鉀元素對水培條件下草莓農藝性狀及光合作用的影響

賈雪晴++姜自紅

摘 要：以“幸香”草莓為試驗材料，采用設施水培技術研究探討了K+對草莓幼苗生長及光合特性的影響。試驗設置5個K+水平，分別為0，4，8，12，16 mmol·L-1。試驗結果表明：在營養液K+濃度0～12 mmol·L-1范圍內，草莓幼苗的農藝指標（株高、莖粗、葉長等）、光合色素含量及凈光合速率均隨K+濃度的升高而增加，至 12 mmol·L-1時達到最大，較對照分別增加167.26%，35.54%，65.45%、84.10%，143.98%，各處理間差異顯著；當K+濃度達到16 mmol·L-1時呈下降趨勢。

關鍵詞：草莓；K+濃度；水培；生長勢；光合特性

中圖分類號：S668.4 文獻標識碼：A DOI 編號：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.05.001

Effects of Different K+ Concentrations on Agronomic Characters and Photosynthesis of Strawberry

JIA Xueqing，JIANG Zihong

（Chuzhou Vocational and Technical College，Chuzhou， Anhui 239000，China）

Abstract： The study focused on the effects of different K+ concentration on growth and photosynthetic characteristics in strawberry seedling at 35 days. By means of nutrient solution， five different K+ concentrations at 0， 4， 8， 12，16 mmol·L-1 were designed. The results indicated that agronomy index（the plant height， diameter， leaf length， et al）， pigment content and net photosynthesis rate of strawberry seedling increased with the increase of K+ concentration， ranging from 0～12 mmol·L-1， while decreased in the treatment of K+ concentration at 16 mmol·L-1. Compared with CK， the treatment of K+ concentration at 12 mmol·L-1 enhanced the contents of the plant height，diameter， leaf length， dry weight of stem and leaf， fresh weight of stem and leaf，carotene，pigment content， net photosynthesis rate by 171.26%， 35.54%， 65.45%， 84.10% and 143.98% respectively.

Key words： strawberry； K+ concentration； nutrient solution； growth properties； photosynthetic characteristic

土壤中可被植物直接吸收利用的鉀多是速效性鉀。當土壤中速效性鉀較多時，交換性鉀進入2∶1型層狀礦物層間晶胞六角網穴中，被束縛為非交換性鉀，從而降低了施鉀的效果。草莓對鉀反應十分敏感，在草莓生長關鍵期鉀肥施用量不足將嚴重影響草莓的品質，然而過量施用鉀肥也不利于改善果實品質，造成肥料浪費。近年來，設施作物連作障礙問題日益突出，無土栽培采取人為控制的方式，為植物根系提供協調穩定的水、肥、氣環境，有效地克服了設施連作障礙問題，改善了作物品質，提高了作物產量，并且不受當地土質影響，試驗結果相對穩定[1]。因此，本試驗采用深液流技術（DFT）水培的方式種植草莓，在營養液中設置不同梯度的K+濃度，研究探討營養液K+濃度對草莓幼苗農藝性狀、光合色素含量及光合特性等的影響，以期為草莓合理施用鉀肥提供理論參考依據。

1 材料和方法

1.1 試驗設計

試驗于2015年8月至10月在滁州試驗基地進行。供試草莓品種為“幸香”草莓，常規育苗，葉片5～6枚，短縮莖粗1 cm時，采用深液流技術（DFT）水培定植（8月15日），株行距15 cm×25 cm，定植水培箱體規格為65 cm（L）×50 cm（W）×35 cm（H），營養液參照Hoagland營養液（Hoagland，1950），微量元素參照Arnon配方[2]。試驗設5個K+濃度處理，分別為0，4，8，12，16 mmol·L-1，K+由K2SO4提供，每個處理定植6盆，3次復，營養液每5 d更換一次，pH值為5.5～6.5，常規管理。

1.2 測定方法

草莓的農藝性狀（株高、葉長、莖粗等）于定植后35 d測定，株高和莖粗分別采用直尺和游標卡尺測定；選取心葉向外第二片展平的功能葉測定葉長；干鮮質量采取MP200B電子天平測重；光合色素含量采用丙酮比色法測定[3]。光合參數于9月18日上午8：00—9：30采用CIRAS-1光合儀進行測定。

試驗數據分別采用Excel2003軟件處理和DPS 7.05軟件統計分析。

2 結果與分析

2.1 鉀元素對設施水培草莓幼苗農藝性狀及干物質積累的影響

由表1可以看出，草莓幼苗的株高、莖粗、葉長、莖葉鮮質量和莖葉干質量在一定K+濃度范圍內，隨K+濃度水平的升高呈現先增高后下降的趨勢。K+濃度 12 mmol·L-1時各指標達到最大，較不施鉀元素的處理（0 mmol·L-1）分別提高167.26%，35.54%，65.45%，132.54%，112.84%，各處理間差異顯著。試驗表明，營養液中K+濃度為12 mmol·L-1較利于促進草莓幼苗生長及干物質的積累，這為產量提高打下基礎。營養液K+濃度至16 mmol·L-1時，上述指標呈現下降趨勢，這可能與高濃度K+產生的肥害和抑制其他礦質元素吸收有一定關系。

2.2 鉀元素對設施水培草莓幼苗光合色素含量的影響

從表2可知，光合色素含量隨K+濃度的升高而增加，至12 mmol·L-1時達到最大值，葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和葉綠素（a+b）含量較不施鉀元素的處理（0 mmol·L-1）分別提高82.46%，121.47%，96.21%，81.80%，處理間差異顯著。數據表明，K+濃度為12 mmol·L-1較利于提高草莓葉片光合色素積累，增強草莓葉片對光能的利用率，為制造更多的光合產物創造了條件。當K+濃度為16 mmol·L-1時，上述光合指標均有不同程度的降低，說明高濃度的K+不利于草莓光合產物的形成。

2.3 鉀元素對設施水培草莓幼苗光合特性的影響

表3表明，不同濃度K+對草莓幼苗凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率放入影響均高于不施鉀處理，且不同處理間存在明顯差異，K+濃度為12 mmol·L-1時，上述指標增加最為明顯；其次為K+濃度8 mmol·L-1和16 mmol·L-1處理；12 mmol·L-1K+處理草莓凈光合速率和氣孔導度較對照分別增加143.98%和86.56%，處理間差異顯著，胞間CO2濃度在該濃度下最低。蒸騰速率在K+濃度為0 mmol·L-1時最高，且顯著高于施鉀處理，這可能與缺鉀導致葉片氣孔開關失調有關。試驗說明K+濃度對草莓葉片光合性能有重要影響，其中K+濃度為12 mmol·L-1時光合速率最高，過高K+濃度（16 mmol·L-1）抑制了光合速率的提高。

3 結論與討論

Yamada S[4]研究得出，施鉀對玉米、太陽花等作物的品級、生育性狀等指標有顯著影響。劉冬碧[5]在鉀素對蓮藕生長和干物質積累上的研究得出，適當濃度的鉀元素能顯著增加蓮藕形態指標和干物質質量。本試驗研究結果與之類似，施鉀肥能夠不同程度地增加草莓株高、莖粗、葉長及莖葉干鮮質量。在K+濃度0～12 mmol·L-1范圍內，上述指標隨K+濃度的升高而逐漸增加，至12 mmol·L-1時達到最大，而后隨營養液中K+濃度升高，上述指標逐漸下降，這與唐玉霞[6]、Geiger D R[7]等人的試驗結果類似。試驗結果表明，在一定濃度范圍內（0～12 mmol·L-1）增施鉀肥能夠有效改善草莓形態指標及生物量，但過高濃度的K+反而不利于草莓形態指標的建成，這可能是因為過高濃度的K+離子造成草莓根系滲透脅迫的發生，致使一系列代謝活動受到影響，生長受到抑制。

鉀是植物生命活動必需的元素之一。郭熙盛等[8]在黃瓜上的研究，李玉影等[9]對小麥的研究，何萍等[10]在玉米上的研究，郭英等[11]在棉花苗期的研究，劉蕓等[12]在番茄上的研究，均表明鉀元素能提高光合速率，促進葉綠素合成，提高氮素吸收利用率，提高二氧化碳同化效率，延緩葉片衰老。本研究表明，在缺鉀及低鉀處理情況下，草莓葉片葉綠素及類胡蘿卜素含量均較低，這可能是因為草莓的光合器官由于必需元素之一——鉀元素的缺乏，造成其在發育過程中受阻。當營養液中K+濃度為12 mmol·L-1時，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素（a+b）的含量達到最高，較不施鉀肥的處理分別提高82.46%，121.47%，81.80%，處理間差異顯著。類胡蘿卜素具有保護光合膜、維持類囊體膜穩定的作用[13]，試驗結果顯示營養液K+濃度為12 mmol·L-1時，類胡蘿卜素含量最高，達0.139 7 mg·g-1。

彭海歡等[14]和蔣德安[15]的研究表明，缺鉀能夠降低水稻葉片光合能力，使水稻產生一定程度的生理障礙。鄭炳松等人[16] 通過對鉀肥的試驗研究得出，施鉀肥能夠提高植物光合速率。本研究結果得出，在營養液K+濃度為0 mmol·L-1時，草莓葉片光合速率最低，且顯著低于其他處理，這可能是因為鉀是植物體內60多種酶的活化劑，鉀的缺乏至使葉綠素合成受阻，從而影響了其光合性能的提高，K+對氣孔的開放有直接作用[17]。本試驗中，草莓氣孔導度在0～12 mmol·L-1的K+濃度范圍內，隨其濃度的增加逐漸增加，至12 mmol·L-1時達到最大值，氣孔導度的增加為葉片吸收充足的CO2提供了條件。

綜上所述，在K+濃度為0～12 mmol·L-1時范圍內，草莓幼苗株高、莖粗、葉長、莖葉干鮮質量、葉綠素含量及葉片光合速率等均隨其濃度的增加而增加，并以K+濃度為12 mmol·L-1值時最大，當繼續增加K+濃度至16 mmol·L-1時，上述指標呈下降趨勢。胞間CO2濃度在K+濃度12 mmol·L-1時值最低。

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