不同缓释肥对莲藕光合特性、产量及品质的影响

李通 佟静 王丽萍 王宝驹 刘子英 武占会

摘 要：為筛选出适宜莲藕种植的缓释肥料种类，以莲藕大地红为试材，普通复合肥为对照，5 种氮磷钾不同配比（质量比，后同）的缓释肥作为对比：N∶P2O5∶K2O=16∶12∶20（T1）、N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17（T2）、N∶P2O5∶K2O=18∶10∶18（T3）、N∶P2O5∶K2O=25∶12∶15（T4）、N∶P2O5∶K2O=26∶12∶10（T5），测定莲藕的叶柄高、净光合速率、可溶性糖含量等指标并加以分析，探究不同缓释肥对莲藕光合特性、产量及品质的影响。结果表明，T3 处理莲藕株高可达133.33 cm;总叶绿素含量为3.09 mg·g-1，比CK 处理提高63.49%，比其他缓释肥处理分别提高47.14%、12.36%、2.66%、61.78%，净光合速率可达9.71 μmol·m-2·s-1;产量可达46 277.78 kg·hm-2，较CK 处理增产54.55%，分别比其他缓释肥处理增产15.98%、16.50%、3.54%、19.56%;可溶性蛋白质含量可达2.44 mg·g-1，较CK 处理提高39.43%，分别比其他缓释肥处理提高22.00%、9.42%、5.63%、31.18%。综上所述，在本试验条件下，施用氮、磷、钾比例为18∶10∶18的缓释肥处理的莲藕植物学性状、叶片光合参数、产量、品质整体表现优于其他处理，可作为推荐缓释肥在莲藕种植中推广使用。

关键词：莲藕;缓释肥;光合特性;产量;品质

中图分类号∶S645.1 文献标志码∶A 文章编号∶1673-2871（2021）05-076-06

Effects of different slow release fertilizers on photosynthetic characterstics， yield and quality of lotus root

LI Tong1， 3， TONG Jing1， 2， WANG Liping3， WANG Baoju1， 2， LIU Ziying3， WU Zhanhui1， 2

（1. National Engineering Research Center for Vegetables， Beijing Agriculture and Forestry Sciences， Beijing 100097， China; 2. Key Laboratory of North China Urban Agriculture， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Beijing 100097， China; 3. College of Landscape and Ecological Engineering， Hebei University of Engineering， Handan 056038， Hebei， China）

Abstract： In order to screen out the suitable slow-release fertilizers for lotus root cultivation， lotus root Dadihong was used as test material and common compound fertilizer was used as control， 5 kinds of slow-release fertilizers with different proportions of N， P， and K as the comparison： N∶P2O5∶K2O = 16∶12∶20 （T1）， N∶P2O5∶K2O = 17∶17∶17 （T2）， N∶P2O5∶K2O = 18∶10∶18 （T3）， N∶P2O5∶K2O = 25∶12∶15 （T4）， N∶P2O5∶K2O = 26∶12∶10 （T5）were selected in this study， the petiole height， net photosynthetic rate， soluble sugar and other indicators of lotus root were measured. The results showed that the petiole height of T3 treatment was 133.33 cm， the total chlorophyll content was 3.09 mg · g-1， which was 63.49% higher than that of CK treatment， and 47.14%， 12.36%， 2.66%， 61.78% higher than those of other slow-release fertilizer treatments， the net photosynthetic rate was 9.71 μmol·m-2·s-1， and the yield was 46 277.78 kg · hm-2， compared with CK， the yield was 54.55% higher than that of ck， and 15.98%， 16.50%， 3.54%， 19.56% higher than those of the other slow-release fertilizer treatments. The soluble protein content of T3 treatment was 2.44 mg·g-1， which was 39.43% higher than that of CK treatment， and 22.00%， 9.42%， 5.63% and 31.18% higher than those of the other slow-release fertilizer treatments. In conclusion， under the condition of this experiment， the botanical characters， photosynthetic parameters， yield and quality of lotus root treated with N∶P2O5∶K2O = 18∶10∶18 exhibited better than other treatments， which could be used as recommended slow-release fertilizer in lotus root cultivation.

Key words：Lotus root; Slow-release fertilizer; Photosynthetic characterstics; Yield; Quality

莲藕（Nelumbo nucifera Gaeltn.）属睡莲科，为宿根性多年生水生草本植物。莲藕不仅可供食用、药用，而且还是中国的十大名花之一[1]。莲藕中含有淀粉、糖类、蛋白质、生物碱、维生素C、维生素B6等多种营养成分，生食炒食风味俱佳。莲藕是我国栽培面积最大的水生蔬菜，年种植面积达40 万 hm2，自北向南主要分布在黄河流域、长江流域和珠江流域[2]。在莲藕种植过程中，种植户为了追求高产，往往会盲目施肥，不仅造成肥料的浪费而且对环境也造成了一定的影响[1]。不合理的化肥施用不仅会降低化肥利用效率，对农田生態环境也造成了不同程度的破坏，并引发一系列的环境问题[3-4]。缓释肥在平衡施肥、提高作物产量等方面发挥了巨大作用，现已成为肥料发展的主攻方向[5]。

缓释肥作为一种新型肥料，可通过改变化肥本身的性质来提高肥料的利用率[6]，从而节约能源，减少化肥流失对环境造成的污染，从资源利用、环境保护等多方面考虑都有较好的发展空间[7]。近年来，随着科学技术水平的提升和从事农业生产的劳动力不断减少，缓释肥在农业生产中的应用逐渐增加[8]。已有研究表明，与相同养分含量的普通化肥相比，缓释肥能够提高肥料的利用效率和作物产量[6，9]。薛娟等[10]研究表明，缓释肥能够促进作物对养分的吸收利用，提高肥料利用率。

与其他蔬菜相比较，莲藕具有生长周期长、需肥量大等特点[11]。缓释肥可以使养分释放与作物吸收同步，简化施肥技术，实现一次性施肥即可满足作物整个生长期的养分需要[12]，能简化莲藕施肥程序，降低莲藕种植劳动强度。缓释肥具有养分释放速率缓慢、肥效长、肥料利用率高等特点[8]，能有效缓解莲藕种植中肥料利用率低、增肥不增效、过量施肥导致污染环境等问题[13]。目前，国内研究大多集中于缓释肥在大田作物上的应用效应方面[14-15]，对于缓释肥在蔬菜作物上的应用研究鲜有报道。而国内外有关莲藕的研究多集中在莲基因组学与遗传育种[16]、保鲜加工[17-18]、药用保健功能[19]等方面，对于莲藕施肥技术方面的研究相对较少。笔者从氮磷钾不同配比的5 种缓释肥处理入手，探究不同缓释肥对莲藕植物学性状、光合特性、产量和品质的影响，旨在筛选出适合莲藕高产优质栽培的缓释肥料应用于生产。

1 材料与方法

1.1 材料

供试莲藕为浅水早熟品种大地红，由北京市农林科学院蔬菜研究中心提供。供试缓释肥包括：普通复合肥（15-15-15）、控久丰缓释肥（16-12-20）、控久丰缓释肥（17-17-17）、控久丰缓释肥（18-10-18）、新洋丰缓释肥（25-12-15）和史丹利缓释肥（26-12-10），供试肥料均由北京市农林科学院蔬菜研究中心提供。

1.2 方法

试验于2019 年4 —10 月在北京市农林科学院蔬菜研究中心四季青基地日光温室中进行。温室坐西朝东，长度150.00 m，跨度8.00 m，脊高4.50 m，边墙高4.00 m。莲藕栽培槽规格为2.00 m×1.20 m×0.60 m，栽培槽间距1.50 m。试验于2019 年4 月22 日定植，每个栽培槽内定植1 株，株间距1.50 m，3 个栽培槽为1个处理，共3 株。每株定植面积为2.40 m2，每个处理共用面积10.00 m2。栽培方式为栽培槽土培，栽培基质为棕壤土，深度为30.00 cm，试验前用五点采样法采集试验土壤测定其基本理化性状（表1）。试验以莲藕种植中施用肥料的种类为处理对象，共设6 个处理，分别为普通复合肥N：P2O5∶K2O=15∶15∶15（CK），5 种氮磷钾不同配比的缓释肥：N∶P2O5∶K2O=16∶12∶20（T1）、N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17（T2）、N∶P2O5∶K2O=18∶10∶18（T3）、N∶P2O5∶K2O=25∶12∶15（T4）、N∶P2O5∶K2O=26∶12∶10（T5），每处理3个重复。普通复合肥基施10.00 kg·667 m-2，生长期间补肥2次，每次为15.00 kg·667 m-2，缓释肥施肥总量为40.00 kg·667 m-2，于定植时作为基肥分别施入每个栽培槽内，栽培槽内设有水位球以便保持莲藕水位，日常管理同莲藕田常规管理。

1.3 项目测定

1.3.1 土壤理化性质测定方法 土壤速效磷含量使用往复振荡机和分光光度计采用0.50 mol·L-1 NaHCO3浸提钼锑抗比色法进行测定;土壤碱解氮含量使用扩散皿、半微量滴定管与恒温箱采用碱解扩散法进行测定;土壤速效钾含量使用火焰光度计与往返式振荡机采用火焰光度法进行测定;土壤有机质含量采用重络酸钾容量法进行测定;采用HI98130高量程pH-EC-TDS-℃测定仪测定土壤pH值和EC值。

1.3.2 莲藕生长指标的测定 于定植后30 d起，从每个处理内随机抽样9 片较高的立叶，用卷尺测定叶柄从泥面到叶柄顶端的高度（叶柄高）;叶柄中间部位的最大直径（即叶柄粗）;并以此叶片为对象用卷尺测量从叶脐到叶边缘最大长度及最小长度（即叶片长半径、叶片短半径）。与此同时，每个处理测量3 株莲藕的立叶数、浮叶数，每15 d测定1次。

1.3.3 莲藕叶片叶绿素含量和光合参数的测定 于莲藕生长旺盛期采用95%乙醇浸提法测定叶绿素含量，计算叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量及叶绿素a/b。采用Li-6400便携式光合仪（美国LI-COR公司）于莲藕生长旺盛期晴天9：00—11：00选择长势良好的叶片测定光合参数，包括净光合速率（Pn）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、气孔导度（Gs）与蒸腾速率（Tr），内置参比室CO2浓度为400 μmol·mol-1，红蓝光强为1000 μmol·m-2·s-1，叶室内设定空气流速500 μmol·s-1。

1.3.4 莲藕产量的测定 待莲藕地上部分全部干枯后挖起藕冲洗干净后测产，并按照种植面积和称量结果换算成每hm2产量。具体鉴定参考《莲种质资源描述规范和数据标准》[20]进行。

1.3.5 莲藕品质指标的测定 从每个处理随机采集3 株无病虫害的莲藕，然后去掉子藕和孙藕，以主藕为对象，测定其节间纵径、节间横径，采用电子天平测定莲藕节间质量;采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C含量[21];采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[22];采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量[23]。

1.4 数据处理

采用 Excel 2016 软件进行数据处理和作图;采用 SPSS 20.0 数据分析软件进行方差分析，采用Duncan 新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同缓释肥处理对莲藕植株生长的影响

由表2可知，不同肥料处理下，莲藕生长期内叶柄高于定植后60～120 d内增长最快，而后趋于稳定，同一生长期不同缓释肥处理叶柄高均高于对照处理。缓释肥处理叶柄高以T5 处理120 d时达最大，为145.33 cm;CK 处理叶柄高150 d时达最大，为121.50 cm。各处理间莲藕生长期内叶长半径平均在19.17～30.00 cm;叶短半径平均在15.00～20.83 cm;不同肥料处理莲藕立叶片数在定植后90～120 d内达到最大，以T2 处理120 d时达最大，为61.33 片;浮叶片数平均于定植后60～90 d内达到最大，以T5 处理在90 d时达最大，为33.33 片;不同肥料处理莲藕生长期内叶柄粗平均在7.00～13.00 mm。

2.2 不同缓释肥处理对莲藕植株叶绿素含量和光合参数的影响

由表3可知，各处理中叶绿素a含量（w，后同）以T3 为最高，为2.25 mg·g-1;T5 处理含量最低，为1.06 mg·g-1;T1 处理叶绿素b含量最小，T3与T5 处理叶绿素b含量最高。各处理总叶绿素含量以T3 处理最高，为3.09 mg·g-1，比CK处理显著提高63.49%，分别比其他缓释肥处理提高47.14%、12.36%、2.66%、61.78%。叶绿素a/b以T1 处理最大，T3 处理次之，T5 处理最小。

由表4可知，不同处理之间莲藕叶片光合参数有一定差异。T3 处理莲藕叶片的净光合速率最高，为9.71 μmol·m-2·s-1;CK 处理最低，为6.47 μmol·m-2·s-1;T3 处理叶片净光合速率比CK 处理显著提高50.08%，分别比其他缓释肥处理提高32.11%、13.97%、4.63%、43.00%。叶片气孔导度以T3 处理最大，且显著高于其他处理;CK 处理叶片胞间CO2浓度最高，为374.05 μmol·mol-1，T3 处理最低，为267.59 μmol·mol-1;T3 处理叶片蒸腾速率最高，为4.90 mmol·m-2·s-1，分别比其他处理提高101.65%、43.70%、43.70%、17.22%、85.61%。由此可知，氮磷钾的比例为18：10：18時总叶绿素含量最高，且净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均最高。

2.3 不同缓释肥处理对莲藕产量指标的影响

由表5可以看出，不同肥料处理莲藕的产量大小顺序为T3>T4>T1>T2>T5>CK，缓释肥5个处理莲藕产量均显著大于CK。其中，T3 处理莲藕产量最高，为46 277.78 kg;CK 处理莲藕产量最低，为29 944.44 kg;缓释肥处理分别比对照增产33.26%、32.65%、54.55%、49.26%、29.27%，节间质量以T4 处理最大，为331.60 g;T2 处理最小，为212.92 g。

2.4 不同缓释肥处理对莲藕品质指标的影响

由表6可知，莲藕节间纵径以T2 处理最大，为15.00 cm，比CK 处理提高7.14%，分别比其他缓释肥处理提高11.11%、18.39%、15.38%、21.65%;节间横径以T1 处理最大，为70.67 mm，T2 处理最小，为63.79 mm;果形指数以T2 处理最大，T5 处理最小。

由表7可知，不同肥料处理莲藕维生素C、可溶性蛋白质、可溶性糖含量均为T3>T4>T2>T1>T5>CK，且除T5处理外，其他4个缓释肥处理维生素C和可溶性蛋白质含量均显著高于对照。缓释肥处理维生素C含量分别比对照提高58.69%、92.19%、141.21%、107.23%、14.36%;T3 处理可溶性蛋白质含量比CK 提高39.43%;5个缓释肥处理可溶性糖含量分别比对照提高7.09%、7.85%、32.03%、12.66%、2.28%;节间含水量以T2 处理最大，为82.70%，T5 处理最小，为75.34%。

3 讨论与结论

提高生物产量是作物高产的基础，而施肥是调控生物产量的主要手段[24]。一直以来，莲藕在种植过程中由于施肥不当导致的病害发生、产量不稳、环境污染等问题频繁发生[25]。而缓释肥养分释放速度缓慢，释放期长，且养分释放与作物吸收同步，能够供应作物整个生育期生长所需的养分，更好地促进作物对养分的吸收利用，提高肥料利用率，减少环境污染[26，10]。因此科学地施用缓释肥，可以提升莲藕品质，并有良好的增产效果。本研究中，氮磷钾比例为18∶10∶18的缓释肥处理莲藕较对照处理增产最多，品质最好。表明莲藕对氮钾肥的需求量要高于磷肥。这与鲍锐等[1]的研究结果一致。而对于不同肥料处理对莲藕植株内氮、磷、钾的吸收积累方面仍有待研究。

产量的形成主要依赖于光合产物的积累和转运[27]。本试验中不同缓释肥处理较对照处理提高了莲藕叶片叶绿素含量和光合参数，这可能是由于缓释肥肥效时间长、肥料利用率高，从而提高了土壤养分的有效性，使得土壤养分供给充足，叶绿素合成能力增强，叶片中叶绿素含量增加，而叶绿素含量是决定光合性能的主要因素，从而提高了光合能力[28]。T3 处理氮肥占的比例较高，这与前人的氮肥可显著提高叶片叶绿素含量和净光合速率的研究结果一致[29]。而过量施入氮肥会使植株徒长，使光合速率下降。对于不同肥料处理对莲藕植株叶片光响应及叶片显微结构的影响仍需进一步研究。

不同缓释肥处理较对照处理提高了莲藕的品质，可能是由于缓释肥肥效时间长，能够改善莲藕根系微环境的营养结构，为土壤微生物的生活繁衍提供了良好的条件，促进了根系生物的活动[30]，从而有利于根系生长和营养物质的积累。T3 处理氮肥比例较高，品质优于其他处理，可能是由于一定量的氮肥提高了有效氮含量，可以促进氮代谢，增加了氨基酸积累，进而促进次生代谢产物的增加[31]。

本试验结果表明，在不同肥料处理下，不同缓释肥处理均能提高莲藕产量和品质，其中缓释肥处理较普通复合肥处理分别增产33.26%、32.65%、54.55%、49.26%、29.27%，这与谢婷婷等[6]的研究结果一致。氮磷钾比例为18∶10∶18的缓释肥处理增产最多，且该施肥处理下莲藕叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、维生素C含量、可溶性糖含量等均为最大。同时，氮磷钾比例为18∶10∶18的缓释肥处理的莲藕植株叶柄高、叶长半径等生长指标均优于对照处理。因此氮磷钾比例为18∶10∶18的缓释肥更适宜在莲藕种植中推广使用。

综上所述，氮磷钾配比为18∶10∶18的缓释肥可提高莲藕品质，增加莲藕产量，为推荐施肥配比。笔者初步探究了不同缓释肥对莲藕光合作用、产量及品质的影响，对于解决莲藕种植过程中过量施肥，从而污染环境等问题有一定研究价值。

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