陳坤倫， 唐孝書， 孟登志， 張鵬程， 陸 帥， 嚴(yán) 圣， 田茂仁

(貴州金農(nóng)科技有限公司， 貴陽 550006)

香蕉(MusananaLour)屬芭蕉科(Musaceae)芭蕉屬(Musa)植物，是世界貿(mào)易第四大農(nóng)產(chǎn)品，在我國熱帶地區(qū)廣泛栽培食用，主要的產(chǎn)區(qū)為廣東、廣西、云南、福建、臺灣、海南[1]。香蕉味香、富含營養(yǎng)，終年可收獲，在溫帶地區(qū)也很受重視[2]。

香蕉是典型的喜鉀作物，其鉀肥需要量為氮肥的3～4倍[2]。有試驗表明[3-4]，鉀對于增強香蕉植物抗性、提高果實品質(zhì)及耐儲存性有重要作用，但目前香蕉抗病性不強，仍受黃葉病(枯萎病)危害嚴(yán)重，同時在香蕉采收運輸過程中產(chǎn)品損失率仍然較高，而目前關(guān)于鉀對香蕉的營養(yǎng)生理研究不多。本試驗采用液體培養(yǎng)的方式研究不同供鉀水平條件下香蕉的生理特征，為進一步研究香蕉的鉀營養(yǎng)機理奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

本試驗設(shè)4個鉀水平：50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、400 mg·L-1，在改良的霍格蘭營養(yǎng)液配方基礎(chǔ)上進行不同鉀濃度的培養(yǎng)。具體配方見表1。除此之外，其余營養(yǎng)液配方如下：588 mg·L-1CaCL2·2 H2O、493 mg·L-1MgSO4、50 mg·L-1Na2SiO3，F(xiàn)e(Ⅲ)- EDTA和微量元素濃度同普通的霍格蘭營養(yǎng)液一樣。不同處理之間因鉀濃度不同而引起的滲透壓的變化以每個因子最高水平為標(biāo)準(zhǔn)，用氯化鈉溶液調(diào)節(jié)平衡。

表1 試驗鉀處理營養(yǎng)液濃度

本試驗于海南大學(xué)儋州校區(qū)農(nóng)學(xué)院教學(xué)實習(xí)基地塑料大棚里進行。供試香蕉為巴西品種(Mnsa AAA Cavendish subgroup cv.Brazil)，來自海南大學(xué)儋州校區(qū)農(nóng)學(xué)院組培中心培育的4～5片葉健康種苗。

將生長一致的苗用清水將根洗凈后轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)箱中培養(yǎng)(用與周轉(zhuǎn)箱上緣外徑大小一致的泡沫挖直徑約2 cm的洞，將苗放入洞中，并用海綿固定)用清水培養(yǎng)5 d，促使幼苗生根。5 d后，更換為1/4改良的霍格蘭營養(yǎng)液中進行處理，3 d后換為完全營養(yǎng)液處理。在整個培養(yǎng)過程中每3 d更換一次營養(yǎng)液，每天早晚用稀 NaOH和稀 HCl溶液調(diào)節(jié)營養(yǎng)液pH值至5.8，每天通氣12 h(06：00—18：00時)。重復(fù)8次，培養(yǎng)21 d后，采樣測定。

1.2 測定項目與方法

生物量的測定：重量法。將幼苗取出，用去離子水將地上部分和根系沖洗干凈，用吸水紙吸干水分，稱取苗的鮮重。隨后放入烘箱中105 ℃殺青，降至70 ℃烘至衡重，分別稱量其質(zhì)量。

根系活力的測定：用α-萘胺法[10]。

可溶性糖的測定：蒽酮比色法[7]。

葉綠素的測定：乙醇和丙酮(體積1∶1)浸提，比色法[7,11]。

全氮[7-8]、全磷、全鉀的測定：將各處理干植物樣用小型粉碎機粉碎，裝袋。樣品用濃H2SO4—H2O2消煮，采用凱氏法測定植物全氮;鉬銻抗比色法測定植物全磷;火焰光度計法測定植物全鉀[4]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計方法

原始數(shù)據(jù)處理及圖表制作采用Excel 2003軟件，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用SAS 9.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 香蕉幼苗生物量

香蕉幼苗生物量(表2)表明，香蕉幼苗地上部分和根系干重均表現(xiàn)出在50～200 mg·L-1濃度范圍內(nèi)，各濃度水平之間沒有顯著差異，400 mg·L-1時則表現(xiàn)出明顯的降低。說明高鉀處理不利于香蕉幼苗的生長。

表2 香蕉幼苗生物量

2.2 香蕉幼苗根系活力

根系活力(圖1)顯示，供鉀水平顯著影響根系活力。與生物量結(jié)果相反，根系活力在400 mg·L-1時極顯著高于50 mg·L-1、100 mg·L-12個處理，而其他3個處理之間沒有顯著差異。分別比50 mg·L-1、100 mg·L-1和200 mg·L-1高88.8%、55.1%和26.5%。

注：不同大寫字母表示差異極顯著(p<0.01)。下同。圖1 香蕉幼苗根系活力

對比生物量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，供鉀水平為400 mg·L-1根系和地上部分生物量降低而根系活力則提高，可能與其高濃度產(chǎn)生脅迫有關(guān)。

2.3 香蕉幼苗可溶性糖含量

由圖2可以看出，供鉀濃度水平顯著影響可溶性糖含量。與根系活力結(jié)果相反，與香蕉幼苗生物量結(jié)果接近，可溶性糖在200 mg·L-1時極顯著高于其他3個處理，為0.430 68 mg·g-1，而其他3個處理差異不顯著。

圖2 香蕉幼苗可溶性糖含量

對比生物量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，供鉀水平為400 mg·L-1時可溶性糖降低，可能與根系活力的增加有關(guān)，根系活力強，對可溶性糖的消耗大，因此累積的可溶性糖較低。

2.4 香蕉幼苗葉綠素含量

由表3可以看出，供鉀水平顯著影響葉綠素含量。與生物量、可溶性糖結(jié)果相同，根系活力結(jié)果相反，K 100和K 200處理下，葉綠素a，葉綠素b和總?cè)~綠素的含量均顯著高于K 50和K 400處理，說明高鉀和低鉀不利于香蕉幼苗葉綠素含量的累積。

表3 葉綠素含量 單位：mg·g-1

對比生物量的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量與生物量密切相關(guān)。低鉀和高鉀均不利于香蕉植株生物量的累積。這可能是因為葉綠素含量嚴(yán)重影響了光合作用的效果，而后者與植株的生長直接相關(guān)，從而影響植株的生長。

2.5 氮、磷、鉀含量及累積量

由表4可以看出，供鉀水平顯著影響鉀含量及累積量，與生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量結(jié)果相同，與根系活力結(jié)果相反，鉀含量在200 mg·L-1時顯著高于其他3個處理，而其他3個處理之間沒有顯著差異。400 mg·L-1處理的鉀積累量最小，說明過高鉀濃度不利于香蕉幼苗對鉀素的吸收和積累。

表4 鉀含量及累積量

對比生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，供鉀水平為200 mg·L-1的鉀含量與生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量都最大，可能與植物營養(yǎng)有關(guān)。

鉀水平對香蕉幼苗氮素的吸收積累，隨著鉀濃度的升高，植株的氮素積累量呈先增加后下降的趨勢。其中K 400處理的植株氮素積累量只有2.312 35 mg·株-1，顯著低于其他3個處理。說明高鉀環(huán)境不利于香蕉幼苗對氮素營養(yǎng)的吸收。

氮含量及累積量(表5)顯示，供鉀水平顯著影響氮含量，與生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量結(jié)果相同，與根系活力結(jié)果相反，氮含量和累積量在200 mg·L-1時顯著高于400 mg·L-1，而其他3個處理之間沒有顯著差異。

表5 氮含量及累積量

對比生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，供鉀水平為200 mg·L-1的氮含量與生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量都最大，可能與均衡營養(yǎng)有關(guān)。

鉀水平對香蕉幼苗磷素吸收和分配的影響可知，K 200處理的地上部分和磷積累總量均顯著高于其他處理，說明適宜的鉀濃度有利于香蕉幼苗對磷的吸收。

磷含量及累積量(表6)顯示，供鉀水平顯著影響磷含量及累積量，與生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量結(jié)果相同，與根系活力結(jié)果相反，200 mg·L-1時磷含量和磷積累總量高于其他3個處理，適宜的鉀濃度有利于香蕉幼苗對磷的吸收。

表6 磷含量及累積量

對比生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，供鉀水平為200 mg·L-1的氮含量與生物量、可溶性糖的累積、葉綠素含量都最大，可能與均衡營養(yǎng)有關(guān)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

本研究所測定的是不同鉀濃度對香蕉幼苗生長的影響，僅是水培條件下的數(shù)量化描述，而大田種植受到的影響因素還有很多，因此，探討不同鉀含量對香蕉幼苗生長的影響，還要與土壤試驗相結(jié)合進一步研究。

測定不同鉀濃度對作物生長的影響能夠為作物對鉀響應(yīng)提供一定的參考依據(jù)。在以往的研究中，香蕉幼苗對鉀的響應(yīng)特征研究較少，本研究通過在改良的霍格蘭營養(yǎng)液配方基礎(chǔ)上進行不同鉀濃度的培養(yǎng)，通過分析不同供鉀水平條件下香蕉生物量、根系活力、可溶性糖以及氮磷鉀含量等內(nèi)容，得到相關(guān)結(jié)論。

本次研究所用材料為巴西品種組培幼苗，所得結(jié)論應(yīng)視香蕉品種和香蕉生長發(fā)育期不同而靈活參考。

3.2 結(jié) 論

通過分析不同供鉀水平條件下香蕉生物量、根系活力、可溶性糖以及氮磷鉀含量等內(nèi)容，得到如下結(jié)論：鉀濃度在50～200 mg·L-1范圍內(nèi)，地上部分和根系干重沒有顯著差異， 400 mg·L-1時則有明顯的降低。因此，適量的增施鉀肥有利于香蕉生物量的積累，而過量的施用鉀肥不利于香蕉的生長。鉀濃度在50～400 mg·L-1范圍內(nèi)，根系活力沒有顯著差異，400 mg·L-1時根系活力最強。因此，適量地增施鉀肥有利于增強幼苗根系活力，促進香蕉幼苗的呼吸和養(yǎng)分的運輸。在200 mg·L-1鉀濃度時，可溶性糖含量顯著高于其他3個處理，而其他3個處理之間沒有顯著差異。因此，適量地增施鉀肥有利于香蕉幼苗可溶性糖含量的積累，過高反而會抑制，給幼苗生長提供充足的養(yǎng)分和能量。 在50～400 mg·L-1濃度范圍內(nèi)，葉綠素a，葉綠素b和總?cè)~綠素的含量沒有顯著差異，50 mg·L-1和400 mg·L-1時則有明顯的降低。因此，在水培環(huán)境下過高和過低的鉀濃度都不利于香蕉幼苗葉綠素含量的積累，只有最適的鉀濃度才利于幼苗葉綠素的積累，能有效促進葉綠素的合成，提高葉片凈光合速率，從而有效提高光合作用能力，進而促進植株的生長。在50～400 mg·L-1鉀濃度范圍內(nèi)，氮、磷、鉀含量及累積量沒有顯著差異，200 mg·L-1時則有明顯的增加。因此，在水培環(huán)境下高鉀環(huán)境不利于香蕉幼苗對氮、磷、鉀的吸收，適宜的鉀濃度才有利于香蕉幼苗對氮、磷、鉀的吸收。