钾元素对水培条件下草莓农艺性状及光合作用的影响

贾雪晴++姜自红

摘 要：以“幸香”草莓为试验材料，采用设施水培技术研究探讨了K+对草莓幼苗生长及光合特性的影响。试验设置5个K+水平，分别为0，4，8，12，16 mmol·L-1。试验结果表明：在营养液K+浓度0～12 mmol·L-1范围内，草莓幼苗的农艺指标（株高、茎粗、叶长等）、光合色素含量及净光合速率均随K+浓度的升高而增加，至 12 mmol·L-1时达到最大，较对照分别增加167.26%，35.54%，65.45%、84.10%，143.98%，各处理间差异显著；当K+浓度达到16 mmol·L-1时呈下降趋势。

关键词：草莓；K+浓度；水培；生长势；光合特性

中图分类号：S668.4 文献标识码：A DOI 编号：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钾多是速效性钾。当土壤中速效性钾较多时，交换性钾进入2∶1型层状矿物层间晶胞六角网穴中，被束缚为非交换性钾，从而降低了施钾的效果。草莓对钾反应十分敏感，在草莓生长关键期钾肥施用量不足将严重影响草莓的品质，然而过量施用钾肥也不利于改善果实品质，造成肥料浪费。近年来，设施作物连作障碍问题日益突出，无土栽培采取人为控制的方式，为植物根系提供协调稳定的水、肥、气环境，有效地克服了设施连作障碍问题，改善了作物品质，提高了作物产量，并且不受当地土质影响，试验结果相对稳定[1]。因此，本试验采用深液流技术（DFT）水培的方式种植草莓，在营养液中设置不同梯度的K+浓度，研究探讨营养液K+浓度对草莓幼苗农艺性状、光合色素含量及光合特性等的影响，以期为草莓合理施用钾肥提供理论参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2015年8月至10月在滁州试验基地进行。供试草莓品种为“幸香”草莓，常规育苗，叶片5～6枚，短缩茎粗1 cm时，采用深液流技术（DFT）水培定植（8月15日），株行距15 cm×25 cm，定植水培箱体规格为65 cm（L）×50 cm（W）×35 cm（H），营养液参照Hoagland营养液（Hoagland，1950），微量元素参照Arnon配方[2]。试验设5个K+浓度处理，分别为0，4，8，12，16 mmol·L-1，K+由K2SO4提供，每个处理定植6盆，3次复，营养液每5 d更换一次，pH值为5.5～6.5，常规管理。

1.2 测定方法

草莓的农艺性状（株高、叶长、茎粗等）于定植后35 d测定，株高和茎粗分别采用直尺和游标卡尺测定；选取心叶向外第二片展平的功能叶测定叶长；干鲜质量采取MP200B电子天平测重；光合色素含量采用丙酮比色法测定[3]。光合参数于9月18日上午8：00—9：30采用CIRAS-1光合仪进行测定。

试验数据分别采用Excel2003软件处理和DPS 7.05软件统计分析。

2 结果与分析

2.1 钾元素对设施水培草莓幼苗农艺性状及干物质积累的影响

由表1可以看出，草莓幼苗的株高、茎粗、叶长、茎叶鲜质量和茎叶干质量在一定K+浓度范围内，随K+浓度水平的升高呈现先增高后下降的趋势。K+浓度 12 mmol·L-1时各指标达到最大，较不施钾元素的处理（0 mmol·L-1）分别提高167.26%，35.54%，65.45%，132.54%，112.84%，各处理间差异显著。试验表明，营养液中K+浓度为12 mmol·L-1较利于促进草莓幼苗生长及干物质的积累，这为产量提高打下基础。营养液K+浓度至16 mmol·L-1时，上述指标呈现下降趋势，这可能与高浓度K+产生的肥害和抑制其他矿质元素吸收有一定关系。

2.2 钾元素对设施水培草莓幼苗光合色素含量的影响

从表2可知，光合色素含量随K+浓度的升高而增加，至12 mmol·L-1时达到最大值，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素（a+b）含量较不施钾元素的处理（0 mmol·L-1）分别提高82.46%，121.47%，96.21%，81.80%，处理间差异显著。数据表明，K+浓度为12 mmol·L-1较利于提高草莓叶片光合色素积累，增强草莓叶片对光能的利用率，为制造更多的光合产物创造了条件。当K+浓度为16 mmol·L-1时，上述光合指标均有不同程度的降低，说明高浓度的K+不利于草莓光合产物的形成。

2.3 钾元素对设施水培草莓幼苗光合特性的影响

表3表明，不同浓度K+对草莓幼苗净光合速率、气孔导度和蒸腾速率放入影响均高于不施钾处理，且不同处理间存在明显差异，K+浓度为12 mmol·L-1时，上述指标增加最为明显；其次为K+浓度8 mmol·L-1和16 mmol·L-1处理；12 mmol·L-1K+处理草莓净光合速率和气孔导度较对照分别增加143.98%和86.56%，处理间差异显著，胞间CO2浓度在该浓度下最低。蒸腾速率在K+浓度为0 mmol·L-1时最高，且显著高于施钾处理，这可能与缺钾导致叶片气孔开关失调有关。试验说明K+浓度对草莓叶片光合性能有重要影响，其中K+浓度为12 mmol·L-1时光合速率最高，过高K+浓度（16 mmol·L-1）抑制了光合速率的提高。

3 结论与讨论

Yamada S[4]研究得出，施钾对玉米、太阳花等作物的品级、生育性状等指标有显著影响。刘冬碧[5]在钾素对莲藕生长和干物质积累上的研究得出，适当浓度的钾元素能显著增加莲藕形态指标和干物质质量。本试验研究结果与之类似，施钾肥能够不同程度地增加草莓株高、茎粗、叶长及茎叶干鲜质量。在K+浓度0～12 mmol·L-1范围内，上述指标随K+浓度的升高而逐渐增加，至12 mmol·L-1时达到最大，而后随营养液中K+浓度升高，上述指标逐渐下降，这与唐玉霞[6]、Geiger D R[7]等人的试验结果类似。试验结果表明，在一定浓度范围内（0～12 mmol·L-1）增施钾肥能够有效改善草莓形态指标及生物量，但过高浓度的K+反而不利于草莓形态指标的建成，这可能是因为过高浓度的K+离子造成草莓根系渗透胁迫的发生，致使一系列代谢活动受到影响，生长受到抑制。

钾是植物生命活动必需的元素之一。郭熙盛等[8]在黄瓜上的研究，李玉影等[9]对小麦的研究，何萍等[10]在玉米上的研究，郭英等[11]在棉花苗期的研究，刘芸等[12]在番茄上的研究，均表明钾元素能提高光合速率，促进叶绿素合成，提高氮素吸收利用率，提高二氧化碳同化效率，延缓叶片衰老。本研究表明，在缺钾及低钾处理情况下，草莓叶片叶绿素及类胡萝卜素含量均较低，这可能是因为草莓的光合器官由于必需元素之一——钾元素的缺乏，造成其在发育过程中受阻。当营养液中K+浓度为12 mmol·L-1时，叶绿素a、叶绿素b和叶绿素（a+b）的含量达到最高，较不施钾肥的处理分别提高82.46%，121.47%，81.80%，处理间差异显著。类胡萝卜素具有保护光合膜、维持类囊体膜稳定的作用[13]，试验结果显示营养液K+浓度为12 mmol·L-1时，类胡萝卜素含量最高，达0.139 7 mg·g-1。

彭海欢等[14]和蒋德安[15]的研究表明，缺钾能够降低水稻叶片光合能力，使水稻产生一定程度的生理障碍。郑炳松等人[16] 通过对钾肥的试验研究得出，施钾肥能够提高植物光合速率。本研究结果得出，在营养液K+浓度为0 mmol·L-1时，草莓叶片光合速率最低，且显著低于其他处理，这可能是因为钾是植物体内60多种酶的活化剂，钾的缺乏至使叶绿素合成受阻，从而影响了其光合性能的提高，K+对气孔的开放有直接作用[17]。本试验中，草莓气孔导度在0～12 mmol·L-1的K+浓度范围内，随其浓度的增加逐渐增加，至12 mmol·L-1时达到最大值，气孔导度的增加为叶片吸收充足的CO2提供了条件。

综上所述，在K+浓度为0～12 mmol·L-1时范围内，草莓幼苗株高、茎粗、叶长、茎叶干鲜质量、叶绿素含量及叶片光合速率等均随其浓度的增加而增加，并以K+浓度为12 mmol·L-1值时最大，当继续增加K+浓度至16 mmol·L-1时，上述指标呈下降趋势。胞间CO2浓度在K+浓度12 mmol·L-1时值最低。

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