不同培养条件下卡州满江红N、P含量的季节变化

余涛 郑向丽 徐国忠 王俊宏 黄毅斌

摘要：卡州满江红是良好的肥料、饲料、饵料植物，在农业生产中具有十分重要的作用。采用网室土壤水培养和温室营养液培养2种培养方式，研究卡州满江红3个品系的产量以及N、P含量的季节变化。结果表明：卡州满江红3个品系在网室培养条件下春、夏、秋三季的生物量均高于温室培养，冬季则低于温室培养；春、夏两季温室培养条件下卡州满江红的N含量均高于网室培养，而秋、冬两季则相反；温室培养条件下卡州满江红3个品系的P含量均高于网室培养。

关键词：卡州满江红；培养条件；氮；磷；季节变化

DOI： 1013651/jcnkifjnykj201808014

Seasonal Variation of the Contents of N and P in Azolla caroliniana under Different Culture Conditions

YU Tao1， ZHENG Xiangli2， XU Guozhong2， WANG Junhong2， HUANG Yibin1， 2， 3*

（1. College of Resouces and Environment， Fujian Agricultural and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002；

2. Institute of Agricultural Ecology， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou， Fujian 350013；

3. Institute of Soil and Fertilizer， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou， Fujian 350013）

Abstract： A. caroliniana is a good green manure， feed and bait plant， which plays an important role in agricultural production. The seasonal variations of yield and contents of N， P of three strains of A. caroliniana were studied by watersoil culture in net room and nutrient solution culture in greenhouse. The results showed that the biomass of three strains was all higher than that of greenhouse culture in spring， summer and autumn， but lower than that of greenhouse culture in winter； and the content of N in greenhouse was higher than that of incubation in net room during spring and summer， but opposite in autumn and winter. And the content of P of 3 strains in greenhouse was higher than that of in net room.

Key words： A. caroliniana； culture conditions； nitrogen； phosphorus； seasonal variation

红萍Azolla caroliniana Willd，又名满江红，是蕨类和鱼腥藻的共生体，具有生物固氮和富钾等特性。作为湿地生态系统的重要植物，红萍在稻-萍、稻-萍-鱼、稻-萍-鸭等生态农业模式中发挥重要作用[1-2]。红萍具有很强的生物固氮作用，其年生物固氮量可達243～402 kg·hm-2[3]。磷是红萍的重要影响因子之一，缺磷会抑制红萍的生长，同时会影响其蛋白质和核酸的合成[4]。因此，N、P营养元素对红萍具有重要的意义。

卡州满江红Azolla caroliniana Willd，原产美洲，其叶片能固定空气中游离的氮素，具有生长迅速、抗逆性强、氮素含量高等优点，是良好的肥料、饲料、饵料植物，在农业生产中具有十分重要的作用[5-6]。目前，红萍种质资源的保存主要有茎尖保存、网室培养、温室培养3种方式。本研究采用网室土壤水培养和温室营养液培养2种培养方式，研究卡州满江红的产量以及N、P含量的季节变化，旨在为卡州满江红的保存、利用提供科学依据。

1材料与方法

11供试材料

选用国家红萍种质圃（福州）中保存的卡州满江红品系（表1）。

12试验方法

选择生长健壮的卡州满江红3个品系于春季（5月）、夏季（8月）、秋季（11月）、冬季（2月）进行网室土壤水培养和温室营养液培养，每个处理3次重复，每重复放萍量为20 g。网室土壤水培养，红萍置于盆中土培培养，水层保持覆盖土面4～6 cm，土壤选用经高压消毒的微酸性壤土，土壤pH值为54，有机质297 g·kg-1、全氮151 g·kg-1、全磷247 g·kg-1、全钾2160 g·kg-1、碱解氮881 mg·kg-1、有效磷3497 mg·kg-1、速效钾5320 mg·kg-1。网室喷灌条件良好，试验期间早晚喷水1次，营养液配方见表2。培养条件：温室为空调玻璃房，室内温度20～25℃，相对湿度85%～90%。晴天利用自然光照，

13指标测定

余涛等：不同培养条件下卡州满江红N、P含量的季节变化2018年第8期2018年第8期余涛等：不同培养条件下卡州满江红N、P含量的季节变化培养30 d测定红萍的产量并取样，样品带回实验室先105℃杀青30 min，后70℃烘至恒量，粉碎，过40目筛，装袋储于真空干燥器中，备测。全氮采用凯氏定氮法测定，全磷采用硝酸高氯酸消煮钼锑抗分光光度法测定，全钾采用火焰光度计测定。

14数据分析

利用Excel 2003与Origin 8软件进行数据处理，利用SPSS 210中的oneway ANOVA进行单因素方差检验。

2结果与分析

21不同培养条件下卡州满江红生物量季节动态

由表3可见，网室土壤水培养条件下，卡州满江红3个品系的生物量（湿重）最大值均出现在夏季（8月）。卡州满江红3001的生物量变化范围为12570～33547 g，3006为8706～34554 g，3501为11015～35161 g。春季（5月），3001的生物量最高，为29929 g，显著高于3501（25870 g）；夏季（8月）3501的生物量最高，为35161 g，与3001和3006差异不显著；秋季（11月）3001的生物量最高，为16809 g，显著高于3501（12403 g）；冬季（2月）3001的生物量最高，为12570 g，但与3006和3501差异不显著。

温室营养液培养条件下，卡州满江红3个品系的生物量最大值均出现在春季（5月）。卡州满江红3001的生物量变化范围为10200～18199 g，3006为10845～18621 g，3501为9652～20205 g。春季（5月）3501的生物量最高，为20205 g，但与3001和3006差异不显著性；夏季（8月）3006的生物量最高，为10845，与3001和3006差异不显著；秋季（11月）3001的生物量最高，为11167 g，极显著高于3501（9652 g）；冬季（2月）3001的生物量最高，为14675 g，与3006和3501差异不显著性。

对比网室土壤水培养和温室营养液培养2种培养方式，卡州满江红3个品系在网室土壤水培養条件下春、夏、秋三季的生物量均高于温室营养液培养，冬季则低于温室营养液培养。水温对满江红生物量的影响较大[7]，冬季网室水温较低可能是导致满江红生物量低的主要原因。

从图1可知，网室土壤水培养条件下卡州满江3个品系3001、3006、3501的N含量最大值均出现在夏季，最小值均出现冬季。不同季节3001的N含量变化范围为317%～429%，3006为314%～407%，3501为278%～413%。网室土壤水培养条件下，3001的N含量在夏、秋、冬均为3个品系中最大，春季3501的N含量最高，但与3001差异不显著。网室土壤水培养条件下，卡州满江红的N含量在春、夏、秋3个季节的动态变化较为稳定，但冬季明显降低。从图2可知，温室营养液培养条件下，卡州满江红3001和3006的N含量最大值出现在秋季（11月），而3501的N含量最大值出现在冬季（2月）。不同季节3001的N含量变化范围为331%～381%，3006为353%～393%，3501则为330%～368%。温室条件下，3006的N含量在春、夏、秋、冬均为3个品系中的最大值。总体上，卡州满江红在温室营养液培养条件下N含量的季节动态变化不大。通过比较两种培养方式可以发现，春、夏两季温室培养条件下卡州满江红的N含量均高于网室培养，而秋、冬两季则相反。

23不同培养条件下卡州满江红P含量季节动态

由图3可知，在网室土壤水培养条件下，卡州满江红3个品系均在夏季出现P含量最高值。卡州满江红3001的P含量的变化范围为028%～072%，3006为029%～076%，3501为026%～054%。总体上看，春、夏两季的P含量较高，秋、冬两季的P含量较低。由图4可知，温室营养液培养条件下，卡州满江红品系3001与3006均在春季出现P含量最高值，3501则为秋季，3个品系均在夏季出现最低值。卡州满江红3001的P含量变化范围为088%～180%，3006为136%～191%，3501则为082%～172%。总体上看，春、秋、冬三季的P含量相差不大，夏季的P含量较低。温室培养条件下卡州满江红3个品系的P含量均高于网室培养。网室培养条件下，P含量整体呈先增加后减少再增加的趋势；而温室培养条件下的磷含量呈先减少后增加再减少的趋势。

3结论与讨论

根据植物生长规律，春、夏两季植物生长迅速，秋、冬则因为受到温度、光照等原因导致生长受到抑制。因此，网室土壤水培养条件下，春、夏两季卡州满江红的生物量较高，而秋、冬两季明显下降。相比之下，温室条件避免了恶劣天气及害虫等危害，但不可避免受到杂藻的影响[9]。本研究结果表明，卡州满江红的生长受到一些杂藻的影响，但整体上生物量的季节动态变化较为稳定。

在植物生长过程中，N、P是关键的营养元素，N、P含量会促进植物量的增加[10]。网室培养条件下，卡州满江红在春、夏、秋、三季N含量较高且稳定，而冬季明显下降，其生物量变化与N含量变化趋势基本一致。根据动态平衡理论（Homeostasis），有机体具有保持自身元素相对稳定的能力[11]。温室培养条件下，卡州满江红的生长环境较为稳定，因而其N含量季节动态变化不大。Aerts等[12]认为植物的P含量与土壤P含量密切相关，本研究网室土壤所采用土壤的全磷含量247 g·kg-1、有效磷3497 mg·kg-1，磷含量不高。因此，卡州满江红在网室土壤培养条件下的磷含量均低于温室。

本研究结果表明，卡州满江红3个品系在网室土壤水培养条件下春季、夏季、秋季三季的生物量均高于温室营养液培养，冬季则低于温室营养液培养。网室培养条件下，3001生物量最大；温室培养条件下，3个品系生物量差异不大。春、夏两季温室培养条件下卡州满江红的N含量均高于网室培养，而秋、冬两季则相反。网室培养条件下，卡州满江红的N含量在春、夏、秋3个季节的动态变化较为稳定，但冬季明显降低，3001的N含量较高；温室培养条件下，卡州满江红的N含量较为稳定，3006的N含量较高。温室培养条件下卡州满江红3个品系的P含量均高于网室培养。网室培养条件下，P含量整体呈先增加后减少再增加的趋势，3个品系的P含量差异未达显著水平；而温室培养条件下的P含量呈先减少后增加再减少的趋势，3006的P含量较高。

参考文献：

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[11]AERTS R，CHAPIN III F SThe Mineral Nutrition of Wild Plants Revisited：A Reevaluation of Processes and Patterns[J]Advances in Ecological Research，2000，30（8）：1-67

（责任编辑：林玲娜）2018年第8期