氮磷钾肥配比对元宝枫苗生长和叶片生理活性物质含量的影响

赵淑琴

(怀仁市林业种苗培育中心， 山西 怀仁 038300)

元宝枫(Acertruncatum)为槭树科(Aceraceae)槭属(Acer)落叶乔木，是我国北方地区重要的彩叶树种之一，适应性强，其叶片和果实具有药用价值[1]，因此，元宝枫作为观赏、用材、生产于一体的树种，目前在城市园林中广泛栽培[2]。生产中为培育优质壮苗，人工施肥是有效措施之一，其中施用氮肥促进生长效果最明显[3]，但是也存在着苗木秋季枝条硬化慢，冬季抽条严重的问题。为解决这一问题，育苗中施用一定比例的磷钾肥是重要的途径[4]。磷肥不仅对植物生长发育产生显著影响，还会对植物生理活性物质含量产生影响。张建海等[5]研究认为，适宜的磷肥施用量有利于提高野菊花的绿原酸和总黄酮含量，提升野菊花产品的内在品质；翟彩霞等[6]研究认为，P2O5施用量在0～180 kg·hm-2的范围内， 随着磷肥施用量的增加，金银花叶片内绿原酸含量表现出升高的变化；张兆辉等[7]研究认为，氮磷钾营养元素配合施用有利于提高甜瓜VC含量，其中氮与磷之间存在显著的正效应；李娟等[8]研究认为，施肥可以提高蔬菜产量和产品中VC含量，其中氮磷平衡施肥效果最明显；王自布等[9]认为，施用磷肥可以促进菊花生长，提高黄酮含量；徐松鹤等[10]研究认为，施用磷肥对提高荞麦种子类黄酮含量效果优于施用氮肥和钾肥；吴红红等[11]研究认为，氮磷钾配施有利于提高紫薯块根花色素苷含量，单施磷肥效果优于单施钾肥和氮肥；杜宇倩等[12]研究认为，氮磷钾配施为2∶2∶1时有利于提高马铃薯花色素苷含量。从前人相关研究来看，施用磷肥有利于促进植物生长和改善生理活性物质含量，但是不同氮磷配比对元宝枫生长和生理活性物质含量影响的相关研究较少。本文通过分析不同氮磷配施比例对元宝枫生长及生理活性物质的影响规律，以期为元宝枫育苗和栽培中科学合理施肥提供理论依据。

1 试验地概况

试验地设于山西省朔州市怀仁市林业种苗培育中心试验苗圃，位于山西省北部、桑干河上游，属于北温带大陆性气候，四季分明，年温差大。冬季寒冷干燥，降水较少；春季回暖快，多大风沙尘天气；夏季温度高，雨量集中在7—8月；秋季气温下降明显，降水日趋减少，秋高气爽。年平均气温7.9℃，最冷月平均气温-9.2 ℃，最热月平均气温22.7 ℃；年平均降雨量367.0 mm，其中4—9月降水量323.9 mm，占全年降水量的88.3%；年平均相对湿度48%，最小相对湿度19%；年平均无霜期141 d；全年日照时数2862.0h，占可照时数的64%；年平均风速2.4m·s-1，最多风向为北风；年平均蒸发量2028.8mm。土壤类型为栗钙土，2020年试验田土壤肥力状况为：有机质含量9.22 g·kg-1，碱解氮82.36 mg·kg-1，有效磷9.62 mg·kg-1，速效钾98.38 mg·kg-1，pH值8.21。2021年试验田土壤肥力状况为：有机质含量10.01 g·kg-1，碱解氮113.85 mg·kg-1，有效磷13.74 mg·kg-1，速效钾146.35 mgg·kg-1，pH值7.86。

2 材料与方法

2.1 试验材料

2020年试验所选元宝枫苗木为2019年11月份购买的1年生实生苗，11月20日栽植在苗圃中，栽植密度为60 cm×80 cm，平均苗高42.6 cm。2021年试验所选元宝枫苗木为2020年11月10日购入的1年生实生苗，11月15日移栽至苗圃内，栽植密度为60 cm×80 cm，平均苗高为55.2 cm。

2.2 研究方法

2.2.1 试验设计

根据牛雪峰[3]的研究结果，本试验将氮磷施肥总量设置为26 g·株-1。试验共设4个处理，其中T1为对照，不施用氮磷肥；T2、T3、T4氮磷施用比例分别为1∶1、1∶2、1∶3，各处理具体施肥量见表1，每个处理均施用硫酸钾5 g·株-1。试验所选氮肥为尿素，含氮量为46%，磷肥为重过磷酸钙，P2O5含量为50%，钾肥为硫酸钾，K2O含量为50%。施肥方式为单株施肥，2021年3月5日，将氮磷肥按照试验设计称量好，混入10倍的土壤拌合均匀。在距离根茎8 cm的东西两侧开挖宽10 cm，深10 cm，长20 cm的沟，将肥料与土壤混合好的肥料施入沟中，覆土并浇透水1次。随机区组试验设计，每次重复8株苗木，每个处理3次重复，共计96株，2020年和2021年试验设计和处理方式相同。整个试验期间防止发生旱涝和病虫危害，分别于2020年7月10日除草1次，2021年7月26日除草1次。

表1 各不同处理施肥量 Tab.1 Fertilizer volume in different treatmentsg·株-1试验处理尿素过磷酸钙硫酸钾T1005T213.013.05T38.717.35T46.519.55

2.2.2 苗高测量和叶片生理活性物质含量测定

分别于2020年和2021年的5月20日、6月20日、7月20日、8月20日采用钢卷尺(精度0.1 cm)测定元宝枫苗高，每个处理选择5株，取平均值作为最终结果。测量苗高结束后，在树冠上、中、下各取2片成熟叶，带回实验室冲洗干净，然后分别测定叶片中花色素苷、绿原酸、维生素C(VC)、黄酮含量。其中花色素苷含量测定采用紫外分光光度法[13]，绿原酸含量测定采用95%乙醇提取法[14]，VC含量测定采用2，6—二氯靛酚钠溶液滴定法[13]，黄酮含量测定采用70%乙醇提取法[15]。每个指标测定3次，取平均值作为当年测定结果。试验结果取2020年和2021年的平均值作为最终结果。

2.2.3 数据分析

数据处理以及表格制作采用Excel 2013软件制作，方差分析使用DPS 7.05软件。

3 结果与分析

3.1 氮磷钾肥配比对元宝枫苗高的影响

由图1可知，元宝枫苗高随着试验持续时间的延长而一直升高，不同处理对元宝枫苗高的影响存在显著差异。整个试验期间，T2处理苗高处于最高值，与对照相比分别提高了7.38%、9.25%、9.82%、14.63%，差异显著，表明该处理在整个试验期间均可以显著提高元宝枫苗高。T3与T2之间无显著差异，T3与T4之间无显著差异；5—7月，T4与对照之间无显著差异，8月T4比对照提高了5.70%，差异显著，表明该处理与对照相比具有显著提高元宝枫苗木苗高的作用。T3与T2之间无显著差异，表明这两个处理对元宝枫苗木苗高的影响处于同一水平。

注： 不同小写字母表示5%水平上差异显著。下同。

3.2 氮磷钾肥配比对元宝枫苗叶片内黄酮含量的影响

由图2可知，不同氮磷钾肥配比对元宝枫叶片内黄酮含量的影响存在明显差异。整个试验期间，T4处理叶片内黄酮含量始终处于最高值，与对照相比分别提高了25.18%、22.38%、18.18%、35.09%，差异显著，表明该处理在整个试验期间均可以显著提高元宝枫叶片内的黄酮含量。5—6月T3与T4两个处理之间无显著差异，7—8月T4显著高于T3处理。T2与T4之间无显著差异，T2与对照之间无显著差异，表明T2与对照相比不会对元宝枫叶片内的黄酮含量产生显著影响。

图2 不同月份不同处理元宝枫苗叶片内黄酮含量

3.3 氮磷钾肥配比对元宝枫苗叶片内绿原酸含量的影响

由图 3可知，元宝枫叶片内的绿原酸含量在整个试验期间表现为先升高后降低的变化，不同处理在相同月份对绿原酸含量的影响存在差异。整个试验期间，T4处理与对照相比绿原酸含量分别提高了37.82%、25.62%、19.60%、26.68%，差异显著，表明该处理与对照相比对提高绿原酸含量具有显著作用。T3在整个试验期间均与T4之间无显著差异，T3显著高于对照，说明该处理也具有显著提高元宝枫绿原酸含量的作用。T2显著低于T3、T4处理，T2与对照之间无显著差异，表明T2在整个试验期间均不会对元宝枫绿原酸含量产生显著影响。

图3 不同月份不同处理元宝枫苗叶片内绿原酸含量

3.4 氮磷钾肥配比对元宝枫苗叶片内花色素苷含量的影响

由图4可知，不同氮磷钾肥配比处理提高了元宝枫叶片内的花色素苷含量，但是不同月份存在差异。整个试验期间，T4处理处于最高值，4个月份与对照相比分别提高了21.45%、22.80%、28.50%、24.38%，差异显著，表明该处理对提高元宝枫叶片内花色素苷含量效果显著；T3与T4之间无显著差异，T3显著高于对照，表明T3同样具有显著提高元宝枫叶片内花色素苷含量的作用。5—6月，T2显著低于T3、T4，T2与对照之间无显著差异；7—8月，T2显著低于T4，T2显著高于对照，表明T2在这两个月份具有显著提高元宝枫叶片内花色素苷含量的作用。

图4 不同月份不同处理元宝枫苗叶片内花色素苷含量

3.5 氮磷钾肥配比对元宝枫苗叶片内VC含量的影响

由图5可知，施肥提高了元宝枫叶片内VC含量，不同处理之间存在差异。T4处理在整个试验期间均处于最高值，与对照相比VC含量分别提高了52.00%、32.07%、27.80%、38.54%，差异显著，表明该处理与对照相比具有显著提高元宝枫叶片内VC含量的作用。T3与T4之间无显著差异，两个处理均显著高于T2，T3显著高于对照，表明T3、T4与T2相比可以显著提高元宝枫叶片内VC含量。5—6月，T2与对照之间无显著差异，表明该处理在这两个月份不会对元宝枫叶片内VC含量产生显著影响；7—8月，T2显著高于对照，表明该处理仅在这两个月份可以显著提高元宝枫叶片内的VC含量。

图5 不同月份不同处理元宝枫苗叶片内VC含量

4 结论与讨论

(1)氮磷钾元素均具有促进植物生长的作用[16]，但是单纯施用氮元素容易造成植物徒长，所以氮磷钾配合施用更有利于植物健壮生长[17]。本试验结果中，元宝枫苗高随着磷施用量的升高而降低，这可能与氮元素相对施用量降低有关。T4苗高与对照之间无显著差异，这可能与磷元素有抑制植物徒长作用有关[18]。磷钾元素对提高植物体内花色素苷含量效果显著，但添加氮肥后，花色素苷含量则表现出降低的变化，因此提高磷元素比例有利于提高彩叶植物叶片内花色素苷含量，从而提高叶片观赏价值[19]。研究结果表明，随着磷施用量的增加，元宝枫叶片内花色素苷含量表现出升高的变化，这可能与磷元素提高了花色素苷合成通路相关基因表达有关[20]。同时T3和T4处理花色素苷含量并无显著差异，说明氮磷钾肥施用量大于等于8.7、17.3、5 g·株-1时有利于元宝枫花色素苷的合成和积累。对于元宝枫幼树来说，苗高和叶片内花色素苷含量是观赏质量高低的重要影响因素，氮磷钾施用量分别为8.7、17.3、5 g·株-1时苗高和花色素苷含量均显著高于对照。而氮磷钾施用量分别为6.5、19.5、5 g·株-1时元宝枫叶片内花色素苷含量同样显著高于对照，也有利于元宝枫幼苗观赏价值的提高[21]。

(2)绿原酸具有抗菌抗病毒的作用，绿原酸含量高低对元宝枫叶片药用价值具有重要影响[22]。施用氮肥尽管会促进植物生长，但是会显著降低绿原酸含量，而在施用氮肥基础上配施磷肥则具有提高绿原酸含量的作用[6]。本研究中，随着磷施用量的增加，元宝枫叶片中绿原酸含量表现出升高的变化，这与刘大会等[23]的研究结果相似，本研究中，T3和T4处理均有利于元宝枫叶片内绿原酸的积累。氮、钾对植物体内黄酮含量具有显著影响，而磷肥作用相对较小[24]，因此，本试验中T2、T3、T4处理的黄酮含量处于同一水平，8月，T3、T4处理均显著高于对照，这可能与其中的氮元素有关。VC含量高低与人工施肥高低具有正相关关系，在一定范围内，增加磷肥施用量有利于植物体内VC含量的增加[25]，而氮磷配合施用相对于单纯施用磷肥更能显著促进VC的合成和积累[26]。本试验中，随着氮磷比例增加，VC含量表现出升高的变化，这与杨小锋[27]的研究结果相似，表明氮磷配合施用对提高元宝枫叶片生理活性物质含量具有明显的促进作用。

综上所述，氮磷钾肥施用量分别为6.5、19.5、5 g·株-1时可以显著促进元宝枫生长，提高花色素苷、绿原酸、黄酮、VC含量，因此，在元宝枫观赏兼生产栽培中以此配比为宜。