氮磷钾施用量对辣木生长及养分累积的影响*

程世敏，黄丽娜 ，赵增贤，魏守兴，魏军亚

(中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所，海南 儋州 571737)

辣木(Moringa oleifera)为辣木科辣木属多年生速生小乔木，具有非常高的经济效益和生态价值。近年辣木种植作为一个新兴产业，在中国获得了广泛的应用和发展，其丰富的营养价值得到深入挖掘[1-3]，其产业链也进一步完善[4-5]。2015年以来，辣木研究热度大幅增长，成分分析和功能开发等研究报告倍增。就整个辣木产业而言，与终端产品开发利用相比，品种选育和栽培技术等研究明显不足。因此，研究辣木需肥特性以进一步完善辣木栽培技术很有必要。关于辣木施肥与栽培方面，相关研究认为大田栽培条件下N150P40K100(纯养分N 150 g/株，P2O540 g/株，K2O 100 g/株) 处理最有利于株高及地径生长，N85P85K100处理最有利于冠幅和分枝数的增加，N40P150K100处理则有利于果荚产量的提高[6]；还有研究认为氮肥是株高、地径和冠幅生长的主要影响因素，N150P60K60处理为辣木最佳施肥推荐量[7]；也有研究指出钾对辣木的株高、地径及生物量等影响作用最大，氮影响最小[8]。然而，我们研究发现：不同栽培及管理方式下辣木对养分的需求各异，当辣木以采摘新梢为主及以结荚为主时，其对不同养分的需求差异较大。辣木新梢可以作为蔬菜食用，也可用于生产辣木茶等，采摘新梢为辣木重要栽培方式之一。为此，本研究针对性地开展了不同施肥比例对辣木新梢产量及养分吸收累积的影响，筛选出最适施肥比例，为以摘新梢为目的栽培方式下辣木施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试作物：印度辣木(Moringa oleifera)，辣木苗由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所蔬菜研究室提供，定植前平均苗高32.8 cm，茎粗5.74 mm。

供试盆钵：规格为35.0 cm×28.0 cm×40.0 cm(上直径×下直径×高)，每盆装土25.0 kg。

供试土壤：砖红壤，pH 为5.03，有机质含量为1.05 g/kg，速效氮含量为40.71 mg/kg，速效磷含量为5.24 mg/kg，速效钾含量为37.76 mg/kg。

供试肥料：尿素(N 46.6%)、氯化钾(K2O 60.0%)和过磷酸钙(P2O518.0%)。

1.2 试验设计

本试验基于以往的研究结果，采用三因素二水平完全试验设计组合，以氮磷钾施肥量为试验因素，其中每千克土壤中氮纯养分高低用量为0.28 和0.12 g；每千克土壤中磷纯养分高低用量为0.33 和0.17 g；每千克土壤中钾纯养分高低用量为0.33 和0.17 g。另设不施肥处理为对照，共9 个处理(表1)。每盆定植1 株，以单株为1 个重复，处理15 株。

表1 各试验处理纯养分施肥水平Tab.1 Pure nutrient fertilization levels in every treatmentg

1.3 试验方法

本试验于2016 年5—8 月于中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所试验基地大棚(N19°29′7.44″，E109°29′21.10″) 进行。2016 年5 月12 日将辣木苗移植于装有25.0 kg 试验土壤的盆钵中。其中氮、磷、钾肥均以追肥形式施入，每15 d 施肥1 次。辣木自定植之日起每20 d测定株高、茎粗等生长指标，5 月31 日统一对辣木进行从土面往上80 cm 处摘顶处理，往后每20 d采摘新梢，并记录每次新梢质量。2016 年8 月21 日采摘最后一次新梢并破坏性取样，从15 个重复中选出9 株有代表性的单株，以3 株为1 个混合样品，每处理分根、茎两部分采集。

辣木样品称鲜质量，经105 ℃杀青30 min，在75 ℃下烘干至恒质量，分别记录其干质量，用粉碎机粉碎装入密封袋保存待测。辣木样品经H2SO4-H2O2消煮，氮、磷、钾含量分别采用靛酚蓝比色法、钼锑抗比色法和火焰分光光度法测定[9]。

1.4 数据处理与统计

试验数据均采用Excel 2007 和SPSS 17.0 软件进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同养分搭配对辣木单株各部位干物质累积及分配的影响

由表2 可见：与N0P0K0处理相比，施肥处理能显著提高新梢、茎秆及整株干物质累积量，分别提高205.38%、99.97% 和74.68%，表明施肥有利于辣木干物质累积，尤其是新梢的干物质累积。分析辣木各部位干物质累积量可知：N0.28P0.33K0.17处理的新梢干物质累积量最高为103.53 g/株，其次为N0.28P0.17K0.17、N0.28P0.17K0.33处理分别为93.98 和92.94 g/株。总体而言，高氮各处理明显高于低氮各处理；茎秆则以N0.28P0.17K0.17处理最高(269.00 g/株)，但与N0.28P0.33K0.17、N0.28P0.17K0.33处理间无显著差异；整株干物质累积量表现为N0.28P0.17K0.33最高(478.98 g/株)，其次为N0.28P0.33K0.17和N0.28P0.17K0.17处理分别为461.12 和461.38 g/株，同样以高氮处理综合相对较优；而各处理间根部干物质量均无显著差异。

通过表2 还可分析得出各处理不同部位占辣木整株的比例规律。各处理新梢平均占比为17.75%，以各高氮处理占比较高均在19.40%以上，其中又以N0.28P0.33K0.33和N0.28P0.33K0.17处理新梢所占比例最大，分别为23.21% 和22.45%，而新梢占比最小的为N0P0K0处理仅为10.68%；各处理茎秆平均占比为50.69%，以N0.28P0.33K0.17和N0.28P0.17K0.17两处理占比最大，分别达到56.59%和59.30%，N0P0K0处理最小为45.08%；各处理根平均占比为31.56%，其中N0.12P0.17K0.33和N0P0K0处理最大，分别为39.02%和44.24%，而根占比最小的处理为N0.28P0.33K0.17，仅为20.96%。由此可见，N0.28P0.33K0.17处理最有利于提高辣木地上部比例，而N0P0K0处理则最有利于提高地下部比例。从整体而言，高氮处理更有利于提高辣木新梢及茎秆比例，但不利于辣木根比例的增加。

2.2 氮磷钾养分水平对辣木单株各部位干物质累积的影响

从图1a 可见：高氮各处理新梢及茎秆平均干物质累积量分别为93.01 g/株和236.37 g/株，均显著高于低氮处理，分别为低氮处理的1.47 倍和1.19 倍，但高低氮水平处理间根及整株干物质累积量无显著差异。由图1b 显示：高磷与低磷水平各处理辣木新梢、茎秆、根及整株干物质平均累积量无显著差异，这说明本试验条件下磷水平对干物质量的影响相对较小。由图1c 显示：钾水平对辣木新梢、根及整株的干物质累积量影响不大，然而低钾水平各处理辣木茎秆平均干物质量为229.94 g/株，反而高于高钾处理的202.88 g/株，且二者有显著差异。整体而言，各施肥处理辣木新梢、茎秆及整株干物质平均累积量均显著高于对照，而高氮处理表现最优。可见，本试验栽培条件下对于辣木生长而言，氮肥对其干物质累积量的影响最大。

表2 各处理辣木单株干物质累积量及分配规律Tab.2 Dry matter accumulations and distribution per plant of M.oleifera in different treatments

图1 氮磷钾施肥水平对辣木干物质累积的影响Fig.1 Effect of NPK fertilization level on the dry matter accumulation of M.oleifera

2.3 施肥处理对辣木单株不同部位养分累积量及分配的影响

由表3 可见：辣木新梢、茎秆、根及整株的养分吸收量以钾最高、氮次之、磷最低，且不同处理间氮磷钾养分吸收量的差异随着辣木部位有所不同。N0P0K0处理新梢、茎秆、根及整株的氮磷钾养分吸收均显著低于施肥处理，说明施肥有助于促进辣木氮磷钾养分的吸收。各处理间新梢氮累积量以N0.28P0.33K0.17处理最高(4.92 g/株)，显著高于N0.28P0.17K0.33以外的其他施肥处理；N0.28P0.17K0.33和N0.28P0.17K0.17处理的磷累积量稍高，但均与其他施肥处理无显著差异；钾累积量以N0.28P0.33K0.17处理最高(8.08 g/株)，N0.28P0.17K0.33和N0.28P0.17K0.17处理次之。综上所述，N0.28P0.33K0.17和N0.28P0.17K0.33处理有利于辣木新梢的养分累积。就茎秆养分累积而言，N0.28水平下的4 个高氮处理氮、钾吸收量均无显著差异，平均为2.55、7.25 g/株；磷吸收量以N0.12P0.33K0.17处理最高，且其他施肥处理间均无显著差异。由此可知，高氮能显著促进茎秆部位养分吸收。此外，辣木根氮、钾养分吸收量均以N0.28P0.17K0.33处理最高，且各施肥处理间磷吸收量无显著差异，说明N0.28P0.17K0.33处理适合根养分吸收。进一步分析可知：N0.28P0.33K0.17处理和N0.28P0.17K0.33处理的氮磷钾养分吸收量均表现最高，表明这2 个施肥处理有利于提高辣木氮磷钾吸收。综合以上分析可知：N0.28P0.17K0.33最利于辣木新梢、茎秆、根及整株氮磷钾养分吸收。

通过表3 进一步分析还可以得出：不同施肥处理下氮磷钾养分在辣木各部位中的分配规律。各处理新梢、茎秆及根的氮磷钾总养分平均占比分别为49.58%、35.58%和15.94%，其中新梢中氮累积量占整株平均比例为60.15%，而占比最高的处理为N0.12P0.17K0.17和N0P0K0，分别为68.18%和63.05%，占比最低的处理则为N0.28P0.33K0.33和N0.28P0.17K0.33等高氮处理。这表明总施肥量低处理下，新梢中氮累积量在整株中所占比例反而高，相反总施肥量高特别是施氮量高的处理新梢中氮累积量在整株中所占比例反而低。辣木茎秆中的氮累积量在整株中的占比规律则刚好与新梢中相反，以N0.28P0.33K0.33和N0.28P0.17K0.33等高氮处理茎秆中的氮累积量占比较高，N0.12P0.17K0.17和N0P0K0处理最低，分别仅为22.65%和21.67%。而辣木根部中氮累积量占比则以N0.28P0.33K0.33和N0.28P0.17K0.33处理最高，分别为17.14%和21.28%，N0.12P0.17K0.17和N0.28P0.17K0.17处理最低，分别仅为9.18%和9.96%，整体而言，辣木新梢、茎秆中的氮累积量占比受施氮量的影响较大，而辣木根部中氮累积量占比则受施钾量影响更为明显。辣木各部位中磷、钾累积量占比规律不如氮明显。

表3 不同施肥处理对辣木单株NPK 养分累积量及分配的影响Tab.3 Effects of different fertilization treatments on the accumulation per plant and distribution of NPK nutrients in M.oleifera

2.4 施肥水平对辣木单株养分累积的影响

2.4.1 氮水平对辣木单株养分累积的影响

图2a 表明：高氮施肥各处理辣木新梢、茎秆、根及整株氮平均累积量均显著高于低氮及对照处理，分别为低氮处理的1.67、2.13、2.52 及1.88 倍，为对照处理的3.38、5.27、3.90 及3.87 倍。从图2b 可见：高氮施肥各处理辣木新梢磷平均累积量显著高于低氮处理，但茎秆磷平均累积量则反而少于低氮处理；根及整株的磷平均累积量与低氮处理相当。图2c 表明：高氮施肥各处理辣木新梢及整株钾平均累积量显著高于低氮处理，分别为低氮处理的1.54 和1.33 倍，而茎秆及根部则与低氮处理间无显著差异。总体而言，无论高氮低氮各处理辣木平均养分累积量均显著高于对照，高施氮量更有利于辣木养分累积，尤其是新梢养分的累积。

2.4.2 磷水平对辣木单株养分累积的影响

图3 表明：与对照相比，无论高磷还是低磷均有利于提高辣木对氮、磷、钾养分的吸收累积，就辣木整株养分累积而言，高磷及低磷各处理辣木平均氮累积量分别为6.06 和5.96 g/株，是对照处理的2.99 和2.94 倍，磷累积量分别为1.84 和1.91 g/株，是对照处理的2.75 和2.85 倍，而钾累积量最高分别为14.91 和14.51 g/株，是对照处理的2.10 和2.05 倍；但高磷水平各处理辣木新梢、茎秆、根及整株的氮、磷、钾养分平均累积量均与低磷处理间无显著差异。这说明本试验条件下，高磷水平0.33 g/kg 土和低磷水平0.17 g/kg 土之间的差异不足以影响辣木对氮、磷、钾养分的累积。

2.4.3 钾水平对辣木单株养分累积的影响

图2 施氮水平对辣木单株氮磷钾养分累积的影响Fig.2 Effect of nitrogen application level on the NPK accumulation per plant of M.oleifera

图3 施磷水平对辣木单株氮磷钾养分累积的影响Fig.3 Effect of phosphorus application level on the NPK accumulation per plant of M.oleifera

图4 施钾水平对辣木单株氮磷钾养分累积的影响Fig.4 Effect of potassium application level on NPK accumulation per plant of M.oleifera

从图4a 可见：高钾施肥各处理辣木根部氮平均累积量为1.04 g/株，显著高于低钾处理，为低钾处理的1.60 倍，而新梢、茎秆及整株则与低钾处理无显著差异。图4b 表明：高钾施肥各处理辣木新梢及根部磷平均累积量与低氮处理间无显著差异，但茎秆及整株的磷平均累积量反而显著低于低钾处理，仅为低钾处理的57%和86%。图4c 表明：高钾施肥各处理辣木根部钾平均累积量显著高于低钾处理，为低钾处理的1.43 倍，而新梢、茎秆及整株则与低钾处理间无显著差异，这与氮累积量规律相似。总体而言，高钾施肥量有利于辣木根部氮及钾的累积，但不利于辣木茎秆磷的累积。

3 讨论

合适的氮、磷、钾供应比例是作物获得优质高产的关键[10-13]。氮、磷、钾合理配施有利于协调作物平衡生长，促进作物对养分的吸收与利用[14]。已有研究结果表明：氮、磷是影响桉树有机酸形成的主要因素，高氮低磷条件不利于桉树养分的吸收；氮素能有效促进白桦和毛白杨等林木的株高及根系生长[15-17]。本研究结果也表明：氮素对辣木各部位的干物质累积量及养分的累积有较好的促进作用，同时高氮低磷低钾处理明显不利于辣木根部营养的吸收，这与前人研究结果相似。但研究结果还显示，高氮低磷高钾处理下辣木整体干物质累积及其对养分的吸收反而较优，这与上述高氮低磷条件不利于桉树养分的吸收结果不完全一致。这主要是因为本研究不单研究氮磷养分的搭配，更引入钾养分进行综合考虑，因此，氮、磷、钾三大营养应该合理搭配施用才能充分体现整体效果。李玲等[18]通过研究辣木幼苗缺素发现，缺氮条件下植株症状最容易出现，表现也最为明显，而缺磷处理症状表现相对不明显。另外，王斌等[19]研究了不同施肥比例对枣树的影响，结果表明：高氮最能促进枣树生长、结果和提高果实品质，在维持合适的高氮水平下，磷、钾发挥的作用更为明显。这与本研究结果相似，同样体现了氮营养在辣木生长过程中发挥着重要的作用。任开磊等[6]研究认为：辣木营养生长期，氮肥和钾肥在影响辣木各部位生长上占主导作用。本研究也得出相似结果：辣木新梢、茎秆中的氮累积量占比主要受施氮量的影响较多，而辣木根部中氮累积量占比则受施钾量影响更为明显。

辣木叶片一直以来是人们研究的热点，其所含各种营养物质极其丰富，因此，很大部分的辣木园是以采摘辣木新梢为目的而种植。已有研究表明：辣木干叶粉所含的钙是牛奶的4 倍，蛋白质是牛奶2 倍，钾是香蕉3 倍，铁是菠菜3 倍，维生素C 是柑橘的7 倍，维生素A 是胡萝卜的4 倍[20]。辣木干叶粗蛋白含量达33%，还有其他多种氨基酸、脂肪酸、维生素及中微量元素均为较高含量水平[21]。由表2 可知：在所有试验处理中新梢干物质量只占辣木整株总干质量比例的10.68%～23.21%，平均仅为17.75%。但由表3 可见：辣木新梢整体养分累积量较高，远远高于干物质量占整株31%的块根，甚至高于干物质量占整株50%左右的茎秆。所有处理辣木新梢氮养分平均累积量是块根的4.10 倍，是茎秆的1.93 倍；磷养分平均累积量是块根的3.31 倍，是茎秆的1.44 倍；钾养分平均累积量是块根的2.11 倍，茎秆的0.92 倍；这也印证了辣木叶片养分相对集中、含量高等特点，是辣木叶片得到广泛开发利用的关键原因。

辣木块根具有辛辣味，且含有一定量的辣木素及凤尾辣木素，有一定的杀菌作用[22-23]，同时；块根作为辣木最主要的营养吸收部位，其大小与形态极其重要。本研究结果显示：由于辣木块根自身个体差异较大，不同处理间物质累积量均无显著差异，故其受施肥比例影响的规律不能准确地通过干物质量数据体现，但透过块根营养累积分配情况可以得出：氮磷钾养分在块根中的平均比例为1∶0.34∶3.31。从生长量来看，各高钾处理中除N0.28P0.33K0.33处理可能整体养分偏高影响生长外，N0.28P0.17K0.33、N0.12P0.33K0.33和N0.12P0.17K0.33等高钾处理块根干物质累积量均为较高水平。此外，从钾水平对辣木养分累积影响的分析中也得出，高钾施肥量有利于辣木根部氮及钾的累积，因此，高钾比例更有利于辣木块根生长。

4 结论

从试验效果来看，不同施肥比例对辣木茎杆及新梢影响规律较为明显，其中又以氮用量影响最为显著，高氮处理整体表现优于低氮处理；磷、钾用量则对辣木整体影响相对较小；但N0.28P0.33K0.33处理氮、磷、钾用量均为高水平情况下效果反而不如高氮低磷或低钾处理。这可能是由于盆栽试验条件下，N0.28P0.33K0.33处理总养分含量过高反而影响辣木生长。从整体而言，以N0.28P0.33K0.17、N0.28P0.17K0.33和N0.28P0.17K0.17效果最佳，其中N0.28P0.33K0.17处理更有利于新梢生长，N0.28P0.17K0.33处理更有利于块根生长，N0.28P0.17K0.17处理更有利于茎杆生长。而本试验以采摘新梢为栽培目的，因此以N0.28P0.33K0.17为最优处理。