邵泱峰 李松昊 柴偉國(guó)
摘 要:利用盆栽試驗(yàn),研究了不同氮素用量對(duì)大白菜早熟5號(hào)生物量,植株氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)及積累量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,生長(zhǎng)期,地上部單株鮮、干質(zhì)量均成倍增大,N3處理的鮮、干質(zhì)量均為最大值,但至收獲期,單株鮮、干質(zhì)量,氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)和積累量在不同處理間的差異并不顯著,鮮質(zhì)量介于41.0~49.8 g/株,氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為25.5~26.4,3.4~3.6,27.1~29.2 mg/g,氮、磷、鉀積累量分別介于61.6~66.8,8.3~9.1,66.2~73.8 mg/株;隨著施氮量的增加,氮肥農(nóng)藝?yán)寐屎偷匚招示@著降低。因此,在大白菜生產(chǎn)中以N3處理(2.0 g/盆)的純氮用量(理論N素83.4 kg/hm2)為宜。
關(guān)鍵詞:大白菜;氮;磷;鉀;積累;生物量
中圖分類號(hào):S634.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-3547(2016)12-0077-04
大白菜是我國(guó)廣大地區(qū)的大眾蔬菜,在“菜籃子”工程中起著舉足輕重的作用[1]。然而,菜農(nóng)為了追求高產(chǎn),盲目超量施用化學(xué)氮肥的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,過(guò)量施肥往往造成土壤板結(jié)、結(jié)構(gòu)變差、養(yǎng)分失衡、鹽漬化加重,造成巨大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[2],同時(shí)還導(dǎo)致大白菜中硝酸鹽累積加重、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降[3]。全面了解其養(yǎng)分吸收積累規(guī)律,有助于采取有效施肥措施,調(diào)控生長(zhǎng)發(fā)育,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。目前對(duì)于大白菜的施肥技術(shù)已有一定的研究[4~6],但不同氮素水平對(duì)其生長(zhǎng)及氮、磷、鉀養(yǎng)分積累的影響還未見(jiàn)報(bào)道。因此,筆者通過(guò)盆栽試驗(yàn),動(dòng)態(tài)研究大白菜生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收對(duì)不同氮素用量的響應(yīng),旨在找出最佳施氮量,提高大白菜產(chǎn)量和品質(zhì)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
供試品種為早熟5號(hào),由浙江省農(nóng)科院大白菜組選育,本研究作小白菜栽培。采用40 cm×60 cm×30 cm的栽培盆進(jìn)行盆栽試驗(yàn),為了防止水肥流失,每個(gè)花盆配有塑料托盤(pán)。栽培基質(zhì)為普通泥炭,每盆裝泥炭基質(zhì)20 L。
盆栽試驗(yàn)在臨安柯家和興蔬菜基地溫室大棚中進(jìn)行,采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共設(shè)5個(gè)不同氮素用量,小區(qū)面積1.2 m×1.5 m,每小區(qū)設(shè)6個(gè)栽培盆,3次重復(fù)。不同處理養(yǎng)分投入量見(jiàn)表1。2014年4月13日,分別將種子播于栽培盆中,并于1周后進(jìn)行間苗,每盆定植12株,同時(shí)將不同處理的肥料溶解成母液,再按比例配成溶液進(jìn)行澆施,試驗(yàn)過(guò)程中的其他管理按照常規(guī)方法進(jìn)行。
1.2 樣品采集與分析
在播種后的第2、4、5、6周采集地上部樣品,采樣時(shí)分別取不同處理各3盆(3次重復(fù)),用清水沖洗干凈,再以去離子水潤(rùn)洗,吸干水后,用電子天平稱其鮮質(zhì)量;而后將鮮樣分別裝入信封中,置于烘箱內(nèi),105℃殺青30 min,70℃ 烘48 h至恒重,用電子天平測(cè)其干質(zhì)量(生物量)。粉碎過(guò)0.5 mm篩的樣品經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后,采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定氮質(zhì)量分?jǐn)?shù),火焰光度計(jì)法測(cè)定鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù),鉬藍(lán)比色-分光光度法測(cè)定磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)[7]。按以下公式求出[8],養(yǎng)分積累量(mg/株) =氮磷鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)×生物量;氮肥農(nóng)藝?yán)寐剩╣/g)=生物量/施氮量;氮素吸收效率(g/g)=氮素積累量/施氮量;氮素利用效率
(g/g)=生物量/氮素積累量。
1.3 統(tǒng)計(jì)方法
運(yùn)用DPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,LSD法檢驗(yàn)顯著性,用Microsoft Excel 2003軟件制作圖表。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同處理對(duì)大白菜生長(zhǎng)的影響
在試驗(yàn)過(guò)程中,大白菜生長(zhǎng)迅速,不同采樣時(shí)間,地上部單株鮮、干質(zhì)量均成倍增大(表2)。生長(zhǎng)初期(2周),單株質(zhì)量以N2為最大,其中鮮質(zhì)量顯著高于N3、N5(P<0.05);生長(zhǎng)中期(4周),以N3處理的地上部鮮、干質(zhì)量最大,其中鮮質(zhì)量顯著高于N4、N5處理(P<0.05),而干質(zhì)量則顯著高于N1、N5處理(P<0.05);生長(zhǎng)后期(5周)時(shí),N2、N3處理地上部單株鮮、干質(zhì)量顯著高于N5處理(P<0.05);收獲期(6周),不同處理地上部單株鮮、干質(zhì)量之間的差異并不顯著。理論產(chǎn)量(鮮質(zhì)量)介于20.5~24.9 t/hm2,不同氮素用量處理之間的差異并不顯著。
2.2 不同處理對(duì)大白菜地上部氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中,地上部氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持相對(duì)穩(wěn)定,介于23.5~26.4 mg/g,同一采樣時(shí)期,不同處理間的差異并不顯著(表3),收獲期氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于25.5~26.4 mg/g。
從表3可知,隨著大白菜的生長(zhǎng),地上部磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有提高,從生長(zhǎng)初期(2周)的2.8~2.9 mg/g提高到收獲期(6周)的3.4~3.6 mg/g;但同一時(shí)期的樣品在不同處理間磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異并不顯著。
如表3所示,地上部鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著大白菜的生長(zhǎng)而明顯增加,從生長(zhǎng)初期(2周)的15.0~15.9 mg/g提高到收獲期(6周)的27.1~29.2 mg/g;生長(zhǎng)初期(2周),地上部鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同處理間沒(méi)有顯著性差異;生長(zhǎng)中期(4周),以N3處理的地上部鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為最大,顯著高于N1處理(P<0.05);生長(zhǎng)后期及收獲期(5周、6周),地上部鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)在不同處理間的差異并不顯著。
2.3 不同處理對(duì)大白菜地上部氮、磷、鉀積累影響
不同處理大白菜地上部單株氮積累量隨著生長(zhǎng)期延長(zhǎng)增大顯著(表4),從生長(zhǎng)初期(2周)的1.6~1.8 mg/株到收獲期(6周)的61.6~66.8 mg/株。生長(zhǎng)期間,以N3處理大白菜地上部的單株氮積累量為最大,在生長(zhǎng)后期(5周),該處理大白菜地上部單株氮積累顯著高于N5處理(P<0.05);在其他生長(zhǎng)階段,不同處理大白菜地上部氮素積累量的差異并不顯著。
地上部磷積累量也隨著大白菜的生長(zhǎng)而明顯增大(表4),從生長(zhǎng)初期(2周)的0.2 mg/株到收獲期(6周)的8.3~9.1 mg/株。整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中均以N3處理的磷積累量為最大,其中生長(zhǎng)中期(4周),該處理大白菜地上部單株氮積累量顯著高于N5處理
(P<0.05);在其他生長(zhǎng)階段,大白菜地上部磷積累量在不同處理間沒(méi)有顯著性差異。
地上部鉀積累量隨著大白菜的不斷生長(zhǎng)而顯著增多(表4),從生長(zhǎng)初期(2周)的1.0~1.2 mg/株到收獲期(6周)的66.2~73.8 mg/株,整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中均以N3處理的鉀積累量為最大。生長(zhǎng)初期(2周),N2、N3、N4處理大白菜地上部單株鉀積累量顯著高于N5處理(P<0.05);生長(zhǎng)中期(4周),N3處理顯著高于N1、N5處理(P<0.05);生長(zhǎng)后期(5周),N2、N3處理顯著高于N5處理(P<0.05);收獲期(6周),各處理地上部單株鉀積累量差異不顯著。
2.4 不同處理對(duì)大白菜氮素利用的影響
隨著施氮量的增加,大白菜氮肥農(nóng)藝?yán)寐屎偷匚招示档停▓D1A、1B),不同氮肥用量之間的差異達(dá)到了顯著性水平(P<0.05),而不同處理大白菜氮素利用效率保持相對(duì)穩(wěn)定,介于37.9~39.2 g/g(圖1C)。
3 討論與結(jié)論
氮素是植物氨基酸和蛋白質(zhì)合成的主要元素,參與了植物生長(zhǎng)發(fā)育的每一個(gè)過(guò)程,是決定植物能否正常發(fā)育和影響產(chǎn)量品質(zhì)的重要基礎(chǔ)物質(zhì)。在一定氮肥用量?jī)?nèi),增施氮肥可以促進(jìn)大白菜的生長(zhǎng),提高產(chǎn)量,如果超過(guò)一定范圍,再提高氮肥用量,大白菜生物量不升反降[9]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,大白菜干物質(zhì)質(zhì)量隨著施氮量增加先增加而后下降,其中N3處理達(dá)最高值,但不同處理之間的差異并不顯著。
一般作物體內(nèi)氮質(zhì)量約為30.0~50.0 mg/g(干樣),本研究結(jié)果表明,大白菜在收獲期(6周)葉片氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于25.5~26.4 mg/g,不同處理間沒(méi)有顯著性差異,說(shuō)明N1處理的施氮水平,已經(jīng)完全能保證大白菜生長(zhǎng)中充足的氮素供應(yīng)。生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)氮素過(guò)量施用的現(xiàn)象,究其原因:一是施氮總量過(guò)高,影響植物正常生長(zhǎng)發(fā)育,再加上前茬作物的氮素利用率不高,土壤中殘留大量氮素,就容易造成氮過(guò)剩;二是追肥施氮過(guò)多,植物氮素吸收速率較慢,隨著灌溉的進(jìn)行會(huì)造成土壤氮素流失,植物體內(nèi)的氮不能及時(shí)轉(zhuǎn)化成氨基酸,也容易造成氨積累,導(dǎo)致植物氨中毒[10]。同樣,本研究也表明,隨著施肥量的增加,單株大白菜氮素積累量先提高而后降低,以N3處理的積累量為最高,但至收獲期(6周),單株大白菜氮素積累量介于61.6~
66.8 mg/株,不同處理之間的差異并不顯著。
氮肥農(nóng)藝?yán)寐史从沉藛挝皇┑较滤纬傻纳锪?,氮素吸收效率反映了作物?duì)介質(zhì)中氮素的吸收能力[11]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著施氮量的增加,大白菜氮肥農(nóng)藝?yán)寐屎偷匚招示@著下降,氮肥農(nóng)藝?yán)寐视蒒1處理的29.3 g/g下降到N5處理的9.6 g/g,氮素吸收效率由N1處理的0.76 g/g下降到N5處理的0.25 g/g,兩指標(biāo)均下降了2/3以上。在一定施氮范圍內(nèi),由于生物量和植株含氮量的增加,作物的氮素累計(jì)值隨施氮量的增加而增加,氮肥農(nóng)藝?yán)寐屎偷匚招示S著施氮量的增加而下降[12,13]。氮素利用效率反映已吸收的氮素獲得最終產(chǎn)量的能力[14]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,大白菜氮素利用效率在不同氮素用量間差異不顯著,其值介于37.9~39.2 g/g,表明大白菜生長(zhǎng)過(guò)程中形成生物量所需積累的氮素是相似的,有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。
綜上所述,大白菜地上部氮、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在生長(zhǎng)過(guò)程中保持相對(duì)穩(wěn)定,而鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)則隨生長(zhǎng)的推進(jìn)而明顯增大;收獲期(6周),地上部氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為25.5~26.4,3.4~3.6,27.1~29.2 mg/g,不同氮素用量間的差異并不顯著。
不同處理大白菜地上部單株氮、磷、鉀積累量隨著生長(zhǎng)顯著增大,N3積累量最大。至收獲期,氮、磷、鉀積累量分別為61.6~66.8,8.3~9.1,66.2~
73.8 mg/株,不同處理間沒(méi)有顯著差異。在試驗(yàn)過(guò)程中,大白菜生長(zhǎng)迅速,地上部單株鮮、干質(zhì)量均成倍增大。N3處理的鮮、干質(zhì)量均為最大值,收獲期不同處理的單株鮮質(zhì)量介于41.0~49.8 g/株,理論產(chǎn)量介于20.5~24.9 t/hm2,不同氮素用量之間的差異并不顯著。
隨著施氮量的增加,大白菜氮肥農(nóng)藝?yán)寐屎偷匚招示档?,不同氮肥用量之間的差異達(dá)到了顯著性水平(P<0.05),而不同處理大白菜氮素利用效率保持相對(duì)穩(wěn)定,介于37.9~39.2 g/g。
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