氨基酸水溶肥对枇杷幼苗生长及养分吸收的影响

向胤春，彭春华，林立金，宋潘晖，周甲云，栗欣宇，邓群仙*

（1.四川农业大学园艺学院，成都 611130；2.成都市龙泉驿区农业农村局，成都 610100；3.四川农业大学果蔬研究所，成都 611130）

养分缺乏影响果树生长及养分吸收[1-2]。果树生产中，为增加树体对养分的吸收，化肥普遍过量施用[3]。据《中国统计年鉴(2022)》显示，2021年我国化肥平均利用率仅为41%，比欧美国家低10～20个百分点[4]。施用外源调节物质可实现化肥的减量增效[5-6]。氨基酸水溶肥是一种新型功能性肥料，近年来以其绿色、高效和高性价比等特点备受研究人员关注[7-8]。研究表明，氨基酸水溶肥可提高土壤的酶活性和有机质降解速率，改善土壤理化特性[9-10]；可促进植株根系生长和养分吸收[11]；还可诱导植物的防御反应增强植株抗逆性[12]。此外，氨基酸螫合微量元素可使微量元素更易被植物吸收，并促进微量元素转运，提高元素利用率[13-14]。齐钊等[15]和柳晓磊等[16]施用氨基酸水溶肥改善了土壤理化性质及细菌群落结构；王孝娣等[17]和魏启舜等[18]增施不同氨基酸水溶肥促进了草莓和白菜的生长；李爽[19]和宁志怨等[20]研究显示，氨基酸水溶肥不仅促进了草莓生长，还提高了草莓的产量和品质。此外，氨基酸水溶肥在西瓜[21]、杨梅[22]、甜瓜[23]、葡萄[24]和桃[25]等作物上的试验均表明氨基酸水溶肥可以促进作物生长，提高作物产量。以上研究表明，氨基酸水溶肥可促进植物生长且物种间差异性较小。

枇杷(Eriobotrya japonicaL.)是蔷薇科枇杷属常绿乔木，起源于大渡河上游雅安地区，距今已有2000多年的栽培历史[26]。枇杷秋冬开花，初夏成熟，正值鲜果供应淡季，极受人们欢迎。据不完全统计，目前我国枇杷栽培总面积近13万hm2，年产量超90万t，生产规模占世界枇杷的80%以上，在国际上占绝对优势[27]。枇杷生产中普遍存在化肥偏施和滥施问题，导致土壤板结酸化，并导致树体养分吸收不足或吸收不平衡，进而发生代谢紊乱，影响枇杷生长和果实品质[28]。因此，枇杷生产过程中亟待降低化肥的施用并促进树体对养分的吸收利用。本试验以1 a生‘大五星’幼苗为材料，研究不同稀释倍数氨基酸水溶肥对枇杷幼苗生长及养分吸收的影响，以期筛选出最适氨基酸水溶肥稀释倍数，为枇杷生产减肥增效提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为1 a生‘大五星’枇杷实生幼苗(株高约18 cm，茎粗约3.5 mm)，取自四川农业大学崇州现代农业研发基地。供试肥料为“益施帮”氨基酸水溶肥(氨基酸含量≥100 g/L)，购自先正达集团股份有限公司。供试土壤为潮土，取自四川农业大学成都校区附近农田，按鲍士旦[29]的方法测定其基本理化性质为：pH 7.37，有机质含量12.17 g/kg，碱解氮含量60.13 mg/kg，有效磷含量16.13 mg/kg，速效钾含量51.03 mg/kg。

1.2 试验设计

试验于2021年10月—12月在四川农业大学成都校区(30°42′19″N，103°51′29″E，海拔470 m)开展。待枇杷幼苗长至4～6片真叶时，于2021年10月选取长势一致的幼苗移入苗盆(直径×高：20 cm ×16 cm)，每盆3株。枇杷幼苗全部成活后(2021年11月)，叶片正反面喷施不同稀释倍数的氨基酸水溶肥(50、100、150和200倍)，至悬滴为止，每盆喷施约30 mL，对照喷施等量蒸馏水(0倍)。每处理重复3次(3盆)，15 d后喷施第2次，共喷施2次。喷施后各盆幼苗完全随机摆放，不定期交换位置，以减少边际效应。常规管理使土壤含水量保持在土壤持水量的80%左右。

1.3 测定项目及方法

第一次喷施前采收3盆整株幼苗用于初始指标测定；最后一次喷施后30 d各处理收获整株幼苗，根系、茎杆、叶片分别用自来水洗净，再用去离子水冲洗3次，分装后于110 ℃杀青15 min，80 ℃烘干至恒重。用电子天平(精度千分之一)称量样品生物量；参照鲍士旦[29]的方法，样品经H2SO4-H2O2消煮后，用凯氏定氮法测定氮含量，钼锑抗比色法测定磷含量，火焰分光光度法测定钾含量。

分别于试验前和试验后采集土样，混匀后自然风干过1 mm筛备用。参照鲍士旦[29]的方法，土壤碱解氮含量采用扩散皿法测定；土壤速效磷含量采用NaHCO3提取，钼锑抗比色法测定；土壤速效钾含量采用NH4OAc提取，火焰分光光度计法测定；土壤pH值采用土水比1∶2.5，用PHS-3C型酸度计测定。

1.4 数据处理

数据采用SPSS 25.0和DPS 7.05进行统计分析。3次重复数据均经正态分布和齐性检验，进行单因素方差分析，用DMRT比较处理间的差异显著性(P<0.05)。采用回归分析法分析氨基酸水溶肥稀释倍数与枇杷幼苗根系和地上部生物量、全氮、全磷和全钾含量的关系；采用Pearson相关分析法分析枇杷幼苗生物量与全氮、全磷和全钾含量的关系；参照Wang X.[30]的方法对枇杷幼苗生物量与全氮、全磷和全钾含量进行灰色关联度分析。

2 结果与分析

2.1 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗生物量的影响

氨基酸水溶肥增加了枇杷幼苗根系和地上部的生物量(图1A, B)。枇杷幼苗根系和地上部生物量随氨基酸水溶肥稀释倍数的增大先增后减，并在100倍时最大，分别为0.80和3.02 g/株。与对照相比，50、100、150和200倍的氨基酸水溶肥枇杷幼苗根系生物量分别增加了8.76%、21.45%、19.03%和9.37%，地上部生物量分别增加了11.37%、44.41%、34.05%和20.25%。各处理间枇杷幼苗地上部生物量差异显著(P<0.05)。回归分析表明，枇杷幼苗根系和地上部生物量与氨基酸水溶肥稀释倍数呈二次多项式回归关系。

图1 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗生物量的影响Figure 1 Effect of amino acid water-soluble fertilizer on the biomass of loquat seedlings

2.2 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗全氮含量的影响

氨基酸水溶肥提高了枇杷幼苗根系和地上部的全氮含量(图2A, B)。枇杷幼苗根系和地上部全氮含量随氨基酸水溶肥稀释倍数的增大先增后减，并在100倍时最大，分别为6.69和9.79 mg/g。与对照相比，50、100、150和200倍的氨基酸水溶肥枇杷幼苗根系全氮含量分别提高了19.68%、58.90%、12.12%和9.60%，地上部全氮含量分别提高了42.67%、70.01%、56.90%和42.62%。各处理间枇杷幼苗地上部全氮含量差异显著(P<0.05)。回归分析表明，枇杷幼苗根系和地上部全氮含量与氨基酸水溶肥稀释倍数呈二次多项式回归关系。

图2 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗氮含量的影响Figure 2 Effect of amino acid water-soluble fertilizer on nitrogen content of loquat seedlings

2.3 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗全磷含量的影响

氨基酸水溶肥提高了枇杷幼苗根系和地上部的全磷含量(图3A、B)。枇杷幼苗根系和地上部全磷含量随氨基酸水溶肥稀释倍数的增大先增后降，并在100倍时最大，分别为3.42和0.20 mg/g。与对照相比，100倍的氨基酸水溶肥枇杷幼苗根系全磷含量提高了37.95%，50、100和150倍的氨基酸水溶肥地上部全磷含量分别提高了23.80%、32.49%和21.99%。回归分析表明，枇杷幼苗根系和地上部全磷含量与氨基酸水溶肥稀释倍数呈二次多项式回归关系。

图3 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗磷含量的影响Figure 3 Effect of amino acid water-soluble fertilizer on phosphorus content of loquat seedlings

2.4 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗全钾含量的影响

氨基酸水溶肥提高了枇杷幼苗根系和地上部的全钾含量(图4A、B)。根系和地上部全钾含量随氨基酸水溶肥稀释倍数的增大先增后降，并在150倍时最大，分别为30.04和25.90 mg/g。与对照相比，100、150和200倍的氨基酸水溶肥枇杷幼苗根系全钾含量分别提高了10.64%、10.97%和5.43%，50、100、150和200倍的氨基酸水溶肥枇杷幼苗地上部全钾含量分别提高了19.35%、36.17%、36.44%和26.71%。回归分析表明，枇杷幼苗根系和地上部全钾含量与氨基酸水溶肥稀释倍数呈二次多项式回归关系。

图4 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗钾含量的影响Figure 4 Effect of amino acid water-soluble fertilizer on potassium content of loquat seedlings

2.5 氨基酸水溶肥对土壤pH及养分的影响

氨基酸水溶肥改善了土壤pH并提高了土壤养分含量(表1)。土壤pH、碱解氮、有效磷和速效钾含量随氨基酸水溶肥稀释倍数的增大先增后降。土壤pH在稀释倍数为100时最接近中性值7，碱解氮、有效磷和速效钾含量在100倍时最大。与对照相比，100倍的氨基酸水溶肥土壤pH降低了0.67个百分点，碱解氮含量提高了10.52%，有效磷含量提高了18.50%，速效钾含量提高了15.45%。

表1 氨基酸水溶肥对土壤pH及养分含量的影响Table 1 Effect of amino acid water-soluble fertilizer on soil pH value and nutrient content

2.6 枇杷幼苗生物量与氮磷钾含量、土壤pH及养分的相关分析

为明确枇杷幼苗养分吸收与其他指标间的相关密切程度，对枇杷幼苗根系和地上部全氮、全磷和全钾含量与其他指标间进行了相关分析(表2)。相关分析结果显示，枇杷幼苗根系和地上部全氮、全磷和全钾含量与枇杷幼苗根系和地上部生物量、土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量呈极显著(P<0.01)或显著正相关(P<0.05)；与土壤pH呈极显著负相关(P<0.01)。

表2 枇杷幼苗全氮、全磷和全钾含量与枇杷幼苗生物量、土壤氮磷钾含量的相关分析Table 2 Correlation analysis of total nitrogen, total phosphorus, and total potassium content in loquat seedlings with their biomass and soil nitrogen, phosphorus, and potassium content

2.7 枇杷幼苗地上部全氮、全磷和全钾含量与其他指标间的灰色关联度分析

各指标间由于量纲不同，难以比较或比较时不能得到正确结论，因此进行灰色关联度分析，得到枇杷幼苗地上部全氮、全磷和全钾含量与其他指标间的关联系数和关联度(图5A、B、C)。关联系数表明，枇杷幼苗地上部全氮含量与地上部全磷含量关联程度最大；地上部全磷含量与地上部生物量关联程度最大；枇杷幼苗地上部全钾含量与地上部生物量关联程度最大；以上数据表明枇杷幼苗地上部全氮、全磷和全钾含量与地上部生物量变化趋势一致，同步变化程度高。

图5 枇杷幼苗全氮、全磷和全钾含量与其他指标间的灰色关联度分析Figure 5 Grey correlation analysis between total nitrogen,total phosphorus, and total potassium contents of loquat seedlings and other indicators

3 讨论

3.1 氨基酸水溶肥对土壤和枇杷幼苗养分含量的影响

氨基酸肥可改善土壤理化性质，促进植物对氮、磷和钾养分的吸收[9-10]。本研究发现，氨基酸水溶肥改善了土壤pH并提高了土壤养分含量，与前人研究结果相似[9-10]，表明土壤pH和养分不仅受土壤中固、液、气三相间相互作用的制约，更受到植物尤其是根系生长和代谢的影响[31]。土壤pH的改变主要是由于与植物根系养分吸收相偶联的质子和有机酸的分泌作用而引起的，且植物根系分泌的有机物质不仅可使根际微生物活性成倍增加，还可直接活化或固定各种养分，使土壤养分含量增加[32]。氨基酸可直接或间接参与植物代谢，影响根部还原酶活性和代谢物质的分泌，增强根系活力，增强根系吸收和转运养分的能力，从而提高枇杷幼苗对养分的吸收利用[33-34]。氨基酸水溶肥富含多种氨基酸，可以调控氮同化等养分吸收过程相关酶的活力，充当枇杷幼苗根部养分吸收过程中的信号分子，影响幼苗对养分的吸收和同化[33,35]。配施复合氨基酸肥可促进棉花对氮磷钾养分的吸收利用，减少养分损失[36]；在切花菊上施用氨基酸水溶肥可促进其生长前期氮的吸收和生长后期磷钾的吸收[37]。外源氨基酸处理火龙果扦插苗，其氮磷钾及中微量元素吸收量显著增加[11]；低分子有机酸水溶肥可促进梨树叶片的养分吸收[38]。本试验中氨基酸水溶肥显著提高了枇杷幼苗根系和地上部全氮、全磷和全钾的含量。相关性分析表明，枇杷幼苗根系和地上部全氮、全磷和全钾含量与枇杷幼苗根系和地上部生物量呈显著或极显著正相关关系；灰色关联度分析也显示，枇杷幼苗地上部生物量与枇杷幼苗地上部全磷和全钾含量关联程度最大，表明氨基酸水溶肥促进枇杷幼苗吸收养分进而促进幼苗生长。今后对于氨基酸水溶肥促进植株体养分吸收仍需要开展进一步详细研究。

3.2 氨基酸水溶肥对枇杷幼苗生长的影响

外源甘氨酸可促进火龙果根系的生长[11]；氨基酸水溶肥可促进杨梅的营养生长[39]，使枝梢更新复壮[22]；可促进草莓叶片生长[17]，提高产量[20]。本试验中，氨基酸水溶肥增加了枇杷幼苗根系和地上部的生物量。分析其原因，一方面可能是枇杷幼苗吸收氨基酸后，通过转氨基作用形成其他氨基酸进而合成蛋白质；或通过脱氨基作用形成还原型辅酶Ⅰ或还原型辅酶Ⅱ，为体内代谢提供能源；或经转氨基或脱氨基作用后形成有机酸，为多种碳氮代谢提供碳架结构。即氨基酸水溶肥中的氨基酸为枇杷幼苗代谢供氮、供碳及供能，促进了幼苗体内养分平衡进而促进了幼苗生长。另一方面可能是氨基酸水溶肥中的氨基酸营养提高了枇杷幼苗代谢的生理活性，进而促进干物质累积。如施用氨基酸液肥能增加甜玉米叶绿素含量，提高光合速率[40]；施用甘氨酸可促进水稻谷草转氨酶、谷丙转氨酶及谷氨酸脱氢酶的活性，进而促进同化物的积累[36]。同时，氨基酸水溶肥中的色氨酸、蛋氨酸等是植物合成生长素及乙烯的前体，可促进植物激素合成，促进幼苗生长。如外源色氨酸处理油菜幼苗可通过调控生长素合成途径和吲哚族芥子油苷合成途径的相关基因表达，促进油菜生长调节物质的累积，增加生物量[41]。此外，氨基酸水溶肥中养分全面，不但含有氮磷钾等大量元素，也含有植物所需的多种中微量元素，对植株生长发育均有明显的激活和促进作用，从而增加了枇杷幼苗的生物量。今后应进一步探讨氨基酸水溶肥促进枇杷幼苗养分吸收及生长的作用机制。

4 结论

氨基酸水溶肥增加了枇杷幼苗的生物量、全氮、全磷和全钾含量，且枇杷幼苗根系和地上部全氮、全磷和全钾含量与氨基酸水溶肥稀释倍数呈二次多项式回归关系；氨基酸水溶肥还调节了土壤pH，增加了土壤养分含量。枇杷幼苗地上部生物量与地上部全氮、全磷和全钾含量与密切相关，表明氨基酸水溶肥通过促进枇杷幼苗的养分吸收进而促进幼苗生长。综上所述，氨基酸水溶肥可有效促进枇杷幼苗的生长和养分吸收，并以稀释100倍时效果最佳。