LUZY,YANGZX,ZHENGCF,etal.Effectsofcombined application of NandPon stoichiometric ratio of N,Pand K ofPinus yunnanensis seedlings after stumping[J].Bulletin of BotanicalResearch,2023,43(2):218-230.
[36]VENTERINK H O, WASSEN MJ, VERKROOST A W M, et al.Speciesrichness-productivity patterns differ between N-,P-, K-limited wetlands[J].Ecology,2003,84:2191-2199.
[37]王佳豪,何克燕,鮑根生,等.磷添加對青海扁莖早熟禾各 器官生物量及生態(tài)化學計量特征的影響[J].中國草地學報, 2024,46(1):37-46. WANG JH,HEKY,BAO G S,et al.Effects of phosphorus additiononbiomassand ecological stoichiometriccharacteristics of organs in Poa pratensis var. anceps Gaud cv. Qinghai[J]. ChineseJournalofGrassland,2024,46(1):37-46.
[38]閆幫國,劉剛才,樊博,等.干熱河谷植物化學計量特征與生 物量之間的關系[J].植物生態(tài)學報,2015,39(8):807-815. YAN B G, LIU G C, FAN B, et al. Relationships between plant stoichiometryandbiomassinanarid-hotvalley,southwest China[J]. ChineseJournal ofPlant Ecology,2015,39(8):807-815.
[39]SARDANSJ,PENUELAS J. Trees increase their P : N ratio with size[J].Global Ecology and Biogeography,2014,24:147-156.
[本文編校:吳毅]