菜心的养分吸收和分配规律研究柴喜荣康云艳等（55）

2017-05-30张雨萌柴喜荣康云艳杨暹毛妃凤樊芳菲

安徽农业科学 2017年35期

张雨萌柴喜荣康云艳杨暹毛妃凤樊芳菲

摘要 [目的]研究菜心的养分吸收和分配规律。[方法]以菜心早熟品种“碧绿粗薹”为材料，采用水培方法，研究菜心发芽期、幼苗期、花芽分化期、现蕾期、采收期生物量积累动态变化及养分吸收规律。[结果]菜心植株發芽期和幼苗期生长缓慢，花芽分化期后植株快速生长，生物量显著积累。总体而言，菜心进入花芽分化期后，植株对养分的吸收量快速增长；整个生育期间，植株对N元素的吸收量最大，其次为P、K元素，微量元素中对Mn、Fe的吸收量较大；5个发育周期中，菜心植株体内N∶P∶K比值分别为36∶7∶1、12∶1∶1、4∶2∶1、7∶2∶1、7∶2∶1；花芽分化期，N/K、N/P、N/B的比值均显著低于其他生育期。[结论]该研究为菜心种植过程中营养的丰缺诊断及精准施肥提供了理论依据。

关键词菜心；水培；干物质积累；养分吸收

中图分类号S634.5文献标识码A文章编号0517-6611（2017）35-0055-05

Abstract[Objective] To research nutrient uptake and distribution law of flowering Chinese cabbage. [Method] With flowering Chinese cabbage ‘Bilvcutai as the research materials， a hydroponic experiment was conducted to study biomass accumulation and nutrient absorption in the plants during germination stage， seedling stage， floral bud differentiation stage， budding stage and harvest stage. [Result]The dry matter and nutrient contents in Chinese flowering cabbage accumulated slowly at germination and seedling stage， while they increased faster after floral bud differentiation. During the whole growth period， the content of N was the highest， followed with P and K. The plants accumulated higher contents of Mn and Fe among microelements. The ratios of N∶P∶K were 36∶7∶1， 12∶1∶1， 4∶2∶1， 7∶2∶1 and 7∶2∶1 during 5 different growth stage. The ratios of N/K， N/P， N/B were especially higher than the other growth period. [Conclusion] This research provided theoretical basis for nutrient diagnosis and precision fertilization in the production of flowering Chinese cabbage.

Key wordsFlowering Chinese cabbage；Hydroponic；Dry matter accumulation；Nutrient absorption

菜心又名菜薹，为十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种的一个变种，是我国特产蔬菜，也是华南地区栽培规模最大的蔬菜种类之一，在周年供应及出口创汇中起着举足轻重的作用。菜心生产过程中，由于过分追求高产，长期过量投入化肥，肥料利用率下降，菜地土壤生态环境恶化[1]，同时，施肥量、施肥比例和施肥方式不当，极易造成菜心产量和营养品质下降，同时加剧了病虫害的发生[2-4]。

随着生活水平的不断提高，人们的保健意识不断加强，对蔬菜的品质要求越来越高。目前虽已有关于外源施用氮肥对菜心养分吸收规律影响的报道[5]，但主要集中在氮素形态对采收期菜心植株中矿质养分吸收和硝酸盐累积的影响。关于菜心不同生育期植株体内矿质养分尤其是微量元素动态吸收规律的研究尚鲜见报道。鉴于此，笔者以早熟菜心品种“碧绿粗薹”为试验材料，采用水培法，研究菜心不同生育期养分吸收规律，旨在为菜心的合理施肥以及营养的丰缺诊断提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料与植株培养

以菜心早熟品种“碧绿粗薹”为试材。2015年9月25日种子播种于穴盘内，育苗基质为珍珠岩，常规管理。10月9日第1片真叶展平时定植于盛有 1/2 剂量 Hoagland 营养液的塑料箱（61 cm×42 cm×15 cm）中，培养期间每7 d更换1次营养液。

1.2取样时间及测定指标

分别于发芽期、幼苗期、花芽分化期、现蕾期和采收期采样。9月28日，80%植株幼苗的2片子叶展平，定义为发芽期；10月9日幼苗长出两叶一心时即为幼苗期；10月23日于电子显微镜下观察确定花芽分化时期；11月9日于菜心的新叶部位有小花蕾刚刚出现时，即为现蕾期；11月23日菜心抽薹即为抽薹期。

形态指标测定：分别测定菜心发芽期、幼苗期和花芽分化期整株鲜重和干重；分别测定现蕾期和采收期地上部与地下部的鲜重和干重。

生理指标测定：测定菜心植株体内氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、硼（B）的含量。

1.3测定方法

1.3.1鲜重。

取菜心样品，洗净珍珠岩和营养液，擦干水分，于万分之一天平测定重量。

1.3.2干重。

取菜心样品，洗净珍珠岩和营养液，擦干水分，置于 105 ℃ 烘箱杀青15 min，然后 75 ℃ 烘至恒重，于万分之一天平测定重量。

1.3.3全 N、P、K、Cu、Zn、B、Ca、Mg、Fe、Mn 含量。

N采用凯氏定氮法测定[6]。K、Cu、Zn、Ca、Mg、Fe、Mn 采用美国瓦里安公司 SpectrAA 220Fs火焰原子吸收光谱仪进行测定。磷的测定所用仪器为 ICPOES，上机溶液浓度单位为mg/g。硼的测定所用仪器为 ICPMS，上机溶液浓度单位为ng/mL。

1.4数据处理

数据经Excel 2010处理后，应用Spass软件进行方差分析和数据比较。

2结果与分析

2.1菜心植株各生育期干、鲜重变化

由表1可知，整个生育期，菜心生物量积累呈明显上升趋势，发芽期至幼苗期上升缓慢，干鲜比相差较小；现蕾期进入快速生长期，生物量迅速积累，到采收期后积累量达到最大；整个生育期植株鲜重含水量为 91.21%～93.88%。

2.2菜心植株对 N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn、B 元素的吸收规律

从图1可以看出，菜心生育期N含量呈现动态变化，花芽分化期最低，N含量为1.74 mg/g；采收期含量最高，为4.23 mg/g；发芽期至幼苗期，N含量上升了341%；幼苗期至花芽分化期，N含量下降了423%；花芽分化期至采收期，植株体内N含量迅速增加，上升了1430%，说明花芽分化期菜心需N量较少，现蕾期及采收期需要较多的N肥。

从图2可以看出，菜心生育期P含量呈先下降后升高趋势，发芽期到幼苗期，植株体内P含量有下降趋势，下降了27%；幼苗期到花芽分化期明显上升，到了采收期，植株内P含量达到最大值，为1.12 mg/g。

从图3可以看出，菜心生育期K含量呈现上升趋势，发芽期K含量为0.06 mg/g，至花芽分化期，K含量急剧上升，为0.44 mg/g，升高了614.8%；花芽分化期至现蕾期，K含量基本不变；至采收期，K含量达到最大值，为0.62 mg/g。从图4可以看出，菜心生育期Ca的含量呈现升—降—升动态变化，发芽期至幼苗期，植株体内 Ca 的含量急剧升高，上升了139.6%；幼苗期至现蕾期，Ca的含量下降了 417%；现蕾期至采收期，植株体内Ca的含量迅速增加，上升了96.0%。

从图5可以看出，菜心生育期Mg的含量呈现升—降—升动态变化，发芽期至幼苗期，植株体内Mg的含量缓慢升高，上升了39.6%；幼苗期至现蕾期，Mg的含量下降了361%；现蕾期至采收期，植株体内Mg的含量迅速上升，升高了75.2%。

从图6可以看出，菜心生育期Cu含量呈现先缓慢下降又急剧升高趋势，发芽期至现蕾期，Cu含量降低了25.4%；花芽分化期至采收期，菜心Cu含量迅速上升，升高了4569%。

从图7可以看出，菜心生育期Fe含量呈现上升趋势，发芽期至花芽分化期，植株体内Fe的含量由0.17 mg/g上升到0.28 mg/g，上升了64.8%；花芽分化期后，菜心植株体内Fe的含量迅速增加，至采收期Fe含量达到最大值，为0.87 mg/g，与发芽期相比，上升了398.9%。

从图8可以看出，菜心生育期Mn含量呈现逐渐上升趋势，发芽期至采收期Mn含量由0.03 mg/g上升到1.45 mg/g，升高了4 859.7%，增加幅度较大。

从图9可以看出，菜心生育期Zn含量呈现先下降后升高趋势，花芽分化期Zn含量最低，为0.03 mg/g；采收期Zn含量最高，为0.07 mg/g。

从图10可以看出，菜心生育期B含量呈现逐步升高趋势；发芽期至采收期，B含量由0.02 mg/g上升到0.07 mg/g，升高了235.7%。

2.3现蕾期和采收期菜心地上部和根系中N、P、K的含量

从表2可以看出，现蕾期至采收期，地上部N、K元素均显著积累，分别上升了96.95% 和90.76%；根系中 N、K元素无显著变化。现蕾期至采收期，地上部和根系中P元素均显著积累，分别上升了83.92% 和73.52%。

由表3可知，现蕾期至采收期，地上部 Zn、Ca、Mg、B 元素均显著积累，分别上升了 145.51%、96.43%、114.18%、75.3%；根系中除 Mg 元素外，其他元素的吸收量均显著积累。现蕾期至采收期，地上部和根系中 Zn、Ca、B 元素均显著积累，其中 Zn 元素吸收量分别上升了145.5%、60.1%；Ca 元素吸收量分别上升了 105.2%、66.20%；B 元素吸收量分別上升了75.3%、30.5%。

2.4不同生育期菜心植株中各元素吸收量的比值

从表4可以看出，整个生长发育周期中，菜心植株体内N元素含量最高。花芽分化期后，植株对K元素需求比例显著升高，发芽期N/K比值为采收期的5.32倍。N/P比值在整个生育期中相对稳定。整个生长发育周期中，菜心植株体内N∶P∶K比值分别为36∶7∶1、12∶1∶1、4∶2∶1、7∶2∶1、7∶2∶1。微量元素中，菜心植株对Mn、Fe 2种元素的需求较大，且随着植株发育需求量逐渐增大，发芽期N/Mn和N/Fe比值分别为采收期的26.40和2.66倍。菜心发育期间对微量元素Ca的需求仅次于Mn、Fe，N/Ca比值为7.06～17.82。整个生长期间，菜心对微量元素Cu、Zn、Mg、B的需求量较少。值得注意的是，花芽分化期N/K、N/P、N/B的比值均低于其他生育期。

3结论与讨论

李鸿伟等[7-9]研究表明，超高产栽培小麦和水稻对 N、P、K 的吸收和积累均表现出生育前期较低、生育中期和后期较高的特点。余泺等[10]研究表明，各时期 N、P、K 在烤烟体内分布由大到小依次为叶、茎、根。李永胜等[1]研究表明，菜心对 N、P、K 的吸收动态与植株干物质的增长动态基本一致，菜心对 N、P、K 的吸收与植株生长和菜薹形成密切相关，N、P、K合理配施能提高菜心产量。汤宏等[11-13]在白菜和甘蓝上的研究也表明，植株对N、P、K 3种养分的吸收主要集中在生长发育的中、后期，故在蔬菜生产中肥料应根据蔬菜生长发育的不同阶段分批分次施用。李国龙等[14]研究表明，推荐施肥的N、P、K 化肥利用率明显高于习惯施肥处理，推荐处理的化肥 N、P、K的利用率分别为 25.8%、17.6%和357%，而习惯施肥处理的化肥N、P、K 的利用率分别为159%、6.5%和19.7%。张涛等[15]研究表明，在同一施氮量不同磷钾配比处理下，黄瓜和番茄植株地上部干重、养分吸收量和产量均显著高于对照。

该试验研究表明，菜心从发芽期至幼苗期生长缓慢，花芽分化期后开始进入快速生长期，生物量迅速积累，现蕾后至采收（即形成菜薹）增长最快。除了微量元素Ca、Mg外，菜心对其他大量和微量元素的吸收在花芽分化期之后迅速上升直至采收，表明花芽分化期是菜心干物质量和养分吸收量快速增长的标志性时期。

整个生长发育周期中，菜心对3种大量元素的吸收量由大到小依次为N、P、K；5个生长发育期，菜心植株体内N∶P∶K比值分别为36∶7∶1、12∶1∶1、4∶2∶1、7∶2∶1、7∶2∶1；花芽分化期后，植株对K 元素需求比例显著升高，发芽期N/K比值为采收期的5.32倍；N/P比值在整个生育期中相对稳定。结果表明，花芽分化期后，植株进入快速增长期，叶面积快速增长，对N、P、K 3种大量元素的需求迅速增加，对P、K元素，尤其是K元素的需求比例增加。因此，菜心生长过程中，尤其是花芽分化期后应按需追肥，适当增加P、K肥，这对于提高菜心植株产量具有重要作用。

微量元素中，菜心植株对Mn、Fe的吸收量较大，且随着植株的发育需求量逐渐增大，采收期Mn/N和Fe/N比值分别为发芽期的17.70和3.29倍。整个生长期间，菜心对微量元素Cu、Zn、Mg、B的需求量较少。因此，菜心生产中，尤其是水培等无土栽培生产中，生长后期应注意是否有Mn、Fe元素的缺乏症状。另外，值得注意的是，花芽分化期K/N、P/N、B/N的比值均显著高于其他生育期，这说明P、K、B 3種元素可能参与了菜心的花芽分化。

参考文献

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