佟 静，李素艳，孙向阳，刘克锋，王宏伟，杨美燕

(1.北京林业大学 林学院， 北京 100083； 2.北京农学院 城乡发展学院， 北京 102206； 3.杭州市旅游职业学校 园林专业部，浙江 杭州 310052)

一串红，唇形科鼠尾草属植物，原产巴西，茎直立有四棱，种子黑色，顶生总状花序，为城市园林普遍栽培的草本花卉[1]，多年生常用作一年生栽培。一串红花期长，色彩鲜艳，常用在重大节日作为重要观赏花卉。随着我国花卉产业的发展，园林绿化中对一串红的花色、株形等观赏品质要求越来越高，高株形一串红品种开始进入人们的视野。一串红橙香公主是近年来我国选育的典型高株形新品种[2]，株高可以达到75～85 cm，冠幅最大达76 cm×71 cm，花萼和花冠均为橙色，因其株形高大美观、色彩亮丽等极高的观赏价值，弥补了一串红矮生品种达不到的野趣美，常用作花带、绿篱等园林绿化中。然而，由于园林绿化管理者管理粗放，难以精准施用营养元素，尤其是一串红橙香公主的必需元素磷元素，阻碍了一串红橙香公主的生产种植和市场化推广。

磷是植物生长发育所必需大量元素之一，植物体内磷占其干物质质量的0.2%～1.1%，是核酸和卵磷脂的重要组成部分[3-4]，影响着植物的光合作用[5]和对其他离子的吸收利用[6-8]。当植物遇到磷养分亏缺和过量时，根系将最先感受到磷信号变化，根系的生长受到影响[9]，根系的生理[10-11]也会随之发生变化，光合作用[12-13]、呼吸作用及生物合成[14-16]过程受到影响，表现在植株矮小、地上部分与根系生长比例失调[17-19]等。目前，研究磷营养对花卉植物生长影响已有较丰富的成果[20-23]，然而，对于园林绿化中常用花卉一串红[24-25]，仍未有磷营养对其生长、生理及根系发育的系统研究。本实验以珍珠岩作为无土栽培基质，设置不同磷营养液浓度，以一串红橙香公主为供试材料，研究磷营养对其生长、生理和根系发育的影响，以期为园林花卉中磷营养精准施用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料与场地情况

以一串红橙香公主作为研究材料，橙香公主为北京农学院一串红课题组自主选育的新品种，株形美观，花色鲜艳。实验在北京农学院菜园大棚中进行，采用72孔穴盘进行育苗，播种基质采用草炭和园土混合，上盆后栽培基质选用营养成分极低的珍珠岩。整个实验期间温室温度维持在20～25 ℃，相对湿度为50%～70%。

1.2 实验设计

实验设置6个处理，磷营养形态NaH2PO4·2H2O，母液采用改良的霍格兰营养液，不同磷营养液水平详见表1，每个处理20盆。用纯净水配置母液，实验处理时用自来水稀释母液，现用现配。不同处理除了磷营养液浓度不同，其他营养元素及管理措施相同。苗期每隔2 d施一次营养液，一个月后每隔3 d施一次，用量均为150 mL·株-1，整个实验期间共施20次。

表1不同磷营养液水平及母液配方

Table1Arrangement of different P level and nutrient formula

处理Treatment浓度Concentration/(mg·L-1)大量元素Macroelement浓度Concentration/(mg·L-1)微量元素Microelement浓度Concentration/(mg·L-1)P0NaH2PO4·2H2O0NNH4NO360MnMnSO405P1NaH2PO4·2H2O15KK2SO4100MoNa2MoO4·2H2O02P2NaH2PO4·2H2O30CaCaCl2·2H2O50BH3BO301P3NaH2PO4·2H2O60MgMgSO425ZnZnSO4·7H2O02P4NaH2PO4·2H2O90CuCuSO4·5H2O002P5NaH2PO4·2H2O120FeNa2Fe⁃EDTA2

1.3 测定指标及方法

1.3.1 形态指标测定

选用长势整齐的橙香公主穴盘苗进行上盆，先进行为期一周的缓苗处理，然后开始定期浇灌营养液。实验结束后，橙香公主株龄为107 d，实验共进行77 d。每个处理随机选定固定的5棵橙香公主，用直尺测定植株表面到顶部的株高；直尺在十字交叉方向分别测量一次取平均值即为该植株冠幅；用游标卡尺测定植株基部3 cm处地径，计算平均值；用叶面积仪(M300)测定每棵植株中部3对叶片叶面积。用万深LA-S根系扫描仪扫描植株根系并分析各处理根长、根体积、根表面积和根直径。叶片叶绿素含量测定采用丙酮乙醇浸提法。干物质质量测定时，每个处理随机取5株，用自来水把地上部分和地下部分冲洗干净，用滤纸吸干表面水分。在105 ℃烘箱中杀青1 h，然后在60 ℃下烘干至恒质量，称量根、茎、叶各器官质量，所得平均值即为该处理根、茎、叶干物质质量之和为地上部分干物质质量。

1.3.2 统计分析

采用Excel2010和SPSS17.0进行数据处理和绘图，采用Duncan法进行单因素方差分析及显著性检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 磷营养对橙香公主株高、冠幅、地径和叶面积的影响

实验结束后，测定一串红橙香公主株高、冠幅和地径，结果如表2所示。P2处理株高最高，P1次之，之后随着供磷浓度的增加，株高逐渐降低，P0和P2处理与其他各处理差异显著(P<0.05)。P0处理株高和冠幅均最小，可见植物缺磷不能正常生长。磷水平处理株高和冠幅变化均呈现先升高后下降的趋势。在P0到P2范围内株高和冠幅数值增高，在P2到P5范围内，株高和冠幅数值呈现下降趋势。一串红橙香公主地径在P2达到最大值，最大值为6.020 cm。磷浓度0～30 mg·L-1范围内，随着供磷浓度增加地径逐渐增大。继续增加磷浓度，地径呈现降低趋势。P0与P2差异显著并且与其他各处理间差异显著，其他各处理差异不显著(P<0.05)。磷浓度0～30 mg·L-1范围内，叶面积随着磷浓度的增加而变大。在30～120 mg·L-1，一串红橙香公主叶面积变小，浓度在30 mg·L-1达到最大值1 677.929 mm2。通过单因素方差分析可知，P0、P2和P5处理差异显著(P<0.05)，与其他磷水平处理相比，叶面积差异显著(P<0.05)，P1、P3和P4处理差异不显著(P<0.05)。P2水平即可满足橙香公主营养生长。

综上可知，在0～30 mg·L-1，随着供磷浓度的增加，一串红橙香公主生长相对较快；30～120 mg·L-1相对较慢，磷浓度120 mg·L-1已经受到离子毒害。可知施磷水平在P1至P2即可满足植物生长。

2.2 磷营养对橙香公主叶绿素含量的影响

不同实验处理对橙香公主叶绿素含量的影响如表3所示，叶绿素a含量在不同磷水平处理之间差异显著，在P1处理达到最大值，最大值为1.593 mg·g-1，其次是P2处理，最小值为P0处理。叶绿素b含量在P3处理达到最大值，最大值为0.624 mg·g-1，与其他各处理之间差异显著(P<0.05)。P5和P0、P4处理差异不显著。其中P1和P2处理差异不显著。叶绿素总量在P1处理达到最大值，最大值为2.042 mg·g-1，其次为P2处理，在P0处理为最小值。P1、P2处理与其他各处理差异显著。通过分析得出橙香公主叶绿素a和叶绿素总量呈现类似的变化规律，磷浓度在0～15 mg·L-1时，叶绿素含量随着磷浓度的增加而增加；磷浓度在15～120 mg·L-1时，叶绿素含量先下降然后又稍微升高，总体趋势是下降。叶绿素b在P3处理达到最大值，为0.624 mg·g-1，呈现先升高后下降趋势。叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量在P0处理，均与其他处理差异显著。综上，磷浓度在P1或者P2处理即可满足橙香公主正常生长。

表2不同磷水平处理对橙香公主株高、冠幅、地径和叶面积的影响

Table2Effects of different P treatment on plant height， crown diameter， ground diameter， and leaf area of Chengxiang Gongzhu

处理Treatment株高Plantheight/cm冠幅Crowndiameter/cm地径Grounddiameter/mm叶面积Leafarea/mm2P08800c5830b2376c150286dP122300b22800a5052b1393000bcP227600a23050a6020a1677929aP322400b21400a5292b1554071abP419600b22150a5426b1394857bcP519400b21550a5394b1290857c

同列数据后没有相同小写字母表示在0.05水平上差异显著，下同。

Values within a column followed by different lowercase letters indicate the significant difference (P<0.05).The same as below.

表3不同磷水平处理对橙香公主叶绿素含量的影响

Table3Effects of different P treatment on chlorophyll content of Chengxiang Gongzhu mg·g-1

2.3 磷营养对橙香公主干物质质量及根冠比的影响

干物质质量也是衡量植物生长发育和营养状况的重要参考依据，实验结束对橙香公主进行全株取样，分别测定根茎叶各器官干物质质量，结果如图1所示，橙香公主地上部分干物质质量和地下部分干物质质量在P2处理达到最大值，分别为4.700和1.913 g，全株干物质总质量为6.613 g。P3处理次之，P0处理干物质质量最小，全株干质量分别为5.026和0.119 g，且P1处理下植物不能正常生长。供磷浓度从0到30 mg·L-1，植物干物质质量随着供磷浓度的增加呈上升趋势，当供磷浓度达到30～120 mg·L-1时，随着供磷浓度的增加，干物质质量有开始下降趋势，从60 mg·L-1时开始趋于平缓。综上，P1、P2处理即可满足橙香公主的正常生长。

图1 不同磷营养水平对橙香公主干物质质量的影响Fig.1 Effect of different P treatment on dry weight of Chengxiang Gongzhu

根冠比是指植物地下部分与地上部分的鲜质量或干质量的比值。磷营养水平对橙香公主干质量的根冠比的影响如图2所示。随着供磷浓度的增加，橙香公主根冠比先迅速下降，后缓慢上升至平缓。在P0处理根冠比达到最大值1.354，在P2处理根冠比达到最小，最小值为0.407。P4和P5处理的根冠比差别不大，均小于1。综上，P0处理下虽然根冠比最大，但总量很小，生物学意义不大，在P2或P1处理下即可达到根冠比基本要求。

2.4 磷营养对橙香公主根系生长的影响

根系形态能在一定程度反映植物生长情况，根系指标见表4。随着供磷水平的增加，根长一直增加，在P5处理达到最大值，为2 172.523 cm；在P0处理时为最小值，为593.172 cm。P1-P44个处理间根长无显著差异，P0与P5及P1-P44个处理之间差异显著。根系体积在P2处理达到最大值，最大值为40.684 cm3，P2-P5处理间无显著差异，P0与P1及其他4个处理间差异显著。根表面积在P5处理达到最大值463.455 cm2，其次为P2处理，P2-P5差异不显著，P0与其他各处理差异显著，P2、P5与P1差异显著。根平均直径在P2处理达到最大值0.782 mm。P2、P0与其他各处理差异显著，其他4个处理间差异不显著。

图2 不同磷营养水平对橙香公主根冠比的影响Fig.2 Effect of different P treatment on root/shoot ratio of Chengxiang gongzhu

表4不同磷营养水平对橙香公主根系生长的影响

Table4Effect of different P treatment on root characteristic of Chengxiang Gongzhu

处理Treatment根长Rootlength/cm根体积Rootvolumn/cm3根表面积Rootsurfacearea/cm2根平均直径Averagerootdiameter/mmP0593172c1188c68433c0389cP11314305ab33447b316864b0620bP21526638ab40684a430898a0782aP31667161ab36832ab387081ab0620bP4168174ab36129ab357209ab0620bP52172523a39080a463455a0598b

以上分析可以看出，磷浓度在0～30 mg·L-1时，随着磷浓度的增加，橙香公主根长、根表面积、根体积和根系平均直径均随之增加。体积和直径均在P2处理达到最大值。在缺磷时根系各指标最小。实验可以看出，P2处理即能满足根系发育的多方面需求。

3 结论与讨论

实验采用单因子六水平完全随机设计研究磷营养水平对一串红橙香公主生长和根系发育的影响，测定了橙香公主株高、冠幅、叶面积、根系生长发育情况、干物质质量、叶绿素含量等，研究结果如下：在0～30 mg·L-1，随P元素浓度升高，植物株高、冠幅、地径、干物质质量、叶绿素含量等均具有增加趋势；在30～120 mg·L-1，随P元素浓度升高，植物地上生长、干物质质量及叶绿素含量有减小趋势。说明一串红橙香公主是对磷元素浓度变化敏感，低浓度磷促进植物生长，而磷过量抑制植物生长，主要原因是磷过量时植物呼吸作用强消耗了大量糖分和能量，影响了植株地上部分生长[26]。由于一串红橙香公主对磷元素浓度变化敏感，亟需发展一串红橙香公主的磷元素精准施用技术，并进行技术推广。

磷对根系在水平或垂直方向的伸展影响有差异[27]。在水平方向上，随着磷浓度的增加，根系直径先增加后减少，在30 mg·L-1时达到最大值，磷过量时抑制根系直径增加。可以看出，磷对根系水平方向伸展的影响与其对地上部分生长的影响一致。而在垂直方向上，随着磷浓度的增加，根系长度增加，在磷浓度为120 mg·L-1时根系长度达到最大值。本研究说明，磷可能通过影响根系的水平方向，进而影响植物地上部生长。

综上，在本实验条件下，磷浓度为15～30 mg·L-1时株高、冠幅、叶面积、叶绿素含量、根平均直径等指标均具有较高的值，是最佳的供磷范围，但是实验不可避免受到温度、光照、施肥频率、施肥量、栽培季节等诸多因素的影响，因此所提供最佳磷营养标准还有需要进一歩验证分析，改良营养液配方，最终完善一串红橙香公主磷营养施肥技术。

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