基于草莓叶片营养元素检测的施肥技术研究

基于草莓叶片营养元素检测的施肥技术研究

 

马宗新（阜阳市农业科学院，安徽阜阳236065）

 

 

摘要：通过测定土壤施肥后草莓叶片营养元素的含量变化，研究了基质中不同肥料对草莓叶片中氮、磷、钾元素含量的影响。结果表明，施肥可以影响草莓叶片中的氮磷钾元素含量，使用有机肥可以使草莓叶片营养元素更加均衡。

 

草莓是水果皇后，深受人民喜爱。在草莓施肥过程中，如果施用不当，就会造成减产等不良后果。目前对于如何施肥，国内外许多学者进行了大量的研究[1-5]。草莓喜肥，随着国家推广减量施肥和果菜茶有机肥代替，草莓产区也大量使用有机肥。可是目前草莓减量施肥并无系统研究[1]，该如何减量施肥和如何判断田间草莓是否缺肥，以前都是依靠技术人员的经验[2]，如何在田间寻求一种快速的诊断方法，确定减量施肥方案是推广减量施肥技术的关键。

 

1材料与方法

 

1.1基本情况

 

试验设在阜阳市农业科学院科技园内，草莓品种为天仙醉草莓，土壤基质连续5年没有种过任何作物，也没有使用过任何肥料和农药。土壤经充分翻深后，起垄栽培草莓。垄宽85cm，草莓行株距30cm×25cm，双行栽培。试验于2021年1月1日－5月6日进行。

 

1.2试验方法

 

试验共设7个处理：①硫酸镁；②硫酸钾；③磷酸二氢钾；④硝酸铵；⑤氯化钙；⑥复合肥；⑦有机肥。小区面积23.5m2，随机区组排列，重复3次。栽培前，测定草莓试验地的土壤本底氮磷钾的含量。然后使用不同肥料浇灌草莓根部，连续浇灌7次，每次间隔7d。化学肥料采用地下水溶解后人工滴灌到草莓根部，每次按照15g/kg浓度施用。有机肥采用人工在草莓根部开沟均匀撒施，浇水后覆土。

 

1.3调查方法及数据处理

 

施肥结束后，每隔10d取1次样品，连续取样3次，每次每个处理取10株，每株选取草莓中上部3片功能叶带回实验室，按照单株样品研磨后，制备待测样品，合计30个样品，测定营养元素含量，取其平均值代表单株数据。叶片氮磷钾元素含量采用植物样品标准消化处理，获得消化液，采用凯氏定氮法测定总氮，采用紫外分光光度计测定样品的磷元素含量，采用重量法测定钾元素含量，采用SPAD叶绿素测定仪测定草莓叶片。运用Excel进行数据处理。

 

2结果与分析

 

2.1草莓栽培土壤元素含量本底值

 

由表1可知，栽培基质总氮含量1.7796mg/kg；NH4+含量0.8400mg/kg；K+含量0.0002mg/kg；P5+含量0.0025mg/kg；NO3+含量0.9396mg/kg。有机肥的总氮含量33.4115mg/kg；NH4+含量12.6723mg/kg；K+含量0.0024mg/kg；P5+含量0.0640mg/kg；NO3+含量20.7392mg/kg。

 

2.2施用不同肥料对草莓叶片铵态氮的影响

 

由表2可知，基质施用不同肥料后，草莓叶片的铵态氮含量略有不同，以施用磷酸二氢钾处理的最大，含量可达215.9468mg/kg；以施用复合肥处理的影响次之；最小的是施用硝酸铵处理，为4.2283mg/kg。而以施用有机肥处理的标准差和变异系数均最小，以施用氯化钙处理的变异系数最大，以施用磷酸二氢钾处理的标准差最大。表明施用有机肥处理有均衡肥料、缓冲肥料的效用，施用磷酸二氢钾处理抑制了氨态氮的变化；施用氯化钙的处理肥效较差，随外界的土壤环境和作物根系肥料吸收系数而改变。

 

2.3基质施用不同肥料对草莓叶片硝态氮的影响

 

由表3可知，基质施用不同肥料后，草莓叶片中的硝态氮变化各不相同，草莓硝态氮的含量平均在249.7008~498.6613mg/kg之间，最大的为施用有机肥处理，为840.9546mg/kg；最小的为施用硫酸镁处理，为193.7806mg/kg。其中变异系数最大的为施用有机肥处理，最小的为施用硫酸钾处理。标准差和变异系数均最小的为施用硫酸钾处理。

 

2.4施用不同肥料后对草莓叶片总氮含量的影响

 

由表4可知，草莓在使用不同肥料后，其总氮的平均变化范围为：298.6337~592.5025mg/kg；最大的为施用有机肥处理，为903.4546mg/kg；最小的为施用氯化钙处理，为237.1511mg/kg。变异系数最小的为施用硫酸镁处理，最大的为施用磷酸二氢钾处理。

 

2.5施用不同肥料对草莓叶片中磷元素含量的影响

 

由表5可知，基质施用不同肥料后，磷元素的含量平均范围在0.8010~1.3066m/kg；其中最大的为施用有机肥处理，为2.2500mg/kg；最小的为施用有机肥处理，为0.5262mg/kg。变异系数最小的为使用硫酸镁处理，最大的为施用有机肥处理。标准差最小的为施用硫酸镁处理，最大的为施用有机肥处理。

 

2.6使用不同肥料对草莓叶片中钾元素含量的影响

 

由表6可知，基质施用不同肥料后，钾元素平均含量为0.3596~0.5012mg/kg；含量最大的为施用有机肥处理，为0.8974mg/kg；最小的为施用磷酸二氢钾处理，为0.1033mg/kg。变异系数最大的为施用磷酸二氢钾处理，最小的为施用硝酸铵处理。标准差最大的为施用有机肥处理，最小的为施用硝酸铵处理。

 

2.7草莓叶片SPAD值测定

 

草莓基质施用不同肥料对叶片内氮磷钾含量的影响变化均不同。草莓叶片中营养元素含量与草莓植株内的营养元素线性相关[2-5]。前人研究多数认为，SPAD值可以代表草莓叶片氮素水平[2-3]。因此，根据草莓的叶片SPAD值测定结果做散点图。由图1可知，叶片SPAD值基本在40~70范围内。最核心的部分在55~58之间。SPAD值在此范围内，草莓氮素营养元素含量正常，SPAD值小于此范围，氮素不够，需要施氮肥，SPAD值超出此范围外的，氮肥超量，需要减少肥料施用。

 

3结论和讨论

 

3.1讨论

 

3.1.1对叶片氮素含量的影响。从叶片铵态氮的影响来看，施用硝酸铵肥料，并不增加叶片中铵态氮水平，施用磷酸二轻钾肥料对叶片铵态氮影响最大，可能是磷钾元素对氮元素有正向促进作用，促进根系对氮元素的吸收，转化为铵态氮贮藏于叶片中。施用硫酸钾与施用硫酸镁肥料差别并不大，施用复合肥并没有施用磷酸二氢钾肥料更能促进叶片铵态氮水平提高。有机肥相对于复合肥更温和。

从叶片硝态氮的影响来看，施用硝酸铵肥料比单独施用硫酸钾、硫酸镁、氯化钙肥料更能促进叶片硝态氮聚集，复合肥和有机肥相比，有机肥更能促进叶片硝态氮聚集。有机肥可能更能改善土壤根系吸收能力，肥料相对利用率较高。对于叶片总氮元素含量的影响，施用硝酸铵肥料并没有比施用磷酸二氢钾肥料更能促进叶片肥力提升。施用硫酸钾、硫酸镁的影响也较小。但是施用有机肥和复合肥影响较大，特别是施用有机肥影响最大，可见有机肥在草毒上施用，对于叶片及整株草毒营养状况的改善提升更为有效。

 

3.1.2对叶片磷元素含量的影响。施用磷酸二氢钾对于叶片磷元素含量的影响较为明显，施用复合肥与施用磷酸二氢钾肥料影响幅度接近。施用有机肥对于叶片中磷元素的影响最大。

 

3.1.3对叶片钾元素含量的影响。草莓叶片钾元素的变幅范围较小，说明草莓叶片内钾元素含量相对较为稳定。施用硫酸钾和使用磷酸二氢钾肥料对于钾元素含量影响较小，而施用硝酸铵肥料则降低了叶片中钾元素含量，说明钾元素与氮元素是拮抗的。施用复合肥并没有提高叶片中的钾元素含量，施用有机肥可以大幅提高钾元素含量。

 

3.2结论

 

本研究结果表明，草莓叶片对于肥料需求N∶P∶K大致在800∶2.6∶1范围内。叶片对于氮磷需求远大于对钾元素的需求。如果以叶片中氮元素的含量指标来衡量草莓健康的标志，可以检测草莓叶片，利用SPAD值来初步判断草莓是否健康，然后给出肥料施用建议，这样简单易行。在施用肥料时，建议施用有机肥，有机肥的肥效温和持久，这是其他肥料所不具备的优点，对于叶面喷施肥料快速补充营养缺失，可以补充尿素和磷酸二氢钾，采用叶面喷施效果最好。对于氯化钙等肥料，不建议浇灌土壤，建议叶面喷施，效果更好。草莓叶片对于硫酸钾和磷酸二氢钾的选择性，差异不显著。