不同緩釋肥對蓮藕光合特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

李通 佟靜 王麗萍 王寶駒 劉子英 武占會

摘 要：為篩選出適宜蓮藕種植的緩釋肥料種類，以蓮藕大地紅為試材，普通復(fù)合肥為對照，5 種氮磷鉀不同配比（質(zhì)量比，后同）的緩釋肥作為對比：N∶P2O5∶K2O=16∶12∶20（T1）、N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17（T2）、N∶P2O5∶K2O=18∶10∶18（T3）、N∶P2O5∶K2O=25∶12∶15（T4）、N∶P2O5∶K2O=26∶12∶10（T5），測定蓮藕的葉柄高、凈光合速率、可溶性糖含量等指標并加以分析，探究不同緩釋肥對蓮藕光合特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，T3 處理蓮藕株高可達133.33 cm;總?cè)~綠素含量為3.09 mg·g-1，比CK 處理提高63.49%，比其他緩釋肥處理分別提高47.14%、12.36%、2.66%、61.78%，凈光合速率可達9.71 μmol·m-2·s-1;產(chǎn)量可達46 277.78 kg·hm-2，較CK 處理增產(chǎn)54.55%，分別比其他緩釋肥處理增產(chǎn)15.98%、16.50%、3.54%、19.56%;可溶性蛋白質(zhì)含量可達2.44 mg·g-1，較CK 處理提高39.43%，分別比其他緩釋肥處理提高22.00%、9.42%、5.63%、31.18%。綜上所述，在本試驗條件下，施用氮、磷、鉀比例為18∶10∶18的緩釋肥處理的蓮藕植物學(xué)性狀、葉片光合參數(shù)、產(chǎn)量、品質(zhì)整體表現(xiàn)優(yōu)于其他處理，可作為推薦緩釋肥在蓮藕種植中推廣使用。

關(guān)鍵詞：蓮藕;緩釋肥;光合特性;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號∶S645.1 文獻標志碼∶A 文章編號∶1673-2871（2021）05-076-06

Effects of different slow release fertilizers on photosynthetic characterstics， yield and quality of lotus root

LI Tong1， 3， TONG Jing1， 2， WANG Liping3， WANG Baoju1， 2， LIU Ziying3， WU Zhanhui1， 2

（1. National Engineering Research Center for Vegetables， Beijing Agriculture and Forestry Sciences， Beijing 100097， China; 2. Key Laboratory of North China Urban Agriculture， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Beijing 100097， China; 3. College of Landscape and Ecological Engineering， Hebei University of Engineering， Handan 056038， Hebei， China）

Abstract： In order to screen out the suitable slow-release fertilizers for lotus root cultivation， lotus root Dadihong was used as test material and common compound fertilizer was used as control， 5 kinds of slow-release fertilizers with different proportions of N， P， and K as the comparison： N∶P2O5∶K2O = 16∶12∶20 （T1）， N∶P2O5∶K2O = 17∶17∶17 （T2）， N∶P2O5∶K2O = 18∶10∶18 （T3）， N∶P2O5∶K2O = 25∶12∶15 （T4）， N∶P2O5∶K2O = 26∶12∶10 （T5）were selected in this study， the petiole height， net photosynthetic rate， soluble sugar and other indicators of lotus root were measured. The results showed that the petiole height of T3 treatment was 133.33 cm， the total chlorophyll content was 3.09 mg · g-1， which was 63.49% higher than that of CK treatment， and 47.14%， 12.36%， 2.66%， 61.78% higher than those of other slow-release fertilizer treatments， the net photosynthetic rate was 9.71 μmol·m-2·s-1， and the yield was 46 277.78 kg · hm-2， compared with CK， the yield was 54.55% higher than that of ck， and 15.98%， 16.50%， 3.54%， 19.56% higher than those of the other slow-release fertilizer treatments. The soluble protein content of T3 treatment was 2.44 mg·g-1， which was 39.43% higher than that of CK treatment， and 22.00%， 9.42%， 5.63% and 31.18% higher than those of the other slow-release fertilizer treatments. In conclusion， under the condition of this experiment， the botanical characters， photosynthetic parameters， yield and quality of lotus root treated with N∶P2O5∶K2O = 18∶10∶18 exhibited better than other treatments， which could be used as recommended slow-release fertilizer in lotus root cultivation.

Key words：Lotus root; Slow-release fertilizer; Photosynthetic characterstics; Yield; Quality

蓮藕（Nelumbo nucifera Gaeltn.）屬睡蓮科，為宿根性多年生水生草本植物。蓮藕不僅可供食用、藥用，而且還是中國的十大名花之一[1]。蓮藕中含有淀粉、糖類、蛋白質(zhì)、生物堿、維生素C、維生素B6等多種營養(yǎng)成分，生食炒食風(fēng)味俱佳。蓮藕是我國栽培面積最大的水生蔬菜，年種植面積達40 萬 hm2，自北向南主要分布在黃河流域、長江流域和珠江流域[2]。在蓮藕種植過程中，種植戶為了追求高產(chǎn)，往往會盲目施肥，不僅造成肥料的浪費而且對環(huán)境也造成了一定的影響[1]。不合理的化肥施用不僅會降低化肥利用效率，對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境也造成了不同程度的破壞，并引發(fā)一系列的環(huán)境問題[3-4]。緩釋肥在平衡施肥、提高作物產(chǎn)量等方面發(fā)揮了巨大作用，現(xiàn)已成為肥料發(fā)展的主攻方向[5]。

緩釋肥作為一種新型肥料，可通過改變化肥本身的性質(zhì)來提高肥料的利用率[6]，從而節(jié)約能源，減少化肥流失對環(huán)境造成的污染，從資源利用、環(huán)境保護等多方面考慮都有較好的發(fā)展空間[7]。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升和從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動力不斷減少，緩釋肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用逐漸增加[8]。已有研究表明，與相同養(yǎng)分含量的普通化肥相比，緩釋肥能夠提高肥料的利用效率和作物產(chǎn)量[6，9]。薛娟等[10]研究表明，緩釋肥能夠促進作物對養(yǎng)分的吸收利用，提高肥料利用率。

與其他蔬菜相比較，蓮藕具有生長周期長、需肥量大等特點[11]。緩釋肥可以使養(yǎng)分釋放與作物吸收同步，簡化施肥技術(shù)，實現(xiàn)一次性施肥即可滿足作物整個生長期的養(yǎng)分需要[12]，能簡化蓮藕施肥程序，降低蓮藕種植勞動強度。緩釋肥具有養(yǎng)分釋放速率緩慢、肥效長、肥料利用率高等特點[8]，能有效緩解蓮藕種植中肥料利用率低、增肥不增效、過量施肥導(dǎo)致污染環(huán)境等問題[13]。目前，國內(nèi)研究大多集中于緩釋肥在大田作物上的應(yīng)用效應(yīng)方面[14-15]，對于緩釋肥在蔬菜作物上的應(yīng)用研究鮮有報道。而國內(nèi)外有關(guān)蓮藕的研究多集中在蓮基因組學(xué)與遺傳育種[16]、保鮮加工[17-18]、藥用保健功能[19]等方面，對于蓮藕施肥技術(shù)方面的研究相對較少。筆者從氮磷鉀不同配比的5 種緩釋肥處理入手，探究不同緩釋肥對蓮藕植物學(xué)性狀、光合特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在篩選出適合蓮藕高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的緩釋肥料應(yīng)用于生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試蓮藕為淺水早熟品種大地紅，由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心提供。供試緩釋肥包括：普通復(fù)合肥（15-15-15）、控久豐緩釋肥（16-12-20）、控久豐緩釋肥（17-17-17）、控久豐緩釋肥（18-10-18）、新洋豐緩釋肥（25-12-15）和史丹利緩釋肥（26-12-10），供試肥料均由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心提供。

1.2 方法

試驗于2019 年4 —10 月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心四季青基地日光溫室中進行。溫室坐西朝東，長度150.00 m，跨度8.00 m，脊高4.50 m，邊墻高4.00 m。蓮藕栽培槽規(guī)格為2.00 m×1.20 m×0.60 m，栽培槽間距1.50 m。試驗于2019 年4 月22 日定植，每個栽培槽內(nèi)定植1 株，株間距1.50 m，3 個栽培槽為1個處理，共3 株。每株定植面積為2.40 m2，每個處理共用面積10.00 m2。栽培方式為栽培槽土培，栽培基質(zhì)為棕壤土，深度為30.00 cm，試驗前用五點采樣法采集試驗土壤測定其基本理化性狀（表1）。試驗以蓮藕種植中施用肥料的種類為處理對象，共設(shè)6 個處理，分別為普通復(fù)合肥N：P2O5∶K2O=15∶15∶15（CK），5 種氮磷鉀不同配比的緩釋肥：N∶P2O5∶K2O=16∶12∶20（T1）、N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17（T2）、N∶P2O5∶K2O=18∶10∶18（T3）、N∶P2O5∶K2O=25∶12∶15（T4）、N∶P2O5∶K2O=26∶12∶10（T5），每處理3個重復(fù)。普通復(fù)合肥基施10.00 kg·667 m-2，生長期間補肥2次，每次為15.00 kg·667 m-2，緩釋肥施肥總量為40.00 kg·667 m-2，于定植時作為基肥分別施入每個栽培槽內(nèi)，栽培槽內(nèi)設(shè)有水位球以便保持蓮藕水位，日常管理同蓮藕田常規(guī)管理。

1.3 項目測定

1.3.1 土壤理化性質(zhì)測定方法 土壤速效磷含量使用往復(fù)振蕩機和分光光度計采用0.50 mol·L-1 NaHCO3浸提鉬銻抗比色法進行測定;土壤堿解氮含量使用擴散皿、半微量滴定管與恒溫箱采用堿解擴散法進行測定;土壤速效鉀含量使用火焰光度計與往返式振蕩機采用火焰光度法進行測定;土壤有機質(zhì)含量采用重絡(luò)酸鉀容量法進行測定;采用HI98130高量程pH-EC-TDS-℃測定儀測定土壤pH值和EC值。

1.3.2 蓮藕生長指標的測定 于定植后30 d起，從每個處理內(nèi)隨機抽樣9 片較高的立葉，用卷尺測定葉柄從泥面到葉柄頂端的高度（葉柄高）;葉柄中間部位的最大直徑（即葉柄粗）;并以此葉片為對象用卷尺測量從葉臍到葉邊緣最大長度及最小長度（即葉片長半徑、葉片短半徑）。與此同時，每個處理測量3 株蓮藕的立葉數(shù)、浮葉數(shù)，每15 d測定1次。

1.3.3 蓮藕葉片葉綠素含量和光合參數(shù)的測定 于蓮藕生長旺盛期采用95%乙醇浸提法測定葉綠素含量，計算葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量及葉綠素a/b。采用Li-6400便攜式光合儀（美國LI-COR公司）于蓮藕生長旺盛期晴天9：00—11：00選擇長勢良好的葉片測定光合參數(shù)，包括凈光合速率（Pn）、胞間二氧化碳濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）與蒸騰速率（Tr），內(nèi)置參比室CO2濃度為400 μmol·mol-1，紅藍光強為1000 μmol·m-2·s-1，葉室內(nèi)設(shè)定空氣流速500 μmol·s-1。

1.3.4 蓮藕產(chǎn)量的測定 待蓮藕地上部分全部干枯后挖起藕沖洗干凈后測產(chǎn)，并按照種植面積和稱量結(jié)果換算成每hm2產(chǎn)量。具體鑒定參考《蓮種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[20]進行。

1.3.5 蓮藕品質(zhì)指標的測定 從每個處理隨機采集3 株無病蟲害的蓮藕，然后去掉子藕和孫藕，以主藕為對象，測定其節(jié)間縱徑、節(jié)間橫徑，采用電子天平測定蓮藕節(jié)間質(zhì)量;采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C含量[21];采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[22];采用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量[23]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2016 軟件進行數(shù)據(jù)處理和作圖;采用 SPSS 20.0 數(shù)據(jù)分析軟件進行方差分析，采用Duncan 新復(fù)極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同緩釋肥處理對蓮藕植株生長的影響

由表2可知，不同肥料處理下，蓮藕生長期內(nèi)葉柄高于定植后60～120 d內(nèi)增長最快，而后趨于穩(wěn)定，同一生長期不同緩釋肥處理葉柄高均高于對照處理。緩釋肥處理葉柄高以T5 處理120 d時達最大，為145.33 cm;CK 處理葉柄高150 d時達最大，為121.50 cm。各處理間蓮藕生長期內(nèi)葉長半徑平均在19.17～30.00 cm;葉短半徑平均在15.00～20.83 cm;不同肥料處理蓮藕立葉片數(shù)在定植后90～120 d內(nèi)達到最大，以T2 處理120 d時達最大，為61.33 片;浮葉片數(shù)平均于定植后60～90 d內(nèi)達到最大，以T5 處理在90 d時達最大，為33.33 片;不同肥料處理蓮藕生長期內(nèi)葉柄粗平均在7.00～13.00 mm。

2.2 不同緩釋肥處理對蓮藕植株葉綠素含量和光合參數(shù)的影響

由表3可知，各處理中葉綠素a含量（w，后同）以T3 為最高，為2.25 mg·g-1;T5 處理含量最低，為1.06 mg·g-1;T1 處理葉綠素b含量最小，T3與T5 處理葉綠素b含量最高。各處理總?cè)~綠素含量以T3 處理最高，為3.09 mg·g-1，比CK處理顯著提高63.49%，分別比其他緩釋肥處理提高47.14%、12.36%、2.66%、61.78%。葉綠素a/b以T1 處理最大，T3 處理次之，T5 處理最小。

由表4可知，不同處理之間蓮藕葉片光合參數(shù)有一定差異。T3 處理蓮藕葉片的凈光合速率最高，為9.71 μmol·m-2·s-1;CK 處理最低，為6.47 μmol·m-2·s-1;T3 處理葉片凈光合速率比CK 處理顯著提高50.08%，分別比其他緩釋肥處理提高32.11%、13.97%、4.63%、43.00%。葉片氣孔導(dǎo)度以T3 處理最大，且顯著高于其他處理;CK 處理葉片胞間CO2濃度最高，為374.05 μmol·mol-1，T3 處理最低，為267.59 μmol·mol-1;T3 處理葉片蒸騰速率最高，為4.90 mmol·m-2·s-1，分別比其他處理提高101.65%、43.70%、43.70%、17.22%、85.61%。由此可知，氮磷鉀的比例為18：10：18時總?cè)~綠素含量最高，且凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率均最高。

2.3 不同緩釋肥處理對蓮藕產(chǎn)量指標的影響

由表5可以看出，不同肥料處理蓮藕的產(chǎn)量大小順序為T3>T4>T1>T2>T5>CK，緩釋肥5個處理蓮藕產(chǎn)量均顯著大于CK。其中，T3 處理蓮藕產(chǎn)量最高，為46 277.78 kg;CK 處理蓮藕產(chǎn)量最低，為29 944.44 kg;緩釋肥處理分別比對照增產(chǎn)33.26%、32.65%、54.55%、49.26%、29.27%，節(jié)間質(zhì)量以T4 處理最大，為331.60 g;T2 處理最小，為212.92 g。

2.4 不同緩釋肥處理對蓮藕品質(zhì)指標的影響

由表6可知，蓮藕節(jié)間縱徑以T2 處理最大，為15.00 cm，比CK 處理提高7.14%，分別比其他緩釋肥處理提高11.11%、18.39%、15.38%、21.65%;節(jié)間橫徑以T1 處理最大，為70.67 mm，T2 處理最小，為63.79 mm;果形指數(shù)以T2 處理最大，T5 處理最小。

由表7可知，不同肥料處理蓮藕維生素C、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖含量均為T3>T4>T2>T1>T5>CK，且除T5處理外，其他4個緩釋肥處理維生素C和可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于對照。緩釋肥處理維生素C含量分別比對照提高58.69%、92.19%、141.21%、107.23%、14.36%;T3 處理可溶性蛋白質(zhì)含量比CK 提高39.43%;5個緩釋肥處理可溶性糖含量分別比對照提高7.09%、7.85%、32.03%、12.66%、2.28%;節(jié)間含水量以T2 處理最大，為82.70%，T5 處理最小，為75.34%。

3 討論與結(jié)論

提高生物產(chǎn)量是作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)，而施肥是調(diào)控生物產(chǎn)量的主要手段[24]。一直以來，蓮藕在種植過程中由于施肥不當(dāng)導(dǎo)致的病害發(fā)生、產(chǎn)量不穩(wěn)、環(huán)境污染等問題頻繁發(fā)生[25]。而緩釋肥養(yǎng)分釋放速度緩慢，釋放期長，且養(yǎng)分釋放與作物吸收同步，能夠供應(yīng)作物整個生育期生長所需的養(yǎng)分，更好地促進作物對養(yǎng)分的吸收利用，提高肥料利用率，減少環(huán)境污染[26，10]。因此科學(xué)地施用緩釋肥，可以提升蓮藕品質(zhì)，并有良好的增產(chǎn)效果。本研究中，氮磷鉀比例為18∶10∶18的緩釋肥處理蓮藕較對照處理增產(chǎn)最多，品質(zhì)最好。表明蓮藕對氮鉀肥的需求量要高于磷肥。這與鮑銳等[1]的研究結(jié)果一致。而對于不同肥料處理對蓮藕植株內(nèi)氮、磷、鉀的吸收積累方面仍有待研究。

產(chǎn)量的形成主要依賴于光合產(chǎn)物的積累和轉(zhuǎn)運[27]。本試驗中不同緩釋肥處理較對照處理提高了蓮藕葉片葉綠素含量和光合參數(shù)，這可能是由于緩釋肥肥效時間長、肥料利用率高，從而提高了土壤養(yǎng)分的有效性，使得土壤養(yǎng)分供給充足，葉綠素合成能力增強，葉片中葉綠素含量增加，而葉綠素含量是決定光合性能的主要因素，從而提高了光合能力[28]。T3 處理氮肥占的比例較高，這與前人的氮肥可顯著提高葉片葉綠素含量和凈光合速率的研究結(jié)果一致[29]。而過量施入氮肥會使植株徒長，使光合速率下降。對于不同肥料處理對蓮藕植株葉片光響應(yīng)及葉片顯微結(jié)構(gòu)的影響仍需進一步研究。

不同緩釋肥處理較對照處理提高了蓮藕的品質(zhì)，可能是由于緩釋肥肥效時間長，能夠改善蓮藕根系微環(huán)境的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，為土壤微生物的生活繁衍提供了良好的條件，促進了根系生物的活動[30]，從而有利于根系生長和營養(yǎng)物質(zhì)的積累。T3 處理氮肥比例較高，品質(zhì)優(yōu)于其他處理，可能是由于一定量的氮肥提高了有效氮含量，可以促進氮代謝，增加了氨基酸積累，進而促進次生代謝產(chǎn)物的增加[31]。

本試驗結(jié)果表明，在不同肥料處理下，不同緩釋肥處理均能提高蓮藕產(chǎn)量和品質(zhì)，其中緩釋肥處理較普通復(fù)合肥處理分別增產(chǎn)33.26%、32.65%、54.55%、49.26%、29.27%，這與謝婷婷等[6]的研究結(jié)果一致。氮磷鉀比例為18∶10∶18的緩釋肥處理增產(chǎn)最多，且該施肥處理下蓮藕葉片葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、維生素C含量、可溶性糖含量等均為最大。同時，氮磷鉀比例為18∶10∶18的緩釋肥處理的蓮藕植株葉柄高、葉長半徑等生長指標均優(yōu)于對照處理。因此氮磷鉀比例為18∶10∶18的緩釋肥更適宜在蓮藕種植中推廣使用。

綜上所述，氮磷鉀配比為18∶10∶18的緩釋肥可提高蓮藕品質(zhì)，增加蓮藕產(chǎn)量，為推薦施肥配比。筆者初步探究了不同緩釋肥對蓮藕光合作用、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，對于解決蓮藕種植過程中過量施肥，從而污染環(huán)境等問題有一定研究價值。

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