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不同浓度“生命素”对碧玉兰生长发育的影响

2019-06-17赵宏磊

绿色科技 2019年9期
关键词:净光合叶面肥叶面

赵宏磊

(曲靖市国有海寨林场,云南 曲靖 655000)

1 引言

近年来,由于在技术领域的不断创新,肥料生产工艺的不断改进,原料来源的不断扩展以及生产成本的降低,使得叶面喷施在农业生产中的应用越来越广泛,并发挥着越来越重要的增产作用。随着农业产业结构调整和科技水平的提高,新型肥料在农业生产中的应用日益广泛,含腐植酸水溶肥料在作物生长中作为大量元素肥料的重要补充,在农业生产中特别是蔬菜作物上广泛应用。

通过农作物叶面喷施的叶面施肥又称根外追肥或叶面喷肥。适合于微肥的施用,增产效果显著,尤其是土壤环境不良、水分过多或干旱低湿条件、土壤过酸过碱等因素造成根系吸收作用受阻或作物缺素急需补充营养以及作物生长后期根系吸收能力衰退时,采用叶面追肥可以弥补根系吸肥不足,取得较好的增产效果。

叶片是植物最重要的根外营养器官之一,叶面营养就是指植物通过叶片及表面吸收利用各种营养物质。将不同种类和形态的养分喷施于植物叶片表面,植物对叶面吸收的养分利用效果与根部施肥是一样的[1],这种现象对于植物进行叶面施肥有着重要的研究与应用意义。叶面肥的应用与叶面施肥技术的提高完善是人们认识植物叶面营养吸收规律的重大突破,叶面施肥打破了单一土壤根部施肥的传统方式,作为对植物土壤施肥的一种高效、直接的辅助措施,现已成为现代农业生产中一项重要的施肥技术[2]。

叶面肥的问世为植物提供了一种经济、有效、及时的施肥方法。它可制成单种或多种复合肥料, 也可与农药、植物生长调节剂等混合使用,非常方便。叶面施肥植物对养分吸收要比土壤施肥快, 适宜于向植物补充锌、硼、锰、铁、钥等微量元素, 当然同时也存在着养分容易流失等缺点。近年来, 叶面施肥已成为一种重要的施肥技术, 叶面宝、喷施宝等叶面肥都获得了大面积的应用。一些新型叶面肥品种在蔬菜、水果、花卉等经济作物的种植中施用后效果显著[3]。 与土壤施肥相比,叶面肥具有以下4个特点:①针对性强。叶面肥可根据土壤养分丰缺状况、土壤供肥水平以及作物对营养元素的需求来确定养分的种类和配方,及时补充作物缺少的养分,减轻或消除作物的缺素症状。②吸收快。叶面肥由于直接喷施在作物叶面,各种营养物质可直接从叶片进入植物体内,直接参与作物的新陈代谢和有机物质的合成,其速度和效果都比土壤施肥的作用来得快。③效果好。形成作物产量的干物质中,有90%~95%干物质来自光合作用的产物,作物进行叶面施肥后,叶片吸收了大量的养分,促进了作物体各种生理过程,显著提高光合作用强度,有效促进作物有机物质的积累,提高座果率和结实率,增加产量,改善品质;④用量省。叶面肥由于喷施在叶面上,不直接与土壤接触,避免了在土壤中养分的固定、失效或淋溶损失。采用叶面喷施,通常用量极少,浓度很低,用量仅为土壤施肥的1/10~1/5,养分吸收后,直接被输送到作物生长最旺盛的部位,养分利用率高。

目前国内对叶面肥的研究,主要是针对某一特定品种叶面肥对作物产量和品质影响的研究,或是某种营养元素的单一组分喷施对作物产量和品质影响的研究。而不同浓度叶面肥对兰花施用各方面效果的研究甚少。

“生命素”就是其中之一,是一种适宜叶面施用的肥料,经水溶解或稀释,用于叶面棚室、灌溉施肥、无土栽培、浸种蘸根等用途的液体或固体肥料,水溶肥料包括含氨基酸水溶、含腐植酸水溶肥料、大量元素水溶肥、微量元素水溶肥等多种类型[4]。

试验对象碧玉兰(Cymbidiumlowianum(Rchb.F.)Rchb.F),属于兰科(Orchidaceae)虎头兰亚属,假鳞茎较大,叶5~7片、带状,长60~90 cm,宽3.0~3.5 cm。碧玉兰花期2~6月,花淡黄色[5]。先端短渐尖或近急尖,关节位于距基部6~9 cm处。花葶从假鳞茎基部穿鞘而出,近直立、平展或外弯,长60~80 cm;总状花序具10~20朵或更多的花;花苞片卵状三角形,长约3 cm;花梗和子房长3~4 cm;花直径7~9 cm,无香气;萼片和花瓣苹果绿色或黄绿色,有红褐色纵脉,唇瓣淡黄色,中裂片上有深红色的锚形斑(或V形斑及1条中线);萼片狭倒卵状长圆形,长4~5 cm,宽1.4~1.6 cm;花瓣狭倒卵状长圆形,与萼片近等长,宽8~10 mm;唇瓣近宽卵形,长3.5~4 cm,3裂,基部与蕊柱合生达3~4 mm;侧裂片上被毛,尤其在前部密生短毛;中裂片上在锚形斑区密生短毛,边缘啮蚀状并稍呈波状;唇盘上2条纵褶片肥厚,从距基部7~9 mm处延伸到中裂片基部下方,上面生有细毛;蕊柱长2.73 cm左右,向前弯曲,两侧具翅,腹面基部有乳突或短毛;花粉团2个,三角形。花期4~5月。

与其他植物一样,兰花要维持自身正常的生理活动,除需要水分之外,还需要各种矿质营养。但是兰花又与其他花卉有所不同。兰花的根为肉质根,没有须根,不能直接从土壤中吸收营养。主要依靠肉质根内共生的兰菌从土壤中吸收矿质营养,再供给兰花植株,提供其生长所需养分。

氮被称为植物的生命元素,是植物需要量最多的营养元素之一, 与植物的光合速率密切相关;也是植物体蛋白质、酶、核蛋白、氨基酸以及叶绿素的组成成分。兰花植株体内的含氮量一般为干重的2.5 %~3.5 %[6]。兰花对氮素缺乏敏感,当氮素不足时,细胞壁厚,整株发育不良,生长速度慢,叶色淡绿。氮肥过多时,会造成兰叶徒长,抗病力减弱,开花延迟,花朵小,甚至伏花,特别是对求艺色的线艺兰危害极大。

磷,植物营养的三要素之一,也是植物体核酸、核蛋白、磷脂以及植素的组成成分,参与了植株体内的各种代谢活动,为生理生化作用的进行以及养分的吸收提供能量。磷素相对浓度的高低可调节细胞代谢过程 ,促进植物开花结果, 增强抗逆性。磷占兰花干重的0.4%~1.4% ,在体内分布不均匀, 主要集中于生长点。兰果和嫩叶[7]。磷能促进兰花根和假鳞茎的发育 ,花芽分化和生长提高抗逆能力。缺磷症状首先出现在老叶上。磷不足时,叶片呈暗绿色,茎和叶脉变成紫红,抑制植物的生长,植株矮小,开花期延迟,花小而且量少。磷过量时,花期提前,营养生长不足,花小易脱落,花期短。此外,缺磷还影响兰株对氮的吸收。它影响着植物体内硝态氮的积累,游离氨基酸和蛋白质合成因此受阻。缺磷时,根的游离氨基酸含量最低,游离氨基酸含量随着磷浓度增高而增高,球茎和叶正好相反,它们的游离氨基酸含量随着磷浓度的增高而下降。

钾在植物体内的功能与氮、磷等不同,它不是构成植物细胞结构物质的营养元素,而是参与了很多代谢活动的调节。钾对植物的正常生长发育、产量形成、抗逆性及品质等均有重要影响。缺钾时,植物生长缓慢,叶色暗绿。纤维素等细胞壁组成物质减少,厚壁细胞木质化程度较低,因而影响茎的强度,易倒伏。叶片上出现坏死斑点。缺钾症状首先从较老的叶片上出现,一般表现为最初老叶叶尖及叶缘黄化,花期短或不开花。钾一般不过量,过量时可能导致缺乏钙、镁、锰、铁,也可能导致缺硼或硼毒害[8]。

钾使兰花的茎、 叶、 根生长健壮 ,叶片坚韧 ,不易折断 ,在兰花蛋白质形成的某些过程中起催化作用 ,并促进兰花分生组织生长, 增加细胞保水能力 ,从而提高兰花的吸收能力 ,增强其抗病性和耐寒性, 此外 ,钾素还可增加兰花香味[9]。

为了探索含腐植酸在碧玉兰叶面上喷施的适宜浓度,本实验以碧玉兰为供试对象,研究不同浓度 “生命素”对碧玉兰生长和品质的影响,为研究对碧玉兰高效喷施“生命素”叶面肥提供实践依据,且为含腐植酸水溶肥料合理施用提供科学依据。

2 材料与方法

2.1 试验时间及地点

2011年7月15日在云南农业大学后山蔬菜实验研究基地温室大棚中栽培,该大棚为兰花种植基地。常年气候温和,光照充足,为植物生长提供了很好的自然条件;温度及湿度适中,适合兰花栽培。室内实验与测定光合指标在2011年9月21日至2012年3月5日在云南农业大学3号楼实验室和后山蔬菜实验研究基地完成。

2.2 试验材料选择以及处理

2.2.1 试验材料

植物材料:碧玉兰(Cymbidiumlowianum(Rchb.F.)Rchb.F)。分别选取30盆长势良好且一致的大棚盆栽碧玉兰。

供试肥料: “生命素”,生产厂家(内蒙古永业生物技术有限责任公司),主要成份(黄腐酸)。

2.2.2 实验仪器

LI-6400光合仪、紫外分光光度计、火焰光度计、电子天平、容量瓶、试管、剪刀等。

2.2.3 试验试剂

乙醇、蒸馏水、浓硫酸、EDTA—甲基红、H2O2、NaOH、氯酸钠、酚溶液、二硝基酚、钒钼酸铵等。

2.3 试验设计及处理

采用盆栽对比试验,以不施肥为空白对照,分别用3种浓度(稀释400倍、600倍、800倍)“生命素”;按顺序进行编号,进行常规喷施,每种浓度喷施3盆兰花,即3个重复。施用处理分3次进行,分别于9月10日、10月1日、10月20日(每20 d进行一次)各喷施一次,其它栽培管理措施相同。

于10月27日(即处理后47 d),最后一次喷施后一个星期,选择一晴天上午9点左右,对每个处理的3个重复随机抽取叶片,用LI-6400光合仪测定光合生理指标;同时,剪取植物叶片,在实验室对其进行N,P,K含量的测定,以比较“生命素”3种浓度对碧玉兰生长发育的影响。测定的部位选择生长成熟健康、长势一致的叶片,确保数据的准确性。

2.4 指标测定方法

2.4.1 净光合速率,胞间二氧化碳,气孔导度和蒸腾速率的测定

按编号,利用美国LI-6400便携式光合测定仪,进行净光合速率,胞间二氧化碳,气孔导度和蒸腾速率的测定。测定时,尽量选择晴天早上,光合作用旺盛时进行, 因所用仪器叶室的可测面积为2 cm×3 cm,叶长统一为3 cm,需要测量叶宽,满足叶室面积。

2.4.2 叶片中N,P,K含量的测定

(1)N含量的测定:水杨酸-锌粉还原- H2SO4-加速剂消煮法。①取空白、低浓度、中间浓度、高浓度下的碧玉兰叶片并擦净表面污物。②取样0.3 g(0.25 g)加5 mL浓硫酸,H2O2若干滴,消煮,定容到50 mL。③取1 mL,加1 mLEDTA—甲基红,用0.3N的NaOH滴定使红色变为黄色,加5 mL酚溶液,加5 mL次氯酸钠溶液,定容至50 mL,1 h后利用紫外分光光度计,625 nm下比色测定N。

(2)P含量的测定:钒钼黄吸光光度法在一定范围内其黄色的深浅与磷的浓度正相关,采用分光光度法测定叶片中磷的含量。①取空白、低浓度、中间浓度、高浓度下的碧玉兰叶片并擦净表面污物。②取10 mL到容量瓶,加2滴二硝基酚指示剂,6N NaOH中和至呈黄色,加10 mL钒钼酸铵,定容到50 mL。③在紫外分光光度计上于450 nm下比色测P。测定,读取检流计读数。④然后从工作曲线上查得待测液的磷的浓度(×10-6)。

(3)K含量的测定:火焰光度法。①取空白、低浓度、中间浓度、高浓度下的碧玉兰叶片并擦净表面污物。②取10 mL到50 mL容量瓶用水定容(V1),加2滴二硝基酚指示剂,6N NaOH中和至呈黄色,加10 mL钒钼酸铵,定容到50 mL,③在火焰光度计上于450 nm下比色测P。测定,读取检流计读数。④然后从工作曲线上查得待测液的钾浓度(×10-6)。

2.5 数据处理及分析

将调查数据用EXCEL2003进行统计,用DPS软件对数据进行方差分析与多重比较。

3 结果与分析

3.1 “生命素”3种浓度的叶面肥对碧玉兰光合指标的影响

3.1.1 施用叶面肥处理对碧玉兰净光合速率的影响

不同浓度的“生命素”对碧玉兰净光合速率有不同程度的影响(表1)。

表1 “生命素”3种浓度的叶面肥对碧玉兰光合指标的影响

3种不同浓度“生命素”处理对碧玉兰净光合速率有显著的影响。在浓度600倍时净光合速率值达4.47 μmol/m2·s,达到最大值;其次是400倍时,净光合速率值达3.68 μmol/m2·s;而对照相对最小,净光合速率值仅为2.33 μmol/m2·s。经差异显著性分析(表2、表3),3种不同浓度处理处理之间与对照差异显著(p<0.05),即表明,在“生命素”浓度为600倍时,其净光合速率值相对较大,光合效率高。

3.1.2 施用叶面肥处理对碧玉兰气孔特性(Cond)的影响

不同浓度“生命素”对碧玉兰气孔导度有不同程度的影响(表1)。在浓度600倍时气孔导度值达0.0373

表2 不同浓度“生命素”处理的方差分析

表3 不同浓度“生命素”处理水平之间的多重比较

mol/m2·s,达到最大值;其次是400倍时,气孔导度值达0.0259 mol/m2·s;而对照相对最小,气孔导度值仅为0.0197 mol/m2·s。经差异显著性分析(表4、表5),3种不同浓度处理处理之间与对照差异显著(p<0.05),即表明,在“生命素”浓度为600倍时,其气孔导度值相对较大,光合效率高。

表4 不同浓度“生命素”处理的方差分析

3.1.3 施用叶面肥处理对碧玉兰蒸腾速率(Tr)的影响

不同浓度“生命素”对碧玉兰蒸腾速率有不同程度的影响(见表1)。3种不同浓度处理对碧玉兰蒸腾速率有显著的影响,在浓度600倍时蒸腾速率值达0.67 gh2o/m2·s,达到最大值;其次是800倍时,蒸腾速率值达0.44 gh2o/m2·s;而对照相对最小,蒸腾速率值仅为0.20 gh2o/m2·s。经差异显著性分析(表6、表7),3种不同浓度处理处理之间与对照差异显著(p<0.05)。即表明:在“生命素”浓度为600倍时,其蒸腾速率值相对较大,光合效率高。

表5 不同浓度“生命素”处理水平之间的多重比较

表6 不同“生命素”浓度处理的方差分析

表7 不同浓度“生命素”处理水平之间的多重比较

3.1.4 施用叶面肥处理对碧玉兰胞间二氧化碳浓度

(Ci)的影响

不同浓度“生命素”对碧玉兰胞间CO2浓度有不同程度的影响(表1)。3种不同浓度处理对碧玉兰胞间二氧化碳浓度有显著的影响,在浓度600倍时胞间二氧化碳浓度值达102.35 μmol/mol,达到最小值;其次是800倍时,胞间二氧化碳浓度值达118,97 μmol/mol;而400倍相对最大,胞间二氧化碳浓度值为184.75 μmol/mol。经差异显著性分析(表8、表9),3种不同浓度处理处理之间与对照差异显著(p<0.05)。即表明:在“生命素”浓度为600倍时,其胞间二氧化碳浓度值相对较小,光合效率高。

表8 不同浓度“生命素”处理的方差分析

表9 不同浓度“生命素”处理水平之间的多重比较

3.2 碧玉兰叶片中的N、P、K含量的变化

不同浓度“生命素”对碧玉兰叶片中N、P、K含量有不同程度的影响(图1)。3种不同浓度处理对碧玉兰叶片中N、P、K含量有显著的影响,在浓度600倍时碧玉兰叶片中N、P、K含量达到最大值;其次对于氮的含量,对照和400倍浓度时叶片中的全氮含量次之,800倍时相对较小;对于磷的含量,在浓度为400时次之,而对照最小;对于钾的含量也是如此,在浓度为400时次之,而对照最小。即表明:喷施不同浓度“生命素”叶面肥的碧玉兰对N、P、K含量的吸收存在差异。喷施600倍“生命素”叶面肥的碧玉兰对N、P、K吸收最好。

4 讨论

叶面肥的施肥原理主要是通过叶片,叶片的主要功能是利用太阳能进行光合作用,同时将合成产物进行一定的生物化学转化和将其运转至其它器官。气孔是陆生植物与外界环境交换水分和气体的主要通道[10],是土壤-植被-大气连续体(SPAC)间物质与能量交换的重要调控通道。叶面喷肥主要是通过叶片上的气孔和角质层进入叶片的,而后运送到各个器官。也就是说气孔越多,吸收的效率越高;角质层越薄,液体越容易通过,吸收的效率也越高 。蒸腾是作物重要的生理活动,它既促进作物体内的水分传输与物质输送,维持一定体温,又保证作物进行光合作用之需要,对作物的生命活动极为重要。

图1碧玉兰叶片中的N、P、K含量的变化

氮、磷、钾3种元素是植物需要量和收获时带走量较多的营养元素,合理利用氮、磷、钾,严格控制施肥对果树生长和收获有着重要作用 。N促进兰叶生长茂盛健壮;P促进花芽分化和成长,促进花大色艳香浓;K促进茎、叶、根生长健壮,令叶片坚韧,不易折断[11]。实验对碧玉兰叶片进行N、P、K测定,含量最高的是喷施600倍浓度“生命素”叶面肥的叶片。具体从多少倍浓度叶面肥开始抑制碧玉兰生长发育以及为何抑制还需进一步精确实验。

本次试验主要研究不同浓度“生命素”对碧玉兰光合指标和营养元素的影响。由于测量量较大,轮流测量可能导致人为因素和外界环境会对试验结果造成一定的影响。在本次试验中误差不能避免,会产生一定的影响。但是各指标之间符合相关的联系,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率三者之间成正相关的关系,胞间CO2浓度与净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈负相关的关系。在以后研究中要深入了解评价指标,以更多有关碧玉兰生长发育的指标为参考,找出除此浓度之外是否有更适宜碧玉兰生长发育的浓度。

5 结语

通过试验表明,最有利于碧玉兰生长发育的是稀释600倍浓度“生命素”叶面肥,800倍效果最差。碧玉兰在喷施稀释600倍浓度“生命素”叶面肥净光合速率、气孔导度和蒸腾速率最大,对N,P,K的吸收最好。所以,最有利于碧玉兰生长发育的“生命素”叶面肥浓度是稀释600倍的浓度。

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