不同氮磷钾水平对枫叶秋海棠观赏性状的影响

摘要 以具膨大茎基的枫叶秋海棠为试验材料，通过温室盆栽试验，考察不同氮磷钾水平对枫叶秋海棠观赏性状（茎基直径、生物量、株高、分枝数和开花数等）的影响，以期为枫叶秋海棠规范化栽培与生产的合理施肥提供理论依据。结果表明，与标准浓度NPK处理相比，缺氮、缺磷处理下枫叶秋海棠生长和各观赏性状指标均显著降低；提高氮、磷水平对枫叶秋海棠的茎基直径、茎基和地上部分生物量、株高、分枝数和开花数均有不同程度的促进作用，其中2NPK处理下，枫叶秋海棠的茎基直径、茎基生物量和开花数量等各项生长指标均高于其他处理。综上所述，不同氮磷钾水平对枫叶秋海棠观赏性状影响显著，在保证磷素供应的基础上提高氮素供给水平对维持枫叶秋海棠的健康生长和良好的观赏形态尤为重要。

关键词 秋海棠；观赏植物；矿质养分；盆花栽培

中图分类号 S682 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）17-0144-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.17.033

Effects of Different Nitrogen， Phosphorus and Potassium Levels on Ornamental Characters of Begonia dregei var. macbethii

XUE Rui-juan， SUI Xiao-lin， LI Jing-xiu et al

（Kunming Institute of Botany， Chinese Academy of Sciences/Yunnan Key Laboratory for Wild Plant Resources， Kunming，Yunnan 650201）

Abstract The effects of nitrogen， phosphorus， and potassium on the ornamental characters （caudex diameter and biomass， plant height， number of branches and flowers） of Begonia dregei var. macbethii were investigated via a pot experiment in the greenhouse. The results showed that compared with the standard concentration NPK treatment， the growth and ornamental traits of Begonia dregei var. macbethii were significantly decreased under nitrogen and phosphorus deficiency treatment. Increasing N and P levels could promote the caudex diameter and biomass of caudex and above-ground part， plant height， branch number， and flowering number of Begonia dregei var. macbethii to varying degrees. The growth indexes of caudex diameter， caudex biomass， and flowering number of Begonia dregei var. macbethii under 2NPK treatment were higher than those under other treatments. In conclusion， different nitrogen， phosphorus， and potassium levels significantly affected the ornamental traits of Begonia dregei var. macbethii. To maintain the healthy growth and good ornamental morphology of Begonia dregei var. macbethii， higher nitrogen and essential phosphorus were needed.

Key words Begonia;Ornamental plant;Mineral nutrients;Potted flower cultivation

基金项目 云南省重大科技专项“滇池流域农业生态环境与绿色发展关键技术集成和模式创新”（202102AE090030）。

作者简介 薛瑞娟（1983—），女，山西榆社人，工程师，硕士，从事秋海棠属植物的栽培、育种和关键技术研究。通信作者，研究员，博士，从事根部半寄生植物的根际过程及调控研究。

收稿日期 2023-10-30

秋海棠属（Begonia L.）植物是全世界显花植物中的第六大属，其花朵艳丽、花色丰富，叶形千差万别，叶斑丰富多样，是一类优良的观赏植物［1］。枫叶秋海棠（Begonia dregei var.macbethii）原产于南部非洲，株高最高可达40 cm，是一种半块茎状、多肉的秋海棠属多年生草本植物，枫叶秋海棠具有的膨大茎基使其具有独特的观赏价值。膨大茎基在秋海棠属植物中极其罕见，除枫叶秋海棠外，仅在纳塔秋海棠（Begonia dregei）和B.homonyma上存在，在其他秋海棠属植物中均未发现［2-3］。枫叶秋海棠花被片白色至极浅粉红色，叶片呈掌状浅裂，具银白色斑点，与其原变种纳塔秋海棠相比，观赏性更强［1］。

前期解剖学和染色观察发现，枫叶秋海棠茎基膨大部分主要由薄壁细胞组成，其中储存大量淀粉粒。该类贮藏薄壁组织广泛存在于植物的块根、块茎、根状茎中，除积存植物能量物质（如淀粉粒等），还含有大量水分［4］。膨大的茎基使枫叶秋海棠对于干旱具有更强的耐受性，而且其植株挺拔，立体感更为强烈，是潜在的盆景植物。与传统的木本盆景植物相比，草本的枫叶秋海棠培养周期短，生长更易调控，极具开发价值。

目前对于枫叶秋海棠及其原变种纳塔秋海棠的研究主要集中在其叶型多样性［5］、花的发生［6］以及与B.homonyma的差异［3，7］方面，对其生长及观赏性状调控的研究尚未见报道。膨大的茎基是枫叶秋海棠的标志性特征，也是其重要的观赏性状，然而关于其膨大和生长的影响因素尚不清楚。因此，开展枫叶秋海棠膨大茎基以及其他观赏性状影响因素的研究将为探究其栽培过程中株型的科学调控技术提供重要参考。

矿质营养在植物生长中起着至关重要的作用。作为植物生存和生长的必需元素，氮（N）、磷（P）、钾（K）对蛋白质、磷酸的合成以及能量传递等代谢过程至关重要，并可直接或间接地影响植物的生物量和繁殖以及影响群落水平变化［8-9］。研究显示，添加外源养分可以有效提高植物的观赏性状、产量和品质［10-13］。氮肥能够通过增强植物的光合作用而提高植物的株高和生物量［9，14-15］。施用氮肥、磷肥可促进药菊植株的生长发育、花芽分化，提高其鲜花产量［16］。在适宜的钾肥施用水平下，适量的增施氮肥和磷肥能够促进番茄茎粗的增加［17］。此外，矿质营养的施用还会显著促进植物块茎、根状茎、块根等贮藏器官的生长。研究显示，增施氮、磷肥可显著提高菊芋成熟期块茎产量，改善其品质［18-19］；施用磷肥或钾肥可有效促进莲藕干物质的积累并提高莲藕根状茎品质［20-21］；增施钾肥促进甘薯块根迅速膨大，增加块根产量［22］。

不同植物对矿质元素的需求有所差异，植物不同观赏性状对矿质元素的需求也各有侧重，笔者通过盆栽控制试验，考察不同N、P、K元素水平对枫叶秋海棠观赏性状（茎基直径、株高、分枝数和开花数等）的影响，明确观赏植物枫叶秋海棠的矿质营养需求，为枫叶秋海棠规范化栽培与生产中合理施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

枫叶秋海棠种子于2018年采自中国科学院昆明植物研究所秋海棠温室，并于阴凉干燥处保存。2019 年7月将种子播撒于椰康、草炭土、腐殖土体积配比为2∶2∶1的混合基质中。萌发60 d后待其真叶刚长出时进行移栽。

1.2 试验设计

通过在 Long Ashton 标准营养液基础上增减特定营养元素的供给浓度实现不同氮、磷、钾供给水平处理，包括标准浓度（NPK）、不供氮（-NPK）、2倍氮（2NPK）、不供磷（N-PK）、2倍磷（N2PK）、不供钾（NP-K）和2倍钾（NP2K）共7个处理，每处理7个重复。各处理中使用Long Ashton改良液的大量元素最终浓度见表1。

1.3 试验方法

试验在中国科学院昆明植物研究所秋海棠属植物保育温室中进行，温室四周采用透光率85% 的遮阳网遮阴，温室顶部遮阳网根据秋海棠最适光照和温度自动调节。栽培试验选择容积1.6 L的一次性PP育苗盆，栽培基质选用椰糠。枫叶秋海棠移栽20 d后所有处理施加NPK营养液保证前期营养供应，考虑到萌发幼苗的耐受性，首次施加量为10 mL/盆，第二次及之后每次施加量为20 mL/盆，每7 d施加1次营养液。移栽50 d后开始进行不同矿质营养元素水平的对比试验，按照7种营养液配方分别施加营养液（表1），营养液仍每7 d施加一次，每次每盆施加量为20 mL。试验期为2019年11月至2020年6月，栽培过程中按需供水。

1.4 测定项目与方法

收苗时测量记录植株的茎基直径（使用游标卡尺在茎基球最膨大处十字方向分别测量横截面直径，取2次测量的平均值）、茎基（膨大茎基球）鲜重、地上部分（不含茎基）鲜重 、株高、植株分枝数（一级分枝数）和开花数量；地上部分（不含茎基）和茎基测量鲜重后置于干燥箱中75 ℃烘干，分别测量其生物量（干重）；通过地上部分（不含茎基）、茎基的鲜重和干重分别计算其含水率［含水率 =（鲜重-干重）/鲜重×100%］。

1.5 数据分析

利用 SPSS 23.0 对数据进行处理分析，用单因素方差分析法（One-way ANOVA）分析各处理差异的显著性水平，采用最小显著差数法（P＜0.05，LSD）进行不同处理间均值的显著性差异比较，并制作图表。

2 结果与分析

2.1 不同氮磷钾水平对枫叶秋海棠茎基直径和生物量的影响

不同氮、磷浓度对枫叶秋海棠茎基的生长有显著影响（图1、表2）。枫叶秋海棠茎基直径和生物量在2倍氮水平

下都明显增加，而在缺氮、缺磷条件下则受到明显抑制。外

源钾元素的施加对茎基生长无显著影响。

2.2 不同氮磷钾水平对枫叶秋海棠株高和地上部分生物量的影响

不同氮、磷、钾水平对枫叶秋海棠株高影响显著（图2、表2）。与标准浓度（NPK）相比，株高和地上部分生物量在2倍氮水平下都显著提高；而在外源氮、磷缺乏（尤其是氮缺乏）条件下，都受到显著抑制。营养液中钾含量对枫叶秋海棠地上部分生物量没有明显影响，株高在缺钾条件下显著增加。

2.3 不同氮磷钾水平对枫叶秋海棠地上部分分枝数和开花数量的影响

随着氮水平的提高，枫叶秋海棠地上部分分枝数显著增加，而磷、钾水平过高或过低均对分枝数起抑制作用。与对照处理相比，2NPK显著提高了枫叶秋海棠的开花数量，缺氮和缺磷显著降低了其开花数，甚至不能开花（缺氮水平下）（图3）。

2.4 不同氮磷钾水平对枫叶秋海棠茎基含水率和地上部分含水率的影响

枫叶秋海棠茎基含水率和地上部分含水率受氮磷供给水平影响显著，对钾水平的变化响应不明显（图4、表2）。缺氮条件下，枫叶秋海棠的地上部分含水率和茎基含水率显著降低，缺磷条件下，茎基的含水率显著降低。

3 结论与讨论

膨大的茎基不仅是枫叶秋海棠的独特观赏性状，而且是其重要的养分和水分储藏器官，茎基的生长和发育对枫叶秋海棠观赏性状的维持以及抗胁迫能力的提高至关重要。该研究结果显示，与标准浓度（NPK）相比，2倍氮水平下枫叶秋海棠茎基的直径和生物量均显著增加，外源磷、钾浓度的增加对茎基生长有促进效应，但未达显著水平，表明与磷和钾相比氮元素对枫叶秋海棠茎基生长更为重要。氮是大多

数陆地生态系统中植物主要的限制性养分，是细胞壁和叶绿

素的结构成分，植物需要大量的氮，施氮通过影响叶绿素含量而影响植物的光合作用［9，23］。研究显示，施加氮肥可以通过增强植物的光合作用，促进有机物的积累，从而提高各类贮藏器官的产量和品质［14-15，18］。枫叶秋海棠膨大茎基内含大量淀粉粒，在一定程度上也充当了贮藏器官的功能，同样随氮元素的提高而显著增大。

磷是多种生理生化功能的关键元素，参与许多代谢过程，特别是植物中核酸的合成和能量的产生，有效参与作物光合同化物形成及叶绿体能量变化与代谢［24］，显著提高作物体内可溶性糖和可溶性蛋白含量，增施磷肥可显著提高块茎产量，改善块茎或根状茎品质［19，21］。该研究中随着磷浓度的增加，茎基的直径和生物量也呈上升趋势。2倍磷处理对枫叶秋海棠茎基生长的促进效果不显著，可能是由于枫叶秋海棠茎基生长对磷的需求量不高，标准浓度NPK处理中的

磷含量已经接近枫叶秋海棠茎基生长所需阈值。

研究结果显示，钾的充分供应可以促进莲藕块茎和甘薯块根膨大［20，22］。该试验中钾的含量对除株高外的其他各项生长与观赏指标均无显著影响，这可能与椰糠基质中钾含量较高有关。对椰糠理化性质的研究［25-26］证明了其较高的钾含量。因此，在考察钾元素对植物生长发育的影响要避免使用椰糠等高钾含量的基质。

氮、磷、钾不仅影响枫叶秋海棠茎基的生长，而且对其他观赏性状也有较显著的影响。花朵是观赏植物的重要观赏性状之一，其数量往往随外源氮和磷的添加而显著提高［27-29］。该研究结果显示，在2倍氮、磷水平下，植物开花数达显著增加水平（2倍氮）或增加趋势（两倍磷）；反之，缺氮、缺磷水平下，开花数均显著降低。分枝的生长发育对植物的形态建成具有重要意义，植物分枝的生长发育主要受遗传和激素的内在调控，同时也受外界光照、温度、水肥条件的影响［30-31］。研究发现，较高的营养水平促进侧生分生组织的形成，导致分枝数增加［32］；缺氮使分枝数减少［28］；随着氮、磷水平增加，盆栽小菊的侧枝先增加后降低［29］。该研究中2倍氮水平对枫叶秋海棠的分枝数有明显的促进作用，2倍磷水平则使枫叶秋海棠分枝数降低，缺氮、缺磷水平下，植株分枝数显著降低。因此，通过改变氮、磷不同水平和配比可以在一定程度上调控枫叶秋海棠的分枝以达到不同的观赏需求。

氮、磷、钾不同供给水平对枫叶秋海棠株高和地上生物量的影响与对茎基的影响结果相似。2倍氮水平下，株高及地上生物量都明显提高，2倍磷水平下枫叶秋海棠各项生长指标的增加不显著。氮、磷处理也会通过影响植物根系生物量而改变其水分利用效率［9，33-34］。研究表明，在一定范围内，植物含水率随施氮量的增加而增加［35-36］。 该研究结果显示，缺氮、缺磷处理下茎基和植株地上部分的含水率也呈降低的趋势或达显著降低的水平。枫叶秋海棠属于阴生植物，体内含水率高达90%以上，植物体内水分会影响植物光合作用、呼吸作用、生物量等生理生化指标［37］，植物水分状况也能很好地反映植物的生长状态。而枫叶秋海棠在缺乏氮、磷营养时，枫叶秋海棠的株高和生物量均远低于对照水平。由此可见，要维持枫叶秋海棠植物的健康生长，在提供较高的氮素供给基础上，也要保证磷元素的必要供应。

综合该试验结果，枫叶秋海棠在2NPK的矿质营养水平下，其茎基直径、茎基生物量、开花数和分枝数等观赏指标均处于最高水平，同时该处理下的株高和生物量等指标也高于其他处理，表明较高的氮含量对枫叶秋海棠观赏性的维持和提高非常重要。鉴于氮元素在各个观赏指标中的重要作用，结合前期研究中氮对植物生长的促进作用一般会随着氮浓度的提高而先增加后降低［9］，该研究中氮浓度对植物生长并没有到达到抑制效果，尚未到施用氮浓度的极限，后期有待尝试更高浓度的配比试验。该研究考察外源氮磷钾添加对枫叶秋海棠观赏性状的影响，为今后该盆景类秋海棠花卉的规范化栽培与生产提供合理的施肥依据。

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