澆水量、施氮量及種植密度對烏塌菜根系的影響

沈慶榮　王書文

摘要：該文研究了烏塌菜不同種植密度、澆水量及氮肥施用量三因素處理對其根系活力的影響。結(jié)果表明：當(dāng)種植密度為1 470 960株/hm2，氮肥用量為460.65kg/hm2，澆水量為55419.75L/hm2時，烏塌菜根系活躍吸收面積至最高為89.81%。三元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計的試驗方案可適應(yīng)當(dāng)前土地短缺的現(xiàn)狀，利用少量土地資源做出具有科學(xué)性的試驗。

關(guān)鍵詞：烏塌菜；種植密度；澆水量；施氮量；根系活力

烏塌菜（Brassica campestris L.ssp.chinensis var rosularis Tsen）又名塌菜、塌棵菜等，為十字花科蕓薹屬蕓薹種白菜亞種，以墨綠色葉片供食，原產(chǎn)中國，主要分布在我國長江流域。烏塌菜的葉片肥嫩，可炒食、作湯、涼拌，色美味鮮，營養(yǎng)豐富，每100g鮮葉中含維生素C70mg、鈣180mg，以及含有鐵、磷、鎂等礦物質(zhì)。

根系活力是植物生長的重要指標(biāo)之一，植物生長所需的礦物質(zhì)、水等基本都是通過根系從地下吸收并傳輸?shù)降厣喜糠诌M(jìn)行有機物的合成利用。前人對植物根系活力的研究較多，例如：生利霞等對平邑甜菜的研究表明，根系活力隨著脅迫力的加強呈先上升后下降的趨勢；何強等研究表明，種植密度、肥水措施、品種、氣象因子、土壤環(huán)境等條件對根系活力都有一定的影響；胡敏等對小麥根系活力進(jìn)行了系統(tǒng)分析；陳毛華等研究了施用不同堆肥對小白菜根系生長和氮素吸收的影響。本文研究了烏塌菜在不同的種植密度、澆水量及氮肥施用量三因素處理下其根系活力的變化。

1.材料與方法

1.1材料 供試品種：安徽科技學(xué)院種植科技園園藝基地提供的烏塌菜菜苗，品種為黃心烏。主要試驗儀器與試劑：1L量筒，噴壺，分光光度計，記錄紙，1L容量瓶，分析天平，150mL燒杯，吸水紙，10mL移液管，試管，甲烯藍(lán)。

1.2方法 2014年9月對種植地進(jìn)行翻地起隆劃分小區(qū)，小區(qū)共27個，每個小區(qū)面積為2.25m2，并對小區(qū)進(jìn)行隨機編號（1～27）。其中9號、26號、27號為1.682水平三次重復(fù)試驗；10號、24號、25號為-1.682水平三次重復(fù)試驗。整地澆水后按設(shè)計進(jìn)行種植，種植后前5d進(jìn)行澆水補苗，在菜苗完全成活后轉(zhuǎn)入正常管理每3d定量澆水一次。遇到下雨天進(jìn)行蓋膜遮雨。2014年12月3日進(jìn)行烏塌菜根系活躍吸收面積的測定，方法為每小區(qū)隨機取4株帶土的烏塌菜植株，用自來水將根系沖洗干凈并將根系剪下進(jìn)行甲烯藍(lán)法測定。本試驗利用二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，共23個處理，小區(qū)面積2.25m2，采用三因素五水平選取種植密度（x1）、氮肥（x2）、澆水量（x3）為自變量（表1），分5個水平，分別為1.682、1、0、-1、-1.682，以活躍吸收面積（v）為目標(biāo)函數(shù)，再利用甲烯藍(lán)法測定根系活活躍吸收面積。計算公式如下：

活躍吸收面積（%）=根系活躍吸收面柵根系吸收總面積×100。

2.結(jié)果與分析

2.1根系吸光度數(shù)據(jù)處理

2.1.1三因素二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣及試驗結(jié)果計算 詳見表2。

按二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計的統(tǒng)計分析方法，利用Excel計算B、D、b、Q，得種植密度（x1）、氮肥（x2）、澆水量（x3）與根系活躍吸收面積的函數(shù)模型為：

y=49.88 10+2.2565x1+0.8087x2+0.7 156x3-0.75x1x2+1.25xtx3-0.25x2x3-0.1 107x1-0.6446x2-0.2886x3

2.1.2回歸方程顯著性檢驗 詳見表3。

F1=失擬均方/誤差均方=0.1350

F2=回歸均方，剩余均方=8.5773>F0.01（9.13）=4.19，說明各變異項與試驗指標(biāo)的總回歸關(guān)系顯著。

2.2各偏回歸系數(shù)顯著性檢驗 將上述回歸模型中任意2個因素固定在零水平，得到了僅有其余某一個因素的一元偏回歸子模型（表4），由回歸系數(shù)可判斷3個處理因素對烏塌菜根系活躍吸收面積的影響。

根據(jù)以上回歸子模型作圖，如圖1所示。

對表4求極值可知，種植密度與根系活躍吸收面積近似一條直線關(guān)系，增加種植密度可提高烏塌菜根系活躍吸收面積，當(dāng)種植密度為1470 960株/hm2時根系活躍吸收面積最大；氮肥、澆水量與根系活躍吸收面積呈曲線相關(guān)，當(dāng)?shù)省菜克捷^低時，增加氮肥施用量和澆水量可提高根系活躍吸收面積，但氮肥量超過460.65kg/hm2、澆水量超過55 419.75L/hm2后，根系活躍吸收面積增加不明顯且略有下降，說明氮肥量、澆水量過多或過少，均對根系活躍吸收面積不利。

3.結(jié)論與討論

根據(jù)優(yōu)化方程可得，當(dāng)種植密度為1 470 960株/hm2，氮肥量為460.65kg/hm2，澆水量為55 419.75L/hm2時，烏塌菜根系活躍吸收面積至最高為89.81%。三元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計的試驗方案可適應(yīng)當(dāng)前土地短缺現(xiàn)狀，利用少量土地資源做出具有科學(xué)性的試驗。另外，它即具有正交設(shè)計的特點，利用正交表來安排較少的試驗處理數(shù)，以提高試驗效率；又具有回歸分析的特點，利用最小二乘法原理，通過實測數(shù)據(jù)求出各因素與試驗指標(biāo)的回歸方程（regression equation），一邊利用該方程預(yù)測和控制生產(chǎn)。

據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析得知，種植密度未達(dá)到極值，試驗沒有找到種植密度的最佳值，主要是因為種植密度區(qū)間設(shè)置不到位。何強等研究表明，土壤環(huán)境、氣象因子、品種、播種期、種植密度、生長時期、肥水措施、深中耕等條件或措施對根系活力有影響。試驗中根系活力可能受到土壤環(huán)境、光照條件等的影響，今后應(yīng)通過進(jìn)一步的試驗來排除不利因素的影響。

根系活力的試驗?zāi)康氖菫榱藱z驗根系與地上產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系，從而利用不同措施來增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)。研究表明，不同有機肥對烏塌菜產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善有不同程度的影響。種植密度、施氮肥量及澆水量三因素對烏塌菜根系活躍吸收面積的影響今后仍需作進(jìn)一步的試驗研究。