不同氮磷钾配比施肥对草莓生长和光合特性的影响.pdf

·131·试 验 研 究农业开发与装备 2018年第9期摘要： 以盆栽丰香草莓为试材，研究了不同氮磷钾配比施肥对草莓植株生长和光合特性的影响。结果表明：适宜的氮（220.7 mg/L）、磷（110.35 mg/L）、钾（145 mg/L）能够促进草莓植株的生长发育。合理的氮磷钾配比对草莓光合速率影响极显著，氮的影响最大，磷最小。在该试验条件下氮磷钾最佳用量为N180 mg/L，P2O595.75 mg/L，K2O153.40 mg/L，最佳配比为N：P2O5：K2O=1：0.53：0.85。关键词 ：草莓；配比施肥；植株生长；光合特性0 引言草莓果实色泽鲜艳，果肉多汁，甜酸适口，芳香浓郁，营养丰富，在果品中上市较早、周期最短，深受人们的喜爱，故有“水果皇后”之美誉。近几年随着设施农业的发展，大棚草莓的种植面积逐年增加，其鲜果在冬季和早春水果淡季上市，市场价格高，经济效益好。为了追求利益最大化，我国的一些果农在草莓生产中普遍存在偏重施用化肥现象，但随着人们消费意识和消费水平的提高，对水果无公害、无污染、高品质的要求也更加严格。因此对草莓进行科学合理施肥，是提高产量和品质，增收增效的关键。本试验探讨不同氮磷钾配比施肥对草莓植株生长和光合特性的影响，旨在对日光温室草莓生产进行科学合理施肥，提高草莓产量和品质。1 材料与方法1.1 试验材料供试草莓品种为：“丰香”（Fragaia ananassa）。试验基质为：草炭、蛭石和珍珠岩=2：1：1。试验肥料采用：尿素（含46%纯氮）、氯化钾（含60%K2O）、过磷酸钙（含14%P2O5）。1.2 试验设计本试验采用“311-A”最优混合设计，即氮磷钾三因子五水平，共11个处理组合，3次重复，共33个试验小区，每小区面积6.9 m2。试验所设计的上下限水平，参考陈伦寿、陆景陵等人。具体方案如表1：1.3 试验方法1.3.1 生长指标的测定。于草莓植株定植15天、24天、32天、40天、48天后进行采样，测定株高、叶片长度、叶片宽度。株高：用直尺测量基质表面到最高叶片的自然高度（cm）。叶长和叶宽：取中心展开叶往外第三片展平的功能叶，用直尺测量其三出复叶中央小叶的长和宽。叶面积：叶长×叶宽×0.73（cm2）。1.3.2 植株养分含量的测定。植株全氮：植株烘干后，进行H2SO4-H2O2消煮，利用凯氏定氮法进行测定。植株全磷：植株烘干后，进行H2SO4-H2O2消煮，利用钒钼黄比色法进行测定。植株全钾：植株烘干后，进行H2SO4-H2O2消煮，利用火焰光度法进行测定。1.3.3 叶绿素含量的测定。于草莓植株定植15天、24天、32天、40天、48天后进行采样，每处理随机采取植株心叶向外第二片展平的功能叶叶片35片，利用比色法进行测定。1.3.4 光合作用的测定。于晴天上午9：0011：00，用英国PP-Systems公司生产的CIRAS-2光和作用测定系统测定。2 结果与分析2.1 不同氮磷钾配比对株高的影响图1 不同氮磷钾水平下草莓植株高度的变化过程由图1可看出，在不同氮磷钾水平下的草莓植株高度在草莓整个生育期阶段的变化规律基本一致，都明显的呈现出增加趋势，较高磷水平的6号处理植株高度高于其他处理，其值分别为17.84 cm、22.03 cm、21.04 cm、18.86 cm，较低磷水平处理10号株高低于其它处理，其均值为14.47 cm。说明适宜的施磷处理对草莓株高有一定的促进作用。不同氮磷钾配比施肥对草莓生长和光合特性的影响蔡艳华，田亨达，都 钧，胡 冰（长春市农业科学院科技情报研究所，吉林长春 130111）表1 试验设计方案处理组合treatments编码值 coded date 因素 factorX1（ N） X2（ P2O5） X3（ K2O） N（ mg/L） P2O5（ mg/L） K2O（ mg/L）1 0 0 2 150 75 1802 0 0 -2 150 75 403 -1.414 -1.414 1 79.3 39.65 1454 1.414 -1.414 1 220.7 39.65 1455 -1.414 1.414 1 79.3 110.35 1456 1.414 1.414 1 220.7 110.35 1457 2 0 -1 250 75 758 -2 0 -1 50 75 759 0 2 -1 150 125 7510 0 -2 -1 150 25 7511 0 0 0 150 75 1100510152025305.24 6.3 6.11 6.19 6.27株高(cm)Plant height日期 date1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11叶面积：叶长×叶宽×0.73（cm2） 。1.3.2 植株养分含量的测定。植株全氮：植株烘干后，进行 H2SO4-H2O2消煮，利用凯氏定氮法进行测定。植株全磷：植株烘干后，进行 H2SO4-H2O2消煮，利用钒钼黄比色法进行测定。植株全钾：植株烘干后，进行H2SO4-H2O2消煮，利用火焰光度法进行测定。1.3.3 叶绿素含量的测定。于草莓植株定植 15天、24天、32天、40天、48天后进行采样，每处理随机采取植株心叶向外第二片展平的功能叶叶片35 片，利用比色法进行测定。1.3.4 光合作用的测定。 于晴天上午 9:0011:00， 用英国PP-Systems 公司生产的 CIRAS-2光和作用测定系统测定。2 结 果 与 分 析2.1 不 同 氮 磷 钾 配 比 对 株 高 的 影 响图 1 不 同 氮 磷 钾 水 平 下 草 莓 植 株 高 度 的 变 化 过 程由图1 可看出， 在不同氮磷钾水平下的草莓植株高度在草莓整个生育期阶段的变化规律基本一致，都明显的呈现出增加趋势，较高磷水平的 6号处理植株高度高于其他处理，其值分别为17.84 cm、22.03 cm、21.04 cm、18.86 cm，较低磷水平处理 10号株高低于其它处理，其均值为14.47 cm。说明适宜的施磷处理对草莓株高有一定的促进作用。2.2 不 同 氮 磷 钾 配 比 对 草 莓 叶 面 积 的 影 响图 2 不 同 氮 磷 钾 水 平 处 理 下 草 莓 叶 面 积 的 变 化 过 程从图2 可以明显的看出，在不同氮磷钾水平处理下，草莓叶面积在整个生育期明显呈上升趋势，并且均以较高氮水平的 4、6、9、11号处理的叶面积较大，其值分别为27.84 cm2、36.21cm2、31.75 cm2、27.04 cm2。而以较低氮水平 8号处理的叶面积最小，其值为 19.29 cm2。由此可以看出在不同的氮磷钾比例水平处理下草莓的叶面积大小存在着一定的差异。2.3 不 同 氮 磷 钾 配 比 对 草 莓 植 株 全 氮 、 全 磷 、 全 钾 及 叶 绿 素 含 量 的 影 响表 2 方 差 分 析 结 果·132·试 验 研 究 农业开发与装备 2018年第9期2.2 不同氮磷钾配比对草莓叶面积的影响图2 不同氮磷钾水平处理下草莓叶面积的变化过程从图2可以明显的看出，在不同氮磷钾水平处理下，草莓叶面积在整个生育期明显呈上升趋势，并且均以较高氮水平的4、6、9、11号处理的叶面积较大，其值分别为27.84 cm2、36.21cm2、31.75 cm2、27.04 cm2。而以较低氮水平8号处理的叶面积最小，其值为19.29 cm2。由此可以看出在不同的氮磷钾比例水平处理下草莓的叶面积大小存在着一定的差异。2.3 不同氮磷钾配比对草莓植株全氮、全磷、全钾及叶绿素含量的影响表2 方差分析结果指标名称IndexF值F value显著水平Prsignificant level植株全氮total N 43.20 <0.0001植株全磷total P 256.45 <0.0001植株全钾total K 5.03 0.0008<0.01叶绿素chlorophyll 3.02 0.0077<0.01通过表2可以看出，不同处理组合对植株全氮、全磷、全钾以及叶绿素含量等指标均达到显著水平，说明合理的氮磷钾配比对提高草莓植株全氮、全磷、全钾及叶绿素含量等指标有重要作用。表3 不同氮磷钾水平对草莓植株全氮、全磷、全钾及叶绿素含量的影响（单位：%）处理treatments全氮total N全磷total P全钾total K叶绿素chlorophyll1 1.78cd 0.45e 9.43ab 2.57bc2 1.64de 0.42f 6.38d 2.56bc3 1.54efg 0.48d 10.24a 2.45bc4 1.84bc 0.37g 8.87abc 2.96ab5 1.44fg 0.54b 8.68abc 2.47bc6 2.57a 0.52c 8.61abc 3.13a7 1.97b 0.48d 6.60d 2.61bc8 1.41g 0.41f 7.54cd 2.17c9 1.80c 0.80a 8.55abc 2.74ab10 1.58ef 0.53bc 7.93bcd 2.48bc11 1.75cd 0.42f 9.07abc 2.85ab由表3可知：草莓植株中全氮含量以6号处理最高，并且显著高于其它处理，为2.57%，与其它处理差异显著，以8号处理全氮含量最低，仅为1.41%；9号处理全磷含量最高，为0.80%，显著高于其它处理，4号处理全磷含量最低，仅为0.37%；全钾含量以3号处理最高，为10.24%，除与处理6、9、11无显著差异外，与其它处理差异及显著。以2号处理全钾含量最低，为6.38%；叶绿素含量以6号处理最高，为3.13%，除与4、9、11号处理间差异不显著外，与其它处理差异显著，以8号处叶绿素含量最低，仅为2.17%。2.4 不同氮磷钾配比对草莓光和作用的影响表4 不同氮磷钾水平对草莓光和作用的影响处理光和速率Photosynthetic rate（ µmolCO2·m-2·s-1）5.24 6.3 6.11 6.19 6.23 平均1 18.15ab 22.90a 24.95b 28.90a 15.65b 22.11ab2 12.62d 14.95de 15.18f 17.05f 12.30e 14.42def3 11.85d 13.70e 14.25f 15.95f 11.65e 13.48ef4 14.50cd 16.25d 19.05d 22.25d 13.15d 17.04cde5 12.35d 14.25e 14.80f 16.15f 11.95e 13.90ef6 19.90a 23.80a 26.55a 29.75a 18.50a 23.70a7 13.71cd 15.56d 16.56e 18.66e 11.76e 15.25de8 7.80e 8.75f 9.85h 11.20g 7.15g 8.95g9 16.10bc 17.90c 21.75c 24.75c 13.95c 18.89bcd10 8.20e 9.07f 10.97g 12.26g 10.15f 10.13fg11 18.30ab 21.60b 24.40b 26.50b 15.15b 21.19abc注：小写字母表明达5%显著水平根据试验结果（表4）和“311-A”最优混合设计的结构矩阵，以光合速率Y为目标函数，以编码值X1（N）、X2（P2O5）、X3（K2O）为决策变量，运用SAS8.0统计分析软件，通过计算机进行回归分析，建立三元二次多项式回归方程：Y=21.29+1.97X1+1.72X2+1.89X3+0.78X1X2+0.39X1X3-0.47X2X3-1.64X12-1.04X22-0.76X32（1）对回归方程的回归关系和各回归系数进行显著性检验。结果显示，该数据回归模型F=1735.94（F显著水平概率Pr=0.0186P0.05），绝对复相关系数R2=0.9999，说明该回归数学模型的回归关系达到0.05水平的显著标准，这说明本试验所建立的数学模型是正确的，可以用来决策和预报。由方程（1）可知，一次项影响大小次序为：X1X3X2，且均为正效应，说明在各个因素对草莓叶片光合速率的影响中，起主要作用的是氮、钾，磷起次要作用。对方程（1）进行降维，即分别取X2、X3；X1、X3；X2、X3为零水平，导出氮磷钾对叶片光合速率的单效应回归方程：YN=21.29+1.97X1-1.64X12YP=21.29+1.72X2-1.04X22YK=21.29+1.89X3-0.76X32X1、X2、X3分别取-2、-1、0、1、2，经SAS8.0数据处理系统分析，得到氮磷钾对光合速率的单效图（见图3）。由图可看出，三因素单效应图均呈开口向下的抛物线，氮、磷、钾的最佳点分别为0.6、0.83、1.24，超过此最佳点光合速率均随着各试验水平的增加而呈下降趋势。图3 氮磷钾对草莓光合速率的单效应图0510152025305.24 6.3 6.11 6.19 6.27株高(cm)Plant height日期 date1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11叶面积：叶长×叶宽×0.73（cm2） 。1.3.2 植株养分含量的测定。植株全氮：植株烘干后，进行 H2SO4-H2O2消煮，利用凯氏定氮法进行测定。植株全磷：植株烘干后，进行 H2SO4-H2O2消煮，利用钒钼黄比色法进行测定。植株全钾：植株烘干后，进行H2SO4-H2O2消煮，利用火焰光度法进行测定。1.3.3 叶绿素含量的测定。于草莓植株定植 15天、24天、32天、40天、48天后进行采样，每处理随机采取植株心叶向外第二片展平的功能叶叶片35 片，利用比色法进行测定。1.3.4 光合作用的测定。 于晴天上午 9:0011:00， 用英国PP-Systems 公司生产的 CIRAS-2光和作用测定系统测定。2 结 果 与 分 析2.1 不 同 氮 磷 钾 配 比 对 株 高 的 影 响图 1 不 同 氮 磷 钾 水 平 下 草 莓 植 株 高 度 的 变 化 过 程由图1 可看出， 在不同氮磷钾水平下的草莓植株高度在草莓整个生育期阶段的变化规律基本一致，都明显的呈现出增加趋势，较高磷水平的 6号处理植株高度高于其他处理，其值分别为17.84 cm、22.03 cm、21.04 cm、18.86 cm，较低磷水平处理 10号株高低于其它处理，其均值为14.47 cm。说明适宜的施磷处理对草莓株高有一定的促进作用。2.2 不 同 氮 磷 钾 配 比 对 草 莓 叶 面 积 的 影 响图 2 不 同 氮 磷 钾 水 平 处 理 下 草 莓 叶 面 积 的 变 化 过 程从图2 可以明显的看出，在不同氮磷钾水平处理下，草莓叶面积在整个生育期明显呈上升趋势，并且均以较高氮水平的 4、6、9、11号处理的叶面积较大，其值分别为27.84 cm2、36.21cm2、31.75 cm2、27.04 cm2。而以较低氮水平 8号处理的叶面积最小，其值为 19.29 cm2。由此可以看出在不同的氮磷钾比例水平处理下草莓的叶面积大小存在着一定的差异。2.3 不 同 氮 磷 钾 配 比 对 草 莓 植 株 全 氮 、 全 磷 、 全 钾 及 叶 绿 素 含 量 的 影 响表 2 方 差 分 析 结 果计算机进行回归分析，建立三元二次多项式回归方程：Y=21.29+1.97X1+1.72X2+1.89X3+0.78X1X2+0.39X1X3-0.47X2X3-1.64X12-1.04X22-0.76X32(1)对回归方程的回归关系和各回归系数进行显著性检验。结果显示，该数据回归模型F=1735.94（F显著水平概率Pr=0.0186P 0.05） ，绝对复相关系数R2=0.9999，说明该回归数学模型的回归关系达到 0.05水平的显著标准，这说明本试验所建立的数学模型是正确的，可以用来决策和预报。由方程(1)可知，一次项影响大小次序为：X 1X 3X 2，且均为正效应，说明在各个因素对草莓叶片光合速率的影响中，起主要作用的是氮、钾，磷起次要作用。对方程(1)进行降维，即分别取 X 2、X 3；X 1、X 3；X 2、X 3为零水平，导出氮磷钾对叶片光合速率的单效应回归方程：YN=21.29+1.97X1-1.64X12YP=21.29+1.72X2-1.04X22YK=21.29+1.89X3-0.76X32X1、X 2、X 3分别取-2、-1、0、1、2，经 SAS8.0数据处理系统分析，得到氮磷钾对光合速率的单效图（见图 3） 。由图可看出，三因素单效应图均呈开口向下的抛物线，氮、磷、钾的最佳点分别为0.6、0.83、1.24，超过此最佳点光合速率均随着各试验水平的增加而呈下降趋势。图 3 氮 磷 钾 对 草 莓 光 合 速 率 的 单 效 应 图3 结 论 与 讨 论氮为 220.7 mg/L、磷为 110.35 mg/L、钾为 145 mg/L的 6号处理草莓植株生长健壮、叶绿素含量、净光合速率最高，对植株全氮、全磷、全钾及叶绿素含量的影响达到了显著水平。氮、磷、钾作为植株生长不可或缺的营养元素，在植株生长发育过程中有重要的作用。相关资料显示一定的氮素水平对植株叶面积、叶绿素含量等都有显著的作用。不同氮磷钾水平对草莓光合速率的吸收具有不同程度的影响，其中氮的影响程度最大，磷影响最小，说明氮在草莓叶片光合作用中起主要作用，增加氮元素有利于叶片进行光合作用，这与氮素的丰缺与叶片进行光合作用有密切关系的结论相一致。氮、磷、钾在植物体内都发挥着重要的生理生化作用，在本试验条件下，氮磷钾最佳用量为 N180 mg/L，P2O595.75 mg/L，K 2O153.40 mg/L，最佳配比为：P 2O5:K2O=1:0.53:0.85。可见对氮、磷、钾进行合理配比有利于草莓叶片进行光合作用，从而为日光温室草莓生产提质增效提供科学的理论依据。参 考 文 献1 陈素娟,陈国元,袁卫明,等.大棚草莓膜下滴灌栽培技术规范J.北方园艺,2013,(16):50-52.2 周爱芹,薛鹏俊,周春明.大棚草莓半促成栽培技术J.当代蔬菜,2005,(9):283 KIM K M, ROUSH F W. Generalied fuzzy matrixJ.Fuzzy Set and System,1980,(4):239-351.光合速率Photosyntheticrate(µmolCO2m2s1)·133·试 验 研 究农业开发与装备 2018年第9期3 结论与讨论氮为220.7 mg/L、磷为110.35 mg/L、钾为145 mg/L的6号处理草莓植株生长健壮、叶绿素含量、净光合速率最高，对植株全氮、全磷、全钾及叶绿素含量的影响达到了显著水平。氮、磷、钾作为植株生长不可或缺的营养元素，在植株生长发育过程中有重要的作用。相关资料显示一定的氮素水平对植株叶面积、叶绿素含量等都有显著的作用。不同氮磷钾水平对草莓光合速率的吸收具有不同程度的影响，其中氮的影响程度最大，磷影响最小，说明氮在草莓叶片光合作用中起主要作用，增加氮元素有利于叶片进行光合作用，这与氮素的丰缺与叶片进行光合作用有密切关系的结论相一致。氮、磷、钾在植物体内都发挥着重要的生理生化作用，在本试验条件下，氮磷钾最佳用量为N180 mg/L，P2O595.75 mg/L，K2O153.40 mg/L，最佳配比为：P2O5：K2O=1：0.53：0.85。可见对氮、磷、钾进行合理配比有利于草莓叶片进行光合作用，从而为日光温室草莓生产提质增效提供科学的理论依据。参考文献1 陈素娟，陈国元，袁卫明，等.大棚草莓膜下滴灌栽培技术规范J.北方园艺，2013，（16）：50-52.2 周爱芹，薛鹏俊，周春明.大棚草莓半促成栽培技术J.当代蔬菜，2005，（9）：28.3 KIM K M，ROUSH F W. Generalied fuzzy matrixJ.Fuzzy Set and System，1980，（4）：239-351.4 朱立武，马定保，杨建永.关于安徽省草莓促成栽培规范化问题J.安徽农学通报，1998，4（4）：32-33.5 陈伦寿，陆景陵.蔬菜营养与施肥技术M.中国农业出版社，2002.6 于丽杰.四季草莓生长发育规律的研究J.北方园艺，1993，（6）：43-45.7 王磊，白由路.不同氮处理春玉米叶片光谱反射率与叶片全氮和叶绿素含量的相关研究J.中国农业科学，2005，38（11）：2268-2276.8 Pailard，N，Sp. Pitoulis，A.Mattei. Techniques preparation analyse larome quelques fruitsJ.Lebensmittel-Wiss.u.Tchnol，1970，（3）：107-114.3）合理安排药材种植，避免豆科作物连作或套种，与豆荚螟不喜欢取食的作物间作，实行轮作，与非豆科蔬菜轮作2年；4）调整播期，使黄芪开花、幼荚期避开成虫盛发期，可适当降低种植密度。5.2 物理防治1）灯光诱杀：5月下旬10月于21：0022：00在田间放置频振式杀虫灯或悬挂白炽灯诱杀成虫；2）人工采摘被害花荚和捕捉幼虫。5.3 生物防治1）在老熟幼虫入土前，田间湿度高时，可撒施白僵菌粉剂（用1.5 kg/667 m2加细土4.5 kg）；2）豆荚螟成虫期，在田间悬挂豆荚螟性信息素诱芯3套/亩，诱捕豆荚螟成虫；3）充分利用和保护自然天敌的作用，以控制豆荚螟的发生。豆荚螟的天敌有寄生性天敌：微小花蝽、屁步甲、赤眼蜂、非洲姬蜂等；捕食性天敌：七星瓢虫、龟纹瓢虫、草蛉和蚂蚁等；由于豆荚螟的蛹以茧室形式存在，且高龄幼虫蛀入荚内为害，所以利用天敌防治的重点应放在卵和低龄幼虫阶段。5.4 药剂防治1）做好虫情测报，选择有代表性的田块，定期抽样调查豆荚螟的消长动态，掌握在豆荚螟卵孵始盛期（中药材进入结荚始盛期）及时喷药；2）掌握防治适期，药剂防治应采取“治花不治荚”作为防治策略。施药时间一般选择晴朗上午7点到10点黄芪开花期，以初孵幼虫刚刚发生或开花盛期作为防治适期；3）选用药剂：5%普尊悬浮剂1 000倍液，苜核·苏云金杆菌悬浮剂（杨康）500倍液，50 g/L氟啶脲乳油3 000倍液，对黄芪豆荚螟具有较好的防治效果。不同农药要交替轮换使用，严格掌握农药安全间隔期，喷药时一定要均匀喷到植株的花蕾、花荚、叶背、叶面和茎秆上，喷药量以湿有滴液为宜。参考文献1 邢占民，石爱丽，丁贵江，等.承德人工栽培黄芪病虫种类及为害程度调查J.现代农村科技，2015，（3）：24-26.2 石爱丽，邢占民，牛杰，等.承德地区苦参主要病虫害危害种类调查J.中国农业信息，2015，（18）：114-116，120.3 石爱丽，邢占民，郭玉炜，等.杀菌剂与杀虫剂配合施用的黄芪根腐病田间防效评价J.河北农业科学，2016，20（1）：55-59.4 罗光宏，陈叶，王振，等.黄芪根腐病发生危害及防治J.植物保护，2005，（4）：74-75.5 邓成贵.黄芪根腐病病原鉴定研究初报J.中药材，2005，（2）：85.6 王立新，孙先荣，白全江，等.黄芪根腐病病原菌鉴定J.华北农学报，1994，（2）：104-109.7 黄俊斌，卫杨斗，周茂繁.西洋参根腐病的病原鉴定J.华中农业大学学报，1990，（增刊）：34-36.8 骆得功，韩相鹏，邓成贵，等.定西市药用黄芪病害调查与病原鉴定J.甘肃农业科技，2004，（1）：38-40.9 方中达.植物研究方法（第三版）M.北京：中国农业出版社，1998.10 赵庆芳，周紫鹃，王树红，等.7种植物对黄芪根腐病病原菌的抑制作用研究J.西北师范大学学报，2009，45（5）：92-95.（上接第122页）