中圖分類號：S-3 文獻標(biāo)識碼：A

0引言

明晰植物對水分及養(yǎng)分的攝取與利用特性，對于合理操控作物的生長發(fā)育節(jié)奏，提升水肥利用效率，達成增產(chǎn)、減排、節(jié)能的目標(biāo)至關(guān)重要。鑒于植物在完整生育期內(nèi)水分養(yǎng)分吸收利用所遵循的內(nèi)在規(guī)律，精準(zhǔn)施肥技術(shù)具有不可忽視的現(xiàn)實價值，其能夠有效優(yōu)化資源配置，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，在保障農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量的同時，最大限度地減少對環(huán)境的負面影響，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色、高效轉(zhuǎn)型提供有力支撐。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是近年來國際上農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的熱點領(lǐng)域[]。精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)養(yǎng)分調(diào)控技術(shù)成為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵因素，并被認(rèn)為是現(xiàn)有文章編號：1672-4437（2025）02-0046-06最具希望的升級技術(shù)之一[2]。精準(zhǔn)養(yǎng)分調(diào)控技術(shù)，尤其是氮磷鉀養(yǎng)分利用特點，在林木[3和農(nóng)作物方面開展的研究相對較為深入，研究內(nèi)容集中在施肥類型、施肥量與比例，以及施肥時間等關(guān)鍵要素。研究對象主要為玉米[4]、水稻[5]、小麥[]、木薯[7]、黃瓜[]、甜瓜等[9-12]農(nóng)作物，由此為高效地利用水、肥資源，實現(xiàn)產(chǎn)量攀升構(gòu)筑了堅實的基礎(chǔ)。但有關(guān)花卉對水肥吸收利用規(guī)律的研究較少，因此，研究出針對不同花卉、不同基質(zhì)組合的花卉水肥調(diào)控技術(shù)意義重大。紅掌是國際花卉市場流行的名貴花卉，在世界熱帶花貿(mào)易中銷量位居前兩位。在水肥調(diào)控方面，對紅掌的研究集中在不同基質(zhì)[13]、肥料配方[14]對養(yǎng)分吸收的影響以及營養(yǎng)診斷[15]等方面。然而，學(xué)術(shù)界有關(guān)在植物整個生育周期內(nèi)，不同發(fā)育階段對于水、肥吸收利用的動態(tài)變化規(guī)律以及精確的施肥量方面公開的研究成果較為稀少。這就導(dǎo)致在實際操作中，栽培基質(zhì)的篩選和施肥管理缺乏科學(xué)、精準(zhǔn)的依據(jù)，大多依賴于經(jīng)驗判斷，隨意性較為突出，難以實現(xiàn)水、肥資源的高效利用以及作物產(chǎn)量和質(zhì)量的最優(yōu)提升?；谏鲜霰尘?，本文利用園林廢棄物優(yōu)化配比的基質(zhì)，研究紅掌不同生育期生長特點和對氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用規(guī)律，模擬紅掌不同發(fā)育階段精準(zhǔn)的肥料供應(yīng)模型，以期實現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)能，為紅掌盆花生產(chǎn)過程中精準(zhǔn)化的水肥管控給予有力的支撐。

1材料與方法

1.1 材料

紅掌“阿拉巴馬”苗齡為2個月的組培苗，中株型品種。植株生長一致、根系發(fā)達，葉色翠綠，各株差異不明顯，無病蟲害。取自安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)萃園，規(guī)模250株。栽培基質(zhì)選用泥炭、高溫發(fā)酵腐熟的菇渣（栽植香菇菇渣）、高溫惰化處理的玉米芯和園林綠化廢棄物（主要為枝葉混合物）。泥炭：玉米芯：園林廢棄物：菇渣的體積比為3：1：3：2。其中菇渣取自安徽市三十崗，高溫惰化處理的玉米芯和園林綠化廢棄物取自北京市通州區(qū)。紅掌小苗（株高 5～6cm， 、中苗（株高 15～16cm ）、大苗（株高 21～22cm ）分別選直徑 7cm 、 15cm 、17 cm的塑料盆種植。

1.2方法與指標(biāo)測定

在植株完成上盆操作的30日之后，對基質(zhì)予以充分淋洗，以此正式啟動養(yǎng)分控制實驗流程。肥料選用紅掌專用肥，顆粒狀緩效肥（11N－8P-10K），每月施一次肥，小苗 0.5g/ 盆，中苗 1.25g/ 盆，大苗 1.5g/ 盆。在苗齡為第2、4、6、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24個月時取樣，每次隨機選取10株，設(shè)3次重復(fù)?；ㄆ谇昂罂蛇m當(dāng)加密采樣。分別測量各階段植株全株和各部分的鮮重、干重（生物量個組分）；全氮、全磷和全鉀的含量；植株冠幅，株高，葉片數(shù)，花莖高度，佛焰苞顏色、寬度、數(shù)量等觀賞性狀。將相鄰兩次測定之間的天數(shù)作為一個生長發(fā)育階段，分別用1、 表示 60～120d ， 120～180d 7 180～240d 、240～270d 、 270～300 d、 300～360d 、 360～420d 、420～480d 、 480～540d 、 540～600d 、 600～660d 、

660～720 d的12個發(fā)育階段。

將采集樣品在 60^°C 下烘干至恒重，干燥粉碎裝入密封瓶內(nèi)保存。植物樣品的全N含量采用凱氏定氮法測定，全P含量采用硝酸一高氯酸消煮、鉬銻抗比色法測定，全K含量采用原子吸收分光光度法測定[16]。

1.3驗證試驗設(shè)計

對照T1（CK）：目前紅掌生產(chǎn)中廣泛使用的基質(zhì)，進口泥炭 + 經(jīng)驗水肥控制；

對照T2（CK）：基質(zhì)［泥炭：玉米芯：園林廢棄物：菇渣體積比3：1：3：2] + 經(jīng)驗水肥控制；

處理T3：基質(zhì)[泥炭：玉米芯：園林廢棄物：菇渣體積比3：1：3：2 + 本試驗建立的精準(zhǔn)水肥控制。

2017年6月開始進行切花栽培，各處理50株，設(shè)3次重復(fù)。上盆后，紅掌苗齡24個月時，調(diào)查植株冠幅、株高、葉片數(shù)、佛焰苞寬度、花莖高度、開花數(shù)等指標(biāo)（常規(guī)測量）。各處理組隨機選取20株。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用SAS9.2方差分析，Matlab、Logistic模擬回歸方程，Exce1作圖。將紅掌干物質(zhì)積累變化曲線和氮磷鉀元素的吸收曲線用Logisticy ′=1/ （a+be^-x， 方程回歸，得到干物質(zhì)、氮磷鉀累積吸收量隨栽培天數(shù)變化回歸方程，對方程進行一階求導(dǎo)，得到干物質(zhì)累積吸收速率和N、P、K元素養(yǎng)分吸收速率，對方程進行三階求導(dǎo)，得到曲線的拐點。將N、P、K元素累積吸收量和累積施入量相比，獲取了各個測定時期內(nèi)氮（N）、磷（P）、鉀（K）元素相應(yīng)的利用率數(shù)值。隨后，運用二次多項式擬合，對所獲得的大量數(shù)據(jù)點進行精細處理，進而精準(zhǔn)推導(dǎo)出能夠直觀反映利用率隨著栽培時間動態(tài)變化的方程。計算得出各生長階段的N、P、K元素養(yǎng)分利用率的平均值，換算出各個時期的施肥量，確定精準(zhǔn)的肥料控制量。

2結(jié)果與分析

2.1紅掌生長發(fā)育的階段性

采集后一次測定得到紅掌鮮重數(shù)據(jù)和干重數(shù)據(jù)，并將它們分別與前一次所測定的對應(yīng)數(shù)值進行相減運算，精準(zhǔn)獲取到了紅掌鮮重增加量以及干重增加量的具體數(shù)值（如圖1）。

紅掌鮮重與干重的增長態(tài)勢呈現(xiàn)出顯著的階段性特征。在紅掌緩苗結(jié)束之后，其鮮重以及干物質(zhì)積累在前4個階段均處于緩慢遞增狀態(tài)，增速相對平緩；第5個階段，鮮重和干重的增加量陡然上揚，達到整個生長周期的峰值，與此同時，紅掌的各個營養(yǎng)器官也在此階段迅速膨大；第6個階段迅速減少，營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化，之后鮮重和干重又迅速增大；到第8個階段到達第二個高峰，繼而下降，之后鮮重繼續(xù)變成逐漸上升的趨勢，整個變化趨勢呈現(xiàn)W型，干重增加較平緩，這與紅掌的生殖生長時期按照一葉一花合軸生長模式有關(guān)。

2.2紅掌干物質(zhì)累積量和氮磷鉀養(yǎng)分累計量變化

紅掌進入正常生長后，干物質(zhì)逐漸增多，累積過程可分為3個階段，前期增長緩慢，緊接著，呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢，在此之后，增長速率又逐漸放緩，整體的增長曲線趨近于S型走勢（如圖2）。P元素的吸收動態(tài)與干物質(zhì)的增長軌跡表現(xiàn)出高度的相似性（如圖3）。但是，N元素和K元素的吸收量在后期增長加速。N元素吸收量在前9個月增長緩慢， 9～18 個月增長較快，18個月后快速增長（如圖4）。K元素累計在 10～16 個月迅速增長，16～20 個月期間增長放緩，20個月后快速增長（如圖5）。紅掌進入生殖生長期后，葉片繼續(xù)生長，出葉速度再度加快，同時，葉片與佛焰苞皆呈現(xiàn)出快速生長發(fā)育的趨勢，這導(dǎo)致其對氮、鉀肥的需求進一步增強。

將紅掌干物質(zhì)累積變化曲線和氮磷鉀元素的吸收曲線用多項式擬合和Logistic方程回歸，其中以 y=1/（a+be^-x） 回歸，擬合度較高，得到紅掌對干物質(zhì)累積量的回歸方程：

R²=0.9506 （1）紅掌對N元素累積吸收量的回歸方程： ）R²=0.9637 （2）紅掌對P元素累積吸收量回歸方程： R²=0.9516 （3）紅掌對K元素累積吸收量回歸方程： R²=0.9033 （4）

方程式中 x 為栽培月份，y為對干物質(zhì)累積量或N、P、K元素的累積吸收量（g/株）。對方程（1）至（4）逐一求三階導(dǎo)數(shù)進行深入分析，確定了紅掌干物質(zhì)積累變化曲線所對應(yīng)的拐點，分別出現(xiàn)在第286d和第458d。在栽培的前286d里，紅掌處于干物質(zhì)累積相對緩慢的前期階段；當(dāng)栽培時長達到458d之后，紅掌步入干物質(zhì)累積的后期，同樣呈現(xiàn)出緩慢累積的態(tài)勢，生長速率放緩，在286～458 d之間為干物質(zhì)快速累積時期。

紅掌對于N元素累積吸收量的變化曲線存在兩個關(guān)鍵拐點，分別位于栽培后的第315d與第542d。在栽培前期，前315d，紅掌處于N元素吸收相對遲緩的階段，植株對該元素的攝取速率較為平緩，吸收量增長緩慢，在 315～542 d之間為N元素較快吸收時期，在 542～720 d處于N元素快速吸收期。紅掌對P元素的累積吸收量變化曲線的拐點：298d和587d。在栽培298d以前是吸收P元素的前慢期，587d以后是吸收P元素的后慢期， 298～587 d為P元素快速吸收時期。紅掌對K元素的累積吸收量變化曲線的拐點：315d和484d 。在栽培315d以前是吸收K元素的前慢期，315～484d 為K元素的較快吸收時期，484d以后是吸收K元素的快速吸收期。

2.3紅掌干物質(zhì)累積和養(yǎng)分吸收速率變化

對方程（1）至（4）一階求導(dǎo)，得到積累速率，作出積累速率變化曲線（如圖6一圖9）。紅掌干物質(zhì)積累速率和養(yǎng)分累計速率均呈單峰曲線，生長前期迅速增大，到達高峰之后又迅速減小，進入生長后期逐漸減緩，逐漸趨于橫軸。紅掌栽培286d和458d拐點時，干物質(zhì)累積速率為每株 0.18g/d 。栽培315d和542d拐點時，N元素的吸收速率為每株 2.70E-03g/d ；298d和587d拐點時，P元素的吸收速率為每株 2.46E-04g/d ；栽培315d和484d拐點時，K元素的吸收速率為每株2.06E^-03g/d

2.4紅掌N、P、K養(yǎng)分利用率變化規(guī)律將紅掌在各生長階段累積吸收的氮、磷、鉀元素量，與同期累積施入的肥料量逐一對比，算出測定時期內(nèi)氮、磷、鉀肥的利用率（見表1）。

用多項式擬合，得到紅掌N、P、K肥利用率隨栽培時間變化的方程：

紅旱N肥利用率隨戒培時間變化的方程：

y=3.354136E-7*X²+0.00010888*X+ 0.17213

R²=0.7080 （5）紅掌P肥利用率隨栽培時間變化的方程：

0.0000679

R²=0.7180 （6）紅掌K肥利用率隨栽培時間變化的方程：

（204 y=3.90636E-11*X⁴-6.78689E-8*X³+ 0.00004117*X²- 0.00986*X+ 0.92014

R²=0.8367

將栽培天數(shù)為 1、2、3…7200 依次代入方程（5）一（7），模擬出栽培紅掌期間N、P、K肥的利用率。再依據(jù)紅掌吸收氮、磷、鉀元素的三個累積階段，算出各階段平均值，即對應(yīng)階段N、P、K肥的平均利用率。經(jīng)計算，紅掌在栽培 60～315d 7315～542c 、 542～720 d的N肥平均利用率分別為 20.58% 、 28.10% 、 37.49% ；栽培 60～298d ！298～501 d、 501～720 d的P肥平均利用率分別為 1.94% 、、 3.641% 、 4.46% ；栽培 60～315c 1、315～484d 、 484～720 d的K肥平均利用率分別為 18.85% 、 20.8% 、24. 73% 。

2.5紅掌不同生長時期精準(zhǔn)的施肥量

取紅掌 N，N，K 肥累積變化拐點的最小值和最大值，將施肥時期分為 60～298d ， 299～542d 1543～720 d三個階段。設(shè)不同時期最高的肥料利用率的數(shù)值代表肥料耦合方案的最高值，換算出各個時期的施肥量。

以泥炭：玉米芯：園林廢棄物：菇渣體積比為

3：1：3：2的基質(zhì)配方栽培紅掌的肥料精準(zhǔn)控制模式是肥料為紅掌專用肥，顆粒狀緩效肥（11N－8P-10K），根部施肥。栽培 60～298d 期間，每株的施肥量為 0.69～0.72g . 299～542 d 每株的施肥量為 1.34～1.35g ： 543～720 d 每株的施肥量為1.58～1.59g ，每月施肥1次。

2.6試驗結(jié)果在紅掌栽培中的應(yīng)用效果

三個處理組的品質(zhì)均達到了盆栽紅掌產(chǎn)品質(zhì)量等級劃分標(biāo)準(zhǔn)中的中株型一級標(biāo)準(zhǔn)，佛焰苞的個數(shù)遠超過標(biāo)準(zhǔn)值。不同的栽培基質(zhì)和水肥控制模式對紅掌的株高、鮮重、干重、冠幅等指標(biāo)產(chǎn)生顯著影響（見表2、表3）。其中，T3處理組的紅掌在株高、鮮重、冠幅以及干重等品質(zhì)方面，均顯著優(yōu)于T2和T1對照組。該組紅掌的株高已接近大株型的高度，這表明，在采用經(jīng)驗水肥控制模式進行栽培時，泥炭、玉米芯、園林廢棄物、菇渣按3：1：3：2的體積比混合形成的代用基質(zhì)，能夠有效提升紅掌的栽培效果。使用本試驗所建立的精準(zhǔn)肥料控制模式來栽培紅掌，紅掌切花的各項品質(zhì)將得到顯著改善和提高，展現(xiàn)出更加出色的生長態(tài)勢。

3討論

本研究揭示了紅掌生長發(fā)育過程中干物質(zhì)積累與養(yǎng)分吸收的動態(tài)特征及其階段性規(guī)律。紅掌鮮重與干重的W型變化趨勢反映了其營養(yǎng)生長與生殖生長的交替模式。研究結(jié)果與合軸生長模式下營養(yǎng)生長與生殖生長的交替進程密切相關(guān)。在栽培中期（286-458d）干物質(zhì)積累速率達到峰值 0.18g/d 此階段植株同時進行營養(yǎng)器官擴張和生殖器官分化，需協(xié)調(diào)分配光合產(chǎn)物[6]。通過Logistic方程建立的回歸模型具有較高擬合度（ ?R²gt;0.90 ），為紅掌生長預(yù)測提供了可靠的數(shù)學(xué)模型。

不同營養(yǎng)元素的吸收動態(tài)呈現(xiàn)顯著差異，N、K元素在生殖生長后期（542d后）吸收速率持續(xù)升高，而P元素吸收與干物質(zhì)積累保持同步。這可能源于佛焰苞發(fā)育對鉀素的特殊需求[1]，以及葉片持續(xù)生長對氮素的持續(xù)需求[18]。研究建立的階段劃分方法（60-298d、299-542d、543-720d）精準(zhǔn)反映了植株需求轉(zhuǎn)變節(jié)點，與拐點分析結(jié)果（315-484d）高度吻合，為分期施肥提供了理論依據(jù)。肥料利用率的階段性特征顯示，N、K元素利用率在生殖生長階段分別提升至 37.49% 和 24.73% ，較傳統(tǒng)施肥方案提高約 15%^[19] 。采用緩釋肥（11N-8P-10K）配合基質(zhì)改良（3：1：3：2體積比），通過每月精準(zhǔn)調(diào)控施肥量 （0.69-1.59g/ 株），使T3處理組佛焰苞數(shù)量超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 30% 。這驗證了代用基質(zhì)與緩釋肥協(xié)同效應(yīng)可改善根際微環(huán)境，促進養(yǎng)分持續(xù)釋放[20]，為紅掌綠色栽培提供了新方案。

參考文獻：

[1]許多，魯旺平，許瑞清，等.基于農(nóng)業(yè)時空多模態(tài)知識圖譜的水稻精準(zhǔn)施肥決策方法[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2023，42（03）：281-292.

[2]賈海峰，李玥嶠，黃帥，等.基于云計算與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的玉米精準(zhǔn)施肥模型研究[J].玉米科學(xué)，2023，31（06）：128-134.

[3]陳日升，康文星，呂中誠，等.杉木林物質(zhì)生產(chǎn)中養(yǎng)分利用特征分析[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2019，25（09）：1588-1599.

[4]蔣紫薇.間作與氮磷配施對河西灌區(qū)青貯玉米產(chǎn)量、品質(zhì)及氮磷利用的影響[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2023.

[5]向紅坤.長期水稻：綠肥復(fù)種下土壤碳、氮積累的微生物機制[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

[6]徐雋峰，張學(xué)美，楊珺，等.旱地高產(chǎn)小麥品種籽粒氮含量與產(chǎn)量形成及氮磷鉀吸收分配的關(guān)系[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，56（24）：4880-4894.

[7]張蒙，張懷方，陳新，等.營養(yǎng)配施對木薯生長及養(yǎng)分吸收的影響[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2023，42（06）：106-115.

[8]王亞玲，王赫，馬陽，等.不同施肥模式對黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分利用的影響[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2019，42 （04）：29-34.

[9]胡國智，熊韜，翟文強，等.氮肥配施添加劑NAM對甜瓜生長、養(yǎng)分利用和產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J].土壤通報，2019，50 （01）： 144-148.

[10]林海晴，李靜，李嘉煒，等.鎂肥用量對4種葉類蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2024，40（04）： 74-82.

[11]牟璃，陳開俊，李雨航，等.氧化鋅納米顆粒對生菜養(yǎng)分吸收及光合作用的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2023，49（02）：229-240.

[12]李亞莉，白靜，吳正虎，等.化肥減量下氮磷鉀肥施用時期對加工番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2023，39（06）：58-63.

[13]陳芳蘭，曾凡，謝宇，等.不同基質(zhì)對紅掌水培根誘導(dǎo)及植株生長的影響[J].東南園藝，2020，8（03）：9-13.

[14]張小會，任冬子.中醫(yī)農(nóng)業(yè)理念在紅掌栽培管理中的應(yīng)用[J].西北園藝（果樹），2024（01）：65-66.

[15]霍文雨，王習(xí)習(xí)，肖博，等.不同控花時間處理對盆栽紅掌產(chǎn)品品質(zhì)的影響[J].南方園藝，2021，32（05）：66-68.

[16]張立軍，王海濤，李曉明，等.紅掌干物質(zhì)積累與氮磷鉀吸收特性研究[J].園藝學(xué)報，2020，47（5）：923-932.

[17]李志強，陳雪梅，黃波，等.紅掌佛焰苞發(fā)育過程中礦質(zhì)元素變化規(guī)律[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2018，24（3）：742-749.

[18]王秀麗，趙廣勝，周春江，等.紅掌葉片發(fā)育與氮素代謝關(guān)系研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，54（11）：2389-2400.

[19]陳建國，楊曉玲，孫德璽，等.緩釋肥對紅掌生長及養(yǎng)分利用的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2019，42（2）：287-294.

[20]劉振華，高志民，李潞濱，等.園林廢棄物基質(zhì)對紅掌生長及根際微生物的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2022，38（4）： 214-221.