噴施不同濃度山梨醇螯合鉀對溫室大棚芹菜 生長及鉀的有效利用研究 石 祥 劉妍妍 孫 偉 張 靜 張子琪 趙 立 劉可忠 顏冬云 青島大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 山東 青島 266071 摘 要 目的 山梨醇螯合鉀的生物利用度高 探究不同噴施濃度對芹菜生長 養(yǎng)分吸收及鉀的利用效率的影響 可為高品質(zhì)芹菜生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)參考 方法 溫室大棚條件下 以實驗室自主合成的山梨醇螯合鉀為供試 鉀肥 普通實心芹菜為供試作物 在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上設(shè) 置 6個噴施濃度處理 以鉀離子計 單 位 g L 1 CK 0 清 水對照 T1 10 T2 15 T3 20 T4 25 T5 30 分析各處理對芹菜收獲期產(chǎn)量 生長指標(biāo) 品 質(zhì)指標(biāo) 各器官鉀素含量與積累及土壤有效鉀含量的影響 結(jié)果 不同噴施濃度顯著影響芹菜產(chǎn)量 品質(zhì)及植株 土 壤鉀的含量 噴 施 10 g L 1山梨醇螯合鉀可促進(jìn)芹菜光合作用 表現(xiàn) 為 SPAD值 株高 葉柄粗及產(chǎn)量的提高 噴 施山梨醇螯合鉀可顯著降低芹菜可食部位硝酸鹽含量 當(dāng)噴施濃度 為 10 20 g L 1時顯著提升芹菜可溶性蛋白 可溶性 固形物含量 其 中 10 g L 1 15 g L 1與 20 g L 1噴施濃度處理可溶性固形物含量分別提 高 26 50 36 60 與 24 40 當(dāng)噴施濃度 為 25 30 g L 1時顯著增加收獲期芹菜各器官鉀素含量與鉀素積累及土壤有效鉀含量 以 25 g L 1處理效 果最明顯 4 經(jīng)濟效益相關(guān)性分析表明 芹菜產(chǎn)量 凈利潤與鉀肥利用率 芹菜葉與根鉀積累量 葉硝酸鹽含量成 正比 與土壤有效鉀含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系 經(jīng)濟效益分析顯示 當(dāng)噴施濃度 為 10 15 g L 1時效益更好 結(jié)論 芹菜生 長旺盛時期追施山梨醇螯合鉀 推薦噴施濃度為10 15 g L 1 可有效提高芹菜產(chǎn)量 品質(zhì)及促進(jìn)鉀的吸收利用 關(guān) 鍵 詞 山梨醇螯合鉀 芹菜 土壤 產(chǎn)量和質(zhì)量 養(yǎng)分吸收與利用 中圖分類號 S963 9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0564 3945 2024 06 1695 10 DOI 10 19336 ki trtb 2024032501 石 祥 劉妍妍 孫 偉 張 靜 張子琪 趙 立 劉可忠 顏冬云 噴施不同濃度山梨醇螯合鉀對溫室大棚芹菜生長及鉀的 有效利用研究 J 土壤通報 2024 55 6 1695 1704 SHI Xiang LIU Yan yan SUN Wei ZHANG Jing ZHANG Zi qi ZHAO Li LIU Ke zhong YAN Dong yun Effects of Foliar Sprays of Different Concentrations of Sorbitol Chelated Potassium on Celery Growth and Soil Available Potassium in Greenhouse J Chinese Journal of Soil Science 2024 55 6 1695 1704 研究意義 芹菜 Apium graveolens L 屬傘 形花科草本植物 是中國重要的經(jīng)濟作物之一 富 含膳食纖維 維生素 礦物質(zhì)與芹菜素 1 等多種有 益物質(zhì) 近年來對其的需求與種植規(guī)模不斷擴大 2 芹菜產(chǎn)量高 生長中后期對鉀肥需求量大 及時補 充可顯著提升芹菜產(chǎn)量與品質(zhì) 3 但長期施用普通無 機鹽系列的鉀肥逐漸出現(xiàn)土壤酸化 板結(jié)現(xiàn)象 導(dǎo) 致土壤肥力不斷下降 4 因此 適宜的鉀肥來源與科 學(xué)的施入量對避免鉀肥資源浪費和保持土壤健康具 有重要意義 前人研究進(jìn)展 近年來 科技人員 對農(nóng)作物的施肥效應(yīng)進(jìn)行廣泛探討 孫偉 5 等研究 表明 葉面補充施鉀已被證實可有效增強植株光合 能力 促進(jìn)土壤養(yǎng)分有效利用 進(jìn)而提高作物產(chǎn)量 與品質(zhì) 李騰升 6 7 等在花生試驗中發(fā)現(xiàn)山梨醇螯合 肥作為一種新型葉面肥料 與傳統(tǒng)無機鹽鉀鈣相比 具有顯著優(yōu)勢 特別是在提高其利用率方面 表現(xiàn) 在促進(jìn)植株鉀的遷移與再分配 達(dá)到增產(chǎn)提質(zhì) 改 善土壤輸送養(yǎng)分的效果 譚慧婷 8 等研究表明 合 理的施用山梨醇螯合肥可明顯促進(jìn)油菜對礦物養(yǎng)分 的吸收 本研究切入點 至今尚未有噴施山梨醇 螯合鉀對芹菜生長及鉀的利用效率的影響研究 因 此 本文在傳統(tǒng)耕種模式基礎(chǔ)上 設(shè)置不同噴施濃 度的山梨醇螯合鉀 旨在探究各處理對芹菜產(chǎn)量與 品質(zhì)指標(biāo)的影響 同時 本研究還借助統(tǒng)計分析方 法 考察芹菜各器官鉀含量與土壤有效鉀含量相關(guān) 性 分析不同噴施濃度對鉀的利用效率的影響 收稿日期 2024 03 26 修訂日期 2024 05 13 基金項目 國家自然科學(xué)基金項目 31972516 和山東省重點研發(fā)計劃項目 2017GNC11116 作者簡介 石 祥 1998 男 河南省周口市人 碩士研究生 研究方向 資源與環(huán)境 E mail shixiang3056 通訊作者 E mail liuyanyan E mail yandongyun666 第 55 卷第 6 期 土 壤 通 報 Vol 55 No 6 2024年 12月 Chinese Journal of Soil Science Dec 2024 擬解決問題 本文旨在探明適合芹菜生長的山梨 醇螯合鉀最佳噴施濃度 助推芹菜產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效 同時為促進(jìn)山梨醇螯合鉀在我國生態(tài)型農(nóng)業(yè)中的推 廣應(yīng)用提供理論依據(jù) 1 材料與方法 1 1 試驗材料與試驗地概況 試驗 于 2021年 8月 至 2022年 3月在山東省青 島市嶗山區(qū)王哥莊街道囤山社區(qū)碧海藍(lán)田生態(tài)農(nóng)業(yè) 有限公司 36 16 33 N 120 36 28 E 溫室大棚內(nèi)進(jìn) 行 大棚 長 72 m 寬 65 m 總面積 約 4900 m2 該地區(qū)地勢以丘陵為主 屬暖溫帶半濕潤氣候 供 試芹菜品種為青苗實心芹 供試肥料為實驗室自行 研制的山梨醇螯合鉀 螯合 率 100 土壤類型為棕 壤 基本理化性質(zhì)見表1 表 1 供試土壤基本化學(xué)性質(zhì) Table 1 Basic chemical properties of the tested soil 年份 Year pH 有機質(zhì) SOM 堿解氮 mg kg 1 Available N 有效磷 mg kg 1 Available P 有效鉀 mg kg 1 Available K 交換性鈣 mg kg 1 Exchangeable Ca 2021 6 42 3 08 134 20 195 60 344 20 1 56 2022 5 93 3 19 193 50 196 60 336 80 1 65 1 2 試驗設(shè)計 試驗設(shè)計 共設(shè) 置 6個噴施濃度處理 常規(guī) 施肥 CK 噴施清水 下同 T1 10 g L 1 T2 15 g L 1 T3 20 g L 1 T4 25 g L 1 T5 30 g L 1 每個處理設(shè)置4個重復(fù) 共24個小 區(qū) 采用完全隨機區(qū)組排列 每個小區(qū) 長 1 5 m 寬 1 m 小區(qū)間設(shè)0 5 m保護(hù)行 操作方法 2021年 9月 24日栽培前進(jìn)行基礎(chǔ)施 肥 以土施的形式一次性施入耕層土壤中 用量 硫酸鉀 282 75 kg hm 2 脲銨氮肥 282 75 kg hm 2 大量元素水溶肥料 N P K 20 20 20 326 25 kg hm 2 10月 4號進(jìn)行育苗 期間平整試驗地塊 2021年 12月份挑選長勢一致的幼苗 長至四葉一心 時 進(jìn)行移栽 移 栽 20天后進(jìn)入旺盛生長期開始進(jìn) 行噴施 選擇葉面干燥后進(jìn)行 每七天一次 共噴 施三次 每個小區(qū)每次噴施量 為 0 1 L m 2 2021年 12月 13日 12月 20日 和 12月 27日分別實施第一 二和三次噴施 2022年 1月 3日進(jìn)行全部采收測產(chǎn) 其他田間管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)栽培措施進(jìn)行 1 3 測定項目及方法 1 3 1 葉 片 SPAD值 株高及葉柄粗的測定 噴施 山梨醇螯合鉀前和收獲前使用葉綠素儀 SPAD 502 測 量 4株芹菜 首次測量前選取位置 長勢一致的 具有代表性的植株葉片進(jìn)行標(biāo)記 葉綠素相對含量 SPAD值 每株測 定 2次 共計測 定 8次 取 平均值記為單個小區(qū) 的 SPAD值 葉柄粗采用數(shù)顯 游標(biāo)卡尺 分辨 率 0 01 mm 在離 地 10 cm處進(jìn)行 葉柄厚度的測定 每株芹菜測定一次 共 計 4次 取平均值為單個小區(qū)的葉柄粗 株高采 用 80 cm 分 辨 率 0 1 cm 量程的直尺進(jìn)行測量 測量起始位置 為芹菜地上基部至芹菜正常伸展?fàn)顟B(tài)下頂三葉的葉 柄根處 每株芹菜測定一次 共 計 4次 取平均值 為單個小區(qū)的株高 1 3 2 芹菜品質(zhì)參數(shù)的測定 硝酸鹽含量采用紫外 分光光度法測定 VC含量采 用 2 6 二氯靛酚法測定 可溶性蛋白含量采用考馬斯亮 藍(lán) G 250法測定 可 溶性固形物含量采用折射儀法測定 可溶性糖含量 采用蒽酮比色法測定 1 3 3 植株鉀與土壤有效鉀含量的測定 植株鉀含 量采用消解法 HNO3 HClO4 4 1 0 5 mL HF 澄清透明后按一定比例進(jìn)行稀釋 過濾后采用電感 耦合等離子體原子發(fā)射光譜法 ICP OES Avio200 PerkinElmer 美國 進(jìn)行測試 收獲后每個小區(qū)采 用網(wǎng)格布點法 取 10個土樣混合成一個土壤樣品 土 壤有效鉀采 用 1mol L 1醋酸銨浸提 按一定比例進(jìn) 行稀釋 過濾后采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光 譜法進(jìn)行上機測試 具體方法參照 土壤農(nóng)化分析 鮑士旦 第三版 1 4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析 鉀肥利用率 各試驗區(qū)鉀素吸收量 空白 區(qū)鉀素吸收量 試驗區(qū)鉀肥總投入量 鉀肥農(nóng)學(xué)效 率 kg kg 1 各試驗區(qū)產(chǎn)量 空白區(qū)產(chǎn)量 各試 驗區(qū)投入鉀肥量 鉀肥偏生產(chǎn)力 kg kg 1 試驗區(qū) 各處理產(chǎn)量 各試驗區(qū)投入鉀肥量 鉀素積累量 mg 株 植株各器官干物質(zhì)重 植株各器官鉀素含量 經(jīng)濟效益 肥料成本按照當(dāng)時市場價格計算 基礎(chǔ)施肥 硫酸鉀 脲銨氮肥 大量元素水溶肥料 1696 土 壤 通 報 第 55 卷 2500 yuan t 1 芹菜收入根據(jù)當(dāng)時市場價格計 算 3 5 yuan kg 1 每一次噴肥勞動力成本按當(dāng)?shù)仄骄鶆趧恿?水 平 300 yuan hm 2 其他消耗投入包括耕地 播種 灌溉 收獲等農(nóng)用消耗 按 照 1000 yuan hm 2 進(jìn)行 計算 數(shù) 據(jù) 分 析 Excel 2016 Microsoft Inc Washington USA 記錄試驗數(shù)據(jù) SPSS 25 0 IBM SPSS Inc Chicago USA 進(jìn)行統(tǒng)計分析 Origin 2021進(jìn)行繪圖和可視化繪制 2 結(jié)果與分析 2 1 產(chǎn)量及生長指標(biāo) 各山梨醇螯合鉀噴施處理對芹菜產(chǎn)量的影響差 異顯著 見 表 2 整體表現(xiàn)為低促高抑 當(dāng)噴施濃 度小于或等 于 15 g L 1時促進(jìn)芹菜產(chǎn)量的增加 當(dāng)噴 施濃度大于或等 于 20 g L 1時 導(dǎo)致芹菜減產(chǎn) 產(chǎn)量 隨噴施濃度的增加而降低 與 CK處理相比 T1與 T2噴施處理的產(chǎn)量分別提 升 23 60 6 22 T3 T4與 T5噴施處理產(chǎn)量分別降 低 5 72 19 10 29 60 其中 噴施濃度為 10 g L 1時產(chǎn)量最高 噴 施濃度為30 g L 1時 減產(chǎn)29 60 山梨醇螯合鉀噴施處理可不同程度影響芹菜株 高 葉柄粗 見 圖 1a 表現(xiàn)為隨噴施濃度的增加 呈先增長后降低的趨勢 當(dāng)噴施濃度 為 10 g L 1時 T1 芹菜株高差達(dá)最高 隨噴施濃度的增加株 高差增加幅度逐漸降低 當(dāng)噴施濃度 為 25 30 g L 1 T4 T5 時 株高低于清水對照 CK 與 CK T2 T3處理相比 T1處理的芹菜株高差分別 增 加 39 10 13 70 和 20 97 與 CK處理相比 T4和 T5處理的芹菜株高差分別降 低 28 90 和 14 70 芹菜葉柄粗差的增長趨勢與株高相似 適 宜噴施濃度促進(jìn)葉柄粗差增長 10 15 g L 1 當(dāng) 噴施濃度進(jìn)一步提升后 20 g L 1 葉柄粗增長受 阻 T4和 T5兩個處理葉柄粗差低于清水對照 與 CK處理相比 T1 T2和 T3處理的芹菜葉柄粗差分 別增 加 43 50 70 70 和 36 50 T4和 T5處理 分別降低13 40 和9 18 差異顯著 圖 1 不同噴施濃度對芹菜株高差 葉柄粗差及不同時期芹菜SPAD值的影響 Fig 1 The effects of different spraying concentrations on the height difference petiole diameter difference and SPAD value of celery plants at different stages 芹菜葉片各發(fā)育時 期 SPAD值對不同噴施濃度 山梨醇螯合鉀響應(yīng)程度不同 圖 1b 總體來看 芹菜生育初期所有噴施處理 的 SPAD值均表現(xiàn)為增 長的趨勢 生育后期 除 T3和 T4兩個處理仍表現(xiàn)上 升趨勢外 其他四個處理均開始下降 當(dāng)噴施濃度 小于或等 于 15 g L 1時 CK T1 T2 葉 片 SPAD值先快速增長然后增幅減緩最后逐漸下降 當(dāng) 噴施濃度等于或大 于 20 g L 1時 T3 T4 芹菜 葉 片 SPAD值一直呈上升的勢頭 當(dāng)噴施濃度 為 30 g L 1時 芹菜生育初 期 SPAD值幾乎沒有增長 中 表 2 不同噴施濃度對芹菜鮮量的影響 Table 2 Effects of different spraying concentrations on celery yield 處理 Treatment 產(chǎn)量 t hm 2 Yield 單株質(zhì)量 g 株 1 Individual plant mass 較 CK增產(chǎn)率 Yield increase rate compared to CK CK 45 08 0 34 c 80 46 0 61 c T1 55 73 1 14 a 99 48 2 02 a 23 60 T2 47 89 1 56 b 64 86 2 37 b 6 22 T3 42 50 0 66 d 75 86 1 18 d 5 72 T4 36 92 0 68 e 65 90 1 22 e 19 10 T5 31 76 0 66 f 56 69 1 18 f 29 60 注 同一 列不含有相同小寫字母表示處理間差異顯著 p 0 05 下同 6 期 石 祥等 噴施不同濃度山梨醇螯合鉀對溫室大棚芹菜生長及鉀的有效利用研究 1697 期表現(xiàn)為增長后期表現(xiàn)為下降 所有同期噴施處理 中清水對照 SPAD值最大 但處理間差異不顯著 2 2 品質(zhì)指標(biāo) 噴施不同濃度的山梨醇螯合鉀均可顯著提升芹 菜葉柄 葉片品質(zhì) 圖 2 a 并且芹菜葉柄硝酸鹽 含量均高于葉 兩種食用部位差異顯著 隨噴施濃 度的增加芹菜葉柄 葉片硝酸鹽含量呈逐漸降低的 趨勢 與噴施清水對照處理相比 隨噴施濃度的增 加芹菜葉柄硝酸鹽含量分別降低 其 中 T5處理硝酸 鹽含量最低 達(dá) 1 03 g kg 1 蔬菜中硝酸鹽限量 GB 19338 2003 要求莖菜類蔬菜硝酸鹽含量不 得超 過 1 2 g kg 1 T3 T5兩個處理均達(dá)到安全食用 標(biāo)準(zhǔn) 所有噴施處理芹菜葉片中硝酸鹽含量均達(dá)到 安全食用標(biāo)準(zhǔn) 與噴施清水對照處 理 CK相比 其 他各處理硝酸鹽含量均有較大幅度降低 當(dāng)噴施濃 度 為 20 g L 1時芹菜葉硝酸鹽含量最低 0 45 g kg 1 圖 2 不同噴施濃度對芹菜葉柄 葉片硝酸鹽及VC含量的影響 Fig 2 Effects of different spraying concentrations on nitrate and VC contents in celery petioles and leaves 噴施山梨醇螯合鉀顯著影響芹菜葉維生 素 C含 量 芹菜葉柄處理間無差異 圖 2b 葉片中 隨 噴施濃度的增加芹菜葉維生 素 C含量呈先降低后增 加的趨勢 其中噴施清水對照處 理 VC含量最高 但與最高噴施濃度 30 g L 1 T5處理相比差異不顯 著 當(dāng)噴施濃度 為 15 g L 1時 T2 VC含量最低 與 CK處理相比降 低 37 70 T1 T3 T4三個噴 施濃度處理間差異不顯著 各處理葉 柄 VC含量均 在9 11 mg kg 1之間 無顯著差異 噴施山梨醇螯合鉀可顯著增加芹菜葉片中可溶 性蛋白的含量 圖 3a 當(dāng)噴施濃度 為 20 g L 1 T3 時 葉片可溶性蛋白含量最高 總體表現(xiàn)為隨噴施 濃度的增加葉片可溶性蛋白呈先升高后降低的變化 趨勢 各噴施處理差異顯著 芹菜葉柄中 可溶性 蛋白含量隨噴施濃度的增高沒有明顯的規(guī)律性 且 處理間差異不顯著 葉柄 葉 葉柄 葉 CK T1 T2 T3 T4 T5 0 2 4 6 8 10 可溶性固形物 Soluble solids 濃度 Concentration b a ab ab bc cd d ab a ab b ab CK T1 T2 T3 T4 T5 0 2 4 6 8 10 可溶性蛋白 mg g 1 Soluble protein 濃度 Concentration b a a a a a a a d c b a b c 圖 3 不同噴施濃度對芹菜葉柄 葉可溶性蛋白及可溶性固形物含量的影響 Fig 3 Effects of different spraying concentrations on soluble protein and soluble solids content in petioles and leaves of celery 1698 土 壤 通 報 第 55 卷 山梨醇螯合鉀的噴施濃度影響芹菜葉柄 葉片 可溶性固形物含量 見 圖 3b 各噴施鉀肥處理均 增加了葉柄 葉片可溶性固形物含量 葉柄部分 與 CK相比 噴 施 10g L 1的山梨醇螯合 鉀 T1處理 芹菜葉柄可溶性固形物含量增 加 15 78 差異顯著 T2 T3 T4和 T5也分別增 加 11 32 10 53 11 30 和 10 51 但差異不顯著 葉片部分 隨著 噴施濃度的增加 可溶性固形物含量呈先增加后降 低的趨勢 與 CK相比 T1 T2和 T3處理的含量 分別增 加 26 50 36 60 和 24 40 差異顯著 其中當(dāng)山梨醇螯合鉀噴施濃度 為 15 g L 1時 T2 芹菜葉柄中可溶性固形物含量最高 與其 他 5個處 理差異顯著 2 3 各器官鉀素含量與積累及土壤有效鉀含量 山梨醇螯合鉀的噴施顯著促進(jìn)收獲期芹菜葉與 葉柄中的鉀素含量 見 表 3 葉片中 與 CK相比 各處理均在不同程度上促進(jìn)了葉片中鉀素吸收 其 中噴施濃度 為 25 mg L 1時 T4 葉片中鉀的含量最 高 增 加 57 01 差異顯著 T1 T2 T3和 T5四 個噴施濃度分別增 加 32 80 29 92 30 58 和 40 49 差異顯著 葉柄中 隨噴施濃度的增加 鉀元素含量整體呈增加趨勢 其中最大噴施濃度 T5 處理對葉柄中鉀的含量影響最大 噴施山梨 醇螯合鉀均增加了根中鉀含量 隨噴施濃度的增加 根中鉀素含量呈先增加后降低的變化趨勢 當(dāng)噴施 濃度 為 20 mg L 1時根中鉀含量達(dá)最 大 52 33 mg kg 1 與 CK相比 隨噴施濃度的增加 T1 T2 T3 T4 和 T5處理芹菜根中鉀素含量分別增 加 2 51 7 77 22 80 19 90 和 0 26 其 中 T3與 T4 兩處理與空白處理相比差異顯著 表 3 不同噴施濃度對收獲期芹菜各器官鉀素含量的影響 mg g 1 DW Table 3 Effects of different spraying concentrations on potassium content in various organs of celery during harvest mg g 1 DW 處理 Treatment 葉 Leaf 葉柄 Petiole 根 Root CK 32 01 1 59 c 44 68 2 24 d 42 62 0 91 b T1 47 64 0 55 ab 57 33 1 41 c 43 69 1 23 b T2 41 59 0 56 b 70 33 2 11 ab 45 93 2 86 b T3 41 80 5 74 b 63 07 14 20 bc 52 33 3 31 a T4 50 26 6 57 a 76 63 3 18 a 51 11 2 69 a T5 44 97 4 17 ab 78 50 1 51 a 42 73 1 20 b 噴施山梨醇螯合鉀對收獲期芹菜葉與葉柄兩器 官中鉀素的積累影響顯著 見 圖 4a 與空白對照 相比 葉片中的鉀積累量隨噴施濃度的增加呈先增 加后減少的趨勢 葉柄的鉀積累量則顯著增加 具 體而言 在葉片中 與對照 CK 和其他處理 T2 T3 T4 T5 相比 T1處理的鉀積累量分別增 加 53 30 16 90 38 70 21 60 40 80 差異 顯著 葉柄中 與對照相比 T1 T2 T3 T4 T5 處理的鉀積累量分別增 加 52 80 84 60 55 70 85 10 74 10 差異顯著 根部 與對照組 和 T2 T3 T4 T5處理相比 T1處理的鉀積累量分別增 加 32 30 44 90 68 60 32 70 39 20 差 異顯著 圖 4 不同噴施濃度對收獲期芹菜各器官鉀積累量 干重 及土壤有效鉀的影響 Fig 4 Effects of different spraying concentrations on potassium accumulation DW in various organs and soil available potassium in celery at harvest stage 不同濃度的山梨醇螯合鉀噴施處理影響收獲期 土壤中的有效鉀含量 見 圖 4b 隨噴施濃度的增 加 土壤中有效鉀的含量呈上升趨勢 其 中 T4處理 土壤有效鉀含量最高 為 350 12 mg kg 1 分別高 于 6 期 石 祥等 噴施不同濃度山梨醇螯合鉀對溫室大棚芹菜生長及鉀的有效利用研究 1699 CK T2 T3 T4和 T5處 理 6 00 28 24 7 60 和6 80 2 4 鉀肥利用及經(jīng)濟效益分析 不同噴施處理對芹菜養(yǎng)分利用的影響差異顯著 表 4 結(jié)果顯示 T1和 T2處理的鉀肥利用率最 高 分別 為 148 78 和 115 99 較 CK處理分別 增 加 48 78 15 99 T5處理的鉀肥利用率最低 為 45 50 較 CK處理降 低 54 50 說明適宜的葉 面噴施濃度可有效增強土壤鉀的輸出 此外 T1的 葉面鉀肥農(nóng)學(xué)效率最高 為 219 56 T2次之 為 26 18 T1和 T2處理分別 較 CK 處理增 加 219 56 和 26 18 T5處理葉片鉀肥農(nóng)學(xué)效率最低 為 1198 99 T1和 T2的肥料偏生產(chǎn)力相較 于 CK處 理分別提 高 15 03 和 10 02 綜上 當(dāng)噴施濃度 為 10 g L 1時 芹菜植株對鉀肥利用率 鉀肥農(nóng)學(xué)效 率和肥料偏生產(chǎn)力方面均表現(xiàn)突出 優(yōu)于其他噴施 處理 表 4 不同噴施濃度對芹菜養(yǎng)分利用的影響 Table 4 Effect of different concentrations on nutrient utilization of celery 處理 Treatment 葉面鉀肥利用率 Utilization rate of Foliar K fertilizer 較 CK增加 Increase compared to CK 葉面鉀肥農(nóng)學(xué)效率 Agricultural efficiency of Foliar K fertilizer kg kg 1 較 CK增加 Increase compared to CK 葉面鉀肥偏生產(chǎn)力 Partial productivity of foliar K fertilizer kg kg 1 較 CK增加 Increase compared to CK CK T1 148 78 48 78 319 56 219 56 18 59 15 03 T2 115 99 15 99 126 18 26 18 12 39 10 02 T3 52 42 47 58 154 83 254 83 7 08 7 51 T4 69 42 30 58 611 98 711 98 4 92 6 01 T5 45 50 54 50 1198 99 1298 99 3 53 5 01 噴施濃度顯著影響芹菜收益 表 5 當(dāng)噴施濃 度 為 10 g L 1時 凈 利 潤 率 最 高 每 公 頃 達(dá) 190518 7元 與 CK T2 T3 T4 T5處理相比 分 別 提 高 24 21 16 90 32 26 53 09 79 22 差異顯著 當(dāng)噴施濃度高 于 20 g L 1時 芹 菜凈收益低于對照 與 CK T1和 T2處理相比 分 別降 低 6 48 32 26 和 13 14 處理間差異顯著 因此 適宜的噴施濃度可有效提升芹菜經(jīng)濟效益 以10 g L 1為最佳 表 5 不同噴施濃度對芹菜的經(jīng)濟效益的影響 Table 5 Effects of different spraying concentrations on the economic benefit of celery yuan hm 2 處理 Treatment 產(chǎn)值 Output value 肥料成本 Fertilizer cost 人工成本 Spraying labor 其他消耗 Other consumption 凈利潤 Net profit基礎(chǔ)施肥 Basic fertilization 山梨醇螯合肥 Sorbitol chelated potassium fertilizer CK 157790 20 c 2500 0 900 1000 153390 20 c T1 195071 70 a 153 00 190518 70 a T2 167604 30 b 229 50 162974 80 b T3 148758 50 d 306 00 144052 50 d T4 129231 20 e 382 50 124448 70 e T5 111162 80 f 459 00 106303 80 f 2 5 植株產(chǎn)量 品質(zhì)與鉀素的相關(guān)性分析 針對不同噴施濃度的山梨醇螯合鉀肥處理 我 們進(jìn)行了植株與土壤中鉀素變化以及芹菜葉柄 葉 硝酸鹽含量的相關(guān)性分析 見 圖 5 結(jié)果顯示 產(chǎn) 量方面 凈利潤 鉀肥利用率 葉鉀積累量與產(chǎn)量 之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系 土壤有效鉀與產(chǎn)量之間 呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系 利潤方面 由于凈利潤與產(chǎn) 量的直接關(guān)系 凈利潤與品質(zhì) 土壤有效鉀之間的 關(guān)系和產(chǎn)量與其正負(fù)相關(guān)性關(guān)系保持一致 品質(zhì)方 面 葉硝酸鹽 葉柄硝酸鹽均與葉柄鉀積累量 葉 柄鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān) 個別地 葉硝酸鹽與根 鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān) 葉柄硝酸鹽與葉鉀含量呈 顯著負(fù)相關(guān) 土壤有效鉀方面 除與產(chǎn)量和凈利潤 之間極顯著負(fù)相關(guān)外 其與葉面鉀肥利用率也呈極 1700 土 壤 通 報 第 55 卷 顯著負(fù)相關(guān) 3 討論 3 1 噴施濃度對芹菜產(chǎn)量及生長性狀的影響 隨山梨醇螯合鉀噴施濃度的增加 產(chǎn)量呈先增 高后降低的變化趨勢 與李騰升 趙文軍 9 10 等研究 結(jié)果相似 同時 潘瑞熾 11 在研究中發(fā)現(xiàn) 在一定 范圍內(nèi) 增施鉀肥可以提高作物產(chǎn)量 但超過一定 范圍 則使作物產(chǎn)量降低 當(dāng)噴施濃度過高時對植 株產(chǎn)生毒性效應(yīng) 包括細(xì)胞膜的破壞 代謝紊亂 進(jìn)而抑制生長 導(dǎo)致植物的凋零和產(chǎn)量降低 12 孫 羲 13 等在紅麻試驗中也得出類似結(jié)論 此外 過量 的鉀和山梨醇會導(dǎo)致土壤鹽分濃度升高 產(chǎn)生鹽分 脅迫 14 而高濃度的山梨醇可能會干擾芹菜的代謝 過程 包括碳水化合物 蛋白質(zhì)合成等 從而影響 植物的生長和發(fā)育 噴施適量濃度的山梨醇螯合鉀 肥 可以增加植株株高和葉柄粗 這歸因于鉀可以 影響植物生長激素的合成與活性 一些生長激素如 赤霉素 Auxin 和細(xì)胞分裂素 Cytokinin 在葉柄 部的伸長和葉柄粗的發(fā)展中發(fā)揮重要作用 15 另外 低濃度的山梨醇螯合鉀提供了適量的鉀和山梨醇 有助于維持正常的細(xì)胞分裂和伸長過程 16 但隨著 濃度的增高 植物會重新分配資源 17 根部和葉片 鉀含量提升以應(yīng)對高濃度鉀的脅迫 另一方面 過 量的鉀離子可能與土壤中的鈣離子競爭植物根系的 吸收 導(dǎo)致鈣缺乏 而鈣是細(xì)胞壁形成和細(xì)胞伸長 的重要元素 缺鈣會影響葉柄與根部的細(xì)胞伸長及 組織結(jié)構(gòu)形成 18 繼而導(dǎo)致葉柄與株高的生長受到 抑制 Sakshi et al 19 在云木香草藥干根試驗中得出 的結(jié)論與本研究結(jié)果類似 噴施較高濃度的山梨醇 螯合鉀肥有利于促進(jìn)植株葉片葉綠素的增長 其中 的山梨醇可以保護(hù)細(xì)胞膜免受氧化損傷和脫水的影 響 有助于維持葉綠素分子的完整性和功能 20 于 振文 21 等在盆栽砂培小油菜根施試驗中研究表明 小麥葉片葉綠素含量隨供鉀水平的提高而增加 但 是供鉀水平最高的處理 120 mg L 1 在某些時期葉 片葉綠素含量有降低的趨勢 3 2 噴施濃度對收獲期芹菜品質(zhì)的影響 芹菜等植物通常會從土壤中吸收硝酸鹽作為氮 源 并將其轉(zhuǎn)化為氨基酸和其他有機氮化合物 22 23 本試驗中 芹菜葉柄與葉片中硝酸鹽含量隨山梨醇 螯合鉀肥噴施濃度的增加而降低 說明高濃度的肥 料影響植物內(nèi)部的硝酸還原酶活性 24 王小晶 25 等 在研究中發(fā)現(xiàn)鉀肥可顯著降低大白菜硝酸鹽含量 圖 5 不同濃度山梨醇螯合鉀處理植株產(chǎn)量 品質(zhì) 土壤鉀 肥料利用與經(jīng)濟效益相關(guān)性分析 Fig 5 Correlation analysis of plant yield quality soil potassium fertilizer use and economic benefit of sorbitol chelated potassium treatment 6 期 石 祥等 噴施不同濃度山梨醇螯合鉀對溫室大棚芹菜生長及鉀的有效利用研究 1701 Breimer et al 26 27 研究認(rèn)為 硝酸鹽含量的差異主要 由于植株生物量及生長速率的差異造成的 這是增 施鉀肥能降低蔬菜硝酸鹽含量的重要原因 山梨醇 螯合鉀對芹菜葉片中維生素 VC 含量影響顯著 對葉 柄 VC含量影響不顯著 谷賀賀 28 等研究發(fā)現(xiàn) 鉀肥適量的施用可有效提高作 物 VC含量 在一定 范圍內(nèi) VC的含量隨鉀肥用量的增加而增加 這可 能是由 于 VC的合成過程需要在葉綠素的存在下進(jìn) 行 29 不同組織 中 VC的含量受 到 VC的生物合成與 代謝過程的調(diào)控 30 山梨醇具有一定的抗氧化作用 可以減輕逆境條件下產(chǎn)生的氧化應(yīng)激對蛋白質(zhì)的損 害 氧化應(yīng)激通常會導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化和降解 降低 可溶性蛋白的含量 孫長青 31 等在研究中發(fā)現(xiàn) 低 濃度鉀肥有利于提高雜交谷可溶性蛋白含量 在一 定范圍內(nèi)高濃度的鉀肥對植物生長和發(fā)育產(chǎn)生影響 導(dǎo)致可溶性蛋白含量增加 因為植物需要更多的蛋 白質(zhì)來支持細(xì)胞分裂和細(xì)胞壁合成 32 當(dāng)濃度過高 時 出現(xiàn)過度生長的問題 導(dǎo)致蛋白質(zhì)分配降低 此外 高濃度的鉀和山梨醇可能直接或間接地影響 植物的蛋白質(zhì)合成與轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程 例如抑制蛋白 質(zhì)合成相關(guān)基因的表達(dá)或調(diào)控蛋白翻譯的機制 33 本研究中可溶性蛋白含量下降可以很好的解釋芹菜 葉柄 葉片可溶性蛋白含量隨噴施濃度的增高呈先 升高后降低的現(xiàn)象 山梨醇螯合鉀顯著影響芹菜葉 柄 葉可溶性固形物含量 推測其可能通過影響氮 代謝和碳代謝來調(diào)節(jié)可溶性固形物的合成 24 然而 不同濃度的肥料對植物的代謝途徑產(chǎn)生影響 低濃 度會促進(jìn)糖分解和合成 增加可溶性固形物的含量 高濃度抑制這些代謝途徑 另一方面 高濃度的山 梨醇和鉀肥可能過度刺激芹菜的生長 導(dǎo)致過量的 生長消耗了植物體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì) 使得可溶性固形 物的含量相對降低 此外王伯誠 34 等發(fā)現(xiàn) 影響作 物可溶性固形物的主要因素有鉀肥種類 移栽密度 和鉀肥用量 3 3 噴施濃度對芹菜植株 土壤鉀素吸收利用的影響 鉀對維持細(xì)胞滲透平衡 細(xì)胞壁強度以及許多 代謝過程至關(guān)重要 35 山梨醇的存在有助于提高芹 菜對逆境條件的抗性 36 通過減輕逆境條件對植株 的影響維持根部和葉片中的鉀含量 另外 鉀的吸 收和分配受多個因素調(diào)節(jié) 包括土壤中的鉀濃度 植物的生長階段以及外部環(huán)境條件 37 高濃度鉀肥 通常會促進(jìn)更多的鉀吸收和積累 而且 根系對外 部環(huán)境的響應(yīng)可能導(dǎo)致鉀在不同器官中的分配差 異 38 高濃度鉀肥會刺激根系的生長和發(fā)展 增加 根部對鉀的吸收能力 這可以解釋為什么根中的鉀 積累量與葉片中的變化趨勢一致 即隨著濃度的增 加而增加 向達(dá)兵 39 等在研究中發(fā)現(xiàn) 收獲期鉀素 積累總量以及根 葉柄 葉片各器官鉀素積累量均 隨施鉀量增加呈先增加后下降趨勢 與本研究結(jié)果 相似 不同濃度山梨醇螯合鉀噴施處理可顯著影響 收獲期土壤中有效鉀含量 山梨醇可以通過特定的 螯合反應(yīng)與金屬離子 如鉀 結(jié)合 形成易于植物 吸收的螯合物 這種螯合作用可能提高了土壤中鉀 的有效性 使其更容易被植物吸收和利用 40 42 鉀的 循環(huán)和有效性也受到土壤中根際微生物的影響 43 微生物參與鉀的轉(zhuǎn)化和釋放過程 進(jìn)而影響土壤中 的有效鉀含量 山梨醇螯合鉀可以提高土壤中鉀的 有效性 44 使植物更容易吸收和利用 這意味著施 用后的鉀更容易被芹菜植株吸收并轉(zhuǎn)運到葉片 從 而增加了葉片中鉀的含量和積累量 此外 根系通 過吸收土壤中的營養(yǎng)元素 并將其輸送到地上部分 以支持生長和代謝 而葉片通過光合作用產(chǎn)生的養(yǎng) 分則可以向下輸送到根部 這種相互作用促進(jìn)了根 部和葉片之間鉀的積累并保持正相關(guān)關(guān)系 芹菜內(nèi) 部存在著復(fù)雜的維管束系統(tǒng) 能夠?qū)⒏课盏酿B(yǎng) 分有效地運輸?shù)礁鱾€組織和器官 45 葉柄作為鉀素 的貯存器官之一 可以在植物內(nèi)部進(jìn)行鉀的運輸和 調(diào)控 以維持其在不同組織的平衡分配 因此 葉 柄部位積累的鉀能夠有效地向葉片輸送 使得葉柄 葉鉀含量之間呈正相關(guān)關(guān)系 土壤中 硝酸鹽和鉀 等元素之間可能存在競爭關(guān)系 46 當(dāng)土壤中鉀素含 量較高時 植物因已過量地吸收鉀素而抑制鉀的吸 收 因此 葉柄 葉片中硝酸鹽含量會因葉柄鉀積 累的增加而減少從而呈負(fù)相關(guān)關(guān)系 植物體內(nèi)存在 復(fù)雜的養(yǎng)分分配平衡機制 以維持各個組織和器官 之間的營養(yǎng)平衡 葉柄部位的硝酸鹽含量受葉片鉀 含量的影響 因為葉柄需要從葉片獲取鉀來維持其 生理活動 47 因此 葉柄硝酸鹽含量與葉鉀含量之 間呈正相關(guān) 而葉柄 葉硝酸鹽含量與葉柄鉀含量 之間的負(fù)相關(guān)可能是為了在受到硝酸鹽脅迫時 減 少葉柄部的鉀積累 以減輕硝酸鹽對葉柄部生長發(fā) 育的不利影響 4 結(jié)論 本實驗條件下 噴施不同濃度山梨醇螯合鉀對 芹菜的生長 產(chǎn)量 品質(zhì)指標(biāo)及經(jīng)濟效益產(chǎn)生顯著 影響 適量的噴施濃度可以促進(jìn)芹菜的生長和提高 1702 土 壤 通 報 第 55 卷 其品質(zhì) 但過高的濃度導(dǎo)致產(chǎn)量降低及品質(zhì)下降 此外 噴施不同濃度的山梨醇螯合鉀還會影響植株 中鉀元素的積累和土壤中有效鉀含量 當(dāng)山梨醇螯 合鉀噴施濃度 為 10 15 g L 1時對芹菜增產(chǎn)提質(zhì)效果 更為突出 其中噴施濃度 為 10 g L 1經(jīng)濟效益最高 相關(guān)性分析表明 產(chǎn)量 凈利潤與鉀肥利用率 根 葉柄 葉鉀積累均有極顯著正相關(guān)關(guān)系 綜上 選 擇合適的山梨醇螯合鉀的噴施濃度可有效提升芹菜 產(chǎn)業(yè)的綜合效益 參考文獻(xiàn) Li X Gao W Kang H J et al First report of fusarium oxysporum f sp apii race 4 causing fusarium yellows on celery in China J Plant Disease 2023 1 Praveen N Ateeque A Sun Jin K et al Chemical composition antiox