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作者简介:

任安琦(1997—),硕士研究生,研究方向为梅花栽培与应用,(E-mail)458330745@qq.com。

通讯作者:

李庆卫,博士,教授,研究方向为园林植物栽培与应用,(E-mail)lqw6809@bjfu.edu.cn。

中图分类号:Q945.1

文献标识码:A

文章编号:1000-3142(2024)03-0510-11

DOI:10.11931/guihaia.gxzw202207004

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目录contents

    摘要

    为指导梅花‘骨里红’幼苗的合理施肥,该研究以一年生‘骨里红’梅扦插苗为材料,设计三因素三水平正交试验,分析了轻基质原料配比(体积比)、单次施肥量和施肥频率对‘骨里红’梅生长和生理的影响,通过苗木的质量指数(QI)公式得出各处理的QI值,对各单项指标的主成分进行分析,并计算各指标的权重系数,同时结合隶属函数模型算出施肥效果D值。结果表明:(1)轻基质体积比在松针土∶草炭∶珍珠岩(体积比)=1∶2∶2的组合下‘骨里红’幼苗的整体生长情况最好,优于其他两种基质配比。(2)施肥处理中,‘骨里红’苗的可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素含量、光合参数均随施肥量增多呈上升趋势,当施肥量过高时部分指标不再升高,或略有下降。(3)‘骨里红’叶片中的养分含量随施肥量的增多而增加。(4)20 d的施肥频率和200 mL的单次施肥量条件有利于‘骨里红’苗生物量的积累。综合考虑植物生长指标、生理指标、养分含量及QI、隶属模型和主成分分析结果,养分含量营养液中氮浓度为420 mg·L-1、磷浓度为217 mg·L-1、钾浓度为273 mg·L-1,松针土∶草炭∶珍珠岩(体积比)=1∶2∶2、单次施肥量为150 mL、施肥频率为15 d是适宜‘骨里红’梅一年生苗生长的轻基质施肥方案。该研究结果为‘骨里红’梅的轻基质栽培提供了技术支撑,为进一步探讨适宜各品种梅花的通用配方提供了理论基础,对梅花的科学施肥及出口具有重要意义。

    Abstract

    To optimize the growth of Prunus mume ‘Gulihong’ seedlings through informed fertilization strategies, we designed a comprehensive three-factor, three-level orthogonal experiment, utilizing one-year-old ‘Gulihong’ cuttings as the test material. We specifically investigated the impact of light substrate ratios (volume ratios), single fertilization amount, and fertilization frequencies on the growth and physiological characteristics of ‘Gulihong’ seedlings. The quality index (QI) for each treatment was calculated utilizing a seedling quality index formula. Principal component analysis was subsequently performed on individual index, and weight coefficients were computed to elucidate the relationships between variables. The fertilization effect D value was ascertained using a membership function model. The results were as follows: (1) The overall growth of ‘Gulihong’ seedlings was optimal with a pine needle soil∶grass charcoal∶perlite (volume ratio) of 1∶2∶2, outperforming the other two substrate ratios in terms of growth outcomes. (2) In fertilization treatments, the contents of the soluble sugar, soluble protein, chlorophyll, and photosynthetic parameters of ‘Gulihong’ seedlings increased with higher fertilizer application rates. However, some indices plateaued or marginally decreased when the application rate was excessive, underscoring the necessity of balanced fertilization. (3) The nutrient contents in ‘Gulihong’ leaves consistently increased with higher fertilizer application rates, highlighting the direct relationship between fertilization and nutrient uptake. (4) A fertilization frequency of 20 d and a single fertilization amount of 200 mL were conducive to biomass accumulation in ‘Gulihong’ seedlings, promoting overall growth. Considering plant growth index, physiological index, nutrient content, QI, membership model, and principal component analysis results, the recommended light substrate fertilization program for one-year-old ‘Gulihong’ seedlings comprises a nutrient solution with N=420 mg·L-1, P=217 mg·L-1, K=273 mg·L-1, pine needle soil∶grass charcoal∶perlite (volume ratios) =1∶2∶2, a single fertilization amount of 150 mL, and a fertilization frequency of 15 d. This conclusion provides a vital technical support for the light substrate cultivation of ‘Gulihong’, an indispensable theoretical support for further exploration of general formulas suitable for one-year-old P. mume seedlings, and holds significant implications for the scientific fertilization and export of P. mume, ultimately contributing to the sustainable development of the industry.

  • 梅花(Prunus mume)为蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus)小乔木,原产于中国。梅花花期早、品种类型繁多,其花色、花香、姿、韵俱佳,在盆景装饰、园林绿化等方面具有一定的应用价值(陈俊愉,1999)。为满足市场对盆栽梅花的需求,需要了解梅花对轻基质和施肥方式的反应机制,明确梅花增产增效方式,合理使用轻基质与施肥等重要的生产措施。

  • 轻基质属于轻型育苗基质,是泥炭、珍珠岩、蛭石等与经过发酵、腐熟或炭化处理的农林废弃物或可再生资源组成的混合物(李宇蝶,2019)。由于轻基质具有质量轻、富含营养、保水保肥性强等特点,从而提高了育苗的便利性与实用性。近年来,随着轻基质研究的兴起(刘泽茂等,2022),当下梅花研究中多使用轻基质作为扦插、嫁接、中小型苗栽培等研究基质。例如,周小娟等(2021)研究赤霉素和温度对‘美人’梅(P. mume ‘Meiren’)促成栽培的影响时,于栽培基质中加入了草炭、珍珠岩、蛭石。同时,轻基质方便解决后期苗木运输物流问题,是优化工厂化育苗的前提,已在农业育苗生产、林木容器育苗等诸多行业被广泛应用(李宏祎,2019)。传统栽培种梅花尤其是‘骨里红’梅(P. mume ‘Gulihong’)的管理较为粗放,多使用园土地栽的形式,存在土壤易板结、营养成分易流失、栽培成本高等多种问题,导致‘骨里红’梅生长势一般、苗木标准化程度低,无法为科学研究的开展打造较好的基础条件。轻基质栽培下,寻找较合理的配比基质,可为‘骨里红’苗提供良好的透气透水环境、减少病虫害。同时,较轻的基质更有利于人工盆栽管理和物流运输,可解决传统栽培种的诸多问题。因此,结合轻基质进行轻简化、标准化栽培是未来梅花苗木繁育的发展趋势。然而,前人研究中对其他植物在此方面研究较多,但对‘骨里红’梅关注较少,并且不同轻基质配比和施肥方式对‘骨里红’梅的作用效果尚不清楚,急需相关方向的研究来填补这一空白。

  • 植物营养物质对于植物的生产必不可少,如何更精准更有效施肥是当下国际农业科学研究的热点领域。在不同生长发育时期,植物需要的营养元素含量不同、施肥量和施肥频率也不同。梅花常在秋季待新梢停止生长后施1次有机肥作为基肥,追肥通常在花后施加一次氮肥以促进营养生长期的生长,在花芽分化期施加P肥和K肥(李长伟等,2020)。营养生长期的梅花主要进行形态上的增长,对氮元素的需求偏多(苏小惠,2020)。随着植物品种水分利用能力和栽培技术的改进,植物间、植物和环境间互作效应越来越明显,由于人们越来越认识到平衡施肥对提高产量的有益作用,因此不再单纯大量施用单一肥料。采用配方施肥技术可以保持基质的肥力水平,减少养分流失和环境污染,这是科学施肥系统中的主要核心技术(Savvas &Gruda,2018)。黄兰清等(2022)对‘紫精灵’紫薇(Lagerstroemia indica ‘Zi Jing Ling’)容器苗的研究表明,配方施肥能显著提高紫薇苗木的苗木质量。龙海燕等(2022)对贵州金花茶(Camellia huana)生长及根系形态的研究表明,施肥能够促进金花茶幼苗生长及生物量的积累。合理配方施肥有利于植物的栽培养护。近年来,对梅花的研究主要集中在抗寒(王楠楠等,2021)、种质资源创新(李长伟等,2020)和花香(杨姝婷,2021)等方面,关于梅花合理施肥的研究较少。付慧琪(2012)的研究表明,5%日本园试配方和盆景植物无土栽培通用配方为较适宜‘扣瓣大红’梅(Prunus mume ‘Kouban Dahong’)的栽培配方。此外,关于梅花对营养液配方施肥的响应研究鲜有报道,梅花营养研究的发展缓慢,梅花营养的产业化经营理论也受到影响。因此,应研究合理的梅花轻基质配比和营养液施肥技术对梅花盆栽苗的栽培管理,进一步了解其生长生理机制的影响,并发现梅花生长的本质规律,为梅花苗木产业化经营提供科学依据。

  • 所研究的材料为一年生‘骨里红’梅扦插苗,‘骨里红’梅一年生枝绿色发红、老枝内皮红色、花色粉艳,作为苗木具有极高的观赏价值。本研究采用不同配比的轻基质和营养液施肥正交方案,通过测定梅花的株高、地径、一年生枝长度和直径、叶面积、可溶性糖和可溶性蛋白含量、光合参数、养分含量和生物量等指标,采用苗木质量指数和主成分分析结合隶属函数法,研究了不同轻基质配比和施肥处理对‘骨里红’梅幼苗生长和生理的影响,确定代表品种‘骨里红’梅适宜的轻基质配比和施肥方案,以期为‘骨里红’梅的轻基质栽培和配方施肥提供重要的第一手资料,将对促进梅花实现优质生产和贸易有重要的实践价值。

  • 1 材料与方法

  • 1.1 材料

  • 试验地位于北京林业大学北林科技梅菊圃半坡温室(116°35′ E、40°01′ N),场地位于北京市西北部的海淀区,属于温带季风气候,年均气温为9~19℃,试验期间苗圃的平均温度约为25.5℃,平均湿度约为 65.9%。

  • 材料为规格一致的梅花‘骨里红’(Prunus mume ‘Gulihong’)一年生扦插苗。2020年12月,挑选地径0.8~1.2 cm、株高约50 cm、无病虫害的梅花‘骨里红’一年生扦插苗栽植到口径18 cm的聚乙烯塑料盆中缓苗。在基质上盆前使用 200倍 20%的多菌灵进行消毒,扦插苗上盆后立即将茎干各面均匀喷施200倍20%的多菌灵消毒。常规养护4个月后进行正式试验。

  • 1.2 方法

  • 1.2.1 试验设计

  • 2021年4月20日开始正式试验,营养液配比和浓度参照改良的Hoagland配方(具体配方见表1),营养液中氮浓度为420 mg·L-1、磷浓度为217 mg·L-1、钾浓度为273 mg·L-1。共设3个因素,即不同轻基质原料配比、不同单次施肥量和不同施肥频率,各因素设3个水平,正交试验共9个处理。由于考虑到梅花耐旱、不耐涝,喜微酸性和透气性佳的基质,因此在轻基质中添加腐殖质含量高且呈微酸性的松针和疏松透气无菌无毒的珍珠岩。不同轻基质原料配比分别为马尾松(Pinus massoniana)(已腐熟处理的)松针土∶草炭∶珍珠岩(体积比)=1∶2∶1、1∶2∶2、1∶3∶1。单次施肥量为每盆150 mL(B1)、200 mL(B2)、250 mL(B3)。施肥频率为每次间隔10 d(C1)、15 d(C2)、20 d(C3),具体试验设计见表2。施肥方式:对基质均匀浇灌,CK处理3组(CK1、CK2、CK3的轻基质原料配比分别为松针土∶草炭∶珍珠岩=1∶2∶1、1∶2∶2、1∶3∶1)不施肥,每个处理为15盆,期间视植物需求和基质干湿情况浇水;除试验条件外,其他栽培管理措施各处理相同,90 d后停止施肥。

  • 表1 营养液配方

  • Table1 Nutrient solution formulation

  • 表2 试验设计

  • Table2 Experiment design

  • 1.2.2 生长和生理指标的测定

  • 在全部试验开始的前一天和结束的最后一天,分别测定梅花‘骨里红’一年生苗的株高、地径、一年生枝条的长度和直径、叶面积。根据生长量=Gn-G0 [式中: Gn为试验结束的最后一天(100 d)时株高、地径、一年生枝条的长度和直径、叶面积的测量值;G0为试验开始的前一天(0 d)时株高、地径、一年生枝条的长度和直径、叶面积的测量值]得出试验期间株高、地径、一年生枝条的长度和直径、叶面积的相对生长量。

  • 在营养液处理前一天(0 d)和最后一天(100 d)摘取当年生枝条中上部的功能叶放入冰盒,带回实验室立即进行生理指标测定,包括可溶性糖含量(蒽酮比色法)、可溶性蛋白含量(G-250考马斯亮蓝法)、叶绿素含量(丙酮-乙醇浸提法)、于施肥结束后次日取一年生枝条中上部的功能叶测定光合参数(便携式光合仪LI-6400)、全氮含量(凯氏定氮法)、全磷含量(钒钼黄吸光光度法)、全钾含量(原子吸光光度法)。试验方法参照李合生(2006)的《植物生理生化试验原理和技术》。

  • 施肥结束后的次日,将根、茎、叶分别采收后洗净,置于80℃烘箱中烘至恒重后称重。

  • 1.2.3 苗木质量指数的计算

  • 苗木质量指数(quality index,QI)参考邵芳丽等(2012)的计算公式。

  • QI= 苗木总干重 g 林高 cm/ 地径 mm+ 地上部干重 g/ 地下部干重 g

  • 1.2.4 隶属函数值的计算

  • 根据以下公式,求得隶属函数值:

  • uXi=Xi-XminXmax-Xmin

  • 式中: Xi为第i个综合指标; XminXmax分别是第i个综合指标的最小值和最大值; uXi)为计算得到的第i个综合指标的隶属函数值。

  • 根据以下公式,求出各综合指标的权重:

  • Wi=Pi/i=1n Pi (i=1, 2, 3, , n)

  • 式中: Pi为第i个综合指标的贡献率; Wi为计算得到的第i个综合指标在所有综合指标中所占的权重。

  • 根据以下公式,计算各植物的综合施肥效果:

  • D=i=1n uXi×Wi (i=1, 2, 3, , n)

  • 式中: uXi)为第i个综合指标隶属函数值; Wi为第i个综合指标权重; D值为计算得到的各植物在各处理下的综合施肥效果值。D值越大,代表该处理下的施肥效果越好。

  • 1.3 数据处理

  • 使用MS Office2019软件进行数据处理,在SPSS 26软件中进行方差分析和多重比较检验差异显著性。

  • 2 结果与分析

  • 2.1 轻基质施肥对梅花生长特性的影响

  • 由表3可知,轻基质施肥对各生长指标的影响均显著好于不施肥的对照组(CK),不同组合处理均显著(P<0.05,下同)促进了‘骨里红’梅幼苗株高、地径、一年生枝长度、一年生枝直径和叶面积的提高。其中,A1B3C3处理下株高生长指标达到最大值,较CK1提高了225.95%;A3B3C2处理下地径生长指标达到最大值,较CK3提高了219.44%。可见,施肥措施有助于提高‘骨里红’梅幼苗的生长品质。

  • 2.2 轻基质施肥对梅花生理特性和生物量的影响

  • 轻基质施肥对‘骨里红’梅叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和叶绿素含量的影响如表4所示,100 d时,轻基质配比为1∶2∶2(体积比)对可溶性糖含量的促进效果达到最大值,较处理前提高了62.08%,但与其他轻基质配比的处理组无显著差异。随单次施肥量的增多,可溶性糖含量下降,单次施肥量为150 mL对可溶性糖含量的促进效果较好,较0 d时提升了75.55%,但与单次施肥量200 mL无显著差异,与单次施肥量250 mL差异显著。而可溶性蛋白含量随单次施肥量的增多则呈先升后降的趋势,单次施肥量为200 mL的处理达到最大值,较0 d时提升了251.54%,显著大于其他处理。这说明过多的施肥量会造成水养流失,对植物能源物质的积累效果变弱;施肥频率过高时可溶性糖含量下降,在15 d的施肥频率处理下达到最大值,此时‘骨里红’梅无法吸收过多的营养。

  • 100 d时,基质体积比为1∶2∶1时叶绿素含量达到最大值,比0 d提高了104.34%。随着单次施肥量的增多,叶绿素含量呈先升高后降低的趋势,在200 mL处理下达到最大值且与其他水平间有显著差异;较低的施肥频率有助于叶绿素含量的提升,施肥频率为15 d时叶绿素含量达到最大值,比0 d提升了98.82%,但与20 d处理无显著性差异。这说明施肥量是影响叶绿素含量的关键因素,在一定的施肥范围内,施肥量的增加可提高叶绿素的含量,超过合理的施肥范围,叶绿素含量下降。

  • 由表5可知,轻基质配比对净光合速率(Pn)值、气孔导度(Gs)值无显著影响,说明轻基质配比不是影响光合能力的重要因素;而轻基质配比为1∶2∶2(体积比)时蒸腾速率(Tr)值达到最大值,与轻基质配比为1∶2∶1(体积比)有显著性差异。随着单次施肥量的增多,Pn值呈升高趋势,单次施肥量250 mL时Pn值达到最大值,较另两种水平分别提高了17.34%和8.61%,与另两种水平有显著性差异;随着施肥频率的降低,Pn值呈先升后降的趋势,15 d时Pn值达到最大值,Gs值与Tr值的变化与Pn值相似,胞间CO2浓度(Ci)值的变化与Pn值相反。这说明施肥量的不同对光合能力的影响较大,应适时、适量地补充营养液,在实际工作中,应根据具体需要确定浇施营养液的量和频率。

  • 由表6可知,施肥后‘骨里红’梅叶片中的氮、磷和钾的含量显著增加,单次施肥量越多氮、磷和钾的含量越高,单次施肥量为250 mL时,氮、磷和钾在叶片内的含量达到最大值,与其他水平有显著差异;该处理下叶绿素含量和净光合速率较好,营养元素的有效吸收促进了叶绿素的合成,进而提高了光合效率。施肥频率为10 d时叶片内氮含量和磷含量达到最大值,分别为2.872%和0.259%,与其他处理有显著性差异;钾含量在施肥频率为10 d和15 d的处理下无显著性差异。可见,随施肥量的变化氮、磷和钾的含量变化较为一致,单次施肥量为250 mL能显著促进‘骨里红’梅氮、磷和钾的含量提高,施肥频率对钾含量的促进作用不明显。

  • 轻基质配比为1∶2∶2(体积比)时植株的叶重、茎重、根重积累较好,但不同轻基质条件下叶重无显著性差异。与其他指标结果对比发现,可能是轻基质配比为1∶2∶2(体积比)时叶绿素含量较多、Pn值最大,可溶性糖、可溶性蛋白含量积累最多,从而导致生物量积累较多。单次施肥量为200 mL时植株茎重和根重达到最大值,分别为22.975 g和10.410 g,叶重在单次施肥量200 mL和250 mL时无显著性差异且结果均较好,可认为200 mL是较适宜的单次施肥量。随着施肥频率的降低叶重的积累上升,并于20 d时达到最大值,分别是其他两种水平的138.51%和129.83%,但施肥频率对茎重和根重未见显著影响。这说明适宜的单次施肥量对生物量的积累具有一定效果,而施肥频率不是影响茎重和根重的关键因素。

  • 表3 ‘骨里红’梅在轻基质施肥处理下生长指标的统计结果

  • Table3 Statistic result of growth indexes of Prunus mume ‘Gulihong’ under light substrate fertilization

  • 注:同列不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P<0.05)。数据为平均值±标准差。下同。

  • Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different treatments (P<0.05) . The data are x-±s. The same below.

  • 2.3 轻基质施肥方案综合分析与评价

  • 利用苗木的总干重、株高、地径、地上部干重和地下部干重计算QI值,QI值越高表示苗木质量越好。由表7可知,与对照组相比,不同的施肥方式均有效提高了苗木的质量指数,表明施肥处理可提高苗木质量。各处理中,A2B2C3的QI指数达到了最大值,为4.267,较对照组CK2提高了49.67%;其次是A2B1C2、A1B2C2和A1B3C3处理。轻基质中配比为1∶2∶2(体积比)条件下‘骨里红’梅幼苗QI值最高,可能是‘骨里红’梅更喜欢排水良好的环境。该轻基质中珍珠岩较多,珍珠岩增加了基质的透水透气性。

  • 采用主成分分析法提取出各处理的综合指标特征值后,经计算得到各处理的综合施肥效果值(D值),D值越大代表该处理下的施肥效果越好。由表8可知,不同处理的综合施肥效果排序为A1B3C3>A2B1C2>A1B2C2>A2B2C3。植物的生长与生理指标之间的相关性不同,不同评价方式选用的参考指标不同,导致个别处理在主成分分析评价位次、模糊隶属函数评价位次与苗木的质量指数评价位次略有不同。从整体来看,苗木质量指数评价下的苗木质量与主成分分析隶属函数模糊综合评价结果基本一致。综合三者且考虑经济效益,处理A2B1C2即轻基质配比为松针土∶草炭∶珍珠岩(体积比)=1∶2∶2、单次施肥量为150 mL、施肥频率为15 d为最适宜‘骨里红’梅营养生长期生长的轻基质施肥方案。

  • 3 讨论

  • 3.1 轻基质施肥对梅花生长特性的影响

  • 植物栽培过程中,基质是关键条件之一,它可提供稳定苗木生长的水、气、肥,若基质使用不当就会导致苗木生长不良、发生病害,甚至苗木死亡(邵和平,2004)。任志雨和刘艳丽(2018)研究认为,珍珠岩的增多可以降低复合基质的容重和提高基质的大小孔隙比,以及提高复合基质的透气、透水能力。赵兴华等(2022)研究表明,不同的珍珠岩椰糠混合基质配比对君子兰种苗的生长均有明显影响,其中影响发育效果的是珍珠岩比例较高的复合基质。本研究中,轻基质体积比在松针土∶草炭∶珍珠岩(体积比)=1∶2∶2的组合下‘骨里红’梅幼苗的生长情况最好,A2水平下的复合基质中珍珠岩的比例多于另两种配比的轻基质,添加更多的珍珠岩能使基质的透气、透水能力更佳,有利于植物的生长。本研究结果表明,梅花作为一种耐旱、不耐涝的植物,良好的透气、透水能力有利于其更好地生长,董金旭等(2016)的基质研究中得出了相似结果。这说明,提高珍珠岩的使用比例有利于‘骨里红’梅幼苗的生长。

  • 表4 轻基质施肥对‘骨里红’梅叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和叶绿素含量的影响

  • Table4 Effects of light substrate fertilization on soluble sugar content, soluble protein content and chlorophyll content of Prunus mume ‘Gulihong’ leaves

  • 表5 轻基质施肥对‘骨里红’梅叶片光合参数的影响

  • Table5 Effects of light substrate fertilization on photosynthetic parameters of Prunus mume ‘Gulihong’ leaves

  • 基质的养分状况对苗木生长和养分的吸收利用具有显著影响,基质在不同的施肥频率和单次施肥量条件下养分吸收的程度不同,可提供给植物的养分也不同。赵力兴等(2018)研究了施肥对紫花苜蓿(Medicago sativa)茎秆长度和茎秆直径的影响,认为增加施肥量能够促进第一茬紫花苜蓿茎秆的伸长生长。本研究认为,从整体来看,单次施肥量为150 mL、施肥频率为15 d对‘骨里红’梅的生长效果最好,过高的施肥频率和过多的施肥量对‘骨里红’梅的生长不利。陈高听(2016)在设施萝卜(Raphanus sativus)的施肥研究中发现,施肥频率过低时,植物得到的养分补给较晚,施肥时间较集中,导致养分聚集无法被吸收,养分利用率下降,植物的生长被抑制,进而影响苗木的质量。刘迪(2014)也发现单次施肥量过多会导致水肥利用率下降,对植株生长不利。

  • 3.2 轻基质施肥对梅花叶片中生理指标的影响

  • 植株内可溶性糖的变化是植物碳水化合物代谢的主要标志,施肥可以提高植物体内可溶性蛋白、可溶性糖的含量,增强植物的抗性(练芳松,2021)。本研究中,轻基质配比对叶片可溶性糖含量无显著影响,较低的单次施肥量和适中的施肥频率对可溶性糖的促进效果较好,可溶性蛋白含量随单次施肥量的升高呈先升后降的趋势,这与刘婷岩等 (2019) 对白桦 (Betula platyphylla)养分的研究结果相似。施氮量过高引起蛋白酶活性的提高,导致部分蛋白质水解速度加快,RNA的转录和翻译过程受到抑制,可溶性蛋白含量降低(殷彪等,2020)。

  • 表6 轻基质施肥对‘骨里红’梅叶片氮、磷、钾含量和生物量的影响

  • Table6 Effects of light substrate fertilization on N, P and K contents and biomass of Prunus mume ‘Gulihong’ leaves

  • 表7 轻基质施肥下苗木的质量指数

  • Table7 Seedling quality index (QI) under light substrate fertilization

  • 叶绿素在光能的吸收、传递和转化方面均起着重要作用,其含量影响着光合作用的强弱(田鸿等,2022)。本研究中,叶绿素含量随单次施肥量的减少而降低,植物积累叶绿素所需的水分较多,施肥量少导致水分吸收不足,植物叶绿素积累量减少。赵娣(2019)研究表明,降低番茄(Solanum lycopersicum)种植过程中的水分会明显降低番茄叶片的叶绿素含量。施肥频率对叶绿素含量无显著影响,可能是试验过程中水肥管理较合理,浇水频率和施肥频率均满足了叶绿素积累的需求。珍珠岩占比最高的基质A2有利于‘骨里红’梅的Pn值、Gs值和Tr值的提高,与马海林等(2010)对刺槐(Robinia pseudoacacia)容器育苗研究的结果相似。本研究中,由于Pn值随单次施肥量的增多而升高,施肥量的增多提高了氮和磷的含量,氮影响植物体内叶绿素和蛋白质的合成,磷影响植物的光合能力和能量转化,因此氮和磷的含量提高促进了光合能力的提高,周维(2016)在对格木(Erythrophleum fordii)的研究中得到了类似结果。本研究中,养分的增加使叶肉细胞光合活性提高,Pn值上升,气孔调节能力提高,CO2在细胞间积累量降低,Ci值减小(李丹丹等,2017)。

  • 氮、磷和钾是植物生长发育中需求最大的三种元素,其中对营养生长期的梅花而言,氮水平对梅花的生长产生较大影响。核蛋白、磷脂、磷酸酯的合成速率均与磷含量有关,这些物质的含量会影响花芽分化过程,而钾可提高花卉的观赏效果和品质(王敬丽,2013)。草炭是含有较多氮、磷、钾元素的单一基质,草炭用量比例的增多可加强复合轻基质的营养和供肥能力。本研究中,含草炭最多的A3轻基质即松针土∶草炭∶珍珠岩=1∶3∶1(体积比)处理下‘骨里红’梅叶片中氮、磷和钾含量的吸收促进效果最好。魏佳等(2022)研究结果表明,草炭的营养成分高、总孔隙度较高、通气孔隙度在20%以上,透水、透气能力适宜。陈高听(2016)的研究认为,设施萝卜的生长品质与施肥频率有密切关系。‘骨里红’梅叶片氮、磷和钾含量随单次施肥量的增加和施肥频率的升高而升高,提高施肥频率缩短了植物补充肥料的时间,显著增加叶片内的养分含量。本研究认为,随着单次施肥量和施肥频率的提高,植株内叶片养分含量上升,但植株整体的形态生长却不完全是相同的趋势,推测由于养分积累在植物体内是复杂的,本研究中测定的养分指标只代表叶片内积累的养分含量,并且只是在施肥结束后的一次检测,而植株体内的养分在生长前期、速生期和生长后期向各器官运输的规律有差异,不同器官间的养分积累不同(欧阳园丽,2021),因此各生长指标的趋势和叶片养分积累在不同试验处理下的结果也不相同。梅花各器官间养分的输送规律还需要进一步深化研究。

  • 表8 各处理的权重、隶属函数值、D值和排名

  • Table8 Weight coefficients, membership function values, D values and ranks of each treatment

  • 3.3 轻基质施肥对梅花生物量的影响

  • 植株的生物量能直接体现植物的生长情况,通过分次施肥可满足植物的需肥特点,并增加其对养分元素的消化吸收,提高肥料的利用率,增加植物生物量的积累(陈芳,2019)。王敬丽(2013)的研究表明,施肥可增加独本菊(Chrysanthemum morifolium)生物量的积累。本研究中,各轻基质施肥处理的地上、地下部分生物量均高于对照,说明施肥可有效增加植物的总生物量。轻基质体积比为1∶2∶2时生物量积累总量达到最大值,珍珠岩的大小孔隙比较高,在复合基质中使用比例增加有效改善了基质结构,增加了基质的透气性,同时珍珠岩具有较好的盐缓冲性,减小了营养液过量时带来的盐分伤害,保障了植物的良好生长(李耀龙等,2016)。本研究中,‘骨里红’梅的生物量在中量施用营养液(200 mL)条件下有较明显的增加,单次施肥量过多导致植株生物量减少,施肥频率升高对‘骨里红’梅的叶重增长不利,李惠(2014)的研究中同样表明,高施肥频率在一定程度上增加了植物叶片的蒸腾作用,水分和养分的损失变大。因此,在实际生产过程中,应注意施肥量和施肥频率,从而避免出现养分浪费的情况。

  • 4 结论

  • 本研究在梅花的轻基质配方研究中,添加了绿色环保轻基质松针土的使用,结合QI值和模糊隶属函数、主成分分析方法初次筛选了适宜‘骨里红’梅营养生长期的轻基质施肥方案为松针土∶草炭∶珍珠岩(体积比)=1∶2∶2、单次施肥量150 mL、施肥频率15 d,为‘骨里红’梅的栽培研究和盆栽商品化提供了科学依据。但是,本研究仅测定了梅花叶片的生理指标,为更好地评判苗木的综合生理情况,后续可结合茎、根、果实等其他器官的生理指标综合分析;同时,本研究中各试验的供试材料为单一品种,由于不同品种或不同株龄下的同一品种对于营养的需求不同,因此今后的研究方向将针对不同的品种及株龄的梅花进行对比试验,为梅花轻基质施肥技术的推广提供更多参考依据。

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