賈雪晴++姜自紅

摘 要：以“幸香”草莓為試驗(yàn)材料，采用設(shè)施水培技術(shù)研究探討了K+對(duì)草莓幼苗生長及光合特性的影響。試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)K+水平，分別為0，4，8，12，16 mmol·L-1。試驗(yàn)結(jié)果表明：在營養(yǎng)液K+濃度0～12 mmol·L-1范圍內(nèi)，草莓幼苗的農(nóng)藝指標(biāo)（株高、莖粗、葉長等）、光合色素含量及凈光合速率均隨K+濃度的升高而增加，至 12 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大，較對(duì)照分別增加167.26%，35.54%，65.45%、84.10%，143.98%，各處理間差異顯著；當(dāng)K+濃度達(dá)到16 mmol·L-1時(shí)呈下降趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：草莓；K+濃度；水培；生長勢(shì)；光合特性

中圖分類號(hào)：S668.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編號(hào)：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.05.001

Effects of Different K+ Concentrations on Agronomic Characters and Photosynthesis of Strawberry

JIA Xueqing，JIANG Zihong

（Chuzhou Vocational and Technical College，Chuzhou， Anhui 239000，China）

Abstract： The study focused on the effects of different K+ concentration on growth and photosynthetic characteristics in strawberry seedling at 35 days. By means of nutrient solution， five different K+ concentrations at 0， 4， 8， 12，16 mmol·L-1 were designed. The results indicated that agronomy index（the plant height， diameter， leaf length， et al）， pigment content and net photosynthesis rate of strawberry seedling increased with the increase of K+ concentration， ranging from 0～12 mmol·L-1， while decreased in the treatment of K+ concentration at 16 mmol·L-1. Compared with CK， the treatment of K+ concentration at 12 mmol·L-1 enhanced the contents of the plant height，diameter， leaf length， dry weight of stem and leaf， fresh weight of stem and leaf，carotene，pigment content， net photosynthesis rate by 171.26%， 35.54%， 65.45%， 84.10% and 143.98% respectively.

Key words： strawberry； K+ concentration； nutrient solution； growth properties； photosynthetic characteristic

土壤中可被植物直接吸收利用的鉀多是速效性鉀。當(dāng)土壤中速效性鉀較多時(shí)，交換性鉀進(jìn)入2∶1型層狀礦物層間晶胞六角網(wǎng)穴中，被束縛為非交換性鉀，從而降低了施鉀的效果。草莓對(duì)鉀反應(yīng)十分敏感，在草莓生長關(guān)鍵期鉀肥施用量不足將嚴(yán)重影響草莓的品質(zhì)，然而過量施用鉀肥也不利于改善果實(shí)品質(zhì)，造成肥料浪費(fèi)。近年來，設(shè)施作物連作障礙問題日益突出，無土栽培采取人為控制的方式，為植物根系提供協(xié)調(diào)穩(wěn)定的水、肥、氣環(huán)境，有效地克服了設(shè)施連作障礙問題，改善了作物品質(zhì)，提高了作物產(chǎn)量，并且不受當(dāng)?shù)赝临|(zhì)影響，試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定[1]。因此，本試驗(yàn)采用深液流技術(shù)（DFT）水培的方式種植草莓，在營養(yǎng)液中設(shè)置不同梯度的K+濃度，研究探討營養(yǎng)液K+濃度對(duì)草莓幼苗農(nóng)藝性狀、光合色素含量及光合特性等的影響，以期為草莓合理施用鉀肥提供理論參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年8月至10月在滁州試驗(yàn)基地進(jìn)行。供試草莓品種為“幸香”草莓，常規(guī)育苗，葉片5～6枚，短縮莖粗1 cm時(shí)，采用深液流技術(shù)（DFT）水培定植（8月15日），株行距15 cm×25 cm，定植水培箱體規(guī)格為65 cm（L）×50 cm（W）×35 cm（H），營養(yǎng)液參照Hoagland營養(yǎng)液（Hoagland，1950），微量元素參照Arnon配方[2]。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)K+濃度處理，分別為0，4，8，12，16 mmol·L-1，K+由K2SO4提供，每個(gè)處理定植6盆，3次復(fù)，營養(yǎng)液每5 d更換一次，pH值為5.5～6.5，常規(guī)管理。

1.2 測(cè)定方法

草莓的農(nóng)藝性狀（株高、葉長、莖粗等）于定植后35 d測(cè)定，株高和莖粗分別采用直尺和游標(biāo)卡尺測(cè)定；選取心葉向外第二片展平的功能葉測(cè)定葉長；干鮮質(zhì)量采取MP200B電子天平測(cè)重；光合色素含量采用丙酮比色法測(cè)定[3]。光合參數(shù)于9月18日上午8：00—9：30采用CIRAS-1光合儀進(jìn)行測(cè)定。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別采用Excel2003軟件處理和DPS 7.05軟件統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉀元素對(duì)設(shè)施水培草莓幼苗農(nóng)藝性狀及干物質(zhì)積累的影響

由表1可以看出，草莓幼苗的株高、莖粗、葉長、莖葉鮮質(zhì)量和莖葉干質(zhì)量在一定K+濃度范圍內(nèi)，隨K+濃度水平的升高呈現(xiàn)先增高后下降的趨勢(shì)。K+濃度 12 mmol·L-1時(shí)各指標(biāo)達(dá)到最大，較不施鉀元素的處理（0 mmol·L-1）分別提高167.26%，35.54%，65.45%，132.54%，112.84%，各處理間差異顯著。試驗(yàn)表明，營養(yǎng)液中K+濃度為12 mmol·L-1較利于促進(jìn)草莓幼苗生長及干物質(zhì)的積累，這為產(chǎn)量提高打下基礎(chǔ)。營養(yǎng)液K+濃度至16 mmol·L-1時(shí)，上述指標(biāo)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這可能與高濃度K+產(chǎn)生的肥害和抑制其他礦質(zhì)元素吸收有一定關(guān)系。

2.2 鉀元素對(duì)設(shè)施水培草莓幼苗光合色素含量的影響

從表2可知，光合色素含量隨K+濃度的升高而增加，至12 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大值，葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和葉綠素（a+b）含量較不施鉀元素的處理（0 mmol·L-1）分別提高82.46%，121.47%，96.21%，81.80%，處理間差異顯著。數(shù)據(jù)表明，K+濃度為12 mmol·L-1較利于提高草莓葉片光合色素積累，增強(qiáng)草莓葉片對(duì)光能的利用率，為制造更多的光合產(chǎn)物創(chuàng)造了條件。當(dāng)K+濃度為16 mmol·L-1時(shí)，上述光合指標(biāo)均有不同程度的降低，說明高濃度的K+不利于草莓光合產(chǎn)物的形成。

2.3 鉀元素對(duì)設(shè)施水培草莓幼苗光合特性的影響

表3表明，不同濃度K+對(duì)草莓幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率放入影響均高于不施鉀處理，且不同處理間存在明顯差異，K+濃度為12 mmol·L-1時(shí)，上述指標(biāo)增加最為明顯；其次為K+濃度8 mmol·L-1和16 mmol·L-1處理；12 mmol·L-1K+處理草莓凈光合速率和氣孔導(dǎo)度較對(duì)照分別增加143.98%和86.56%，處理間差異顯著，胞間CO2濃度在該濃度下最低。蒸騰速率在K+濃度為0 mmol·L-1時(shí)最高，且顯著高于施鉀處理，這可能與缺鉀導(dǎo)致葉片氣孔開關(guān)失調(diào)有關(guān)。試驗(yàn)說明K+濃度對(duì)草莓葉片光合性能有重要影響，其中K+濃度為12 mmol·L-1時(shí)光合速率最高，過高K+濃度（16 mmol·L-1）抑制了光合速率的提高。

3 結(jié)論與討論

Yamada S[4]研究得出，施鉀對(duì)玉米、太陽花等作物的品級(jí)、生育性狀等指標(biāo)有顯著影響。劉冬碧[5]在鉀素對(duì)蓮藕生長和干物質(zhì)積累上的研究得出，適當(dāng)濃度的鉀元素能顯著增加蓮藕形態(tài)指標(biāo)和干物質(zhì)質(zhì)量。本試驗(yàn)研究結(jié)果與之類似，施鉀肥能夠不同程度地增加草莓株高、莖粗、葉長及莖葉干鮮質(zhì)量。在K+濃度0～12 mmol·L-1范圍內(nèi)，上述指標(biāo)隨K+濃度的升高而逐漸增加，至12 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大，而后隨營養(yǎng)液中K+濃度升高，上述指標(biāo)逐漸下降，這與唐玉霞[6]、Geiger D R[7]等人的試驗(yàn)結(jié)果類似。試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定濃度范圍內(nèi)（0～12 mmol·L-1）增施鉀肥能夠有效改善草莓形態(tài)指標(biāo)及生物量，但過高濃度的K+反而不利于草莓形態(tài)指標(biāo)的建成，這可能是因?yàn)檫^高濃度的K+離子造成草莓根系滲透脅迫的發(fā)生，致使一系列代謝活動(dòng)受到影響，生長受到抑制。

鉀是植物生命活動(dòng)必需的元素之一。郭熙盛等[8]在黃瓜上的研究，李玉影等[9]對(duì)小麥的研究，何萍等[10]在玉米上的研究，郭英等[11]在棉花苗期的研究，劉蕓等[12]在番茄上的研究，均表明鉀元素能提高光合速率，促進(jìn)葉綠素合成，提高氮素吸收利用率，提高二氧化碳同化效率，延緩葉片衰老。本研究表明，在缺鉀及低鉀處理情況下，草莓葉片葉綠素及類胡蘿卜素含量均較低，這可能是因?yàn)椴葺墓夂掀鞴儆捎诒匦柙刂弧浽氐娜狈?，造成其在發(fā)育過程中受阻。當(dāng)營養(yǎng)液中K+濃度為12 mmol·L-1時(shí)，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素（a+b）的含量達(dá)到最高，較不施鉀肥的處理分別提高82.46%，121.47%，81.80%，處理間差異顯著。類胡蘿卜素具有保護(hù)光合膜、維持類囊體膜穩(wěn)定的作用[13]，試驗(yàn)結(jié)果顯示營養(yǎng)液K+濃度為12 mmol·L-1時(shí)，類胡蘿卜素含量最高，達(dá)0.139 7 mg·g-1。

彭海歡等[14]和蔣德安[15]的研究表明，缺鉀能夠降低水稻葉片光合能力，使水稻產(chǎn)生一定程度的生理障礙。鄭炳松等人[16] 通過對(duì)鉀肥的試驗(yàn)研究得出，施鉀肥能夠提高植物光合速率。本研究結(jié)果得出，在營養(yǎng)液K+濃度為0 mmol·L-1時(shí)，草莓葉片光合速率最低，且顯著低于其他處理，這可能是因?yàn)殁浭侵参矬w內(nèi)60多種酶的活化劑，鉀的缺乏至使葉綠素合成受阻，從而影響了其光合性能的提高，K+對(duì)氣孔的開放有直接作用[17]。本試驗(yàn)中，草莓氣孔導(dǎo)度在0～12 mmol·L-1的K+濃度范圍內(nèi)，隨其濃度的增加逐漸增加，至12 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大值，氣孔導(dǎo)度的增加為葉片吸收充足的CO2提供了條件。

綜上所述，在K+濃度為0～12 mmol·L-1時(shí)范圍內(nèi)，草莓幼苗株高、莖粗、葉長、莖葉干鮮質(zhì)量、葉綠素含量及葉片光合速率等均隨其濃度的增加而增加，并以K+濃度為12 mmol·L-1值時(shí)最大，當(dāng)繼續(xù)增加K+濃度至16 mmol·L-1時(shí)，上述指標(biāo)呈下降趨勢(shì)。胞間CO2濃度在K+濃度12 mmol·L-1時(shí)值最低。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張乃明. 設(shè)施農(nóng)業(yè)理論與實(shí)踐[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2006， 39.

[2] 郭世榮. 無土栽培學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 2004， 98-114.

[3] SU X R， WANG X F， YANG F J. Effects of different NO3- concentration on photosynthetic characteristics in cucumber seedling[J]. Plant Nutrition & Fertilizer Science， 2008， 14（6）：1110-1117.

[4] YAMADA S， OSAKI M， SHINANAO T， et al. Effect of potassium nutrition on current photosynthesized carbon distribution to carbon and nitrogen compounds among rice，soybean，and sunflower [J]. Journal of Plant Nutrition， 2002， 25（9）： 1957-1973.

[5] 劉冬碧，張小勇，段小麗，等.氮素營養(yǎng)對(duì)蓮藕生長和干物質(zhì)累積的影響[J].中國土壤與肥料， 2009（20）：4138-4141.

[6] 唐玉霞， 孟春香. 不同鉀肥品種對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 中國土壤與肥料， 1996（3）：46-47.

[7] GEIGER D R， CONTI T R. Relation of increasing potassium nutrient of photosynthesis and translocation of carbo[J]. Plant Physiol， 1983（71）：141-144.

[8] 郭熙盛， 葉舒婭， 王文軍，等. 鉀肥品種與用量對(duì)黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2004， 10（3）：292-297.

[9] 李玉影， 金繼運(yùn)， 劉雙全，等. 鉀對(duì)春小麥生理特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2005， 11（4）：449-455.

[10] 何萍， 金繼運(yùn)， 李文娟，等. 施鉀對(duì)高油玉米和普通玉米吸鉀特性及子粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2005， 11（5）：620-626.

[11] 郭英， 孫學(xué)振， 宋憲亮，等. 鉀營養(yǎng)對(duì)棉花苗期生長和葉片生理特性的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2006， 12（3）：363-368.

[12] 劉蕓， 朱利泉， 龍?jiān)?，? 鉀對(duì)番紅花球莖膨大的促進(jìn)效應(yīng)[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2004， 10（1）：96-100.

[13] 李青云. 草莓對(duì)鹽脅迫的反應(yīng)及調(diào)控研究[D]. 保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2005.

[14] 彭海歡， 翁曉燕， 徐紅霞，等. 缺鉀脅迫對(duì)水稻光合特性及光合防御機(jī)制的影響[J]. 中國水稻科學(xué)， 2006， 20（6）：621-625.

[15] 蔣德安， 翁曉燕. 鉀營養(yǎng)對(duì)水稻光合速率（Pn）、Hill反應(yīng)及SOD活力日變化的影響[J]. 植物生理學(xué)報(bào)， 1996（1）：87-93.

[16] 鄭炳松，程曉健，蔣德安，等.鉀元素對(duì)植物光和速率、Rubisco和RCA的影響[J]. 浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)， 2002，19（1）：104-108.

[17] 李德全， 高輝遠(yuǎn)， 孟慶偉. 植物生理學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社， 1999：40.