来源: 时间:2024-10-09 作者: 点击:
以1年生筇竹实生苗为对象,设置4个钾肥施用量处理:75、150、225、300 kg /hm2,以不施肥为对照(CK),探讨不同钾肥施用量对筇竹幼苗生长及其叶片叶绿素、氮素含量的影响。结果表明:1)施用钾肥可显著促进筇竹幼苗地径和株高的生长,所有施钾处理组的苗木地径和株高都优于对照组,其中钾肥施用量为150 kg/hm2时的促进效果最佳,苗木地径较对照提高35.87%,株高较对照提高57.35%;2)随着钾肥施用量的增加,叶片SPAD值和氮含量均呈先上升后下降的变化趋势,且在施用量为150 kg/hm2时达到最大值。综合考虑筇竹苗地径、株高、叶片SPAD值及氮含量等因素,试验区筇竹苗培育过程中的最优钾肥施用量可选择150 kg/hm2。
钾是植物生长发育所必须的矿质营养元素。在植物中,钾处于离子状态,分布在细胞液中,具有高通透性、再利用性、流动性的特点,主要功能是作为酶的调节因子或辅助因子调节酶活性以抵抗外界胁迫,参与光合作用、物质转运和蛋白质合成等过程;或参与细胞渗透调节,维持膨压和细胞膜电位梯度平衡,从而调控植物生长发育,进而改善植物产量和品质。此外,钾在植物代谢过程中还起着促进光合作用及碳水化合物的形成和运输等多种作用,可以提高作物抵抗有害环境侵蚀的能力,从而提高作物品质。钾素作为肥料三要素之一,施用钾肥能够增加与稳定作物产量,改善作物品质。但施用钾肥需在适合用量范围内才能最大程度地实现作物生产潜力,用量过少达不到增产效果,用量过多则影响作物生长发育且浪费资源。因此,科学施用钾肥才能对提高产量产生积极影响。
筇竹(Qiongzhuea tumidinoda)又称罗汉竹,是禾本科(Gramineae)竹亚科(Bambusoideae)筇竹属(Qiongzhuea)的中小型竹类植物,为著名的笋材两用竹种,被列入国家首批珍稀濒危植物名录。目前,对筇竹的研究主要集中在生物学生态学特性、人工林生态高效培育、低质低效林改造、笋材开发利用、种苗繁殖及生物多样性保护等方面,而对筇竹施肥方面的研究鲜有报道。因此,本研究旨在探讨不同钾肥施用量对筇竹植株早期生长的影响,初步筛选适宜筇竹生长早期施肥的有效措施,为其人工林经营提供科学的施肥方法,同时也为规范筇竹林栽培与生产施肥体系、提高筇竹种植水平、推动筇竹产业高质量发展提供参考。
1 材料与方法 1.1 研究区概况 筇竹幼苗盆栽试验设在云南省林业职业技术学院温室大棚内(25°05′53″N,102°46′25″E),温室大棚只防雨不控制温度和湿度。试验所在区域海拔约1 973 m,年均气温14.9 ℃,极端最高温32.5 ℃,极端最低温−9 ℃;年平均相对湿度68.2%,年降水量700~1 100 mm,降雨集中在5—10月份,月最大降雨量208.3 mm,日最大降雨量153.3 mm;年均日照时数2 445.6 h,年均蒸发量1 856.4 mm。
1.2 试验设计 试验所用材料来源于云南省大关县木杆镇甘顶村筇竹苗圃地,为一年生筇竹实生苗。2023年11月,将地径和株高基本一致的筇竹幼苗栽植于盆中,每盆中放入1个育苗袋(有1~2株筇竹实生苗)。试验所用土壤为红壤,取自云南省林业职业技术学院后山。土壤经风干过后与腐殖土按体积比3∶1混合,并用5%的多菌灵消毒处理混匀的土壤。栽植时先在聚乙烯塑料盆(盆口直径23.5 cm,盆底直径21.5 cm,高25 cm)内装入2/3土壤,另外1/3土壤与需添加的肥料充分混匀后再装在上部,盆内土壤厚度约20 cm。
采用单因素完全随机区组设计,以不施肥为空白对照组CK(0 kg/hm2),设置4个钾肥施用量处理:75 kg/hm2(K1)、150 kg/hm2(K2)、225 kg/hm2(K3)、300 kg/hm2(K4),共计5个处理,每个处理3次重复,各重复种植6盆(每个处理总计18盆),共计90盆,盆内具体的施肥量按照单位面积进行折算,所有肥料均一次性施入。供试钾肥为氯化钾,K2O含量为60%。
1.3 指标测定 2023年11月钾肥施用前测定苗木初始状态的地径及株高,2024年5月测定不同施钾处理下每盆中新竹的地径和株高。用钢卷尺测量苗木苗高,精确到0.1 cm,用游标卡尺测量苗木地径,精确到0.01 mm。从每盆的新竹上选取一片生长良好、无病虫害、无机械损伤的成熟叶用手持叶绿素测定仪(TYS-4N,北京金科达利电子科技有限公司)测定其叶绿素相对含量(SPAD值)和氮含量(mg/g)。
1.4 数据分析 采用Microsoft Excel 2010软件进行数据处理,计算地径、株高较种植时的增加量,并采用Origin 2022软件进行作图。采用IMB SPSS Statistics 25.0软件进行数据分析,不同施钾处理的综合效果评价采用主成分分析法。
2 结果与分析 2.1 不同处理筇竹幼苗的地径及株高 不同处理的筇竹幼苗地径及株高的变化量(新竹地径及株高较施肥前栽植的苗木地径及株高的增加量)见图1。可以看出,各施钾处理均能促进幼苗地径及株高的增长。就幼苗地径而言,在K2处理下,筇竹幼苗地径的变化量最大,分别较CK、K1、K3、K4处理提高35.87%、31.58%、12.61%、23.76%,且与CK、K1、K4间的差异达显著水平(P<0 .05);其余3个处理与ck之间的差异均不显著(P>0.05)。就幼苗株高而言,各施钾处理的平均株高变化量较CK高出0.29~6.71 cm,随钾肥施用量的增加,筇竹幼苗株高变化量呈先上升后下降的变化趋势;K2处理的幼苗株高的变化量最大,分别较CK、K1、K3、K4提高57.35%、8.10%、47.39%、53.54%;K1、K2处理与CK间存在显著差异(P<0 .05),k3、k4与ck间差异不显著(P>0.05);在4个施肥处理中K1、K2处理与K3、K4处理间存在显著差异(P<0 .05)。
2.2 不同处理筇竹幼苗叶片SPAD值 由表1可知,施钾用量对筇竹幼苗叶片SPAD值有一定的影响。不同处理下筇竹苗叶片SPAD值由高到低依次为:K2>K1>K3>K4>CK。与对照相比,K2处理下叶片SPAD值最大,为35.19,且差异达显著水平(P<0 .05)。而k1、k3、k4对筇竹幼苗叶片spad有一定影响,但彼此间差异不显著(P>0.05)。K1和K2处理间差异也不显著(P>0.05)。
2.3 不同处理筇竹幼苗叶片氮含量 钾是植物生长发育进程中必需的大量元素之一,对植物有重要影响。钾素是生物体内很多酶的活化剂,调节气孔开闭,促进同化物的吸收,这些生理过程都有助于植物更好地吸收和利用氮素,从而影响叶片中的氮含量。从不同施钾处理筇竹幼苗叶片氮含量的分析结果可知(表2),钾肥对筇竹幼苗叶片氮含量的影响不显著(P>0.05)。总体而言,所有处理组的叶片氮含量均高于CK,且随着钾肥施用量的增加,叶片氮含量随之增加,在K3处理下达到最大值(13.39 mg/g)后开始降低,整体呈先上升后下降的变化趋势。
2.4 不同处理苗木生长状况的综合评价 对不同施钾处理下筇竹幼苗地径、株高、叶片SPAD及叶片氮素进行主成分分析。在进行主成分分析时,一般认为累积方差贡献率>85%的主成分具有一定的代表性。本研究共提取出3个主成分(PC):地径、株高和叶片SPAD值,特征值分别为1.613、1.004、0.855,方差贡献率分别为40.316%、25.102%、21.371%,3个主成分累积贡献率为86.790%。将每一主成分因子载荷≥0.5的指标筛选出来,并计算因子得分系数,结果见表3。在第1主成分(PC1)中4个指标的载荷均较高,在第2主成分(PC2)中载荷较高的是株高,在第3主成分(PC3)中载荷较高的是地径。
根据上述结果,可计算出各处理每个主成分的得分情况(表4),依据总得分对各处理进行排名,从大到小依次为:K2>K3>K4>K1>CK。可见,各处理的综合得分均高于CK组,综合得分最高的为K2处理。
3 讨论与结论 肥料是植物生长过程中不可或缺的养分来源,对植株的生长发育、产量和品质发挥着至关重要的作用。大量研究表明,增加施用肥料能显著促进植物生长发育,为植物生长提供必不可少的营养基础。钾是植物光合作用必不可少的矿质元素之一,被认为是作物生长的品质元素。合理施用钾肥有利于提高植物品质,保障植物呼吸作用和光合作用的正常进行,增强植物抗逆能力,保证植株个体的正常发育和群体的协调发展。 适量施肥可以促进植株生长,提高光合作用效率,本研究结果表明,施用钾肥可促进筇竹幼苗地径和株高的生长,所有处理组的苗木地径和株高都优于对照组。其中钾肥施用量为150 kg/hm2(K2处理)时对于苗木地径和株高的促进效果最佳。
植物叶片的光合能力和植株健康状况能通过叶绿素含量来反映。施肥对植株叶片养分含量具有一定的影响,叶片SPAD值是叶片中叶绿素含量高低的反映,亦反映着叶片养分的多少,叶片SPAD值与其全氮含量呈正相关关系,SPAD值高,叶片全氮含量也高。在本研究中,随着钾肥施用量的增加,筇竹幼苗叶片SPAD值呈先上升后下降的变化趋势,当施用量为150 kg/hm2(K2处理)时叶片SPAD值达到最大值,为34.23。氮素作为影响植物生长的重要营养元素,叶片氮含量对光合同化物的累积具有一定的影响。在本研究中,随着钾肥施用量的增加,筇竹幼苗叶片氮含量也呈现先上升后下降的变化趋势,且在施用量为150 kg/hm2(K2处理)时达到最大为13.39 mg/g。
综上所述,施用不同梯度的钾肥对筇竹幼苗的生长有一定影响;对于叶片的SPAD值具有显著影响,但对叶片氮含量影响不显著,且叶片SPAD值与氮含量存在相同的变化规律,随钾肥浓度的增加,先上升后下降;当钾肥施用量为150 kg/hm2时,对筇竹幼苗地径和株高生长以及叶绿素相对含量(SPAD值)的促进效果较好,当施用量为225 kg/hm2时对叶片氮含量的促进效果较好。
【引用格式】:黎卫东, 董文渊, 钟欢, 付廷轩, 段继霞, 孙建业, 浦婵, 李鑫. 施用钾肥对筇竹幼苗生长及叶片SPAD值的影响[J]. 世界竹藤通讯, 2024, 22(4): 24-28,34. doi: 10.12168/sjzttx.2024.07.29.001(点击阅读/下载全文)