氮磷鉀施用量對辣木生長及養分累積的影響*

程世敏，黃麗娜 ，趙增賢，魏守興，魏軍亞

(中國熱帶農業科學院 熱帶作物品種資源研究所，海南 儋州 571737)

辣木(Moringa oleifera)為辣木科辣木屬多年生速生小喬木，具有非常高的經濟效益和生態價值。近年辣木種植作為一個新興產業，在中國獲得了廣泛的應用和發展，其豐富的營養價值得到深入挖掘[1-3]，其產業鏈也進一步完善[4-5]。2015年以來，辣木研究熱度大幅增長，成分分析和功能開發等研究報告倍增。就整個辣木產業而言，與終端產品開發利用相比，品種選育和栽培技術等研究明顯不足。因此，研究辣木需肥特性以進一步完善辣木栽培技術很有必要。關于辣木施肥與栽培方面，相關研究認為大田栽培條件下N150P40K100(純養分N 150 g/株，P2O540 g/株，K2O 100 g/株) 處理最有利于株高及地徑生長，N85P85K100處理最有利于冠幅和分枝數的增加，N40P150K100處理則有利于果莢產量的提高[6]；還有研究認為氮肥是株高、地徑和冠幅生長的主要影響因素，N150P60K60處理為辣木最佳施肥推薦量[7]；也有研究指出鉀對辣木的株高、地徑及生物量等影響作用最大，氮影響最小[8]。然而，我們研究發現：不同栽培及管理方式下辣木對養分的需求各異，當辣木以采摘新梢為主及以結莢為主時，其對不同養分的需求差異較大。辣木新梢可以作為蔬菜食用，也可用于生產辣木茶等，采摘新梢為辣木重要栽培方式之一。為此，本研究針對性地開展了不同施肥比例對辣木新梢產量及養分吸收累積的影響，篩選出最適施肥比例，為以摘新梢為目的栽培方式下辣木施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試作物：印度辣木(Moringa oleifera)，辣木苗由中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所蔬菜研究室提供，定植前平均苗高32.8 cm，莖粗5.74 mm。

供試盆缽：規格為35.0 cm×28.0 cm×40.0 cm(上直徑×下直徑×高)，每盆裝土25.0 kg。

供試土壤：磚紅壤，pH 為5.03，有機質含量為1.05 g/kg，速效氮含量為40.71 mg/kg，速效磷含量為5.24 mg/kg，速效鉀含量為37.76 mg/kg。

供試肥料：尿素(N 46.6%)、氯化鉀(K2O 60.0%)和過磷酸鈣(P2O518.0%)。

1.2 試驗設計

本試驗基于以往的研究結果，采用三因素二水平完全試驗設計組合，以氮磷鉀施肥量為試驗因素，其中每千克土壤中氮純養分高低用量為0.28 和0.12 g；每千克土壤中磷純養分高低用量為0.33 和0.17 g；每千克土壤中鉀純養分高低用量為0.33 和0.17 g。另設不施肥處理為對照，共9 個處理(表1)。每盆定植1 株，以單株為1 個重復，處理15 株。

表1 各試驗處理純養分施肥水平Tab.1 Pure nutrient fertilization levels in every treatmentg

1.3 試驗方法

本試驗于2016 年5—8 月于中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所試驗基地大棚(N19°29′7.44″，E109°29′21.10″) 進行。2016 年5 月12 日將辣木苗移植于裝有25.0 kg 試驗土壤的盆缽中。其中氮、磷、鉀肥均以追肥形式施入，每15 d 施肥1 次。辣木自定植之日起每20 d測定株高、莖粗等生長指標，5 月31 日統一對辣木進行從土面往上80 cm 處摘頂處理，往后每20 d采摘新梢，并記錄每次新梢質量。2016 年8 月21 日采摘最后一次新梢并破壞性取樣，從15 個重復中選出9 株有代表性的單株，以3 株為1 個混合樣品，每處理分根、莖兩部分采集。

辣木樣品稱鮮質量，經105 ℃殺青30 min，在75 ℃下烘干至恒質量，分別記錄其干質量，用粉碎機粉碎裝入密封袋保存待測。辣木樣品經H2SO4-H2O2消煮，氮、磷、鉀含量分別采用靛酚藍比色法、鉬銻抗比色法和火焰分光光度法測定[9]。

1.4 數據處理與統計

試驗數據均采用Excel 2007 和SPSS 17.0 軟件進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同養分搭配對辣木單株各部位干物質累積及分配的影響

由表2 可見：與N0P0K0處理相比，施肥處理能顯著提高新梢、莖稈及整株干物質累積量，分別提高205.38%、99.97% 和74.68%，表明施肥有利于辣木干物質累積，尤其是新梢的干物質累積。分析辣木各部位干物質累積量可知：N0.28P0.33K0.17處理的新梢干物質累積量最高為103.53 g/株，其次為N0.28P0.17K0.17、N0.28P0.17K0.33處理分別為93.98 和92.94 g/株。總體而言，高氮各處理明顯高于低氮各處理；莖稈則以N0.28P0.17K0.17處理最高(269.00 g/株)，但與N0.28P0.33K0.17、N0.28P0.17K0.33處理間無顯著差異；整株干物質累積量表現為N0.28P0.17K0.33最高(478.98 g/株)，其次為N0.28P0.33K0.17和N0.28P0.17K0.17處理分別為461.12 和461.38 g/株，同樣以高氮處理綜合相對較優；而各處理間根部干物質量均無顯著差異。

通過表2 還可分析得出各處理不同部位占辣木整株的比例規律。各處理新梢平均占比為17.75%，以各高氮處理占比較高均在19.40%以上，其中又以N0.28P0.33K0.33和N0.28P0.33K0.17處理新梢所占比例最大，分別為23.21% 和22.45%，而新梢占比最小的為N0P0K0處理僅為10.68%；各處理莖稈平均占比為50.69%，以N0.28P0.33K0.17和N0.28P0.17K0.17兩處理占比最大，分別達到56.59%和59.30%，N0P0K0處理最小為45.08%；各處理根平均占比為31.56%，其中N0.12P0.17K0.33和N0P0K0處理最大，分別為39.02%和44.24%，而根占比最小的處理為N0.28P0.33K0.17，僅為20.96%。由此可見，N0.28P0.33K0.17處理最有利于提高辣木地上部比例，而N0P0K0處理則最有利于提高地下部比例。從整體而言，高氮處理更有利于提高辣木新梢及莖稈比例，但不利于辣木根比例的增加。

2.2 氮磷鉀養分水平對辣木單株各部位干物質累積的影響

從圖1a 可見：高氮各處理新梢及莖稈平均干物質累積量分別為93.01 g/株和236.37 g/株，均顯著高于低氮處理，分別為低氮處理的1.47 倍和1.19 倍，但高低氮水平處理間根及整株干物質累積量無顯著差異。由圖1b 顯示：高磷與低磷水平各處理辣木新梢、莖稈、根及整株干物質平均累積量無顯著差異，這說明本試驗條件下磷水平對干物質量的影響相對較小。由圖1c 顯示：鉀水平對辣木新梢、根及整株的干物質累積量影響不大，然而低鉀水平各處理辣木莖稈平均干物質量為229.94 g/株，反而高于高鉀處理的202.88 g/株，且二者有顯著差異。整體而言，各施肥處理辣木新梢、莖稈及整株干物質平均累積量均顯著高于對照，而高氮處理表現最優。可見，本試驗栽培條件下對于辣木生長而言，氮肥對其干物質累積量的影響最大。

表2 各處理辣木單株干物質累積量及分配規律Tab.2 Dry matter accumulations and distribution per plant of M.oleifera in different treatments

圖1 氮磷鉀施肥水平對辣木干物質累積的影響Fig.1 Effect of NPK fertilization level on the dry matter accumulation of M.oleifera

2.3 施肥處理對辣木單株不同部位養分累積量及分配的影響

由表3 可見：辣木新梢、莖稈、根及整株的養分吸收量以鉀最高、氮次之、磷最低，且不同處理間氮磷鉀養分吸收量的差異隨著辣木部位有所不同。N0P0K0處理新梢、莖稈、根及整株的氮磷鉀養分吸收均顯著低于施肥處理，說明施肥有助于促進辣木氮磷鉀養分的吸收。各處理間新梢氮累積量以N0.28P0.33K0.17處理最高(4.92 g/株)，顯著高于N0.28P0.17K0.33以外的其他施肥處理；N0.28P0.17K0.33和N0.28P0.17K0.17處理的磷累積量稍高，但均與其他施肥處理無顯著差異；鉀累積量以N0.28P0.33K0.17處理最高(8.08 g/株)，N0.28P0.17K0.33和N0.28P0.17K0.17處理次之。綜上所述，N0.28P0.33K0.17和N0.28P0.17K0.33處理有利于辣木新梢的養分累積。就莖稈養分累積而言，N0.28水平下的4 個高氮處理氮、鉀吸收量均無顯著差異，平均為2.55、7.25 g/株；磷吸收量以N0.12P0.33K0.17處理最高，且其他施肥處理間均無顯著差異。由此可知，高氮能顯著促進莖稈部位養分吸收。此外，辣木根氮、鉀養分吸收量均以N0.28P0.17K0.33處理最高，且各施肥處理間磷吸收量無顯著差異，說明N0.28P0.17K0.33處理適合根養分吸收。進一步分析可知：N0.28P0.33K0.17處理和N0.28P0.17K0.33處理的氮磷鉀養分吸收量均表現最高，表明這2 個施肥處理有利于提高辣木氮磷鉀吸收。綜合以上分析可知：N0.28P0.17K0.33最利于辣木新梢、莖稈、根及整株氮磷鉀養分吸收。

通過表3 進一步分析還可以得出：不同施肥處理下氮磷鉀養分在辣木各部位中的分配規律。各處理新梢、莖稈及根的氮磷鉀總養分平均占比分別為49.58%、35.58%和15.94%，其中新梢中氮累積量占整株平均比例為60.15%，而占比最高的處理為N0.12P0.17K0.17和N0P0K0，分別為68.18%和63.05%，占比最低的處理則為N0.28P0.33K0.33和N0.28P0.17K0.33等高氮處理。這表明總施肥量低處理下，新梢中氮累積量在整株中所占比例反而高，相反總施肥量高特別是施氮量高的處理新梢中氮累積量在整株中所占比例反而低。辣木莖稈中的氮累積量在整株中的占比規律則剛好與新梢中相反，以N0.28P0.33K0.33和N0.28P0.17K0.33等高氮處理莖稈中的氮累積量占比較高，N0.12P0.17K0.17和N0P0K0處理最低，分別僅為22.65%和21.67%。而辣木根部中氮累積量占比則以N0.28P0.33K0.33和N0.28P0.17K0.33處理最高，分別為17.14%和21.28%，N0.12P0.17K0.17和N0.28P0.17K0.17處理最低，分別僅為9.18%和9.96%，整體而言，辣木新梢、莖稈中的氮累積量占比受施氮量的影響較大，而辣木根部中氮累積量占比則受施鉀量影響更為明顯。辣木各部位中磷、鉀累積量占比規律不如氮明顯。

表3 不同施肥處理對辣木單株NPK 養分累積量及分配的影響Tab.3 Effects of different fertilization treatments on the accumulation per plant and distribution of NPK nutrients in M.oleifera

2.4 施肥水平對辣木單株養分累積的影響

2.4.1 氮水平對辣木單株養分累積的影響

圖2a 表明：高氮施肥各處理辣木新梢、莖稈、根及整株氮平均累積量均顯著高于低氮及對照處理，分別為低氮處理的1.67、2.13、2.52 及1.88 倍，為對照處理的3.38、5.27、3.90 及3.87 倍。從圖2b 可見：高氮施肥各處理辣木新梢磷平均累積量顯著高于低氮處理，但莖稈磷平均累積量則反而少于低氮處理；根及整株的磷平均累積量與低氮處理相當。圖2c 表明：高氮施肥各處理辣木新梢及整株鉀平均累積量顯著高于低氮處理，分別為低氮處理的1.54 和1.33 倍，而莖稈及根部則與低氮處理間無顯著差異。總體而言，無論高氮低氮各處理辣木平均養分累積量均顯著高于對照，高施氮量更有利于辣木養分累積，尤其是新梢養分的累積。

2.4.2 磷水平對辣木單株養分累積的影響

圖3 表明：與對照相比，無論高磷還是低磷均有利于提高辣木對氮、磷、鉀養分的吸收累積，就辣木整株養分累積而言，高磷及低磷各處理辣木平均氮累積量分別為6.06 和5.96 g/株，是對照處理的2.99 和2.94 倍，磷累積量分別為1.84 和1.91 g/株，是對照處理的2.75 和2.85 倍，而鉀累積量最高分別為14.91 和14.51 g/株，是對照處理的2.10 和2.05 倍；但高磷水平各處理辣木新梢、莖稈、根及整株的氮、磷、鉀養分平均累積量均與低磷處理間無顯著差異。這說明本試驗條件下，高磷水平0.33 g/kg 土和低磷水平0.17 g/kg 土之間的差異不足以影響辣木對氮、磷、鉀養分的累積。

2.4.3 鉀水平對辣木單株養分累積的影響

圖2 施氮水平對辣木單株氮磷鉀養分累積的影響Fig.2 Effect of nitrogen application level on the NPK accumulation per plant of M.oleifera

圖3 施磷水平對辣木單株氮磷鉀養分累積的影響Fig.3 Effect of phosphorus application level on the NPK accumulation per plant of M.oleifera

圖4 施鉀水平對辣木單株氮磷鉀養分累積的影響Fig.4 Effect of potassium application level on NPK accumulation per plant of M.oleifera

從圖4a 可見：高鉀施肥各處理辣木根部氮平均累積量為1.04 g/株，顯著高于低鉀處理，為低鉀處理的1.60 倍，而新梢、莖稈及整株則與低鉀處理無顯著差異。圖4b 表明：高鉀施肥各處理辣木新梢及根部磷平均累積量與低氮處理間無顯著差異，但莖稈及整株的磷平均累積量反而顯著低于低鉀處理，僅為低鉀處理的57%和86%。圖4c 表明：高鉀施肥各處理辣木根部鉀平均累積量顯著高于低鉀處理，為低鉀處理的1.43 倍，而新梢、莖稈及整株則與低鉀處理間無顯著差異，這與氮累積量規律相似。總體而言，高鉀施肥量有利于辣木根部氮及鉀的累積，但不利于辣木莖稈磷的累積。

3 討論

合適的氮、磷、鉀供應比例是作物獲得優質高產的關鍵[10-13]。氮、磷、鉀合理配施有利于協調作物平衡生長，促進作物對養分的吸收與利用[14]。已有研究結果表明：氮、磷是影響桉樹有機酸形成的主要因素，高氮低磷條件不利于桉樹養分的吸收；氮素能有效促進白樺和毛白楊等林木的株高及根系生長[15-17]。本研究結果也表明：氮素對辣木各部位的干物質累積量及養分的累積有較好的促進作用，同時高氮低磷低鉀處理明顯不利于辣木根部營養的吸收，這與前人研究結果相似。但研究結果還顯示，高氮低磷高鉀處理下辣木整體干物質累積及其對養分的吸收反而較優，這與上述高氮低磷條件不利于桉樹養分的吸收結果不完全一致。這主要是因為本研究不單研究氮磷養分的搭配，更引入鉀養分進行綜合考慮，因此，氮、磷、鉀三大營養應該合理搭配施用才能充分體現整體效果。李玲等[18]通過研究辣木幼苗缺素發現，缺氮條件下植株癥狀最容易出現，表現也最為明顯，而缺磷處理癥狀表現相對不明顯。另外，王斌等[19]研究了不同施肥比例對棗樹的影響，結果表明：高氮最能促進棗樹生長、結果和提高果實品質，在維持合適的高氮水平下，磷、鉀發揮的作用更為明顯。這與本研究結果相似，同樣體現了氮營養在辣木生長過程中發揮著重要的作用。任開磊等[6]研究認為：辣木營養生長期，氮肥和鉀肥在影響辣木各部位生長上占主導作用。本研究也得出相似結果：辣木新梢、莖稈中的氮累積量占比主要受施氮量的影響較多，而辣木根部中氮累積量占比則受施鉀量影響更為明顯。

辣木葉片一直以來是人們研究的熱點，其所含各種營養物質極其豐富，因此，很大部分的辣木園是以采摘辣木新梢為目的而種植。已有研究表明：辣木干葉粉所含的鈣是牛奶的4 倍，蛋白質是牛奶2 倍，鉀是香蕉3 倍，鐵是菠菜3 倍，維生素C 是柑橘的7 倍，維生素A 是胡蘿卜的4 倍[20]。辣木干葉粗蛋白含量達33%，還有其他多種氨基酸、脂肪酸、維生素及中微量元素均為較高含量水平[21]。由表2 可知：在所有試驗處理中新梢干物質量只占辣木整株總干質量比例的10.68%～23.21%，平均僅為17.75%。但由表3 可見：辣木新梢整體養分累積量較高，遠遠高于干物質量占整株31%的塊根，甚至高于干物質量占整株50%左右的莖稈。所有處理辣木新梢氮養分平均累積量是塊根的4.10 倍，是莖稈的1.93 倍；磷養分平均累積量是塊根的3.31 倍，是莖稈的1.44 倍；鉀養分平均累積量是塊根的2.11 倍，莖稈的0.92 倍；這也印證了辣木葉片養分相對集中、含量高等特點，是辣木葉片得到廣泛開發利用的關鍵原因。

辣木塊根具有辛辣味，且含有一定量的辣木素及鳳尾辣木素，有一定的殺菌作用[22-23]，同時；塊根作為辣木最主要的營養吸收部位，其大小與形態極其重要。本研究結果顯示：由于辣木塊根自身個體差異較大，不同處理間物質累積量均無顯著差異，故其受施肥比例影響的規律不能準確地通過干物質量數據體現，但透過塊根營養累積分配情況可以得出：氮磷鉀養分在塊根中的平均比例為1∶0.34∶3.31。從生長量來看，各高鉀處理中除N0.28P0.33K0.33處理可能整體養分偏高影響生長外，N0.28P0.17K0.33、N0.12P0.33K0.33和N0.12P0.17K0.33等高鉀處理塊根干物質累積量均為較高水平。此外，從鉀水平對辣木養分累積影響的分析中也得出，高鉀施肥量有利于辣木根部氮及鉀的累積，因此，高鉀比例更有利于辣木塊根生長。

4 結論

從試驗效果來看，不同施肥比例對辣木莖桿及新梢影響規律較為明顯，其中又以氮用量影響最為顯著，高氮處理整體表現優于低氮處理；磷、鉀用量則對辣木整體影響相對較小；但N0.28P0.33K0.33處理氮、磷、鉀用量均為高水平情況下效果反而不如高氮低磷或低鉀處理。這可能是由于盆栽試驗條件下，N0.28P0.33K0.33處理總養分含量過高反而影響辣木生長。從整體而言，以N0.28P0.33K0.17、N0.28P0.17K0.33和N0.28P0.17K0.17效果最佳，其中N0.28P0.33K0.17處理更有利于新梢生長，N0.28P0.17K0.33處理更有利于塊根生長，N0.28P0.17K0.17處理更有利于莖桿生長。而本試驗以采摘新梢為栽培目的，因此以N0.28P0.33K0.17為最優處理。