控释肥对香石竹出圃苗质量的影响

郑富海，涂超峰，叶少萍，贺立华，许昌超，刘 勇，张俊涛

（1.广州市林业和园林科学研究院，广东 广州 510405；2.常德市园林绿化研究与技术指导中心，湖南 常德 415000）

【研究意义】香石竹（Dianthus caryophyllus），为石竹科石竹属多年生草本植物，目前多作为观赏植物在世界范围内进行人工引种广泛栽培。施肥是调节草花生长的重要手段之一。常规肥料因养分流失和挥发等原因使得养分利用率不高，过多肥料的施用导致土壤酸化、盐渍化和水体富营养化等诸多问题，为应对常规肥料在实际生产中的弊端，科研工作者积极研发各种控释肥料。控释肥作为一次性施肥的最佳选择，在轻简化栽培的同时更能达到高效的要求［1］。控释肥料一方面可以有效供给作物养分、提高养分利用率，另一方面可以减少生产过程中追肥次数达到出圃效果和减轻对环境的污染［2］。近年来，控释肥已被广泛运用于园艺生产中，而我国的草花还主要使用复合肥等见效快但后期供肥能力不足的肥料，导致草花品质不高［3］。本研究分析不同肥料配比对香石竹株高、冠幅、生物量、地上部氮磷积累量和根系形态指标的影响，以期为香石竹生产肥料的施用提供技术支持。【前人研究进展】控释肥是近年来肥料研究的热点方向，具有养分有效期长、利用率高、节肥省工、环境友好等突出优势［4-5］。目前，我国所采用的控释肥料主要有包膜型、化学抑制型和化学合成型［6］，其中脲甲醛缓释肥具有无残留、组分可调等优点，是一种清洁高效的控释肥料［7］。研究表明，脲甲醛是不同链长的甲基脲聚合物，具有不同的水溶性氮含量，可满足草花不同时期的生长需求［8］。ALEXANDER等［9］认为脲甲醛氮素释放速率速率与其分子链的溶解性有关。黄丽娜等［10］在小白菜上研究了脲甲醛肥料的增产效应和氮肥利用率，表明AI值为53.41%的脲甲醛与尿素1∶1配施后能够明显提高小白菜产量和氮肥利用率，较纯尿素处理增产12%。刘兵［11］在水稻、小麦、棉花、牧草和苗木等多种作物上研究表明，脲甲醛控释肥能够显著提高大田作物产量及肥料利用率，同时较常规施肥能够显著提高作物品质。脲甲醛泡沫是由尿素和甲醛经浓缩聚合加成反应生成脲甲醛树脂，相对于脲甲醛肥具有更适合植物生长的多种特性，如硬度、保水率、渗透率、通气孔隙率、pH值等［12-13］。磷素在植物生长发育和品质等发面发挥着十分重要的作用，增施活性磷肥能显著提高植物的品质。有研究表明，磷肥浓度与植株的形态和生理特征有显著相关性，不同磷水平会改变植株株高等形态［14］。贺根和等［15］研究表明，施加磷肥能增强油茶幼苗的抗性及提高土壤酶活性的作用。郭荣发等［16］研究表明，施加活性磷肥可以提高甘蔗、花生、小白菜等的产量。【本研究切入点】通过在香石竹基质中添加脲甲醛泡沫和活性磷肥，明确施加不同控释肥对香石竹出圃苗的影响，为香石竹的生产提供技术支持。【拟解决的关键问题】本研究设5个处理，每个处理施加不同的脲甲醛泡沫和活性磷肥，通过对香石竹的株高、冠幅、生物量、地上部氮磷积累量和根系形态指标进行分析，从而得出不同肥料配比对香石竹出圃苗的效果评价。

1 材料与方法

1.1 试验材料

香石竹栽培基质为本课题组自行研发配方，以园林废弃物堆肥产品〔全氮（N）含量49.79 g/kg、全 磷（P2O5）1.93 g/kg、 全 钾（K2O）6.43 g/kg〕、泥炭和椰糠为原料的混合基质（园林废弃物堆肥产品∶泥炭∶椰糠按体积比4∶3∶3）。所用复合肥养分含量为N-P2O5-KO2=15-15-15、控释肥养分含量为N-P2O5-KO2=14-14-14，均购自佛山市顺德区翠筠园艺有限公司；活性磷肥总P2O5≥140 g/kg，水溶性磷≥300 g/kg，购自高要市启富肥料制造厂；脲甲醛泡沫由华南农业大学资源环境学院新肥料资源研究中心提供，全N约132.3 g/kg，全P2O5约7.9 g/kg，容重40 kg/m3。

栽培所用香石竹苗为株高约4 cm、冠幅约5 cm整体长势基本一致的苗；花盆规格为口径11.0 cm、底径8.0 cm、高度14.0 cm，每盆装入500 g基质，盆底放有双层滤纸，用以防止基质流失，每个处理50盆，每盆种植香石竹1株。

1.2 试验设计

于2017年11月在广州市林业和园林科学研究院内开展试验，本研究设计原则为按照各处理氮、磷、钾补充量相同，对草花基质添加复合肥、缓释肥、脲甲醛泡沫和活性磷肥不同供应水平进行补充养分，确定控释肥对香石竹出圃苗（种植周期一般为30 d，株高、冠幅分别为11、12 cm）质量的影响。试验各处理基本情况见表1。测定每个处理基质的pH、容重、总孔隙度、通气孔隙度、基质持水孔隙度（表2），将香石竹幼苗用去离子水冲洗干净后移栽至花盆内。香石竹每个处理50盆，保持一致的水分管理。

表1 各处理基本情况Table 1 Basic information of different treatments

表2 各处理基质容重与孔隙度Table 2 Matrix bulk density and porosity of different treatments

1.3 测定项目及方法

1.3.1 株高、冠幅、生物量测定 分别于种植0、15、30 d后使用直尺测量全部香石竹的株高、冠幅，并计算在0～15 d和15～30 d的增长量；于种植30 d后对所有香石竹进行采样，每个处理随机选择10盆采集叶、茎、根、花样品，用去离子水冲洗干净，置于烘箱中105 ℃杀青30 min，65 ℃烘干至恒重，称其干重。

1.3.2 植物养分含量测定 将完成测定生物量的样品置于烘箱中65 ℃烘干后，粉碎过筛（0.147 mm），置于样品袋中留待测定。先将样品以浓硫酸-过氧化氢消煮法消解，全氮含量采用凯氏定氮蒸馏法测定，全磷含量采用钼锑抗吸光光度法测定，计算公式如下：

地上部氮积累量（mg/株）=地上部干生物量×地上部干物质含氮量

地上部磷积累量（mg/株）=地上部干生物量×地上部干物质含磷量

1.3.3 根系形态测定 种植30 d后，对采集的香石竹根系鲜样用扫描仪（型号为MRS-9600TFU2L、MICROTEK）将完整的根系图像扫描存入计算机。用WinRHIZO根系分析系统对总根长、根直径和总根表面积进行测定。

采用Excel 2016、SPSS 21和Origin Pro 2018软件进行相关的数据统计分析及作图。

2 结果与分析

2.1 控释肥对香石竹出圃苗株高和冠幅的影响

由图1可知，0～15 d各处理香石竹出圃苗株高增长量范围在1.89～4.08 cm/株，其中对照植株株高增长量最高、T2处理株高增长量最低，株高增长量表现为CK＞T1＞T4＞T3＞T2；香石竹出圃苗种植15 d后，冠幅增长量主要集中在2.9～3.93 cm/株，其中对照冠幅增长量最高、T3处理冠幅增长量最小；种植15～30 d时，各处理香石竹株高增长量分布在2.46～4.14 cm/株之间，其中T3处理株高增长量最高、对照株高增长量最低；冠幅增长量分布在4.46～6.5 cm/株之间，其中T4处理冠幅增长量最高、对照冠幅增长量最低。

图1 控释肥对香石竹出圃苗株高和冠幅的影响Fig.1 Effect of controlled release fertilizer on plant height and crown width of Dianthus caryophyllus seedlings

2.2 控释肥对香石竹出圃苗生物量的影响

香石竹出圃苗生长至第30天时，各处理不同部位的生物量如图2所示，叶干重主要分布在1.46～3.12 g/株之间，表现为T4＞T3＞T1＞T2＞CK；茎干重主要分布在1.06～1.75 g/株之间，表现为T4＞T1＞T3=T2＞CK；根干重主要分布在0.33～0.82 g/株之间，表现为T4＞T3＞T2＞T1＞CK；花干重主要分布在0.76～1.53 g/株之间，表现为T4＞T3＞T1＞CK＞T2。T4处理的各部分生物量均为最大，叶、茎、根与对照相比均具有显著差异，T4处理香石竹花干重与对照相比差异不显著。

图2 控释肥对香石竹出圃苗生物量的影响Fig.2 Effect of controlled release fertilizer on biomass of Dianthus caryophyllu seedlings

2.3 控释肥对香石竹出圃苗地上部养分积累量的影响

种植第30天时，香石竹出圃苗地上部氮积累量主要分布在112～179 mg/株之间，表现为T4＞T1＞T3＞T2＞CK；地上部磷积累量主要分布在9.67～21.32 mg/株之间，从大到小依次为T4＞T1＞T3＞T2＞CK；其中T4处理的地上部氮、磷积累量最大，与对照相比差异显著（图3）。

图3 控释肥对香石竹出圃苗地上部养分积累量的影响Fig.3 Effect of controlled release fertilizer on total nutrient of above-ground part of Dianthus caryophyllu seedlings

2.4 控释肥对香石竹出圃苗根系形态的影响

对香石竹出圃苗植株根系的扫描结果（图4）表明，T4处理植株总根长最长、为5.15 m，比对照增长4.2%；T2、T3处理的根直径比对照增长24.1%和21.1%，T4处理的根直径比对照增长10.1%；T4处理的总根表面积最大、为526 cm2，比对照增长19.9%。

图4 控释肥对香石竹出圃苗根系形态的影响Fig.4 Effect of controlled release fertilizer on root morphology of Dianthus caryophyllu seedlings

3 讨论

复合肥和控释肥因肥效释放更快，植物吸收效率高，在种植15 d后，香石竹出圃苗对照植株的株高和冠幅增长量优于施加活性磷和脲甲醛泡沫的处理T1～T4，经过30 d的生长，T1～T4处理的株高和冠幅增长量明显高于对照，株高增长最高的为T3处理，说明虽然在前期复合肥的肥效会释放较快，但是活性磷肥和脲甲醛泡沫在后期释放肥力的能力更强，与TLUSTOS等［17］、HUSBY等［18］研究结果相似；种植30 d后，T1～T4处理的叶、茎等地上干物质量要高于对照，其中T4处理与对照相比有显著差异，表明施加脲甲醛泡沫和活性磷肥后能提高香石竹的干物质量，同时T4处理的地上部氮、磷积累量也高于其他处理，表明施加脲甲醛和活性磷肥后有助于提高香石竹的品质，这也与马琳娜等［19］、ZHENG等［20］研究结果相似；根系是植物的地下营养器官，具有吸收、同化物质以及响应、传递环境信号等功能，是植物吸收矿质养分和水分、合成某些有机物质的重要场所［21-22］，添加脲甲醛泡沫和活性磷肥后，植物的根长、根直径、根表面积有较好增长，从而提高对养分的吸收能力。脲甲醛缓释肥肥效受肥料组分、土壤肥力、供试作物品种、自然环境等因素影响，故不同学者的研究成果有一定差异，此外，土壤微生物、水分等自然因素也会影响脲甲醛缓释肥肥效［23-24］。磷是作物生长发育的三大肥料要素之一，因其在土壤中有效性低和植物体内移动性强等特点而成为科研热点。T4处理植株的叶、茎、根、花生物量均显著高于对照，这与薛亮等［25］的研究结果一致；T4处理的根系生物量高于其他处理，这与吕阳［26］研究结果一致，根系发达对磷的吸收更强，能调控根系分泌物的释放，增加对磷的活化和吸收。史桂清等［27］作物在生长后期吸收和积累氮、磷元素，可以提高作物品质，本研究中T4处理的地上部磷积累量优于其他处理，说明施加脲甲醛泡沫和活性磷肥能改善植物养分利用效率。

4 结论

在本研究中，不同脲甲醛泡沫和活性磷肥供应水平对香石竹的生长及养分积累均有影响，随着供应水平的增加，香石竹生长前期株高和冠幅的增长量虽然低于对照，但在生长后期生物量、地上部氮磷积累量增加明显，同时在添加脲甲醛泡沫和活性磷肥后，香石竹的总根长、根直径和总根表面积也有较大幅度的增长。从香石竹的株高、冠幅、生物量、地上部氮磷积累量等方面综合考虑，草花基质添加活性磷5.71 kg/m3、脲甲醛6.05 kg/m3作为栽培基质，香石竹出圃苗效果最优，表明在香石竹基质中添加脲甲醛泡沫和活性磷肥能够满足后期生长所需的养分并优化施肥技术、提高香石竹品质。