王莉婷 郭風(fēng)民 孫桂琴 王 升 吳海東 楊 攀
(鄭州市城市園林科學(xué)研究所, 鄭州 450051)
月季(Rosa chinensis)薔薇科薔薇屬植物,有“花中皇后”之美譽(yù),栽培遍及全國(guó),被評(píng)為中國(guó)十大名花之一,也是我國(guó)50 多個(gè)城市的市花[1]。 氮素是植物體生長(zhǎng)發(fā)育十分重要的營(yíng)養(yǎng)元素,硝態(tài)氮是植物的主要氮源。 氮對(duì)月季的生長(zhǎng)和品質(zhì)影響最大,植株對(duì)氮肥的反應(yīng)也最敏感[2]。 合理的氮肥不僅有利于月季各種養(yǎng)分的吸收、促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育,而且能提高植株的抗性[3-5]。 月季在夏季溫度持續(xù)30℃以上時(shí),進(jìn)入半休眠,能耐35℃高溫,高溫會(huì)導(dǎo)致月季花芽停止分化、光合速率降低、營(yíng)養(yǎng)缺乏,只能進(jìn)行緩慢的生殖生長(zhǎng),生長(zhǎng)勢(shì)和抗病能力生長(zhǎng)不良,從而影響其觀賞性[6]。 許多研究表明,提高葉片含氮量必然會(huì)使在光合作用中起重要作用的RuBP 羧化酶數(shù)量上升,缺氮使葉綠體直徑減小,葉綠素含量降低,從而降低光合強(qiáng)度[7]。 目前,月季國(guó)外無(wú)土栽培月季的氮素營(yíng)養(yǎng)研究比較深入,而有關(guān)營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)提高其抗性方面的研究文獻(xiàn)較少。 因此,本試驗(yàn)將氮素營(yíng)養(yǎng)與月季花期的葉片及植株生長(zhǎng)表現(xiàn)和光合速率的變化相結(jié)合, 研究氮素營(yíng)養(yǎng)對(duì)月季形態(tài)和生理的影響, 以期闡明不同耐熱品種月季的生理指標(biāo)變化與氮素養(yǎng)分的相關(guān)性,為月季在夏季園林施肥應(yīng)用管理提供指導(dǎo)[8-9]。
在課題組前期耐熱性品種篩選的基礎(chǔ)上, 選取生長(zhǎng)狀態(tài)基本一致的兩年生3 個(gè)耐熱品種‘曼海姆’、‘仙境’、‘榮光’,1 個(gè)不耐熱品種‘黑魔術(shù)’。 在科研所陽(yáng)光房?jī)?nèi),采用蛭石∶珍珠巖=1∶1 為基質(zhì),定植于塑料花盆中。
氮素濃度設(shè)定:0mg/L、180mg/L。 試驗(yàn)共8 個(gè)處理,每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)。 氮肥以營(yíng)養(yǎng)液的形式施用,營(yíng)養(yǎng)液PH 為6-6.5。 試驗(yàn)采用澆灌法,對(duì)基質(zhì)進(jìn)行澆灌,每次200ml/株。 除試驗(yàn)因素外,其他管理常規(guī)進(jìn)行。
1.3.1 測(cè)定項(xiàng)目
在開(kāi)花期分別測(cè)定各處理的株高、枝條數(shù)、花朵數(shù)、花徑、基徑等形態(tài)指標(biāo)和百葉厚、葉綠素、光合速率等生理指標(biāo)。
1.3.2 測(cè)定方法
株高用直尺測(cè)量,花徑、百葉厚用游標(biāo)卡尺測(cè)量,葉綠素含量用葉綠素儀測(cè)定,光合作用指標(biāo)用SY-1020 光合儀測(cè)定。
葉片相對(duì)含水量:取各處理大小大致相等葉片,稱量鮮重,然后放入烘箱105℃殺青15 分鐘,70℃烘干至恒重,并稱重。 用鮮重減去干物質(zhì)后得含水量,以每克干物質(zhì)占有的水分克數(shù)計(jì)算含水量(g/g)(DW)。
所有數(shù)據(jù)分析采用Excel 和LDS 法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用Oringin8.5 軟件進(jìn)行作圖分析。
表1 是氮素處理對(duì)不同品種月季葉片及植株生長(zhǎng)狀況的影響。 分析表可知:氮素處理下的月季生長(zhǎng)勢(shì)均較好于其對(duì)照處理。 在形態(tài)上具體表現(xiàn)為株高增長(zhǎng)量、花朵數(shù)量、平均花徑及百葉厚四個(gè)指標(biāo)的施氮處理高于不施氮的處理;在生理指標(biāo)方面,施氮處理的月季葉片含水量和葉綠素含量都高于不施氮的處理。這說(shuō)明,四個(gè)月季品種在花期施用氮素營(yíng)養(yǎng)可以促進(jìn)植株的生長(zhǎng),并且在夏季高溫環(huán)境下也提高了葉片的相對(duì)含水量和葉綠素含量。
圖1 是氮素對(duì)不同月季胞間濃度的影響。 由圖可見(jiàn), 四個(gè)品種月季均表現(xiàn)出施氮處理的胞間濃度低于不施氮的處理。除‘黑魔術(shù)’品種外,其余三個(gè)品種的施氮與不施氮處理間均表現(xiàn)出顯著性差異。 胞間濃度較低的是‘曼海姆’的兩組處理,較高的是‘榮光’的兩組處理。 不同處理的四個(gè)品種間,胞間CO2濃度相對(duì)降低率排序?yàn)椋骸删场尽D贰尽谀g(shù)’>‘榮光’,即耐熱性強(qiáng)的月季品種其值變化較多。這說(shuō)明氮素在花期可以降低月季的胞間濃度,且降低胞間CO2濃度對(duì)提高植株的光合速率提供了可能。
表1 不同氮素水平下對(duì)葉片及植株生長(zhǎng)的影響
圖1 氮素對(duì)不同處理胞間CO2 濃度的影響
圖2 是氮素對(duì)不同月季凈光合速率的影響。 由圖可見(jiàn),四個(gè)品種月季均表現(xiàn)出施氮處理的光合速率均高于不施氮的處理,且除‘黑魔術(shù)’品種外,均表現(xiàn)出顯著性差異。 兩種處理下的四個(gè)品種凈光合速率大小均依次是:‘曼海姆’>‘仙境’>‘榮光’>‘黑魔術(shù)’。 不同處理的四個(gè)品種間,凈光合速率的相對(duì)增長(zhǎng)率排序?yàn)椋骸D贰尽删场尽畼s光’>‘黑魔術(shù)’。 氮素可通過(guò)葉綠素含量來(lái)直接影響光合作用[10-12],結(jié)合表1 分析發(fā)現(xiàn),施氮提高了各品種月季葉片的葉綠素含量。 因此,氮素可以在花期提高月季的凈光合速率。
圖2 氮素對(duì)不同處理凈光合速率的影響
圖3 氮素對(duì)不同處理蒸騰速率的影響
圖3是氮素對(duì)不同月季蒸騰速率的影響。 由圖可見(jiàn),除‘曼海姆’外,其他品種月季施氮處理的蒸騰速率均低于不施氮處理。且除‘仙境’品種外,相同品種月季的不同處理間的蒸騰速率均表現(xiàn)出顯著性差異。 不同施肥處理的四個(gè)月季品種的蒸騰速率的相對(duì)降低幅度排序?yàn)椋骸畼s光’>‘黑魔術(shù)’>‘仙境’>‘曼海姆’,即蒸騰速率的下降幅度與月季品種的耐熱性呈負(fù)相關(guān)[7]。 植物處于高溫逆中,可通過(guò)蒸騰失水降低葉面溫度,從而逃避高溫危害。 這說(shuō)明,氮素在花期可以降低月季葉片的蒸騰速率。
圖4 是氮素對(duì)不同月季水分利用率的影響。 由圖可見(jiàn),除‘曼海姆’外,三個(gè)品種月季均表現(xiàn)出施氮處理的水分利用率均高于不施氮的處理,且均表現(xiàn)出顯著性差異。 兩種處理下水分利用率較高的是對(duì)照組的‘曼海姆’和氮素處理下的‘榮光’,較低的是氮素處理下和不施氮的‘黑魔術(shù)’,即耐熱性越強(qiáng),其水分利用率也相對(duì)較高。 結(jié)合表1 分析施氮可以提高月季的葉片水分含量,這與施氮可以提高月季葉片對(duì)水分的利用率有相同的趨勢(shì)。
圖4 氮素對(duì)不同處理水分利用率的影響
綜合上述試驗(yàn)結(jié)果:氮素處理對(duì)月季的生長(zhǎng)形態(tài)和葉片的光合作用的提高都有一定的效果。 不同處理?xiàng)l件下,‘曼海姆’葉片的凈光合速率、蒸騰速率和水分利用率是效果較好的處理,‘黑魔術(shù)’的相關(guān)光合指標(biāo)均表現(xiàn)較差。以‘仙境’為例,施氮處理比不施氮的對(duì)照處理葉片的凈光合速率和水分利用率分別提高了21.44% 和31.22%;胞間CO2濃度和蒸騰速率分別降低31.18%和9.33%,且其施氮處理的部分形態(tài)指標(biāo)均優(yōu)于不施氮處理。 這主要是由于施肥滿足月季生長(zhǎng)對(duì)氮的需求,提高了根系活性和作物吸收轉(zhuǎn)運(yùn)土壤水分的能力,從而促進(jìn)作物對(duì)水分的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和利用,一方面使作物生長(zhǎng)健壯,莖葉增加,擴(kuò)大了光合作用場(chǎng)地,另一方面原料充分,形成了更多的光合產(chǎn)物,從而提高水分利用效率[13-14]。
本次試驗(yàn)得出氮素可以提高月季的光合速率,且不同耐熱品種月季對(duì)氮素的吸收也表現(xiàn)出不同的響應(yīng)??傮w表現(xiàn)為,在花期施氮的‘曼海姆’、‘仙境’、‘榮光’耐熱品種的生長(zhǎng)勢(shì)和光合作用指標(biāo)要優(yōu)于不耐熱品種‘黑魔術(shù)’。此外,本次試驗(yàn)結(jié)果從形態(tài)表現(xiàn)和生理指標(biāo)方面驗(yàn)證了四個(gè)月季品種耐熱性的強(qiáng)弱,依次為‘曼海姆’>‘仙境’>‘榮光’>‘黑魔術(shù)’,與吳海東研究結(jié)果相同[15]。高溫下,月季品種的形態(tài)變化與其耐熱性直接相關(guān),而生理變化是形態(tài)變化的內(nèi)部因素,試驗(yàn)涉及品種的形態(tài)指標(biāo)研究結(jié)果與生理指標(biāo)研究結(jié)果相一致,且氮素可以提高月季的形態(tài)指標(biāo)和光合速率。