钾水平对百日草干物质积累及氮磷钾吸收与积累的影响

朱彦霖，魏 敏，郭 满，司东霞，李海云

(聊城大学 农学院，山东 聊城 252059)

百日草(ZinniaelegansJacq.)属菊科百日草属，又名百日菊、步步高，为1年生草本植物。由于其花大色艳，花期长久，被广泛应用于园林绿化中，是夏、秋两季花坛常用花卉，大型品种可用于切花，中型和矮型品种用于花境、花带及花坛布置，是营造花海景观的常用植物。百日草原产墨西哥，现世界各地广泛栽种，其地位仅次于万寿菊，与万寿菊、矮牵牛、一串红一起被称为草花中的四大金刚[1-2]。钾作为植物生长发育所必需的大量营养元素之一，是与氮、磷并列的植物营养“三大要素”[3-5]。它参与植物体内60多种酶的活化[6]，在植物渗透调节、蛋白质代谢、光合作用、光呼吸、信号转导及各种代谢过程中起到关键作用[7-8]。但是土壤缺钾以及钾肥短缺已经成为制约我国乃至世界农业生产发展的重要因子之一。缺钾抑制观赏植物生长，使花期推迟，开花数量下降，可见钾肥不仅影响植物的营养生长，也与开花数量的多少及花期的长短密切相关[9-10]。只有合理施用钾肥才能确保既促进作物生长发育，又不至于浪费资源。百日草需钾量较大，施钾有利于百日草的生长发育，但钾肥对氮、磷、钾吸收积累的影响尚未见报道。因此，通过盆栽试验，研究不同供钾水平对百日草干物质积累及氮、磷、钾吸收与积累的影响，以期为百日草栽培过程中合理施用钾肥提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试百日草品种为梦境，购于浙江虹越花卉有限公司。

1.2 试验设计

2017年3月18日选取健康、饱满、完整的百日草种子，播种于装满育苗基质的48孔穴盘中，每穴1粒，均置于聊城大学农学院人工气候室中进行育苗培养，室内光照时间为16 h[温度为(25±1)℃]，黑暗时间为8 h[温度为(20±1)℃]，育苗期间按常规管理。于4月15日将百日草幼苗定植于塑料盆中(底径11 cm、上口径15 cm、高13 cm)，每盆1株，放在聊城大学东校区生态园试验基地中进行培养。

本试验共设5个处理，钾素(K2O)用量分别为0(CK)、100、200、300、400 mg/kg，每处理种植60盆，重复3次，行距60 cm，株距40 cm，随机排列。化学肥料硫酸钾、尿素、磷酸二氢铵为肥源，各处理中的氮、磷肥用量均为N 200 mg/kg、P2O5100 mg/kg，所有肥料全部一次性拌入盆土。供试土壤养分含量为速效氮76.4 mg/kg、速效钾91.3 mg/kg、速效磷20.2 mg/kg、有机质7.52 g/kg。于定植后21、35、60、85 d采样测定相应指标。

1.3 测定项目与方法

每处理选取6株长势一致的百日草，分为地上部分与地下部分，置于鼓风干燥箱105 ℃下杀青30 min，80 ℃烘干至恒定质量，并分别记录地上部分、地下部分干质量。

对干样进行研磨粉碎后过0.25 mm筛，浓H2SO4-H2O2消煮，采用凯氏定氮仪测定氮含量，用火焰光度计测定钾含量，用钒钼黄比色法测定磷含量。

1.4 数据分析

试验数据均采用Microsoft Excel 2016列表统计，使用SPSS 18.0统计软件对数据差异显著性进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同钾水平对百日草干物质积累量的影响

由图1可知，在测定的4个时间，施钾处理的百日草干物质积累量都高于对照，均是钾300 mg/kg处理最高，400 mg/kg处理又有所下降，但仍显著高于对照。定植后21 d，百日草干物质积累量在4个施钾处理间没有显著差异，定植后60 d 和85 d，300 mg/kg处理的干物质积累量均显著高于其他处理，因此，300 mg/kg为最佳施钾水平。百日草干物质积累量随定植后时间的延长而增加，其中60～85 d增加最快，300 mg/kg处理干物质在此期间增加了39.49 g，是对照在此期间干物质增加值(15.81 g)的2.50倍。

不同小写字母表示同一时间不同处理间在0.05水平差异显著Different lowercase letters at the same time indicate significant differences at the 0.05 level 图1 不同钾水平对百日草干物质积累量的影响Fig.1 Effects of different potassium levels on drymatter accumulation of Zinnia elegans

2.2 不同钾水平对百日草氮、磷、钾含量的影响

由表1可知，随着施钾量的增加，百日草地上部分氮含量在定植35、60、85 d基本呈上升趋势；地下部分氮含量则呈现出先上升后下降的趋势。与对照相比，施用钾肥对定植后不同时期百日草地上部分(21、85 d)和地下部分(21、35、60 d)磷含量没有显著影响。百日草钾含量总体上随施钾量的增加而升高，但地上部分钾含量在不同处理间大多差异不显著，施钾量300 mg/kg 和400 mg/kg处理的地下部分钾含量显著高于对照。

表1 不同钾水平对定植后不同时间百日草氮、磷、钾含量的影响Tab.1 Effects of different potassium levels on N,P,K contents of Zinnia elegans at different time after planting %

注：同列数据后不同小写字母表示同一部位不同处理间在0.05 水平上差异显著,下同。

Note:Different lowercase letters at the same part indicate significant differences at the 0.05 level,the same below.

2.3 不同钾水平对百日草氮、磷、钾积累量的影响

由表2可知，随着施钾量的增加，百日草地上部分与地下部分氮、磷、钾积累量呈现出先上升后下降的趋势，除在定植后21 d施钾量为200 mg/kg时地上部分氮积累量达到最大值外，其余均在施钾量为300 mg/kg时达到最高值，且与对照相比差异显著。施钾对钾积累量的影响程度最大，施钾量300 mg/kg处理的百日草地上部分钾积累量在定植后21、35、60、85 d分别是对照的2.64、3.29、2.43、2.85倍，地下部分钾积累量分别是对照的3.74、2.69、3.55、3.38倍。

表2 不同钾水平对定植后不同时间百日草氮、磷、钾积累量的影响 Tab.2 Effects of different potassium levels on accumulation of N,P,K in Zinnia elegans at different time after planting mg/株

同一钾水平处理的百日草地上部分氮、磷、钾积累速率明显高于地下部分，施钾量为300 mg/kg时，定植后85 d地上部分氮、磷、钾积累量分别比定植后21 d增加90.16、108.36、56.45倍，地下部分氮、磷、钾积累量分别增加8.70、14.91、8.66倍。不同时间段相比较，百日草地上部分和地下部分氮、磷、钾积累量均在定植后60～85 d增加最多。

3 结论与讨论

钾是植物的主要营养元素，同时也是土壤中常因供应不足而影响作物产量的三要素之一，它对作物产量的提高、品质的改善起着至关重要的作用[11]。钾通过改变根系形态，提高根系对养分的吸收[4]，促进光合产物的合成与运输，从而促进植物的生长。本试验结果表明，施钾处理有利于百日草干物质的积累，一定范围内，干物质的积累量随钾水平升高而增加，钾水平为300 mg/kg时干物质积累量最高，钾水平过高时(400 mg/kg)，干物质积累量又有所下降，但仍高于对照，这与潘艳花等[12]和徐云等[13]的研究结果相似。过高的钾离子影响各种离子(特别是钙离子和镁离子)间的平衡，抑制植物对水分和其他矿物质的吸收[14]，使膜脂发生过氧化，质膜透性加大，导致代谢紊乱从而抑制幼苗生长。在本试验范围内，300 mg/kg为百日草最佳施钾水平。与最适水平相比，低钾对百日草生长的抑制作用较大，高钾的抑制作用较小，说明百日草干物质积累对缺钾的敏感性较大。

作物生长发育是干物质与养分不断积累的过程，钾不仅可以提高光合作用与光合产物运转，增强作物的抗逆性和抗病能力，还会影响氮、磷、钾等养分的吸收与积累。本试验中，百日草干物质积累与氮、磷、钾积累量的变化规律基本一致，都是300 mg/kg钾水平处理最高，在定植后60～85 d增加幅度最大，充分证明了干物质的积累依赖于其养分的吸收和积累这一观点。

百日草地下部分钾含量均是400 mg/kg钾水平处理最高，而积累量均是300 mg/kg钾水平处理最高，这是因为400 mg/kg钾水平抑制了百日草的生长导致干物质积累下降而致。氮素作为植物氨基酸和蛋白质组成的主要元素，直接或间接地参与植物生长发育的每一个过程，是决定植物能否正常发育以及影响产量、品质的重要基础物质[15-17]。与对照相比，适度施钾可提高百日草地上部分与地下部分的氮、钾含量，促进CO2的同化[7,18-19]，从而有利于营养物质的转化与积累。本试验条件下，300 mg/kg为百日草的最佳施钾量，合理施钾有利于百日草对氮、磷、钾的吸收和积累，从而促进干物质的积累，有利于植物的生长发育。