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        不同氮肥水平下油用牡丹的產(chǎn)量效應(yīng)分析

        2024-04-18 11:50:34李亞娟曹瀟文魏平馬慧
        中國食品 2024年6期
        關(guān)鍵詞:鳳丹油用凈光合

        李亞娟 曹瀟文 魏平 馬慧

        油用牡丹是芍藥科芍藥屬牡丹組植物中結(jié)實(shí)能力強(qiáng)、出油率高(≥22%)的種的統(tǒng)稱,是我國特有的木本油料作物,具有高產(chǎn)出、高含油率、高品質(zhì)、低成本的特點(diǎn),是集經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益及社會(huì)效益于一體的經(jīng)濟(jì)作物,具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。推廣種植油用牡丹,對于緩解我國食用植物油不足、調(diào)整種植模式、改善生態(tài)環(huán)境、增加農(nóng)民收入和落實(shí)精準(zhǔn)扶貧政策具有重要意義。

        氮是植物必需的大量礦質(zhì)元素之一,被稱為“生命元素”,施用氮肥可以有效提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。目前我國油用牡丹的栽培多參考藥用牡丹,為追求高產(chǎn),栽培過程中氮肥施用過量的現(xiàn)象十分普遍,常因肥料的施用水平、比例、方法不當(dāng)導(dǎo)致油用牡丹產(chǎn)量較低、投入產(chǎn)出比不協(xié)調(diào)。因此,合理施用氮肥是提高油用牡丹產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施。

        不過,目前對于油用牡丹的研究主要集中于產(chǎn)業(yè)發(fā)展、籽油提取、栽培技術(shù)、繁殖育苗和生理生態(tài)等方面,關(guān)于氮肥水平對油用牡丹“鳳丹”生長及產(chǎn)量影響的研究卻相對較少。因此,本研究分析了不同氮肥用量對油用牡丹“鳳丹”生長及籽粒產(chǎn)量的影響,以期為“鳳丹”科學(xué)施用氮肥、促進(jìn)高產(chǎn)高效提供理論依據(jù)。

        一、材料與方法

        1.試驗(yàn)設(shè)計(jì)。本試驗(yàn)選擇6-8年生,長勢健壯、一致,芽飽滿,無病蟲害的“鳳丹”植株為材料。采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì),共設(shè)置4個(gè)不同的供氮水平:N0:不施氮肥;N1:225kg N·ha-1;N2:300kg N·ha-1;N3:450kg N·ha-1;每個(gè)處理分別施磷肥(P2O5)180kg·ha-1和鉀肥(K2O)225kg·ha-1,各設(shè)3個(gè)重復(fù)。根據(jù)“鳳丹”的需肥規(guī)律,采用單株半月形溝施法施肥。分兩次于3月上旬(促花肥)和5月中旬(花后肥)施入肥料,其中氮肥和磷肥按7:3分配,鉀肥按5:5分配。試驗(yàn)所用氮肥為尿素,磷肥為過磷酸鈣,鉀肥為氯化鉀。

        2.測定項(xiàng)目與方法。(1)形態(tài)指標(biāo)測定。試驗(yàn)開始處理時(shí),每小區(qū)選擇生長健康、長勢一致、無病蟲害植株5株,掛牌標(biāo)記。在盛花期測定株高、冠幅、新枝條數(shù)、新枝長度、葉長、葉寬、成花數(shù)、花橫徑、花高度等形態(tài)指標(biāo)。

        (2)光合特性參數(shù)。在“鳳丹”盛花期、結(jié)實(shí)期、成熟期和果熟期,采用Li-6400光合測定儀,在晴天上午對不同供氮水平下“鳳丹”葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(E)進(jìn)行測定。每小區(qū)選取3株長勢相同的個(gè)體,對新梢頂芽下第3片光照良好的成熟功能葉片進(jìn)行測定,每株選取3片。

        (3)籽粒產(chǎn)量。在“鳳丹”果熟期,每小區(qū)取長勢均勻的10株個(gè)體,調(diào)查單株果莢數(shù)、果莢長和果莢直徑。采收每個(gè)小區(qū)所有植株的果莢,在室內(nèi)自然干燥,當(dāng)果莢逐漸變成黑色、自動(dòng)裂開時(shí),搜集“鳳丹”種子,測定千粒重和籽粒產(chǎn)量。

        3.數(shù)據(jù)處理。采用Excel 2007和DPS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素(one-way ANOVA)和Duncan法進(jìn)行方差分析和多重比較。圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

        二、結(jié)果與分析

        1.氮肥水平對“鳳丹”形態(tài)指標(biāo)的影響。方差分析結(jié)果(表1)表明,株高、冠幅、葉長、葉寬、花朵生長及新枝生長等相關(guān)指標(biāo)在不同施氮量下的差異均不顯著(p>0.05)。與N0(不施氮肥)處理相比,除株高、葉長、葉寬外,盛花期“鳳丹”的冠幅、花朵生長及新枝生長的相關(guān)指標(biāo)均表現(xiàn)為施氮各處理大于不施氮肥(N0)的處理,說明氮肥施用在改善“鳳丹”生長形態(tài)方面具有一定作用。

        2.氮肥水平對“鳳丹”生育期光合特性的影響。不同氮肥水平下“鳳丹”光合特性指標(biāo)在不同生育期的變化趨勢詳見圖1,方差分析結(jié)果詳見表2。在盛花期,凈光合速率在不同氮肥水平下的差異極顯著(p<0.01),具體表現(xiàn)為N2處理顯著高于其它處理;在結(jié)實(shí)期,胞間CO2濃度在不同氮肥水平下的差異極顯著(p<0.01),表現(xiàn)為N2處理顯著低于其它處理;在成熟期和果熟期,氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率在不同氮肥水平下的差異均達(dá)到了顯著或極顯著水平(p<0.05;p<0.01),整體表現(xiàn)為施氮處理(N1、N2、N3)高于不施氮處理,但3個(gè)氮肥處理間差異不顯著。

        凈光合速率對植物葉片光合性能的強(qiáng)弱有重要參考作用,施氮量對植物葉片凈光合速率有重要影響。隨著生育期的推進(jìn),各處理的凈光合速率整體呈現(xiàn)先下降后上升的趨向。在同一生育期下,與對照組(N0)相比,3個(gè)施氮處理(N1、N2、N3)的凈光合速率均有不同程度的提高,且隨著施氮量的增加,在N2(300kg N·ha-1)水平下出現(xiàn)最高值。

        隨著生育期的推進(jìn),各處理的氣孔導(dǎo)度均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。在成熟期,各處理的氣孔導(dǎo)度均達(dá)到最高值。在同一生育期下,與對照組(N0)相比,3個(gè)施氮處理(N1、N2、N3)的氣孔導(dǎo)度均有不同程度的提高,且隨著施氮量的增加,在N2水平下出現(xiàn)最高值,表明在一定的施氮范圍內(nèi)可以促進(jìn)葉片氣孔的開放,從而增強(qiáng)光合作用。

        隨著生育期的推進(jìn),胞間CO2濃度在各處理下整體呈現(xiàn)先下降后升高的趨向。從盛花期到結(jié)實(shí)期,N2處理的下降幅度明顯高于其它處理,隨后顯著上升,并在成熟期和果熟期顯著高于其它處理。

        隨著生育期的推進(jìn),蒸騰速率在各處理下整體呈現(xiàn)先降低后略微升高的趨勢,且皆在成熟期出現(xiàn)最低值,此時(shí)N1和N2處理的蒸騰速率顯著高于N0、N3處理。

        3.氮肥水平對“鳳丹”籽粒產(chǎn)量的影響。方差分析結(jié)果(表3)表明,單株籽粒質(zhì)量、千粒重在不同氮肥處理下的差異均達(dá)到了極顯著水平(p<0.01)。與N0處理相比,3個(gè)施氮處理(N1、N2、N3)的果莢數(shù)、單株籽粒質(zhì)量和千粒重均有不同程度的提高,其中N1、N2、N3處理的單株籽粒質(zhì)量均顯著高于N0處理,N2、N3處理的千粒重顯著高于N0、N1處理,表明施氮可以明顯提高“鳳丹”的籽粒產(chǎn)量。

        三、小結(jié)與討論

        綠色植物的生長離不開光合作用,氮素是合成葉綠素不可或缺的成分,也是植物營養(yǎng)三要素之一,在作物生長以及產(chǎn)量構(gòu)成中的貢獻(xiàn)率很大。施用氮肥可以增加土壤肥力,使“鳳丹”葉片的葉綠素含量增加,延長綠葉光合作用進(jìn)行的時(shí)間,有利于光合速率增加和促進(jìn)光合產(chǎn)物生成,增加籽粒的產(chǎn)量。但當(dāng)?shù)视昧窟_(dá)到一定程度時(shí),產(chǎn)量不再增加或增加不明顯,這與本試驗(yàn)中施用氮肥明顯提高牡丹籽粒產(chǎn)量,而N2處理籽粒產(chǎn)量與N3處理相比無顯著差異一致。因此,在本試驗(yàn)的土壤肥力條件下,施氮量在300kg N·ha-1-450kg N·ha-1,可以滿足“鳳丹”高產(chǎn)對氮素的需求,在此基礎(chǔ)上繼續(xù)增加氮肥投入有可能使牡丹產(chǎn)量降低,也會(huì)帶來一定的環(huán)境問題。

        基金項(xiàng)目:河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目“油用牡丹生物有機(jī)肥配方研究與應(yīng)用”(21A210004);河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“油用牡丹生物有機(jī)肥應(yīng)用技術(shù)研究”(212102110258);河南科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“不同種植年限油用牡丹土壤團(tuán)聚體及有機(jī)碳分布特征”(2023408)。

        作者簡介:李亞娟(1982-),女,漢族,河南洛陽人,講師,博士,研究方向?yàn)橹参餇I養(yǎng)施肥及土壤生態(tài)。

        曹瀟文(2001-),女,漢族,河南商丘人,大學(xué)本科在讀,研究方向?yàn)橘Y源環(huán)境科學(xué)。

        魏平(2002-),女,漢族,河南南陽人,大學(xué)本科在讀,研究方向?yàn)橘Y源環(huán)境科學(xué)。

        馬慧(2004-),女,漢族,河南南陽人,大學(xué)本科在讀,研究方向?yàn)橘Y源環(huán)境科學(xué)。

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