张春阁，刘政波，孙海，吕林，刘宁，张亚玉

（中国农业科学院特产研究所，长春 130112）

西洋参（Panax quinquefolium L.）为五加科（Araliaceae）人参属（Panax）多年生草本植物。干燥根入药，具有补气养阴、清热生津的功效，为名贵药材[1]。西洋参的应用在我国已有三四百年的历史。我国于1975年正式开始西洋参引种栽培试验，1980年获得成功[2]，随后转入大面积生产阶段。据不完全统计，到1990年，我国西洋参种植面积累计达400hm2，并有继续增加的趋势。目前，我国西洋参种植主要集中在吉林省、黑龙江省、山东省、北京市等地，栽培技术逐渐完善与系统化[3～5]。钾属于植物必需的大量营养元素，在植物生长发育过程中有重要作用。钾具有促进多种酶的活化[6～9]、调节渗透势[10]、增强植物抗逆性[8，11]等功能。植物通过根系吸收土壤中的钾，参与植物体生理生化反应。因此施钾对土壤-植物系统中钾素的含量、累积、转化等都有影响。施钾能够提高作物产量、增强品质[12～15]。本试验主要研究不同施钾量对土壤速效钾含量、西洋参钾素含量与积累量的影响，为西洋参钾肥的合理施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验所用材料为2年生西洋参苗，于2016年5月在黑龙江省海林市试验基地进行。土壤养分状况为碱解氮127.17mg/kg、速效磷10.13mg/kg、速效钾195.33mg/kg、pH5.53。试验设计了4个钾处理水平，每个处理水平的施钾（K2O）量分别为0kg/hm2（K0）、100kg/hm2（K1）、200kg/hm2（K2）、400kg/hm2（K3），每个处理3次重复。钾肥以基肥和追肥按1∶2的比例施入，追肥时间为第1次取样后。采用随机排列，每小区面积2.5m2。其它栽培、管理措施与西洋参栽培生产相同。7月份～10月份期间每月取样1次，总共取样4次，各处理组取样时采用5点取样法，取西洋参植株5株，并采用抖根法采集土样。

1.2 测定项目与方法

西洋参取样后带回实验室，用自来水洗净，再用蒸馏水冲洗，用滤纸吸干表面水分，西洋参根、茎、叶分开自然晾干后，磨成粉末，测其钾素含量。参样采用浓硝酸∶高氯酸=4∶1法消煮，火焰光度计法测定钾的含量。土样为西洋参根际土壤，土样速效钾测定采用NH4OAc浸提，火焰光度计法测定[16]。

1.3 数据分析

采用MicrosoftExcel2010和SAS软件进行数据处理及作图。

2 结果与分析

2.1 不同施钾量土壤速效钾含量的变化

图1 土壤速效钾含量变化Fig.1 Change of available K content in soil

如图1所示，不同施钾量土壤中的速效钾含量随时间变化趋势有所不同。K0土壤中的速效钾含量从7月份～10月份呈降低趋势，降低幅度为38mg/kg，说明在未施钾的情况下，西洋参生长消耗了土壤钾素。K1土壤速效钾含量7月份～9月份呈增加趋势，说明此时的施钾量不仅满足西洋参吸收，还可补充土壤钾素；10月份土壤钾素降低，降低幅度为17mg/kg。K2、K3土壤速效钾含量在7月份、8月份增加，K3增加的幅度比K2大；8月份～10月份降低，但K2土壤速效钾含量10月份与7月份基本相同，K3土壤速效钾含量10月份比7月份高39mg/kg。可以看出，K2施钾量下，西洋参种植没有以消耗土壤钾素为代价，施钾量已满足植株生长需要。K3施钾量下，虽然满足了植株生长需要，还使土壤钾素有所升高，可能造成钾肥浪费和流失。

2.2 西洋参不同组织钾素含量动态变化

表1 不同施钾量处理组西洋参根、茎、叶、果中钾素含量Table 1 Potassium content in root，stem，leaf and fruit of P.quinquefolium under differentpotassium application（mg/g）

从表1可以看出，K0与K1、K2、K3相比，根、茎、叶中钾素含量在7月份～10月份时一直处于较高水平，原因可能是K0的速效钾供应不能及时满足西洋参的吸收，影响了其干物质积累，施钾干物质量增加而引起的稀释效应[17]；在不同施钾量处理组中，西洋参根、茎、叶中的钾素含量随时间的变化较大，主要是因为钾在植物体中有较大的移动性，其主要分布在植物代谢活跃的器官和组织中。本次试验的不同施钾量处理组中，西洋参根的钾素含量在7月份时 K1、K2、K3无显著差异，8月份、9月份时K3显著高于K1、K2，10 月份时 K1、K2 高于 K3；茎的钾素含量在7月份时K2、K3显著高于K1，8月份时K2显著高于K1、K3，9月份时K2、K1显著高于K3，10月份时K1、K2、K3无显著差异；叶的钾素含量变化较大，在7月份～9月份间K3＞K2＞K1，10月份时K2＞K3＞K1；根和叶中钾素含量在10月份时K2均处于较高水平，说明K2有利于根、叶中钾素含量的增加；绿果中钾素含量K2＞K0＞K3＞K1，红果中钾素含量表现为K2＞K3＞K1＞K0，说明K2有利于西洋参果中钾素的转入。

从表1也可以看出，西洋参根、茎、叶中钾素含量的相对变化，在7月份时K0、K1、K2、K3均表现为叶＞茎＞根；8月份时K0、K1、K2仍表现为叶＞茎＞根，但叶和茎差异在减小，而K3的茎开始高于叶；9月份时K0、K1、K2表现为茎＞叶＞根，K3表现为茎＞根＞叶；10月份时K0、K1、K2、K3均表现为茎＞根＞叶。随着时间的推移，K3总是先于K0、K1、K2表现出根、茎、叶中钾素含量的相对变化。

图2 西洋参根中钾素含量变化Fig.2 Changes of potassium content in rootsof P.quinqnefolium

图3 西洋参茎中钾素含量变化Fig.3 Changes of potassium content in stems of P.quinqnefolium

从图2可以看出，不同施钾量西洋参根中钾素含量变化随时间的推移呈现基本一致的趋势，基本符合“S”型曲线，但各处理间还是存在一些差异的，K2与K0、K1、K3相比，7月份～10月份期间根中钾素含量变化更符合“S”型曲线；8月份根中钾素含量相对于7月份来说，K0、K2、K3增加，K1下降；9月份根中钾素含量各处理都增加；10月份根中钾素含量K1、K2基本保持稳定，K0增加，K3下降。总体来看，随着时间的推移，K0、K1、K2、K3的根中钾素含量都在增加，增加幅度分别为 3.813mg/g、2.679mg/g、2.355mg/g、2.055mg/g。

从图3可以看出，各处理组茎中钾素含量7月份～9月份期间均呈逐渐增加趋势，增加速率 K1＞K2＞K0＞K3；9月份茎中钾素含量达到最大值，之后增速开始降低。7月份～10月份各处理茎的钾素含量是增加的，增加幅度分别为2.363mg/g、2.423mg/g、2.611mg/g、1.869mg/g。

图4 西洋参叶中钾素含量变化Fig.4 Changes of potassium content in leafs of P.quinqnefolium

从图4中可以看出，K0、K1、K2叶中钾素含量7月份到8月份期间有不同程度的增加，从8月份开始随着时间的推移呈下降趋势；K3叶中钾素含量从7月份开始随着时间的推移呈下降趋势。K0、K1、K2、K3叶的钾素含量下降幅度分别为 3.681mg/g、4.739mg/g、3.717mg/g、5.313mg/g。

2.3 不同施钾量对西洋参根钾素积累的影响

表2 不同施钾量下西洋参根中钾素积累量Table 2 Potassium accumulation in roots of American ginseng under different potassium fertilizer （mg/plant）

从表2中可以看出，施钾处理组的西洋参根中钾素积累量显著高于不施钾组，且不同施钾量处理组西洋参根中钾素积累量有所不同。7月份根中钾素积累量K1＞K2＞K3，8月份根中钾素积累K3＞K2＞K1，9月份根中钾素积累量K1＞K2、K3，10月份根中钾素积累量K1＞K2＞K3。由此可以看出，施钾可以提高西洋参根中钾素积累量，但根中钾素积累量随着施钾量的增加呈先增加后降低的趋势。西洋参根中钾素积累量随时间的推进，在7月份～9月份呈上升趋势，7月份、8月份上升较缓慢，8月份、9月份上升加快，9月份、10月份根中钾素积累量K2仍略有增加，K0、K1、K3则降低且根中钾素积累量在9月份达到最大值。总的来看，K1根中钾素积累量高于其他处理，但在取样期间没有一直保持增加趋势，在10月份降低；K2根中钾素积累量仅次于K1，且在取样期间根中钾素积累量一直在增加。

3 讨论

速效钾是植物吸收钾的直接来源[18]，土壤速效钾含量由成土母质、钾肥施用及植物吸收规律共同决定[19]。不施肥或施肥量较低时，土壤中速效钾难以满足西洋参生长需求，表现土壤中速效钾含量呈下降趋势。合理施用钾肥不仅可以满足西洋参的吸收，还可补充土壤钾素，使土壤速效钾含量保持恒定水平，本实验中的K2处理即是。钾肥属于水溶性肥料，过量施用（K3）会随着雨水淋溶而导致肥料浪费，最终土壤中速效钾含量并没有显著提高。

钾是植物生长三要素之一，合理使用钾肥不仅能够提高作物产量，而且可以改善品质[20]，植株钾积累是其影响产量形成的基础[15，21]。本试验K2处理的西洋参根和叶中钾素含量10月份时高于其他处理，且根中钾素积累量随时间整体呈S型增长曲线变化，有利于生殖生长期果实中钾素的转入。综上，在本试验条件下，西洋参钾肥施用量最佳为K2，施肥方式采用钾肥基施和追施，既保证钾肥的高效利用又满足西洋参钾素的吸收。

钾在植物体内有较大的移动性，主要分布在植物代谢活跃的器官和组织中。在植物生长发育过程中，植物在营养生长时期吸收的钾素主要积累在茎、叶、根等营养器官中，进入生殖生长时期后再转移至花、果实、种子等生殖器官[22～24]。在本试验中，西洋参生长前期，钾素主要积累在茎、叶中，后期根中钾素有升高，但仍少于茎中钾素含量。在整个取样期间，西洋参叶中钾素含量整体呈降低趋势，根中钾素含量整体呈增加趋势，茎中钾素含量10月份开始下降。这主要由于植株的不断生长和钾素在植株内的再转移且转移比例不同造成的[25]。