搭架种植下粉葛不同部位氮、磷、钾养分吸收与分配特征

何绍浪，王斌强，林小兵，黄尚书，王馨悦，钟义军，成艳红，张昆，孙永明，黄欠如

(江西省红壤研究所，南昌 330046)

粉葛(Pueraria thomsoniiBenth)属豆科，是一种多年生的藤本落叶植物。粉葛具有解肌退热、生津止渴、透疹、升阳止泻、通经活络、解酒毒之功效，用于治疗外感发热头痛、项背强痛、消渴、麻疹不透、热痢、泄泻、眩晕头痛、酒毒伤中[1]。目前，广西、广东、江西已经成为我国粉葛主产区，江西省把粉葛列入“赣食十味”之一[2]。实际生产中众多种植户为了追求产量，大量施用复合肥，导致肥料利用率不高，也易引起粉葛的内部缺陷[3]。关于粉葛施肥方面的研究已有报道。黄涛[4]对大巴山粉葛研究发现，钾肥和磷肥对粉葛产量的影响大于氮肥。穴施磷肥50 g 处理粉葛块根生物量最高，穴施25 g 磷肥处理粉葛淀粉含量最高，穴施100 g 复合肥处理葛根素含量最高[5]。杨远宁[6]研究发现，根施和叶面喷施含硒有机肥后，粉葛的产量、品质和硒积累量均有提高。何明慧等[7]研究表明，施用有机肥可提高粉葛块根、叶中的N、P 含量和藤、叶的K 含量，降低藤的N 含量和块根的K 含量，提高粉葛块根产量及商品率，促进有效成分的合成。

植物N、P、K 养分的吸收与分配规律是当今的研究热点，但已有的相关研究尚未揭示粉葛对N、P、K 养分的吸收与分配规律。为此，笔者于粉葛采收期从江西省15 个县(市、区)的17 个粉葛搭架种植基地共采集85 株植株样品，对采收期粉葛N、P、K养分吸收与分配特征进行研究，以期为粉葛合理施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

样品于2019 年12 月初采集，此时粉葛刚进入采收期。从江西省15 个县(市、区)选取17 个粉葛搭架种植基地，每个基地采集长势相对一致的5 株粉葛，共采集85 株植株。每株分别采集块根、葛头、主藤、侧枝、叶片，测定各部位生物量(鲜质量、干质量)。具体粉葛种植基地信息及粉葛生物量见文献[8]。粉葛种植基地土壤理化性质见表1。

表1 粉葛种植基地土壤基本理化性质Table 1 The basic physical and chemical properties of soil in P.thomsonii Benth cultivation base

1.2 测定项目与方法

将植株分为块根、葛头、主藤、侧枝、叶片5 个部位分别进行测定。将块根(切成片)、葛头(切成片)、主藤、侧枝、叶片分开包扎，于干燥箱内105 ℃杀青20 min，80 ℃烘至恒重，冷却至室温后测干质量。将每个基地的块根、葛头、主藤、侧枝、叶片分别充分混合，用四分法缩分至200 g 左右磨碎并过0.25 mm 筛。采用硫酸—过氧化氢消煮、全自动定氮仪测植物全氮，分光光度法测植物全磷，火焰原子吸收分光光度法测植物全钾。

1.3 数据处理与统计分析

采用Excel 2003 和DPS 7.05 软件进行数据处理分析，采用单因素方差分析(one－way ANOVA)的最小显著差异(LSD)进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 粉葛不同部位N、P、K 养分含量特征

全省17 个采样点粉葛各部位N、P、K 养分含量特征见表2。从同一养分指标来看，N 含量表现为叶片>葛头>主藤>侧枝>块根，各部位的差异达显著水平(P<0.05)；P 含量表现为葛头>主藤>块根>叶片>侧枝，葛头显著高于其他部位(P<0.05)，主藤显著高于侧枝(P<0.05)；K 含量表现为块根>葛头>侧枝>叶片>主藤，块根显著高于主藤和叶片(P<0.05)，葛头显著高于主藤(P<0.05)。从同一部位不同养分指标来看，块根中K>N>P，各养分之间差异显著(P<0.05)；葛头、主藤、叶片中N>K>P，各养分之间差异显著(P<0.05)；侧枝中N 和K 含量相近，均显著高于P 含量(P<0.05)。各部位N、P、K养分含量的变异系数在0.10～0.53 之间，均属于中等变异，其中各部位N 含量的变异系数均小于各部位K 含量的变异系数。

表2 粉葛不同部位N、P、K 养分含量统计Table 2 Statistics of N，P and K nutrient contents in different organs of P.thomsonii Benth

2.2 粉葛不同部位N、P、K 养分含量相关分析

由表3 可知，各部位中N 含量与P 含量的相关性均不显著，主藤、侧枝、叶片中N 含量与K 含量均呈显著正相关(P<0.05)，块根中P 含量与K 含量呈显著正相关(P<0.05)，葛头和叶片中P 含量与K含量呈极显著正相关(P<0.01)。

表3 粉葛不同部位N、P、K 养分含量的相关系数(n＝17)Table 3 The correlation coefficients of N，P and K nutrient contents in different organs of P.thomsonii Benth

2.3 粉葛不同部位N、P、K 养分的分配

从表4 可以看出，粉葛中N 的分配比例以块根最高，显著高于其他部位(P<0.05)，其次是叶片，显著高于葛头、主藤和侧枝(P<0.05)，侧枝显著高于葛头(P<0.05)。粉葛中P 的分配比例以块根最高，显著高于其他部位(P<0.05)，而其他部位之间没有显著差异。粉葛中K 的分配比例也以块根最高，显著高于其他部位(P<0.05)，其次是侧枝，显著高于葛头、主藤和叶片(P<0.05)。

表4 粉葛N、P、K 养分在不同部位的分配比例Table 4 The distribution of N，P and K nutrient in different organs of P.thomsonii Benth %

2.4 粉葛N、P、K 养分需求特征

粉葛在生长过程中需要吸收大量的N、P、K 养分。如表5 所示，每生产100 kg 粉葛的N、P、K 养分吸收量变化范围分别为0.54～1.46、0.04～0.17、0.52～1.76 kg，均值分别为0.88、0.09、0.89 kg，分别占养分吸收总量的47.31%、4.84%、47.85%。N和K 养分吸收量相近，均显著高于P 的吸收量(P<0.05)。各养分吸收量的变异系数大小为P>K>N，在0.30～0.37 范围内，属于中等变异。

表5 生产100 kg 鲜葛的N、P、K 养分吸收量Table 5 N，P and K nutrient uptakes in P.thomsonii Benth to produce 100 kg root tuber

3 讨论与结论

N 和P 是植物生长的必需矿质元素，与植物的生长速率密切相关[9]。K 是所有生物必须的营养元素，是植物体中含量最丰富的阳离子，在各种生理与生物化学过程(包括光合作用)中起着重要作用[9]。块根、葛头、主藤、侧枝、叶片作为粉葛的不同营养部位，因其结构功能的不同，各部位中N、P、K 养分含量也不同。本研究中粉葛各部位N 含量以叶片最高。叶片作为植物光合作用的主要场所，N 又是细胞中合成叶绿素和蛋白质的主要元素，因此叶片具有较高的N 分配比例[10]。各部位P 含量以葛头最高，且葛头N、P、K 含量均比主藤高，这个可能与葛头的形成有关。葛头是由上一年的主藤剪成种茎经栽培后形成的，当种茎的芽萌发生长成主藤且藤蔓长至1.5～2.0 m 时，种茎由养分供应器官转为养分运输器官和贮藏器官[8]。各部位K 含量以块根最高，这主要是因为K 的移动性强，总是向生长旺盛的器官转移。而粉葛作为典型的喜K 类块根作物，在块根膨大期间块根对K 具有较高的吸收强度，刚进入采收期的块根对K 也还保留一定的吸收强度。此外，本研究中粉葛块根N、K 养分含量与何明慧等[7]的研究结果相近，但块根中P 含量、主藤及叶片中N、P、K 养分含量相对偏低，这可能与土壤的养分含量有关。

N、P、K 养分之间的相关分析表明，各部位中N含量与P 含量的相关性均不显著，可能与作物种类有关，因为不同物种的生存策略和适应性不同，具体原因还有待进一步深入研究。主藤、侧枝、叶片中N含量与K 含量呈显著正相关(P<0.05)，块根中P含量与K 含量呈显著正相关(P<0.05)，而葛头和叶片中P 含量与K 含量呈极显著正相关(P<0.01)。说明植物体内N、P、K 养分之间具有一定的比例组成和协调关系。

植株N、P、K 在不同部位上的分配反映了植物的生理活动和对生境的适应策略[11]。本研究中粉葛块根平均生物量占植株的55.97%[8]。而块根中N 平均含量低于其他部位，P 平均含量低于葛头和主藤而高于叶片和侧枝，K 平均含量高于其他部位，但块根中N、P、K 养分平均分配比例分别为43.14%、55.47%、62.36%，均高于其他部位。这说明N、P、K 在不同部位的分配不仅与各部位N、P、K含量有关系，还与各部位的生物量大小密切相关。

作物养分吸收量为作物各部位养分含量与相应部位生物量的乘积。本研究中每生产100 kg 粉葛，N、P、K 养分吸收量分别为0.88、0.09、0.89 kg，养分吸收比例为N∶P∶K＝1.00∶0.10∶1.01。由此可见，粉葛对氮、钾肥需求量较大。在生产上应根据土壤供肥状况合理满足粉葛对氮、钾的需求，并适当配施磷肥。

本研究探讨了采收期粉葛各部位N、P、K 养分含量及其分配规律，但各生育期的养分吸收规律也有所不同。就同为块根作物的薯类而言，木薯N、P、K 养分含量随着植株生长不断下降，而累积量却不断提高[12]。紫甘薯地上部K 累积量随植株生长呈现先升后降的单峰变化趋势[13]。甘薯地上部对N、P、K 养分的吸收累积主要集中在甘薯旺长期、膨大期[14]。此外，粉葛吸肥特点与规律是土壤、施肥及气候等因素综合作用的结果，且各个因素间存在复杂的互作效应。因此，对于粉葛不同生育期的养分吸收、分配规律的研究及其科学施肥技术还有待进一步展开。