喷施不同浓度山梨醇螯合钾对温室大棚芹菜生长及钾的有效利用研究.pdf

喷施不同浓度山梨醇螯合钾对温室大棚芹菜 生长及钾的有效利用研究 石 祥 刘妍妍 孙 伟 张 静 张子琪 赵 立 刘可忠 颜冬云 青岛大学环境科学与工程学院 山东 青岛 266071 摘 要 目的 山梨醇螯合钾的生物利用度高 探究不同喷施浓度对芹菜生长 养分吸收及钾的利用效率的影响 可为高品质芹菜生产提供科学依据与技术参考 方法 温室大棚条件下 以实验室自主合成的山梨醇螯合钾为供试 钾肥 普通实心芹菜为供试作物 在常规施肥基础上设 置 6个喷施浓度处理 以钾离子计 单 位 g L 1 CK 0 清 水对照 T1 10 T2 15 T3 20 T4 25 T5 30 分析各处理对芹菜收获期产量 生长指标 品 质指标 各器官钾素含量与积累及土壤有效钾含量的影响 结果 不同喷施浓度显著影响芹菜产量 品质及植株 土 壤钾的含量 喷 施 10 g L 1山梨醇螯合钾可促进芹菜光合作用 表现 为 SPAD值 株高 叶柄粗及产量的提高 喷 施山梨醇螯合钾可显著降低芹菜可食部位硝酸盐含量 当喷施浓度 为 10 20 g L 1时显著提升芹菜可溶性蛋白 可溶性 固形物含量 其 中 10 g L 1 15 g L 1与 20 g L 1喷施浓度处理可溶性固形物含量分别提 高 26 50 36 60 与 24 40 当喷施浓度 为 25 30 g L 1时显著增加收获期芹菜各器官钾素含量与钾素积累及土壤有效钾含量 以 25 g L 1处理效 果最明显 4 经济效益相关性分析表明 芹菜产量 净利润与钾肥利用率 芹菜叶与根钾积累量 叶硝酸盐含量成 正比 与土壤有效钾含量呈负相关关系 经济效益分析显示 当喷施浓度 为 10 15 g L 1时效益更好 结论 芹菜生 长旺盛时期追施山梨醇螯合钾 推荐喷施浓度为10 15 g L 1 可有效提高芹菜产量 品质及促进钾的吸收利用 关 键 词 山梨醇螯合钾 芹菜 土壤 产量和质量 养分吸收与利用 中图分类号 S963 9 文献标识码 A 文章编号 0564 3945 2024 06 1695 10 DOI 10 19336 ki trtb 2024032501 石 祥 刘妍妍 孙 伟 张 静 张子琪 赵 立 刘可忠 颜冬云 喷施不同浓度山梨醇螯合钾对温室大棚芹菜生长及钾的 有效利用研究 J 土壤通报 2024 55 6 1695 1704 SHI Xiang LIU Yan yan SUN Wei ZHANG Jing ZHANG Zi qi ZHAO Li LIU Ke zhong YAN Dong yun Effects of Foliar Sprays of Different Concentrations of Sorbitol Chelated Potassium on Celery Growth and Soil Available Potassium in Greenhouse J Chinese Journal of Soil Science 2024 55 6 1695 1704 研究意义 芹菜 Apium graveolens L 属伞 形花科草本植物 是中国重要的经济作物之一 富 含膳食纤维 维生素 矿物质与芹菜素 1 等多种有 益物质 近年来对其的需求与种植规模不断扩大 2 芹菜产量高 生长中后期对钾肥需求量大 及时补 充可显著提升芹菜产量与品质 3 但长期施用普通无 机盐系列的钾肥逐渐出现土壤酸化 板结现象 导 致土壤肥力不断下降 4 因此 适宜的钾肥来源与科 学的施入量对避免钾肥资源浪费和保持土壤健康具 有重要意义 前人研究进展 近年来 科技人员 对农作物的施肥效应进行广泛探讨 孙伟 5 等研究 表明 叶面补充施钾已被证实可有效增强植株光合 能力 促进土壤养分有效利用 进而提高作物产量 与品质 李腾升 6 7 等在花生试验中发现山梨醇螯合 肥作为一种新型叶面肥料 与传统无机盐钾钙相比 具有显著优势 特别是在提高其利用率方面 表现 在促进植株钾的迁移与再分配 达到增产提质 改 善土壤输送养分的效果 谭慧婷 8 等研究表明 合 理的施用山梨醇螯合肥可明显促进油菜对矿物养分 的吸收 本研究切入点 至今尚未有喷施山梨醇 螯合钾对芹菜生长及钾的利用效率的影响研究 因 此 本文在传统耕种模式基础上 设置不同喷施浓 度的山梨醇螯合钾 旨在探究各处理对芹菜产量与 品质指标的影响 同时 本研究还借助统计分析方 法 考察芹菜各器官钾含量与土壤有效钾含量相关 性 分析不同喷施浓度对钾的利用效率的影响 收稿日期 2024 03 26 修订日期 2024 05 13 基金项目 国家自然科学基金项目 31972516 和山东省重点研发计划项目 2017GNC11116 作者简介 石 祥 1998 男 河南省周口市人 硕士研究生 研究方向 资源与环境 E mail shixiang3056 通讯作者 E mail liuyanyan E mail yandongyun666 第 55 卷第 6 期 土 壤 通 报 Vol 55 No 6 2024年 12月 Chinese Journal of Soil Science Dec 2024 拟解决问题 本文旨在探明适合芹菜生长的山梨 醇螯合钾最佳喷施浓度 助推芹菜产业提质增效 同时为促进山梨醇螯合钾在我国生态型农业中的推 广应用提供理论依据 1 材料与方法 1 1 试验材料与试验地概况 试验 于 2021年 8月 至 2022年 3月在山东省青 岛市崂山区王哥庄街道囤山社区碧海蓝田生态农业 有限公司 36 16 33 N 120 36 28 E 温室大棚内进 行 大棚 长 72 m 宽 65 m 总面积 约 4900 m2 该地区地势以丘陵为主 属暖温带半湿润气候 供 试芹菜品种为青苗实心芹 供试肥料为实验室自行 研制的山梨醇螯合钾 螯合 率 100 土壤类型为棕 壤 基本理化性质见表1 表 1 供试土壤基本化学性质 Table 1 Basic chemical properties of the tested soil 年份 Year pH 有机质 SOM 碱解氮 mg kg 1 Available N 有效磷 mg kg 1 Available P 有效钾 mg kg 1 Available K 交换性钙 mg kg 1 Exchangeable Ca 2021 6 42 3 08 134 20 195 60 344 20 1 56 2022 5 93 3 19 193 50 196 60 336 80 1 65 1 2 试验设计 试验设计 共设 置 6个喷施浓度处理 常规 施肥 CK 喷施清水 下同 T1 10 g L 1 T2 15 g L 1 T3 20 g L 1 T4 25 g L 1 T5 30 g L 1 每个处理设置4个重复 共24个小 区 采用完全随机区组排列 每个小区 长 1 5 m 宽 1 m 小区间设0 5 m保护行 操作方法 2021年 9月 24日栽培前进行基础施 肥 以土施的形式一次性施入耕层土壤中 用量 硫酸钾 282 75 kg hm 2 脲铵氮肥 282 75 kg hm 2 大量元素水溶肥料 N P K 20 20 20 326 25 kg hm 2 10月 4号进行育苗 期间平整试验地块 2021年 12月份挑选长势一致的幼苗 长至四叶一心 时 进行移栽 移 栽 20天后进入旺盛生长期开始进 行喷施 选择叶面干燥后进行 每七天一次 共喷 施三次 每个小区每次喷施量 为 0 1 L m 2 2021年 12月 13日 12月 20日 和 12月 27日分别实施第一 二和三次喷施 2022年 1月 3日进行全部采收测产 其他田间管理按当地常规栽培措施进行 1 3 测定项目及方法 1 3 1 叶 片 SPAD值 株高及叶柄粗的测定 喷施 山梨醇螯合钾前和收获前使用叶绿素仪 SPAD 502 测 量 4株芹菜 首次测量前选取位置 长势一致的 具有代表性的植株叶片进行标记 叶绿素相对含量 SPAD值 每株测 定 2次 共计测 定 8次 取 平均值记为单个小区 的 SPAD值 叶柄粗采用数显 游标卡尺 分辨 率 0 01 mm 在离 地 10 cm处进行 叶柄厚度的测定 每株芹菜测定一次 共 计 4次 取平均值为单个小区的叶柄粗 株高采 用 80 cm 分 辨 率 0 1 cm 量程的直尺进行测量 测量起始位置 为芹菜地上基部至芹菜正常伸展状态下顶三叶的叶 柄根处 每株芹菜测定一次 共 计 4次 取平均值 为单个小区的株高 1 3 2 芹菜品质参数的测定 硝酸盐含量采用紫外 分光光度法测定 VC含量采 用 2 6 二氯靛酚法测定 可溶性蛋白含量采用考马斯亮 蓝 G 250法测定 可 溶性固形物含量采用折射仪法测定 可溶性糖含量 采用蒽酮比色法测定 1 3 3 植株钾与土壤有效钾含量的测定 植株钾含 量采用消解法 HNO3 HClO4 4 1 0 5 mL HF 澄清透明后按一定比例进行稀释 过滤后采用电感 耦合等离子体原子发射光谱法 ICP OES Avio200 PerkinElmer 美国 进行测试 收获后每个小区采 用网格布点法 取 10个土样混合成一个土壤样品 土 壤有效钾采 用 1mol L 1醋酸铵浸提 按一定比例进 行稀释 过滤后采用电感耦合等离子体原子发射光 谱法进行上机测试 具体方法参照 土壤农化分析 鲍士旦 第三版 1 4 数据处理及统计分析 钾肥利用率 各试验区钾素吸收量 空白 区钾素吸收量 试验区钾肥总投入量 钾肥农学效 率 kg kg 1 各试验区产量 空白区产量 各试 验区投入钾肥量 钾肥偏生产力 kg kg 1 试验区 各处理产量 各试验区投入钾肥量 钾素积累量 mg 株 植株各器官干物质重 植株各器官钾素含量 经济效益 肥料成本按照当时市场价格计算 基础施肥 硫酸钾 脲铵氮肥 大量元素水溶肥料 1696 土 壤 通 报 第 55 卷 2500 yuan t 1 芹菜收入根据当时市场价格计 算 3 5 yuan kg 1 每一次喷肥劳动力成本按当地平均劳动力 水 平 300 yuan hm 2 其他消耗投入包括耕地 播种 灌溉 收获等农用消耗 按 照 1000 yuan hm 2 进行 计算 数 据 分 析 Excel 2016 Microsoft Inc Washington USA 记录试验数据 SPSS 25 0 IBM SPSS Inc Chicago USA 进行统计分析 Origin 2021进行绘图和可视化绘制 2 结果与分析 2 1 产量及生长指标 各山梨醇螯合钾喷施处理对芹菜产量的影响差 异显著 见 表 2 整体表现为低促高抑 当喷施浓 度小于或等 于 15 g L 1时促进芹菜产量的增加 当喷 施浓度大于或等 于 20 g L 1时 导致芹菜减产 产量 随喷施浓度的增加而降低 与 CK处理相比 T1与 T2喷施处理的产量分别提 升 23 60 6 22 T3 T4与 T5喷施处理产量分别降 低 5 72 19 10 29 60 其中 喷施浓度为 10 g L 1时产量最高 喷 施浓度为30 g L 1时 减产29 60 山梨醇螯合钾喷施处理可不同程度影响芹菜株 高 叶柄粗 见 图 1a 表现为随喷施浓度的增加 呈先增长后降低的趋势 当喷施浓度 为 10 g L 1时 T1 芹菜株高差达最高 随喷施浓度的增加株 高差增加幅度逐渐降低 当喷施浓度 为 25 30 g L 1 T4 T5 时 株高低于清水对照 CK 与 CK T2 T3处理相比 T1处理的芹菜株高差分别 增 加 39 10 13 70 和 20 97 与 CK处理相比 T4和 T5处理的芹菜株高差分别降 低 28 90 和 14 70 芹菜叶柄粗差的增长趋势与株高相似 适 宜喷施浓度促进叶柄粗差增长 10 15 g L 1 当 喷施浓度进一步提升后 20 g L 1 叶柄粗增长受 阻 T4和 T5两个处理叶柄粗差低于清水对照 与 CK处理相比 T1 T2和 T3处理的芹菜叶柄粗差分 别增 加 43 50 70 70 和 36 50 T4和 T5处理 分别降低13 40 和9 18 差异显著 图 1 不同喷施浓度对芹菜株高差 叶柄粗差及不同时期芹菜SPAD值的影响 Fig 1 The effects of different spraying concentrations on the height difference petiole diameter difference and SPAD value of celery plants at different stages 芹菜叶片各发育时 期 SPAD值对不同喷施浓度 山梨醇螯合钾响应程度不同 图 1b 总体来看 芹菜生育初期所有喷施处理 的 SPAD值均表现为增 长的趋势 生育后期 除 T3和 T4两个处理仍表现上 升趋势外 其他四个处理均开始下降 当喷施浓度 小于或等 于 15 g L 1时 CK T1 T2 叶 片 SPAD值先快速增长然后增幅减缓最后逐渐下降 当 喷施浓度等于或大 于 20 g L 1时 T3 T4 芹菜 叶 片 SPAD值一直呈上升的势头 当喷施浓度 为 30 g L 1时 芹菜生育初 期 SPAD值几乎没有增长 中 表 2 不同喷施浓度对芹菜鲜量的影响 Table 2 Effects of different spraying concentrations on celery yield 处理 Treatment 产量 t hm 2 Yield 单株质量 g 株 1 Individual plant mass 较 CK增产率 Yield increase rate compared to CK CK 45 08 0 34 c 80 46 0 61 c T1 55 73 1 14 a 99 48 2 02 a 23 60 T2 47 89 1 56 b 64 86 2 37 b 6 22 T3 42 50 0 66 d 75 86 1 18 d 5 72 T4 36 92 0 68 e 65 90 1 22 e 19 10 T5 31 76 0 66 f 56 69 1 18 f 29 60 注 同一 列不含有相同小写字母表示处理间差异显著 p 0 05 下同 6 期 石 祥等 喷施不同浓度山梨醇螯合钾对温室大棚芹菜生长及钾的有效利用研究 1697 期表现为增长后期表现为下降 所有同期喷施处理 中清水对照 SPAD值最大 但处理间差异不显著 2 2 品质指标 喷施不同浓度的山梨醇螯合钾均可显著提升芹 菜叶柄 叶片品质 图 2 a 并且芹菜叶柄硝酸盐 含量均高于叶 两种食用部位差异显著 随喷施浓 度的增加芹菜叶柄 叶片硝酸盐含量呈逐渐降低的 趋势 与喷施清水对照处理相比 随喷施浓度的增 加芹菜叶柄硝酸盐含量分别降低 其 中 T5处理硝酸 盐含量最低 达 1 03 g kg 1 蔬菜中硝酸盐限量 GB 19338 2003 要求茎菜类蔬菜硝酸盐含量不 得超 过 1 2 g kg 1 T3 T5两个处理均达到安全食用 标准 所有喷施处理芹菜叶片中硝酸盐含量均达到 安全食用标准 与喷施清水对照处 理 CK相比 其 他各处理硝酸盐含量均有较大幅度降低 当喷施浓 度 为 20 g L 1时芹菜叶硝酸盐含量最低 0 45 g kg 1 图 2 不同喷施浓度对芹菜叶柄 叶片硝酸盐及VC含量的影响 Fig 2 Effects of different spraying concentrations on nitrate and VC contents in celery petioles and leaves 喷施山梨醇螯合钾显著影响芹菜叶维生 素 C含 量 芹菜叶柄处理间无差异 图 2b 叶片中 随 喷施浓度的增加芹菜叶维生 素 C含量呈先降低后增 加的趋势 其中喷施清水对照处 理 VC含量最高 但与最高喷施浓度 30 g L 1 T5处理相比差异不显 著 当喷施浓度 为 15 g L 1时 T2 VC含量最低 与 CK处理相比降 低 37 70 T1 T3 T4三个喷 施浓度处理间差异不显著 各处理叶 柄 VC含量均 在9 11 mg kg 1之间 无显著差异 喷施山梨醇螯合钾可显著增加芹菜叶片中可溶 性蛋白的含量 图 3a 当喷施浓度 为 20 g L 1 T3 时 叶片可溶性蛋白含量最高 总体表现为随喷施 浓度的增加叶片可溶性蛋白呈先升高后降低的变化 趋势 各喷施处理差异显著 芹菜叶柄中 可溶性 蛋白含量随喷施浓度的增高没有明显的规律性 且 处理间差异不显著 叶柄 叶 叶柄 叶 CK T1 T2 T3 T4 T5 0 2 4 6 8 10 可溶性固形物 Soluble solids 浓度 Concentration b a ab ab bc cd d ab a ab b ab CK T1 T2 T3 T4 T5 0 2 4 6 8 10 可溶性蛋白 mg g 1 Soluble protein 浓度 Concentration b a a a a a a a d c b a b c 图 3 不同喷施浓度对芹菜叶柄 叶可溶性蛋白及可溶性固形物含量的影响 Fig 3 Effects of different spraying concentrations on soluble protein and soluble solids content in petioles and leaves of celery 1698 土 壤 通 报 第 55 卷 山梨醇螯合钾的喷施浓度影响芹菜叶柄 叶片 可溶性固形物含量 见 图 3b 各喷施钾肥处理均 增加了叶柄 叶片可溶性固形物含量 叶柄部分 与 CK相比 喷 施 10g L 1的山梨醇螯合 钾 T1处理 芹菜叶柄可溶性固形物含量增 加 15 78 差异显著 T2 T3 T4和 T5也分别增 加 11 32 10 53 11 30 和 10 51 但差异不显著 叶片部分 随着 喷施浓度的增加 可溶性固形物含量呈先增加后降 低的趋势 与 CK相比 T1 T2和 T3处理的含量 分别增 加 26 50 36 60 和 24 40 差异显著 其中当山梨醇螯合钾喷施浓度 为 15 g L 1时 T2 芹菜叶柄中可溶性固形物含量最高 与其 他 5个处 理差异显著 2 3 各器官钾素含量与积累及土壤有效钾含量 山梨醇螯合钾的喷施显著促进收获期芹菜叶与 叶柄中的钾素含量 见 表 3 叶片中 与 CK相比 各处理均在不同程度上促进了叶片中钾素吸收 其 中喷施浓度 为 25 mg L 1时 T4 叶片中钾的含量最 高 增 加 57 01 差异显著 T1 T2 T3和 T5四 个喷施浓度分别增 加 32 80 29 92 30 58 和 40 49 差异显著 叶柄中 随喷施浓度的增加 钾元素含量整体呈增加趋势 其中最大喷施浓度 T5 处理对叶柄中钾的含量影响最大 喷施山梨 醇螯合钾均增加了根中钾含量 随喷施浓度的增加 根中钾素含量呈先增加后降低的变化趋势 当喷施 浓度 为 20 mg L 1时根中钾含量达最 大 52 33 mg kg 1 与 CK相比 随喷施浓度的增加 T1 T2 T3 T4 和 T5处理芹菜根中钾素含量分别增 加 2 51 7 77 22 80 19 90 和 0 26 其 中 T3与 T4 两处理与空白处理相比差异显著 表 3 不同喷施浓度对收获期芹菜各器官钾素含量的影响 mg g 1 DW Table 3 Effects of different spraying concentrations on potassium content in various organs of celery during harvest mg g 1 DW 处理 Treatment 叶 Leaf 叶柄 Petiole 根 Root CK 32 01 1 59 c 44 68 2 24 d 42 62 0 91 b T1 47 64 0 55 ab 57 33 1 41 c 43 69 1 23 b T2 41 59 0 56 b 70 33 2 11 ab 45 93 2 86 b T3 41 80 5 74 b 63 07 14 20 bc 52 33 3 31 a T4 50 26 6 57 a 76 63 3 18 a 51 11 2 69 a T5 44 97 4 17 ab 78 50 1 51 a 42 73 1 20 b 喷施山梨醇螯合钾对收获期芹菜叶与叶柄两器 官中钾素的积累影响显著 见 图 4a 与空白对照 相比 叶片中的钾积累量随喷施浓度的增加呈先增 加后减少的趋势 叶柄的钾积累量则显著增加 具 体而言 在叶片中 与对照 CK 和其他处理 T2 T3 T4 T5 相比 T1处理的钾积累量分别增 加 53 30 16 90 38 70 21 60 40 80 差异 显著 叶柄中 与对照相比 T1 T2 T3 T4 T5 处理的钾积累量分别增 加 52 80 84 60 55 70 85 10 74 10 差异显著 根部 与对照组 和 T2 T3 T4 T5处理相比 T1处理的钾积累量分别增 加 32 30 44 90 68 60 32 70 39 20 差 异显著 图 4 不同喷施浓度对收获期芹菜各器官钾积累量 干重 及土壤有效钾的影响 Fig 4 Effects of different spraying concentrations on potassium accumulation DW in various organs and soil available potassium in celery at harvest stage 不同浓度的山梨醇螯合钾喷施处理影响收获期 土壤中的有效钾含量 见 图 4b 随喷施浓度的增 加 土壤中有效钾的含量呈上升趋势 其 中 T4处理 土壤有效钾含量最高 为 350 12 mg kg 1 分别高 于 6 期 石 祥等 喷施不同浓度山梨醇螯合钾对温室大棚芹菜生长及钾的有效利用研究 1699 CK T2 T3 T4和 T5处 理 6 00 28 24 7 60 和6 80 2 4 钾肥利用及经济效益分析 不同喷施处理对芹菜养分利用的影响差异显著 表 4 结果显示 T1和 T2处理的钾肥利用率最 高 分别 为 148 78 和 115 99 较 CK处理分别 增 加 48 78 15 99 T5处理的钾肥利用率最低 为 45 50 较 CK处理降 低 54 50 说明适宜的叶 面喷施浓度可有效增强土壤钾的输出 此外 T1的 叶面钾肥农学效率最高 为 219 56 T2次之 为 26 18 T1和 T2处理分别 较 CK 处理增 加 219 56 和 26 18 T5处理叶片钾肥农学效率最低 为 1198 99 T1和 T2的肥料偏生产力相较 于 CK处 理分别提 高 15 03 和 10 02 综上 当喷施浓度 为 10 g L 1时 芹菜植株对钾肥利用率 钾肥农学效 率和肥料偏生产力方面均表现突出 优于其他喷施 处理 表 4 不同喷施浓度对芹菜养分利用的影响 Table 4 Effect of different concentrations on nutrient utilization of celery 处理 Treatment 叶面钾肥利用率 Utilization rate of Foliar K fertilizer 较 CK增加 Increase compared to CK 叶面钾肥农学效率 Agricultural efficiency of Foliar K fertilizer kg kg 1 较 CK增加 Increase compared to CK 叶面钾肥偏生产力 Partial productivity of foliar K fertilizer kg kg 1 较 CK增加 Increase compared to CK CK T1 148 78 48 78 319 56 219 56 18 59 15 03 T2 115 99 15 99 126 18 26 18 12 39 10 02 T3 52 42 47 58 154 83 254 83 7 08 7 51 T4 69 42 30 58 611 98 711 98 4 92 6 01 T5 45 50 54 50 1198 99 1298 99 3 53 5 01 喷施浓度显著影响芹菜收益 表 5 当喷施浓 度 为 10 g L 1时 净 利 润 率 最 高 每 公 顷 达 190518 7元 与 CK T2 T3 T4 T5处理相比 分 别 提 高 24 21 16 90 32 26 53 09 79 22 差异显著 当喷施浓度高 于 20 g L 1时 芹 菜净收益低于对照 与 CK T1和 T2处理相比 分 别降 低 6 48 32 26 和 13 14 处理间差异显著 因此 适宜的喷施浓度可有效提升芹菜经济效益 以10 g L 1为最佳 表 5 不同喷施浓度对芹菜的经济效益的影响 Table 5 Effects of different spraying concentrations on the economic benefit of celery yuan hm 2 处理 Treatment 产值 Output value 肥料成本 Fertilizer cost 人工成本 Spraying labor 其他消耗 Other consumption 净利润 Net profit基础施肥 Basic fertilization 山梨醇螯合肥 Sorbitol chelated potassium fertilizer CK 157790 20 c 2500 0 900 1000 153390 20 c T1 195071 70 a 153 00 190518 70 a T2 167604 30 b 229 50 162974 80 b T3 148758 50 d 306 00 144052 50 d T4 129231 20 e 382 50 124448 70 e T5 111162 80 f 459 00 106303 80 f 2 5 植株产量 品质与钾素的相关性分析 针对不同喷施浓度的山梨醇螯合钾肥处理 我 们进行了植株与土壤中钾素变化以及芹菜叶柄 叶 硝酸盐含量的相关性分析 见 图 5 结果显示 产 量方面 净利润 钾肥利用率 叶钾积累量与产量 之间呈极显著正相关关系 土壤有效钾与产量之间 呈极显著负相关关系 利润方面 由于净利润与产 量的直接关系 净利润与品质 土壤有效钾之间的 关系和产量与其正负相关性关系保持一致 品质方 面 叶硝酸盐 叶柄硝酸盐均与叶柄钾积累量 叶 柄钾含量呈极显著负相关 个别地 叶硝酸盐与根 钾含量呈极显著负相关 叶柄硝酸盐与叶钾含量呈 显著负相关 土壤有效钾方面 除与产量和净利润 之间极显著负相关外 其与叶面钾肥利用率也呈极 1700 土 壤 通 报 第 55 卷 显著负相关 3 讨论 3 1 喷施浓度对芹菜产量及生长性状的影响 随山梨醇螯合钾喷施浓度的增加 产量呈先增 高后降低的变化趋势 与李腾升 赵文军 9 10 等研究 结果相似 同时 潘瑞炽 11 在研究中发现 在一定 范围内 增施钾肥可以提高作物产量 但超过一定 范围 则使作物产量降低 当喷施浓度过高时对植 株产生毒性效应 包括细胞膜的破坏 代谢紊乱 进而抑制生长 导致植物的凋零和产量降低 12 孙 羲 13 等在红麻试验中也得出类似结论 此外 过量 的钾和山梨醇会导致土壤盐分浓度升高 产生盐分 胁迫 14 而高浓度的山梨醇可能会干扰芹菜的代谢 过程 包括碳水化合物 蛋白质合成等 从而影响 植物的生长和发育 喷施适量浓度的山梨醇螯合钾 肥 可以增加植株株高和叶柄粗 这归因于钾可以 影响植物生长激素的合成与活性 一些生长激素如 赤霉素 Auxin 和细胞分裂素 Cytokinin 在叶柄 部的伸长和叶柄粗的发展中发挥重要作用 15 另外 低浓度的山梨醇螯合钾提供了适量的钾和山梨醇 有助于维持正常的细胞分裂和伸长过程 16 但随着 浓度的增高 植物会重新分配资源 17 根部和叶片 钾含量提升以应对高浓度钾的胁迫 另一方面 过 量的钾离子可能与土壤中的钙离子竞争植物根系的 吸收 导致钙缺乏 而钙是细胞壁形成和细胞伸长 的重要元素 缺钙会影响叶柄与根部的细胞伸长及 组织结构形成 18 继而导致叶柄与株高的生长受到 抑制 Sakshi et al 19 在云木香草药干根试验中得出 的结论与本研究结果类似 喷施较高浓度的山梨醇 螯合钾肥有利于促进植株叶片叶绿素的增长 其中 的山梨醇可以保护细胞膜免受氧化损伤和脱水的影 响 有助于维持叶绿素分子的完整性和功能 20 于 振文 21 等在盆栽砂培小油菜根施试验中研究表明 小麦叶片叶绿素含量随供钾水平的提高而增加 但 是供钾水平最高的处理 120 mg L 1 在某些时期叶 片叶绿素含量有降低的趋势 3 2 喷施浓度对收获期芹菜品质的影响 芹菜等植物通常会从土壤中吸收硝酸盐作为氮 源 并将其转化为氨基酸和其他有机氮化合物 22 23 本试验中 芹菜叶柄与叶片中硝酸盐含量随山梨醇 螯合钾肥喷施浓度的增加而降低 说明高浓度的肥 料影响植物内部的硝酸还原酶活性 24 王小晶 25 等 在研究中发现钾肥可显著降低大白菜硝酸盐含量 图 5 不同浓度山梨醇螯合钾处理植株产量 品质 土壤钾 肥料利用与经济效益相关性分析 Fig 5 Correlation analysis of plant yield quality soil potassium fertilizer use and economic benefit of sorbitol chelated potassium treatment 6 期 石 祥等 喷施不同浓度山梨醇螯合钾对温室大棚芹菜生长及钾的有效利用研究 1701 Breimer et al 26 27 研究认为 硝酸盐含量的差异主要 由于植株生物量及生长速率的差异造成的 这是增 施钾肥能降低蔬菜硝酸盐含量的重要原因 山梨醇 螯合钾对芹菜叶片中维生素 VC 含量影响显著 对叶 柄 VC含量影响不显著 谷贺贺 28 等研究发现 钾肥适量的施用可有效提高作 物 VC含量 在一定 范围内 VC的含量随钾肥用量的增加而增加 这可 能是由 于 VC的合成过程需要在叶绿素的存在下进 行 29 不同组织 中 VC的含量受 到 VC的生物合成与 代谢过程的调控 30 山梨醇具有一定的抗氧化作用 可以减轻逆境条件下产生的氧化应激对蛋白质的损 害 氧化应激通常会导致蛋白质氧化和降解 降低 可溶性蛋白的含量 孙长青 31 等在研究中发现 低 浓度钾肥有利于提高杂交谷可溶性蛋白含量 在一 定范围内高浓度的钾肥对植物生长和发育产生影响 导致可溶性蛋白含量增加 因为植物需要更多的蛋 白质来支持细胞分裂和细胞壁合成 32 当浓度过高 时 出现过度生长的问题 导致蛋白质分配降低 此外 高浓度的钾和山梨醇可能直接或间接地影响 植物的蛋白质合成与转录调控过程 例如抑制蛋白 质合成相关基因的表达或调控蛋白翻译的机制 33 本研究中可溶性蛋白含量下降可以很好的解释芹菜 叶柄 叶片可溶性蛋白含量随喷施浓度的增高呈先 升高后降低的现象 山梨醇螯合钾显著影响芹菜叶 柄 叶可溶性固形物含量 推测其可能通过影响氮 代谢和碳代谢来调节可溶性固形物的合成 24 然而 不同浓度的肥料对植物的代谢途径产生影响 低浓 度会促进糖分解和合成 增加可溶性固形物的含量 高浓度抑制这些代谢途径 另一方面 高浓度的山 梨醇和钾肥可能过度刺激芹菜的生长 导致过量的 生长消耗了植物体内的营养物质 使得可溶性固形 物的含量相对降低 此外王伯诚 34 等发现 影响作 物可溶性固形物的主要因素有钾肥种类 移栽密度 和钾肥用量 3 3 喷施浓度对芹菜植株 土壤钾素吸收利用的影响 钾对维持细胞渗透平衡 细胞壁强度以及许多 代谢过程至关重要 35 山梨醇的存在有助于提高芹 菜对逆境条件的抗性 36 通过减轻逆境条件对植株 的影响维持根部和叶片中的钾含量 另外 钾的吸 收和分配受多个因素调节 包括土壤中的钾浓度 植物的生长阶段以及外部环境条件 37 高浓度钾肥 通常会促进更多的钾吸收和积累 而且 根系对外 部环境的响应可能导致钾在不同器官中的分配差 异 38 高浓度钾肥会刺激根系的生长和发展 增加 根部对钾的吸收能力 这可以解释为什么根中的钾 积累量与叶片中的变化趋势一致 即随着浓度的增 加而增加 向达兵 39 等在研究中发现 收获期钾素 积累总量以及根 叶柄 叶片各器官钾素积累量均 随施钾量增加呈先增加后下降趋势 与本研究结果 相似 不同浓度山梨醇螯合钾喷施处理可显著影响 收获期土壤中有效钾含量 山梨醇可以通过特定的 螯合反应与金属离子 如钾 结合 形成易于植物 吸收的螯合物 这种螯合作用可能提高了土壤中钾 的有效性 使其更容易被植物吸收和利用 40 42 钾的 循环和有效性也受到土壤中根际微生物的影响 43 微生物参与钾的转化和释放过程 进而影响土壤中 的有效钾含量 山梨醇螯合钾可以提高土壤中钾的 有效性 44 使植物更容易吸收和利用 这意味着施 用后的钾更容易被芹菜植株吸收并转运到叶片 从 而增加了叶片中钾的含量和积累量 此外 根系通 过吸收土壤中的营养元素 并将其输送到地上部分 以支持生长和代谢 而叶片通过光合作用产生的养 分则可以向下输送到根部 这种相互作用促进了根 部和叶片之间钾的积累并保持正相关关系 芹菜内 部存在着复杂的维管束系统 能够将根部吸收的养 分有效地运输到各个组织和器官 45 叶柄作为钾素 的贮存器官之一 可以在植物内部进行钾的运输和 调控 以维持其在不同组织的平衡分配 因此 叶 柄部位积累的钾能够有效地向叶片输送 使得叶柄 叶钾含量之间呈正相关关系 土壤中 硝酸盐和钾 等元素之间可能存在竞争关系 46 当土壤中钾素含 量较高时 植物因已过量地吸收钾素而抑制钾的吸 收 因此 叶柄 叶片中硝酸盐含量会因叶柄钾积 累的增加而减少从而呈负相关关系 植物体内存在 复杂的养分分配平衡机制 以维持各个组织和器官 之间的营养平衡 叶柄部位的硝酸盐含量受叶片钾 含量的影响 因为叶柄需要从叶片获取钾来维持其 生理活动 47 因此 叶柄硝酸盐含量与叶钾含量之 间呈正相关 而叶柄 叶硝酸盐含量与叶柄钾含量 之间的负相关可能是为了在受到硝酸盐胁迫时 减 少叶柄部的钾积累 以减轻硝酸盐对叶柄部生长发 育的不利影响 4 结论 本实验条件下 喷施不同浓度山梨醇螯合钾对 芹菜的生长 产量 品质指标及经济效益产生显著 影响 适量的喷施浓度可以促进芹菜的生长和提高 1702 土 壤 通 报 第 55 卷 其品质 但过高的浓度导致产量降低及品质下降 此外 喷施不同浓度的山梨醇螯合钾还会影响植株 中钾元素的积累和土壤中有效钾含量 当山梨醇螯 合钾喷施浓度 为 10 15 g L 1时对芹菜增产提质效果 更为突出 其中喷施浓度 为 10 g L 1经济效益最高 相关性分析表明 产量 净利润与钾肥利用率 根 叶柄 叶钾积累均有极显著正相关关系 综上 选 择合适的山梨醇螯合钾的喷施浓度可有效提升芹菜 产业的综合效益 参考文献 Li X Gao W Kang H J et al First report of fusarium oxysporum f sp apii race 4 causing fusarium yellows on celery in China J Plant Disease 2023 1 Praveen N Ateeque A Sun Jin K et al Chemical composition antiox