鄧建平,徐蟬,張曉煥,薛惠民,王立霞,郭得平
(1.浙江縉云縣大洋鎮(zhèn)農(nóng)技站,321412;2.浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學院)
氮素對植物的生長發(fā)育和形態(tài)建成有顯著的作用,與作物產(chǎn)量和品質(zhì)最密切。植株生長發(fā)育指標能直觀地反映出不同氮肥施用量處理后茭白的生長發(fā)育狀態(tài),可通過觀察茭白植株生長發(fā)育過程中各指標的變化來確定氮肥施用量對植株的影響。
目前,在多種植物的多個方面進行了施氮肥的研究。在產(chǎn)量方面研究了氮肥對多花黑麥草種子[1]、小麥[2]、水稻[3]、甜椒[4]、贛早秈52[5]等產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。通過施氮處理,探究了水稻[6]、晚稻[7]和大豆[8]等植物對氮素利用的影響。有報道指出,氮素影響植物的生理生化特性[9]及植株體內(nèi)礦質(zhì)元素的含量[10],在不同的栽培模式下植物的施氮效應可能不同[11]。對芥菜[12]、小麥[2]、水稻[13]等的研究表明,外施氮肥影響植物的光合特性,且不同的氮肥施用量影響稻曲病的發(fā)生程度[14]。但是,氮肥對茭白生長發(fā)育過程影響的研究卻很少。本試驗通過測定茭白株高、單墩總?cè)~長、單墩葉數(shù)、葉寬、葉厚、分蘗數(shù)及葉片含水率等生長發(fā)育指標,以期確定不同氮肥施用量對茭白生長發(fā)育的影響機理。
供試茭白品種為浙茭2 號。
試驗在浙江大學試驗農(nóng)場進行。采用水泥池,土壤取自浙江大學水生蔬菜試驗田,土壤含有機質(zhì)51.9 g/kg、全N 2.65 g/kg、速效N 208.6 mg/kg、速效P 2.68 mg/kg、速效K 63.3 mg/kg。土壤平均按30 cm 厚度鋪設到試驗水池,每水池長5.0 m、寬1.2 m,灌水至40 cm,使水層厚約10 cm,并在試驗過程中保持該水位。
5 月中旬,將浙茭2 號定植于水泥池中,每墩5株小苗,每池中各栽20 墩,小墩間距80 cm×50 cm。待茭白長出新葉后,施用尿素進行處理,設置4 個施肥量:對照(不施肥)、N1(尿素10 kg/667 m2)、N2(尿素30 kg/667 m2)、N3(尿素60 kg/667 m2)。每個處理設置3 個水泥池。
①株高測量 統(tǒng)計每墩植株高度,以該株最長葉為株高,施氮肥前統(tǒng)計1 次,以后每周統(tǒng)計1 次,共6 次,每次重復10 次。
②葉片數(shù)統(tǒng)計 統(tǒng)計每墩所有葉片數(shù),施氮肥前統(tǒng)計1 次,以后每周統(tǒng)計1 次,共6 次,每次重復10 次。
③葉片長度測量 統(tǒng)計每墩所有葉片長度,施氮肥前統(tǒng)計1 次,以后每周統(tǒng)計1 次,共6 次,5 次重復。
④葉片寬度測量 測量每墩第3 葉最寬處,施氮肥前統(tǒng)計1 次,以后每周統(tǒng)計1 次,共6 次,20 次重復。
⑤葉片厚度測量 測量每墩第3 片葉厚度,施氮肥前統(tǒng)計1 次,以后每周測量1 次,共6 次,每次重復3 次,每次測量時以5 片葉疊加測量,然后求均值得到單片葉厚。
⑥分蘗數(shù)統(tǒng)計 統(tǒng)計每墩所有分蘗數(shù),施氮肥前統(tǒng)計1 次,以后每周統(tǒng)計1 次,共6 次,每次重復10次。
⑦葉片含水率測定 每次取每墩主蘗第3 葉,施氮肥前取一次,以后每周取一次,共6 次,每次3次重復,分別測定其鮮質(zhì)量和干質(zhì)量,計算含水率。
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 分析軟件進行分析。 用Duncans 新復極差法進行試驗結(jié)果的多重比較,5%水平下顯著性分析。
試驗結(jié)果表明,氮肥處理對茭白株高的影響沒有差異。在第5 周測量時,對照和各個處理的株高均增長20 cm 左右,在施肥后第2、3 周,N2處理的茭白株高最高,與對照有顯著差異,之后為N3處理,平均株高達到173.6 cm。第4 周以后所有處理之間均無顯著差異(圖1)。
圖1 施氮肥對茭白株高的影響
圖2 施氮肥對茭白葉片數(shù)的影響
從圖2 可以看出,氮肥處理均能促進茭白葉片數(shù)的顯著增加。從施肥后第3 周開始,N2處理表現(xiàn)出最多葉片數(shù),且在第5 周時達到77 片,N1稍次于N2,達到72 片葉,N3和對照葉片數(shù)較少。其中對照接近60 片,N3葉片約66 片。經(jīng)方差分析發(fā)現(xiàn)N2與對照有顯著差異,N1與N3差異不顯著。第4 周開始N1與對照差異顯著,N3與對照差異不顯著。
氮肥施用量對茭白葉片的增長有顯著促進作用(圖3)。第5 周時N2處理的葉片總長最長,可達6 620 cm,其次是N3,總長為5 543 cm,N1處理和對照處理植株的葉片總長度均略大于4 000 cm。從施肥后第2 周開始N2的葉片總長度開始高于其他處理,N2與N1、N3及對照之間有顯著差異。N3與N1及對照從處理后第3 周開始有顯著差異,N1和對照差異不顯著。
施肥處理1 周之后,植株葉片寬度開始出現(xiàn)差異(圖4)。從處理后第3 周開始,N2、N3處理的葉片寬度大于對照組和N1組,并且這種表現(xiàn)一直持續(xù)到試驗結(jié)束。不同用量氮肥對葉片寬度沒有顯著影響。
圖3 施氮肥對茭白葉片總長度的影響
圖4 施氮肥對茭白葉片寬度的影響
圖5 結(jié)果表明,N2與N3處理葉片厚度的增加量要明顯高于N1和對照,但是N2與N3之間沒有明顯差異。不同氮肥施用量均能促進茭白葉片厚度的增長,且在第1~2 周期間增長迅速,隨后增長逐漸變緩。 第5 周時N2、N3處理的平均葉厚均為0.029 cm,N1為0.027 cm,對照為0.026 cm。從圖5可以看出,在茭白生長過程中,N2處理促進葉片增厚的效果最佳。
圖6 結(jié)果表明,不同氮肥施用量均能促進茭白分蘗數(shù)的增加。處理后第5 周,N2處理的分蘗數(shù)為15個,N1和N3分蘗數(shù)為13 個,而對照的分蘗數(shù)僅有10個。與其他處理相比,N2處理促進分蘗的效果最佳。
圖5 施氮肥對茭白葉片厚度的影響
圖6 施氮肥對茭白分蘗數(shù)的影響
從圖7 可以看出,氮肥施用量對葉片含水率的影響不同。處理后第1 周,所有處理的含水率呈劇烈增加趨勢,之后下降,然后緩慢增長,到第5 周時對照含水率達69%,N1為66%,N2為73%,N3為70%。經(jīng)方差分析得出,N2和N1、N3及對照的差異顯著,N1與N3和對照有顯著差異,N3與對照無顯著差異。N2處理的植株葉片含水率最高。
由圖8 可看出,N2處理的經(jīng)濟產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均為最高,其中生物產(chǎn)量為5 980.77 kg/667 m2,經(jīng)濟產(chǎn)量為2 265.02 kg/667 m2,顯著高于對照和其余處理。N3處理的生物產(chǎn)量高于對照和N1處理,但是經(jīng)濟產(chǎn)量和對照無顯著差別。
氮是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素和激素等一些重要化合物的組成成分,同時也參與體內(nèi)物質(zhì)和能量的代謝,與植物的生長發(fā)育密切相關(guān)。氮素對植物生長發(fā)育的影響十分明顯,當?shù)爻渥銜r,植物可合成較多的蛋白質(zhì),促進細胞的分裂和增長,促進植物葉面積的增加,從而提高植物的光合作用。作為葉綠素的一種重要組成成分,當作物缺氮時,葉片變黃,光合作用隨即減弱,體內(nèi)碳水化合物的合成受阻,作物的產(chǎn)量和品質(zhì)下降。因此氮肥的合理施用對改善作物的光合特性、提高產(chǎn)量、促進作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有十分重要的意義。
圖7 施氮肥對茭白葉片含水率的影響
圖8 施氮肥對茭白生物產(chǎn)量及經(jīng)濟產(chǎn)量的影響
本試驗結(jié)果表明,施氮量對茭白株高的影響不大,氮肥對株高影響的作用集中表現(xiàn)在施肥后2~3 周,之后株高的生長緩慢趨于一致。施氮肥對葉片數(shù)目和葉片總長的影響差異顯著。氮肥對葉片寬度的影響不大,但對葉片厚度的影響表現(xiàn)在第1 周至第2 周之間增長很快,然后緩慢增長,到第5 周總增長量高于對照。氮肥對葉片含水率的影響效果不同,在第1 周時所有處理的葉片含水率均增加,之后下降,然后又緩慢增長,尤其是N2(30 kg/667 m2)與其他處理相比差異顯著。對比分析可知,施氮肥對茭白葉的生長有顯著的影響,以N2處理的茭白植株生長量最大,施肥過少將導致茭白植物發(fā)育緩慢、分蘗減少,過多則導致莖葉徒長、有效分蘗數(shù)相對減少。這一結(jié)論和徐強等[15]的研究結(jié)果相同??傊?,一定量的氮肥有利于茭白有效分蘗及生物產(chǎn)量的形成,氮肥過多或過少均對植株生長不利。
[1]周琴,趙超鵬,曹春信,等.不同氮肥基追比對多花黑麥草碳氮轉(zhuǎn)運和種子產(chǎn)量的影響[J].草業(yè)學報,2010,19(4):47-53.
[2]張炳勇,崔日鮮.氮肥運籌對冬小麥光合特性和產(chǎn)量的影響[J].青島農(nóng)業(yè)大學學報,2010(3):195-199.
[3]付立東,王宇,隋鑫,等.氮素基蘗穗肥不同施入比例對超級稻生育及產(chǎn)量的影響[J].作物雜志,2010(5):34-38.
[4]王林闖,賀超興.追施不同氮肥對日光溫室甜椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].北方園藝,2010(16):59-62.
[5]鄧接樓,付國良,晏燕花.不同施氮水平和密度對贛早秈52 產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2010,49(9):2 062-2 064.
[6]謝芳,韓曉日,楊勁峰,等.不同施氮處理對水稻氮素吸收及產(chǎn)量的影響[J].中國土壤與肥料,2010(4):24-26.
[7]李向輝,魯艷紅,廖育林,等.氮肥施用量對晚稻產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學,2010(15):52-54.
[8]馬獻發(fā).氮肥運籌對大豆氮素利用特性的影響[J].中國農(nóng)學通報,2010,26(15):262-265.
[9]陳振武,錢朗,王海英,等.花期追施氮肥對不同株型黑豆品種生殖生長期葉片生理生化特性的影響[J].大豆科學,2010,29(4):624-626.
[10]艾紹英,姚建武,柯玉詩,等.氮鉀營養(yǎng)對大青菜礦質(zhì)元素含量的影響初探[J].廣東農(nóng)業(yè)科學,2001(3):37-39.
[11]胡新元,馬忠明,崔云玲,等.施氮對帶田作物產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2010(7):12-15.
[12]Lone P M,Khan N A.The effects of rate and timing of N fertilizer on growth,photosynthesis,N accumulation and yield of mustard(Brassica juncea)subjected to defoliation[J].Environmental and Experimental Botany,2007(60):318-323.
[13]闞學飛,趙明輝,隋陽輝,等.氮肥對超綠水稻齊穗期光合特性的影響[J].作物雜志,2010(4):24-29.
[14]胡立冬,丁朝輝,鄭和平,等.不同氮肥施用量對稻曲病發(fā)生程度的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010(17):167-168.
[15]徐強,曹碚生,江解增.不同施氮、鉀肥量和種植密度對茭白產(chǎn)量的影響[J].長江蔬菜,2004(3):43-45.