供氮水平對一串紅 ‘橙香公主’生長和氮磷鉀吸收的影響

佟 靜，劉克鋒，孫向陽，李素艷，張秀芳

（1.北京林業大學 林學院， 北京 100083；2.北京農學院 城鄉發展學院，北京102206）

供氮水平對一串紅 ‘橙香公主’生長和氮磷鉀吸收的影響

佟 靜1，劉克鋒2，孫向陽1，李素艷1，張秀芳2

（1.北京林業大學 林學院， 北京 100083；2.北京農學院 城鄉發展學院，北京102206）

氮是影響園林植物生長發育和觀賞品質的關鍵元素。以典型園林植物一串紅Salvia splendens栽培型 ‘橙香公主’ ‘Chengxiang Gongzhu’為試驗材料，設置0（N0），5（N1），25（N2），50（N3），100（N4），150（N5），200（N6），250 mg·L-1（N7）等8個不同氮素水平，研究了不同氮營養液施用量對植株生長指標和養分吸收的影響。結果表明：在0～250 mg·L-1范圍內隨著施氮水平的增加，株高、冠幅、地徑、干物質質量和葉綠素質量分數出現先增加后減低趨勢。其中株高、植株干物質質量均在N5達到最大值，冠幅和地徑、葉綠素質量分數均在N6達到最大值。葉面積和根長隨著施氮水平的增加而增加，根冠比先下降后趨于平緩。隨著供氮水平的增加， ‘橙香公主’氮吸收量逐漸增加，氮的吸收率呈先下降后上升波動趨勢。隨著供氮水平的增加，根、莖、葉、花部位鉀養分的吸收比磷的吸收影響更為明顯，其中對根和花中鉀的吸收，以及對葉和花中磷吸收影響最為明顯。綜合研究結果表明，供氮水平為150～200 mg·L-1最適合 ‘橙香公主’的生長發育。圖6參4參22

植物營養學；氮營養液；一串紅 ‘橙香公主’；植物生長；養分吸收

一部分生產者不了解花卉的養分需求特性，往往養分施用量不足、過量或比例不當，生產中出現各種營養失調癥狀，嚴重影響花卉產業的快速發展［1］。營養液施用的推廣是改善園林花卉栽培營養元素施用不當，促進花卉產業健康發展的重要途徑，也是無土栽培的核心［2-4］。營養液中各種離子的濃度和比例直接影響觀賞植物不同觀賞部位的生長［5-6］，尤其是營養液中氮素的供給對花卉植物的光合作用、生理生長及觀賞品質有非常重要的影響［7-11］。氮是葉綠體最重要的組成元素，也是植物體內氨基酸和一些關鍵植物激素的重要組成部分。據研究，植物體內75%的氮都集中于葉綠體中，植物氮素是否適宜嚴重影響著植物的光合物質代謝；而且植物體內氨基酸和蛋白質、磷脂、酶、生長素等植物激素、生物堿及多種維生素中也包含氮素；此外，氮對磷鉀等營養元素的吸收也有一定影響［12-19］。因此，氮施用量是否適宜在一定程度上決定著花卉植物光合作用、營養物質供給、花卉生長發育和觀賞品質。研究花卉植物不同供氮水平對植物的光合作用、不同器官的生長發育以及對磷鉀等營養元素吸收的影響規律有重要意義。一串紅Salvia splendens是典型的園林花卉植物，因具有生長周期短、適應性強、花期較長、花色純正、總狀花序開花不斷、觀賞價值高等特性，廣泛用作花叢、花壇、組合盆栽，也用于花境與林緣小道的鑲邊，具有廣闊的市場前景［20］。本研究以典型的一串紅新品種 ‘橙香公主’Salvia splendens‘Chengxiang Gongzhu’為例［21］，利用營養液施用研究了不同供氮水平對 ‘橙香公主’生長、葉綠素、營養吸收的影響，以確定一串紅適宜氮用量，使生產中的氮素管理更加精確化，在保證一串紅觀賞品質的前提下，提高氮利用效率。

1 材料和方法

1.1 試驗材料和地點

供試材料為北京農學院一串紅課題組選育的一串紅新品種 ‘橙香公主’，試驗于北京農學院溫室大棚中進行，播種基質選擇V（國產草炭）∶V（園土）=3∶1，以珍珠巖為栽培基質。栽培容器為135 mm×150 mm的雙色塑料盆。試驗期間大棚內溫度保持在（25±3）℃以上，平均相對濕度為50%～70%。基本能滿足 ‘橙香公主’正常生長。

1.2 試驗設計

實驗設置8個處理，氮營養液形態為硝酸銨（NH4NO3），母液采用改良后的霍格蘭營養液配方（表1），采用去離子水配制母液，自來水配制營養液。處理間各營養元素用量除了氮素不同，其他元素總用量相同。隔3 d澆灌1次氮營養液，營養液用量均為150 mL·株-1·次-1，試驗期間共澆灌20次。處理之間除實驗因素外，其他管理措施相同。

表1 不同氮營養液處理及母液配方Table 1 Arrangement of different N level and Nutrient formula

1.3 測定內容和方法

1.3.1 指標測定 選用1個月株齡 ‘橙香公主’，緩苗1周開始實驗研究。實驗結束后，一串紅株齡為97 d，溫室實驗取樣測試共進行60 d。實驗測定株高、冠幅、地徑、葉面積、根長、葉綠素、養分等指標。株高測定用鋼尺測量基質表面到植株頂部距離，隨機選定固定的5株·處理-1進行測量，計算平均值即為該處理株高；用直尺測量植株冠幅，十字交叉方向分別測量1次取平均值，隨機選定固定的5株·處理-1進行測量，所得平均值即為該處理冠幅值；地徑測定用游標卡尺測量植株基部的直徑；利用葉面積儀（M300）測定各個植株中部3對葉片葉面積；用根系掃描儀測定分析各處理根長；葉片葉綠素質量分數測定參考丙酮乙醇混合法；采用鮑士旦［22］土壤農化分析里面的方法測定 ‘橙香公主’中全效氮、磷、鉀養分質量分數。

1.3.2 生物量測定 隨機取5株·處理-1，從珍珠巖表面開始把每株植株用剪刀剪斷，分為地上部分和地下部分，用自來水沖洗掉纏繞在根部的珍珠巖，濾紙擦干根系表面水分。地上部分為莖、葉片和花3個部分。同樣用自來水沖洗干凈后用濾紙吸干表面水分。分別把根、莖、葉、花裝入信封，在105℃烘干箱中殺青1 h，然后在60℃下烘干至恒量，用1/10 000電子天平分別稱量根、莖、葉、花各部位，所得平均值即為該處理根、莖、葉、花干物質質量。

1.3.3 數據分析方法 數據采用Excel和SPSS 17.0軟件進行分析，Duncan法進行方差分析。

詞典的種類繁多，分類體系也相當復雜繁瑣，這里僅作簡單分類。按其語言的種類可以分為兩大類：單一語種的詞典(如：郎曼英英詞典)和雙語詞典(如：牛津英漢雙解詞典)；按其性質可以分為：各個領域的知識型詞典(如：大不列顛百科全書)、專業的詞典(如：語言與語言學詞典、英漢建筑學詞典)和詞語釋義型詞典(如：牛津當代英語高級詞典)；就詞典使用的材質而言，可以分為紙質詞典和電子詞典。

2 結果與分析

2.1 供氮水平對 ‘橙香公主’株高、冠幅、地徑、葉面積和根長的影響

不同的供氮水平處理下 ‘橙香公主’的株高、冠幅、地徑、葉面積和根長如表2所示。隨著供氮水平的增加，株高呈現先增高后降低的趨勢，在N5處達到最大值27.700 cm，N6與N5，N7之間差異不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）。N0株高最小，為7.280 cm，與N1處理差異不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）。冠幅隨著供氮水平的增加出現先升高后下降趨勢，在N6處達到最大值19.650 cm，與N5和N7差異不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）。N0冠幅為最小值4.100 cm，與N1差異不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）。N1與N0，N2處理不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）。地徑也呈現先升高后減低變化趨勢。在N6處理達到最大值5.380 cm，與N5，N7之間差異不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）。N7，N4之間差異不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）。N1，N2，N3之間差異不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）。N0處理地徑值最小為2.260 cm，與其他處理差異顯著（P＜0.05）。氮處理對 ‘橙香公主’葉面積的影響，一直都是增加的趨勢，在N7處達到最大值2 804.270 mm2，與N5，N6之間差異不顯著（P＞0.05），與其他各處理之間差異顯著（P＜0.05）。N0到N4差異不顯著（P＞0.05），N0為最小值261.000 mm2。

根系是植物吸收水分和養分的主要器官，根系形態和空間分布影響著養分吸收。用根系掃描儀測定‘橙香公主’根長。不同的供氮水平對根長影響如表2所示： ‘橙香公主’根長呈現上升的趨勢。N0處理根長最短，為5.487 cm。根長在N7處理時達到最長為18.179 cm，顯著大于N0處理，與N5和N6處理差異不顯著（P＞0.05）。這說明在一定范圍內，較高的氮供應有利于根長的增加，過高的供氮量在一定程度上促進根系的伸長。

表2 不同氮營養液處理對 ‘橙香公主’株高、冠幅、地徑、葉面積和根長的影響Table 2 Effects of different N treatment on plant height，crown，diameter，leaf area and root length of the ‘Chengxiang Gongzhu’

N5和N6處理促進了 ‘橙香公主’株高、冠幅、地徑、葉面積生長發育，有利于形成優良的株型，提高觀賞品質，可以為開花提供必要的營養基礎。N7葉面積達到最大值，而株高、冠幅、地徑指標下降，可能是施用氮肥過量，會導致營養生長過剩，開花時間延長。

2.2 供氮水平對 ‘橙香公主 ‘葉綠素質量分數的影響

對不同供氮水平的 ‘橙香公主’葉綠素質量分數進行分析，結果如表3所示。葉綠素a，葉綠素b及葉綠素總量均值N6處理達到最大值，其次為N7和N5，葉綠素質量分數分別為2.115 mg·g-1，1.827 mg·g-1和1.630 mg·g-1。在N0～N6處理之間隨著供氮水平的提高，植株葉色由黃變綠到濃綠，葉綠素a，葉綠素b及葉綠素總量呈上升趨勢，在N7處理稍微有所下降。不同供氮水平對 ‘橙香公主’葉色影響顯著。N0處理葉色發黃，新葉出現不同程度的黃化，N1和N2處理也有類似現象，葉片內葉綠素質量分數顯著低于N6處理，可知氮缺乏影響了葉綠素的形成。處理間葉綠素質量分數的變化進一步反應了葉色的變化趨勢。適當的氮肥有助于葉綠素質量分數的提高，氮肥過多或過少均不利于葉綠素質量分數的增加，N4～N6處理葉色為正常綠色，N7處理 ‘橙香公主’的葉片由正常的淺綠色或黃綠色轉為綠色或墨綠色（圖1）。

圖1 實驗結束后 ‘橙香公主’盆栽生長狀況Figure 1 Growth status of‘Chengxiang Gongzhu’ after the experiment

表3 不同供氮水平對 ‘橙香公主’葉綠素a，葉綠素b和葉綠素總量的影響Table 3 Effects of different N treatment on the chlorophyll content of‘Chengxiang Gongzhu’

2.3 供氮水平對‘橙香公主’干物質質量的影響

2.4 供氮水平對 ‘橙香公主’根冠比的影響

根冠比是反應光合產物在地下部分和地上部分分配的比例指標。供氮水平對 ‘橙香公主’植株根冠比的影響如圖3所示，隨著供氮水平的增加，根冠比呈現先下降后趨于平緩的規律，在N0處理時根冠比最大，其次是N1處理，分別為3.190和1.091。其他各處理之間根冠比均小于1。雖然N0，N1，N2處于低氮水平， ‘橙香公主’根冠比明顯高于其他高氮水平，這是因為植株在缺氮狀態時，光合產物運送到根系的比例增加，引起根系的生長速度相對加快。說明在低氮脅迫下，優先供應地下部分的根系生長發育，擴大根系吸收養分的范圍。

2.5 供氮水平對 ‘橙香公主’植株養分吸收量的影響

2.5.1 供氮水平對 ‘橙香公主’植株不同部位氮吸收的影響 由圖4可以看出， ‘橙香公主’根氮質量分數呈現降低—升高—降低—再升高趨勢，變化規律不明顯。在N7水平達到最大值為20.171 g·kg-1，N6水平次之值為18.666 g·kg-1。莖、葉、花氮質量分數隨著供氮水平的升高而逐漸增加，莖氮的質量分數在N0～N5變化不明顯，N5之后上升趨勢明顯，在N7處理時達到最大值，為19.850 g·kg-1。葉內氮質量分數從N3到N7上升趨勢明顯，在N7達到最大值，為40.542 g·kg-1。花氮的質量分數在N7處理最高38.868 g·kg-1，N0最低為14.719 g·kg-1。根、莖、葉、花氮質量分數變化趨勢基本相同，均值N3處理有稍微下降，之后就開始上升。葉和花在N5～N7之間差異不大。

圖2 不同氮水平處理對 ‘橙香公主’干物質質量的影響Figure 2 Effects of different N treatment on dry weight of the ‘Chengxiang Gongzhu’

圖3 不同供氮水平處理對地下/地上部分根冠比的影響Figure 3 Effects of different N treatment on root/shoot dry weight ratio of the ‘Chengxiang Gongzhu’

2.5.2 供氮水平對 ‘橙香公主’植株氮吸收量的的影響計算氮營養液施用量和植物對養分的吸收量，得出不同氮梯度處理氮吸收率如表4所示。氮吸收率均隨供氮水平的提高而降低。 ‘橙香公主’在N1處理時，即5 mg·L-1，氮吸收率最高為11.950%。其他各處理氮吸收率均遠小于N1，說明花期氮的吸收利用率低，造成了氮肥的浪費，花期應適當降低氮營養液濃度，達到盆花低施肥、高品質的生產目的。

圖4 不同供氮水平處理對 ‘橙香公主’不同部位氮吸收量的影響Figure 4 Effects of different N treatment on N absorption amount of the ‘Chengxiang Gongzhu’

表4 不同供氮水平處理對 ‘橙香公主’植株氮吸收量的影響Table 4 Effects of different N treatment on N absorption rate of the ‘Chengxiang Gongzhu’

2.5.3 供氮水平對 ‘橙香公主’不同部位磷吸收的影響 ‘橙香公主’不同部位磷質量分數如圖5所示。‘橙香公主’葉部磷質量分數變化無規律，在N1處達到最大值為13.791 g·kg-1，N2處理為最小值9.569 g·kg-1。花部磷質量分數變化不明顯，在N3處理達到最大值11.670 g·kg-1，N1處理次之，值為11.462 g· kg-1。隨著供氮水平的升高，根磷質量分數各處理間變化不大，NO處理為最大值16.222 g·kg-1，N5處理為最小值為15.581 g·kg-1。莖磷質量分數最低，呈現先降后升趨勢，在N3處理為最小值4.541 g·kg-1，且各處理間差異不明顯。

2.5.4 供氮水平對 ‘橙香公主’不同部位鉀吸收的影響 由圖6可知：不同供氮水平對鉀吸收的影響，從N1開始 ‘橙香公主’植株鉀質量分數以花為最高，莖最低。各處理間花的鉀質量分數呈先上升后下降趨勢，可以看出缺氮處理，不利于花對鉀的吸收，低氮處理有利于鉀向花內轉移，在N1處理花鉀質量分數達到最大值9.275 g·kg-1，其次為N3處理7.913 g·kg-1，N0處理時為最小值1.753 g·kg-1。莖的鉀質量分數在N0處理達到最大1.748 g·kg-1，N3處理為最小值0.195 g·kg-1，隨著供氮水平的增加，莖的鉀質量分數呈現先下降后平緩上升趨勢，處理間無不明顯差異。根部鉀的質量分數在N0～N3之間變化不大，N3～N7下降趨勢，在N3處理達到最大值6.191 g·kg-1，且N3與N4處理間變化明顯。說明在一定范圍低氮處理有利于根部鉀的吸收。葉的鉀質量分數N0處理為最大3.999 g·kg-1，N1～N7區間 ‘橙香公主’葉的鉀質量分數差異不明顯，隨著供氮水平的增加，對葉部鉀的吸收影響不大，氮過量不利于鉀在花和根部的累積。

圖5 不同供氮水平處理對 ‘橙香公主’不同部位磷吸收量的影響Figure 5 Effects of different N treatment on the P absorption amount of the ‘Chengxiang Gongzhu’

圖6 不同供氮水平處理對 ‘橙香公主’不同部位鉀吸收量的影響Figure 6 Effects of different N treatment on the K absorption amount of the ‘Chengxiang Gongzhu’

3 結論與討論

采用單因子隨機區組實驗設計，研究了不同供氮水平處理對一串紅 ‘橙香公主’生長發育的影響。主要研究結果如下：供氮水平在0～250 mg·L-1范圍內，隨著供氮水平的增加， ‘橙香公主’的株高、冠幅、地徑、葉綠素總量、葉綠素a和葉綠素b均呈現先增加后下降的變化趨勢。植株營養生長大多在N5水平達到峰值，說明N5處理最有利于 ‘橙香公主’植株營養物質的積累。根據根冠比可以發現， ‘橙香公主’地下部分與地上部分生長存在一定的關聯性。

在氮質量濃度5～250 mg·L-1范圍內， ‘橙香公主’各部位氮的吸收量隨供氮水平的增加而升高，而氮吸收率均隨供氮水平的提高而降低。 ‘橙香公主’在N1處理時，即5 mg·L-1，氮吸收率最高為23.058%。其他各處理氮吸收率均遠小于N1。說明花期氮的吸收利用率低，高供氮水平造成了氮肥的浪費，花期應該降低供氮水平。

‘橙香公主’根、莖、葉、花中磷質量分數變化無明顯規律，各處理間差異不大，莖的磷質量分數最低。從N1開始 ‘橙香公主’植株鉀質量分數為花＞根＞葉＞莖，表明低氮添加易使鉀向花轉移；N1～N3氮處理水平下，植株根、莖、葉、花各器官內鉀的質量分數明顯高于高氮處理，表明低氮處理更有利于植株各器官鉀的吸收。

本研究認為供氮水平在150～200 mg·L-1范圍內最適合 ‘橙香公主’的生長發育，有利于形成優良株型，提高觀賞品質，篩選出了典型花卉植物施氮的最佳范圍閾值。根據供氮水平下株高、冠幅、地徑生長的差異，可以推知N7處理時植株處于氮營養過剩狀態。對不同供氮水平下葉色和葉綠素質量分數分析表明：葉綠素質量分數與葉色由黃色逐漸變綠變化相一致，說明氮參與 ‘橙香公主’葉綠素的形成，且 ‘橙香公主’葉綠素質量分數主要是受葉綠素a的影響，受葉綠素b的影響較小。本研究通過對典型花卉植物的不同供氮水平影響的系統研究，彌補了花卉植物施氮影響目前研究的不足。同時，與以往施氮影響研究不同的是，本研究不僅分析了以往常規的氮添加對植株生長、生物量、葉綠素等影響關系［14-16］，而且系統闡明了不同供氮處理水平對磷、鉀等重要元素在根、莖、葉、花各器官內的遷移過程的影響， 對花卉植物栽培中如何合理設置氮、磷、鉀配比研究也有重要借鑒意義。

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Nitrogen nutrient solutions for growth of Salvia splendens‘Chengxiang Gongzhu’ with N,P and K absorption

TONG Jing1,LIU Kefeng2,SUN Xiangyang1,LI Suyan1,ZHANG Xiufang2
（1.College of Forestry,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;2.Urban and Rural Development College, Beijing University of Agriculture,Beijing 102206,China）

Nitrogen is the key element for garden plant growth and ornamental quality.The research of the application of nutrient solution is an important way to prohibit the improper nitrogen application.To study the effects on the plant growth index and nutrient（P,K）absorption,a nutrient solution was applied to a typical garden plant Salvia splendens ‘Chengxiang Gongzhu’.Eight different N concentration levels of 0,5,25,50,100, 150,200,and 250 mg·L-1（named N0,N1,N2,N3,N4,N5,N6,and N7）,respectively,were applied.Five replications were conducted for each treatment.Duncan’s new multiple range test was used for the statistical significance test,with the significance level ofP＜0.05.Results indicated that with an increasing N level,plant height,crown diameter,ground diameter,dry weight,and chlorophyll content first significantly rose and then dropped.Plant height and plant dry weight reached a maximum with N5,and crown breadth,ground diameter, and chlorophyll content all reached a maximum with N6.As N increased,leaf area and root length significantly increasing,but the root-shoot ratio first dropped then began to flatten.‘Chengxiang Gongzhu’N uptake also increased gradually;whereas,the N absorption ratio decreased sharply from N1to N2followed by fluctuations from N3to N7.In all plant organs （root,stem,leaf,and flower）,the addition of N influenced the K absorptionratio more than the absorption of P.The most obvious effects of adding N were on K absorption in roots and flowers,and P absorption in flowers and leaves.Based on this study,recommended N concentration levels between 150-200 mg·L-1would be most suitable for the growth of‘Chengxiang Gongzhu’.［Ch,6 fig.4 tab.22 ref.］

plant nutrition;nitrogen nutrient solution contents;Salvia splendens‘Chengxiang Gongzhu’;vegetative growth;nutrition absorption

Q945.1

A

2095-0756（2017）03-0465-08

浙 江 農 林 大 學 學 報，2017，34（3）：465-472

Journal of Zhejiang A＆F University

10.11833/j.issn.2095-0756.2017.03.012

2016-05-20；

2016-09-07

北京市教育委員會科學研究與研究生培養共建項目資助（BLCXY201508）；國家林業公益性行業科研專項（201504205）

佟靜， 博士研究生，從事植物營養和土壤生態研究。 E-mail：Tongj@bjfu.edu.cn。通信作者：孫向陽，教授，博士，博士生導師，從事植物營養、土壤生態、綠化廢棄物資源化再利用等研究。 E-mail：sunxy@bjfu.edu.cn