刮老乌慈姑养分吸收和分配动态特征研究

陈兵，杜静，冯翠，焦庆清，张培通

（江苏省农业科学院泰州农科所，泰州，225300）

刮老乌慈姑养分吸收和分配动态特征研究

陈兵，杜静，冯翠，焦庆清，张培通

（江苏省农业科学院泰州农科所，泰州，225300）

对江苏里下河地区种植的刮老乌慈姑氮、磷、钾养分吸收和分配特性进行了研究。结果表明，每生产1 000 kg鲜慈姑，N、P2O5和 K2O 的最大吸收量分别为 11.21 kg、7.67 kg 和 18.34 kg，吸收比例大约为 3∶2∶5；氮、磷、钾肥的施肥吸收率分别为25.19%、18.07%和69.23%。刮老乌慈姑氮素的关键供给期为茎叶生长期、球茎膨大期和衰老成熟期，3个阶段的氮素吸收比例为6∶2∶2；磷、钾元素的关键供给期为茎叶生长期和球茎膨大期，2个时期的吸收比例为7∶3。因此依据慈姑养分吸收规律，移栽前要足施有机肥和氮、磷、钾三元素，移栽后60 d需补充氮素、120 d需补充氮、磷、钾三元素，145 d需补充氮素，以满足刮老乌慈姑的需肥特点。

慈姑；氮、磷、钾；养分吸收分配

慈姑（Sagittaria sagittifolia L.）是泽泻科慈姑属慈姑种宿根草本水生植物，在我国主要分布在长江中下游、华南及西南地区，是当地人民喜爱的一种水生根茎类蔬菜，江苏常年种植面积超过3 333.3 hm2[1，2]，其中江苏里下河地区慈姑种植面积约2 000 hm2[3]。园艺学上根据球茎色泽将慈姑分为乌慈姑、白慈姑及黄慈姑[4，5]。乌慈姑较白慈姑在黑粉病及褐斑病抗性上具有突出的优势[6]。刮老乌是一种乌慈姑，具有抗病性强、产量高的特点，是江苏里下河地区主栽的地方品种。在慈姑的实际生产中，有相当一部分种植在浅水沟边和浅水渠中，慈姑的施肥问题没有得到足够的重视。有关水稻、玉米、小麦、棉花、油菜养分吸收规律的研究已有很多详尽的报道[7～10]，而对慈姑的研究很少。慈姑属于多年生草本水生植物，生育期可分为4个阶段：缓苗期（指移栽开始到返青，0～15 d）；茎叶快速生长期（前期返青到叶面积高峰，移栽后15～75 d）；球茎膨大期（中期叶面积先维持稳定后逐渐下降，以匍匐茎生长及球茎膨大为中心，移栽后75～130 d）；衰老成熟期（后期球茎鲜质量不再增加，移栽后130～160 d）。慈姑获得高产有2个关键条件：一是前期要促进茎叶早发稳长；二是中期防止茎叶徒长，后期要防止茎叶早衰。因此，摸清慈姑氮、磷、钾的吸收特性，管理好慈姑的肥料运筹，具有重要意义。为此，江苏省农业科学院泰州农科所在江苏省里下河地区开展了刮老乌慈姑氮、磷、钾养分吸收和分配的研究，探讨了慈姑不同生长阶段养分吸收特点，为该地区慈姑刮老乌的高产优质和简化栽培技术集成提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为慈姑主栽品种刮老乌。于2015年3月15日育苗，4月15日移栽，株行距为30 cm×30 cm，密度为111 000株/hm2。本试验在姜堰区沈高镇双星村冬闲田进行，前茬为直播水稻，试验种植面积为200m2，不设重复。

慈姑水分管理为：前期保持浅水层；进入茎叶旺盛生长期，搁田与灌水相间进行，灌水深度5～6 cm，搁田 1周后再灌水保持2周，交替循环2次；进入球茎膨大期，保持浅水层。慈姑肥料运筹为：移栽前施足基肥，以腐熟有机肥为主，施用量为45 t/hm2腐熟鸡粪， 另加 45%复合肥 （N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15，下同）300 kg/hm2；球茎膨大期，于 7 月 22日、8月7日2次追施45%复合肥300 kg/hm2。其他田间管理同大田常规高产栽培措施。

表1 刮老乌慈姑的氮、磷、钾三要素吸收利用效率分析

1.2 取样调查方法

试验于4月15日移栽时进行初次取样，之后分别在移栽后的 2、4、6、9、11、13、15、17、19、21 周取样1次，9月26日刮老乌收获。每次取样选取长势正常且一致的植株5株，分单株进行调查，按叶、叶柄、匍匐茎、球茎等部位分开，分别称取鲜质量，于干燥箱中 105℃杀青 25～30 min，75℃烘干至恒重，分别称取干重。将干样磨碎并过0.25 mm筛，准确称取0.200 0 g，置于50 mL消化管中，H2SO4-H2O2消煮至澄清，采用凯氏定氮法测全氮含量，钼锑抗比色法测全磷含量，火焰光度法测全钾含量[11]。

1.3 数据测定分析

试验所有数据在Excel 2007中进行统计，在Origin 7.5中进行图形绘制。

表2 不同生育期刮老乌慈姑对氮、磷、钾养分的吸收情况

2 结果与分析

2.1 刮老乌慈姑植株氮、磷、钾三要素吸收积累特点分析

①吸收积累动态特征 慈姑整个生育周期需要吸收大量的氮、磷、钾养分，但各营养元素吸收总量存在差异。从图1可知，慈姑整个生长周期对钾元素吸收量最大（最大吸收量达到2.7 g/株），氮元素次之（最大吸收量2.0 g/株），磷元素最小（最大吸收量为0.6 g/株）。慈姑氮、磷、钾养分吸收呈现一定规律：生长前期（移栽后30 d内）吸收量很少；生长中期、中后期（移栽后30～75 d茎叶快速生长期和移栽后75～115 d球茎膨大前中期）氮钾营养元素吸收积累量处于高峰期，移栽后120 d左右达到氮钾吸收积累最大值，之后氮和钾的吸收积累开始下降；而磷元素吸收积累量在移栽后91 d左右达到最大值，之后维持较高水平。慈姑植株养分吸收规律与其干物质积累动态趋势相一致。慈姑氮钾元素吸收积累量在后期出现降低趋势，可能是由于茎叶枯萎脱落造成的。这表明，在江苏里下河地区种植的慈姑刮老乌氮、磷、钾吸收高峰期在移栽后60 d左右，高峰期持续到移栽后145 d前后，持续时间达85 d，因此慈姑高产优质应以有机肥为主，在移栽后60 d左右补充施肥一次，以满足慈姑生长发育对氮、磷、钾营养元素的需要。

②刮老乌慈姑高产优质氮、磷、钾三要素需求量分析 根据本试验结果 （表1），1 000 kg鲜球茎 N、P2O5和 K2O 含量分别为 5.61、3.71、4.77 kg，每生产1 000 kg刮老乌慈姑N、P2O5和K2O的最大吸收量分别为 11.21、7.67、18.34 kg，N∶P2O5∶K2O的比例为 1.00∶0.68∶1.64，或者大约为 3∶2∶5。 在江苏里下河地区种植的刮老乌慈姑钾肥的施肥吸收率最高，为69.23%；氮肥吸收率较低，为25.19%；磷肥吸收率最低，仅为18.09%。而吸收养分向球茎转化率以氮素最高，为50.13%，磷也达到48.40%，钾肥仅为26.06%。

图 1 慈姑单株氮、磷、钾养分含量动态变化

图2 慈姑单株主要器官氮、磷、钾养分含量动态变化

2.2 刮老乌慈姑主要器官氮、磷、钾三要素吸收特征

慈姑刮老乌植株及主要器官（叶、叶柄、匍匐茎和球茎），氮、磷、钾养分吸收总量和吸收比例上存在明显差异。

由图2A可知，慈姑刮老乌主要器官氮元素吸收量不同。在整个生育期，慈姑刮老乌叶柄氮的吸收量最多，叶片次之，球茎较少，匍匐茎最少。叶柄和叶片氮吸收积累量动态基本相同，移栽后50 d前后开始快速增长，移栽后85 d前后达到高峰期，维持到移栽后120 d前后，之后叶柄和叶片的氮吸收积累量进入下降时期。球茎的氮吸收积累量在移栽后95 d前后开始快速增长，并随着球茎膨大而呈现增长的趋势。匍匐茎氮吸收积累量较少。

从图2B可以看出，刮老乌慈姑主要器官磷元素吸收量存在较大差异。在整个生育期，刮老乌慈姑叶柄磷的吸收量最多，球茎次之，叶片较低，匍匐茎最低。叶柄磷吸收积累量在移栽后60 d前后进入快速增长阶段，到移栽后95 d达到高峰期，高峰期维持约30 d左右，进入快速下降阶段。叶片的磷吸收积累量动态趋势与叶柄相似，只是叶片的磷吸收积累量远低于叶柄。球茎的磷吸收积累从移栽后95 d前后开始加速，之后维持快速增长。匍匐茎的磷吸收积累量较少。

分析图2C可知，刮老乌慈姑主要器官钾元素吸收量不同。在整个生育期，慈姑刮老乌叶柄钾的吸收量最多，球茎次之，叶片较低，匍匐茎最低。刮老乌慈姑叶柄的钾吸收积累在移栽后60 d前后进入快速增长期，到移栽后95 d达到高峰期，高峰期维持约30 d，开始快速下降。叶片的钾吸收积累动态与叶柄相似，只是吸收积累量远低于叶柄。球茎的钾吸收积累量从移栽后95 d进入快速增长期，之后呈现持续增加的趋势。匍匐茎的钾吸收积累量较少。

刮老乌慈姑整个生育期，叶柄对氮、磷、钾的吸收最多，尤其是磷钾吸收量都是最高的；叶片中主要是对氮的吸收量最大，而磷钾的吸收积累量较低；球茎中对氮吸收积累量较低，磷钾的吸收积累量均较高，仅次于叶柄。这表明，慈姑刮老乌在叶柄的养分元素吸收积累对产量的影响较大，膨大期球茎的发育需要较大的磷钾吸收积累量。

2.3 刮老乌慈姑氮、磷、钾养分积累分配动态特征

刮老乌慈姑植株在不同生长阶段氮、磷、钾积累量和比例不同。从表2可以看出，慈姑刮老乌茎叶生长期的氮、磷、钾吸收积累量分别占整个生育周期积累总量的62.38%、65.25%、74.56%；刮老乌慈姑球茎膨大期为养分吸收积累的第二个重要时期，氮、磷、钾的吸收积累量分别占积累总量的17.72%、26.61%、19.91%，此期间植株对磷、钾的吸收积累比例高于氮；刮老乌慈姑衰老成熟期氮、磷、钾吸收积累量开始降低，磷、钾的吸收比例急剧下降，而对氮的吸收相比膨大期略有升高，期间植株氮、磷、钾吸收积累量分别占吸收积累总量的18.88%、7.53%、4.93%。因此，刮老乌慈姑植株氮、磷、钾的吸收主要集中在茎叶生长期，而在球茎膨大期氮、磷、钾的吸收积累比例较高，成熟期的氮吸收积累比例较高，应注重后期的氮营养的补充。

刮老乌慈姑叶柄和叶片的氮、磷、钾元素主要吸收积累时期为茎叶生长期，期间茎叶的氮积累量占茎叶氮吸收积累最大值的98.23%、99.00%和99.17%；球茎的氮元素主要吸收积累阶段为球茎膨大期和衰老成熟期，期间球茎的氮元素吸收积累量占球茎氮吸收积累总量的比例分别为41.61%和49.76%，而球茎磷、钾吸收的主要时期为膨大期，磷吸收量占吸收积累总量的70.66%，钾占比为70.25%；匍匐茎的氮素吸收积累主要时期为快速生长期和球茎膨大期。这表明，江苏里下河地区种植的刮老乌慈姑氮素的关键供给期为茎叶生长期、球茎膨大期和衰老成熟期，磷钾元素的关键供给期为茎叶生长期和球茎膨大期，因此肥料施用上要满足这一需肥特点。

3 小结与讨论

3.1 江苏里下河地区刮老乌慈姑高产优质的氮、磷、钾三要素施用量及比例分析

作物对养分元素的总吸收量及比例，是确定作物高产优质施肥总量和配比的基础资料。前人对荸荠、莲藕等水生蔬菜的相关研究为指导这些作物科学施肥提供了理论依据[12，13]；我国对马铃薯的相关研究比较深入，吴旭银等[14]研究马铃薯克新1号产量在38 718 kg/hm2水平下，生产1 000 kg块茎需吸收的氮、磷、钾总量为 12.01 kg，N：5.65 kg，P2O5：1.17 kg，K2O：5.19 kg， 吸收比例为1.00∶0.21∶0.92。 刮老乌慈姑植株生长旺盛，具有长势强、株型高大及生长快速的特点，茎叶生长及球茎膨大需要吸收大量的养分物质。整个生育期，刮老乌慈姑以钾的吸收量最大，氮次之，磷最少。本试验结果表明，每生产1 000 kg新鲜慈姑，纯N、P2O5和 K2O的施用总量分别为 44.47、42.40、26.50 kg，然而刮老乌慈姑的氮、磷、钾吸收率差异很大，钾肥的吸收率最高，为69.23%；氮肥吸收率较低，为25.19%；磷肥吸收率最低，仅为18.09%，由于本试验中 N∶P2O5∶K2O 施用比例为 1.00∶0.95∶0.60，与吸收比例差距太大，因此施肥技术上要注重减氮、减磷、增钾，另外，可能由于氮、磷、钾三要素施用比例与吸收比例不相符导致氮、磷、钾三要素吸收利用率差距大，有关刮老乌慈姑高产优质适宜的氮、磷、钾施肥比例和运筹，有待进一步的试验研究加以明确。

3.2 江苏里下河地区刮老乌慈姑高产优质的氮、磷、钾三要素运筹分析

刮老乌慈姑生长的2个关键时期是茎叶生长期和球茎膨大期，对养分的吸收积累量大，肥料的运筹直接关系到慈姑球茎的产量。刮老乌慈姑植株在茎叶生长期，氮、磷、钾积累量都在62%～75%，而球茎膨大期氮、磷、钾积累量都在18%～27%。本研究表明，刮老乌慈姑各器官中，以叶柄对氮、磷、钾的吸收量最大，吸收的高峰期集中在茎叶生长期，球茎对氮、磷、钾的吸收量占植株吸收量的15%～25%，吸收高峰主要集中在球茎膨大期至成熟期。刮老乌慈姑移栽后的60 d左右，植株对氮、磷、钾的吸收速度快速增加，高峰期持续到移栽后145 d前后，持续时间达85d。因此，慈姑刮老乌茎叶生长期的氮、磷、钾吸收积累量分别占整个生育周期积累总量的62.38%、65.25%、74.56%；球茎膨大期为养分吸收积累的第2个重要时期，氮、磷、钾的吸收积累量分别占积累总量的17.72%、26.61%、19.91%，此期间植株对磷钾的吸收积累比例高于氮；衰老成熟期磷、钾的吸收积累比例急剧下降，而对氮的吸收相比球茎膨大期略有升高。这表明：江苏里下河地区种植的刮老乌慈姑氮素的关键供给期为茎叶生长期、球茎膨大期和衰老成熟期，3个阶段的氮素吸收比例为6∶2∶2；磷、钾元素的关键供给期为茎叶生长期和球茎膨大期，2个时期的比例为7∶3，因此肥料施用上要满足这一需肥特点。

3.3 江苏里下河地区刮老乌慈姑高产优质的科学施肥要点分析

刮老乌慈姑的生育期长，氮、磷、钾吸收高峰期维持时间长，要满足其养分需求，就必须多次施肥，施肥次数太多，势必影响种植效益，因此刮老乌慈姑的科学的施肥技术应当是在满足其养分吸收需求的基础上，尽量减少施肥次数，以实现省工节本。刮老乌慈姑优质高产栽培需要具备2个条件：其一是要保证茎叶生长期植株茎叶粗大、肥厚；其二是球茎膨大期植株维持最大叶面积、绿叶数的时间尽可能延长，以促进植株形成较多粗壮的匍匐茎和满足球茎膨大所需的能量需要。因此，首先要足施基肥，其次在移栽后需要进行多次追肥，如何确定追肥时期和用量，是刮老乌慈姑科学施肥的重要内容。

前人研究表明，鸡粪有机氮的矿化率大约可达到55%[15]，李玲玲等[16]研究表明，施用鸡粪后的前4周氮素无矿化或极少矿化，4～12周矿化率逐渐加快，之后维持恒定速率释放，鸡粪的碱解氮释放量在培养120 d时为施入氮总量的 39.9%[17]。鸡粪较牛粪、猪粪等畜禽有机肥料养分释放更快，一般在120 d后土壤速效磷和速效钾含量与培养初始含量基本相同[18]。依据有机肥的养分释放特性，其肥效主要在施肥后的30～120 d。董燕等[19]研究发现，复合肥中氮、磷、钾养分累积释放量大小为氮＞钾＞磷，其中在施用后7 d氮释放量占总释放量的70%，在施用后28 d磷、钾释放量趋于最大值，42 d之后各养分释放量达到最大。根据复合肥养分释放特性，其肥效主要在施肥后的40 d以内。

以鸡粪等有机肥和复合肥配合使用作为基肥，可以满足前期的养分需求，但从移栽后的60 d左右起（慈姑茎叶进入旺盛生长期），植株养分吸收加速，而此时复合肥中的氮、磷、钾释放量已极低，有机肥矿化成磷钾量较多，但可供植物吸收的硝态氮较少，因此需要及时追施氮素，以促进叶片生长。在移栽后120 d进入球茎膨大的后期，植株叶面积减小、株高降低，但球茎对氮、磷、钾的吸收持续增加，而此时基肥中有机肥中碱解氮和速效磷、钾释放量极少，因此要注意氮、磷、钾等营养元素的全面补充。移栽后145 d后，植株进入衰老成熟期，球茎发育和维持一定光合叶面积对氮素的需求量增加，而此时前几次施肥的各类营养元素释放量已处于低水平，因此要注重氮素营养的供应。

江苏省里下河地区刮老乌慈姑高产优质的科学施肥技术要点：①足施基肥，以富含磷钾的鸡粪等畜禽粪便经无害化处理后，配合复合肥施用，施用量为：有机肥养分量占基肥养分量的60%以上，基肥中氮肥施用量占总施氮量的40%，磷钾施用量占总施磷钾量的50%。②巧施发棵肥，追肥时间为移栽后的60 d前后，以尿素等单纯氮肥为主，施氮量占总施氮量的20%。③重施膨大肥，时间在移栽后110 d前后，应氮、磷、钾配合施肥，氮施用量占总施氮量的20%，磷钾施用量占总施磷、钾量的50%。④注意后期补肥，施用时间在移栽135 d前后，以单纯氮肥为主，施氮量占总施氮量的20%。

[1]陈家宽.中国慈姑属的系统与进化植物学研究[M].武汉：武汉大学出版社，1989：21-89.

[2]赵有为.几种主要的水生蔬菜生产技术发展概述（下）[J].长江蔬菜，1992（2）：17-18.

[3]邢湘臣.慈姑的食疗[J].蔬菜，2002（8）：40.

[4]黄新芳，孔庆东，柯卫东，等.华夏慈姑种质资源及其研究（上）[J].长江蔬菜，1998（11）：1-3.

[5]黄新芳，孔庆东，柯卫东，等.华夏慈姑种质资源及其研究（下）[J].长江蔬菜，1998（12）：1-3.

[6]黄新芳，孔庆东，柯卫东，等.慈姑种质资源的综合评估[C].中国科协青年学术讨论会，1998：627-631.

[7]李静.水稻高产优化施肥的模拟研究[J].江苏农业科学，2010（3）：76-79.

[8]杨益花，许乃霞，苏祖芳.不同施氮量对水稻品种植株氮素吸收利用的影响[J].江苏农业科学，2010（3）：76-79.

[9]邵帅，蒋文春，苏仲，等.硫肥对玉米生长发育及产量品质的影响[J].江苏农业科学，2010（2）：91-93.

[10]陈锋，张洁夫，浦惠明，等.2009.杂交油菜宁杂11号肥料与密度试验[J].江苏农业科学，2009（5）：113-114.

[11]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.

[12]刘冬碧，熊桂云，陈防，等.氮、磷、钾不同配比及有机肥对莲藕生长的影响[J].湖北农业科学，2008，47（11）：1 277-1 279.

[13]龙礼锟，邹远长.荸荠高产施肥技术[J].城乡致富，1987（7）：18.

[14]吴旭银，张淑霞，吴贺平，等.2005.马铃薯（克新 1号）地膜覆盖栽培氮磷钾的吸收特性[J].河北科技师范学院学报，2005，19（1）：11-14.

[15]Eghball B,Wienhold B J.Mineralization of manure nutrients[J].Soil Water Conserv,2002,57：470-473.

[16]李玲玲，李书田.有机肥氮素矿化及影响因素研究进展[J].植物营养与肥料学报，2012，18（3）：749-757.

[17]赵明，蔡葵，赵征宇，等.不同有机肥料中氮素的矿化特性研究[J].农业环境科学学报，2007，26（增刊）：146-149.

[18]赵明，陈雪辉，赵征宇，等.鸡粪等有机肥料的养分释放及对土壤有效铜、锌、铁、锰含量的影响[J].中国生态农业学报，2007，15（2）：47-50.

[19]董燕，王正银，田秀英，等.非包膜缓释复合肥养分释放特性及小麦对养分的吸收[J].农业工程学报，2007，23（2）：36-41.

Study on Nutrient Absorption and Distribution Dynamic Features of Gualaowu Arrowhead

CHEN Bing,DU Jing,FENG Cui,JIAO Qing qing,ZHANG Peitong
(Taizhou Institute of Agricultural Sciences,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,225300)

This study focus on nutrient absorption and distribution dynamic features of Gualaowu arrowhead for Lixiahe region in Jiangsu.The results showed that the maximum absorption capacity to N,P2O5and K2O was 11.21 kg,7.67 kg and 18.34 kg respectively for per 1 000 kg fresh corms,with a absorption ratio of 3∶2∶5.The absorption rate of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizers was 25.19%,18.07%and 69.23%,respectively.The key period of supply of nitrogen for Gualaowu arrowhead was the stage of growth,bulb expansion and senescence maturity,with a absorption ratio of 6∶2∶2 during the three stages.The key period of supply of phosphorus and potassium for Gualaowu arrowhead was the stage of stem and leaf growth and bulb expansion,with a absorption ratio of 7∶3.Based on the characteristics of nutrient absorption in arrowhead,it was necessary to fertilize with sufficient organic fertilizer and N,P,K fertilizer before transplanting,with topdressing nitrogen nutrition at 60 d and 145 d after transplanting,and applying with N,P,K fertilizers at 120 d after transplanting,respectively.

Arrowhead;Nitrogen,phosphorus and potassium;Nutrient absorption and distribution

S645.9

A

1001-3547（2017）18-0130-06

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.18.042

泰州市农业科技支撑计划项目（TN201510）

陈兵，研实员，硕士，专业方向主要从事水生蔬菜栽培与育种研究，E-mail：ccbbboy@163.com

张培通，男，通讯作者，研究员，E-mail：ptzhang1965@163.com

2017-08-11