不同复合肥施用量对凤丹牡丹光合特性的影响

 

陈越恒，刘行*，程天利，王韬，种梓旭

（江苏农牧科技职业学院，江苏泰州225300）

 

摘要：以5年生‘凤丹’牡丹（Paeoniaostii'Fengdan'）为材料，研究不同复合肥施用量对‘凤丹’牡丹光合特性的影响。结果表明，‘凤丹’叶片的比叶重、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、叶片蒸腾速率均随复合肥浓度的增加呈先上升后下降的趋势，在复合肥施用量为15kg/667m2水平时达到最大值。叶片胞间CO2浓度趋势相反，呈先降后升的变化趋势，亦在复合肥浓度为15kg/667m2水平时达到最低值。说明盛花期以15kg/667m2复合肥为‘凤丹’牡丹施肥的最佳用量，可为‘凤丹’牡丹科学施肥提供参考依据。

 

牡丹（Paeoniasuffruticosa）是毛茛科芍药属植物，为多年生落叶小灌木，原产于中国，是中国著名花卉资源[1]。油用牡丹是牡丹的一个品种，油用牡丹是指结实坐果能力强，植物中产籽出油率不小于22%的种的统称[2]。油用牡丹可用来生产种籽、加工食用牡丹油。当前油，用牡丹主要分为紫斑牡丹（Paeoniarockii）和‘凤丹’牡丹（Paeoniaostii‘Fengdan'）2个品种[1]。20世纪70年代，我国首次在牡丹籽中发现油性物质，开启了油用牡丹的种植时代。自2010年以来，在国家各项政策的大力扶持下，全国多地陆续推广种植‘凤丹’牡丹，包括东部地区的山东、河南、湖北，中部地区的陕西、重庆、安徽，甚至西部地区的甘肃、青海、西藏等地[3-5]。

油用牡丹具有较高的经济价值：油用牡丹是一种长效经济作物，其寿命可达50~100年，产籽寿命可达40年[6]，是新型的食用油品种；牡丹皮又称丹皮，据《中华人民共和国医典》描述，丹皮具有清热凉血、活血化瘀的功效，‘凤丹’牡丹作为牡丹皮的主要品种，已被广泛引进，具有较高的药用价值[7]。牡丹雍容华贵，素有“国花”之称，油用牡丹适应性强，抗病虫害能力强，且易于管理，一直是城市园林景观的主要观赏植物，具有较高的景观生态价值[8]。施用不同的肥料对油用牡丹的枝茎生长、果实大小和牡丹籽粒均有重要影响[9-11]。因此，研究不同复合肥施用量下对‘凤丹’牡丹生长情况的影响，探究‘凤丹’牡丹的最佳施肥配比。

 

 

1试验地概况

 

泰州市海陵区江苏农牧科技职业技术学院中药园实训基地位于北半球的亚热带湿润季风气候区，四季较为分明，无霜期较长，热量较为充足，降水丰沛。地面标高在2.6~5.5m之间，年平均降水量为1049.2mm，年平均降雨天数为116.4d，年平均气温在3.8~15.8℃之间。降水的年际变化非常之大，降水量最多的年份可达1695mm，最少的年份只有395.5mm，仅为最多年份的1/4左右。一般来说，从3月下旬－6月初是泰州市的春季，到了6月中下旬开始进入夏季，9月中旬进入秋季，11月中旬进入冬季。泰州是温带季风气候，在春夏两季以东南风较多，而在秋冬两季以东北风偏多。一般平均风速在3.4m/s左右。土壤为潮土（取通扬运河两岸质地中壤的土）和水稻土，pH值在7~8之间。

 

2材料与方法

 

2.1试验材料及设计

 

选用5年生‘凤丹’牡丹，平均株高94cm，种植密度为1.0m×0.6m。盛花期施入速效NPK复合肥（N+P2O5+K2O≥45%，22∶8∶15），设计施肥量分别为：0、10、15、20kg/667m2共4个处理，施肥后及时浇灌，其他栽培管理措施同大田正常管理。不同施肥模式区间采用40cm宽沟分隔的耕作方式，并设置隔离行，以减少不同施肥模式区间边际效应的影响。每个月随机选取10株作为样本，测定其叶绿素含量、比叶重（Specif-icLeafWeight,SLW）和光合速率的变化情况，研究不同复合肥施用量对‘凤丹’牡丹生长的影响。

 

2.2测定指标及方法

 

于2021年的5月、6月、7月的下旬（具体日期视天气而定），选择无风的晴天于9:00~11:00间用SY-1020L型便携式光合作用测定仪，采用标准叶室在开放式气路下进行测定。选取新生枝条自顶端向下第3片叶进行测定，每处理选取3株，每株测定3片叶片，测定净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、叶片蒸腾速率（E）、胞间CO2浓度（Ci）等指标。对所有处理的‘凤丹’牡丹叶片进行取样，一部分保留鲜叶用于叶绿素含量的测定。叶绿素含量测定采用丙酮浸取法测定，采取Lichtenthaler[12]公式计算叶绿素含量。另一部分叶片样品采用叶面积仪测定叶面积后，在烘箱110℃下烘干至恒重，并根据公式比叶重=总叶重（g）/总叶面积（cm2）计算比叶重。

 

2.3数据分析

 

采用OfficeExcel2016进行数据分析及图表绘制，数据方差分析运用SPSS23.0软件。

 

3结果与分析

 

3.1不同复合肥用量对‘凤丹’牡丹叶片比叶重的影响

 

比叶重是衡量作物叶片光合性能的重要指标。施肥用量的不同对植株比叶重有重要影响。由图1可知，在不同施肥浓度下，‘凤丹’叶片比叶重存在显著差异（P＜0.05）。与对照组（CK）相比，随施肥用量的增加，叶片比叶重均不同程度提高。同一生长期内，‘凤丹’牡丹叶片比叶重随复合肥用量增加呈现先升后降的趋势，均于复合肥用量为15kg/667m2时达到最大值，且显著高于其他处理。在同一施肥用量下，不同月份间比叶重存在差异显著（P＜0.05），于6月份达到最高值。

 

3.2不同复合肥浓度对‘凤丹’牡丹叶片叶绿素含量的影响

 

叶绿素是作物进行光合作用的主要物质，其含量高低直接影响到作物叶片光合作用的强弱。不同施肥用量能够影响叶片中叶绿素的含量。由图2、3、4可知：随复合肥用量的增加，与对照组相比，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈现先升后降的趋势，于复合肥用量为15kg/667m2时，达到最大值。



在5、6、7月生长期不同处理间叶绿素a含量均达到显著差异（P＜0.05），6月份生长期不同处理间叶绿素b含量显著高于对照组。7月份生长期不同处理间总叶绿素含量差异显著。5、6、7月份‘凤丹’叶片中叶绿素含量变化趋势一致，均呈现先升后降的趋势，在6月份生长期间叶片中叶绿素含量达到最大值。

 

3.3不同复合肥用量对‘凤丹’牡丹叶片光合速率的影响

 

由图5可知，在同一生长期下，‘凤丹’叶片净光合速率（Pn）随复合肥用量的增加呈先上升后下降的趋势，在复合肥用量为15kg/667m2水平时达到最大值，且显著高于对照组。同一复合肥用量下，5、6、7月份‘凤丹’牡丹叶片光合速率变化趋势一致，先升后降，于6月份叶片光合速率达到最高值。

 

3.4不同复合肥用量对‘凤丹’牡丹叶片气孔导度的影响

 

由图6可知，在同一生长期内，‘凤丹’叶片气孔导度（Gs）随复合肥用量的增加呈现不同程度的增加，在复合肥用量为15kg/667m2水平时达到最大值，且显著高于对照组，同一复合肥用量下，5、6、7月份的‘凤丹’牡丹叶片中Gs变化趋势一致，均呈现先升高后降低的趋势，均于6月生长期达到最大值。

 

3.5不同复合肥用量对‘凤丹’牡丹叶片蒸腾速率的影响

 

由图7可知，与对照组相比，其他复合肥用量的叶片蒸腾速率（E）均有不同程度的提高。在相同时间段，随着复合肥施用量的增加，叶片蒸腾速率（E）呈先升高后降低的趋势，在施肥量为15kg/667m2水平时达到最大值，且显著高于对照组。同一复合肥浓度下，5、6、7月份的‘凤丹’牡丹叶片中叶片蒸腾速率（E）呈现先升高后降低的趋势，均于6月份达到最大值。

 

3.6不同复合肥用量对‘凤丹’牡丹叶片胞间CO2浓度的影响

 

由图8可知，在同一生长期内，随着复合肥用量的增加，叶片胞间CO2浓度（Ci）呈先降低后升高的趋势，在复合肥用量为15kg/667m2水平时达到最低值。同一复合肥用量下，5、6、7月份的‘凤丹’牡丹叶片胞间CO2浓度（Ci）均呈现先降低后升高的趋势，均于6月份达到最小值，且显著低于对照（P＜0.05）。

 

4结论与讨论

 

施肥量是影响作物光合性能的关键因素之一。前期研究表明，增施氮磷钾肥可以有效提高油用亚麻、玉米等作物的光合速率，提高作物产量[13-14]。在前期研究基础上，适量增施复合肥能够使‘凤丹’牡丹叶片的比叶重、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、叶片蒸腾速率均维持在较高的水平，且叶片胞间CO2浓度处于一个较低水平，光合性能得到明显提高。在同一生长期内，随复合肥用量的增加，‘凤丹’叶片的比叶重、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、叶片蒸腾速率均呈现先升后降的趋势，在复合肥用量15kg/667m2水平时达到最大值，而叶片胞间CO2浓度呈先降后升的相反趋势，在复合肥用量15kg/667m2水平时达到最小值。

 

说明在适量施入复合肥的情况下，‘凤丹’牡丹通过增加叶面积、合成叶绿素、延长叶片功能期等方式来提高叶片的光合速率，进而使光合性能得到提高，改善‘凤丹’牡丹的生长发育。而施入过量的复合肥，会导致叶片生长过于茂盛，叶片间相互遮挡，使光照不足，光合速率降低，光合产物的合成受到影响。因而本研究以盛花期15kg/667m2复合肥为‘凤丹’牡丹的最佳用量，以期为‘凤丹’牡丹科学施肥提供一定参考依据。