施用不同肥料對(duì)草莓生長(zhǎng)和根系形態(tài)的影響及其機(jī)制.pdf

1、有機(jī)肥料投入不足及質(zhì)量下降制約著我國(guó)有機(jī)食品、綠色食品的發(fā)展。本論文以草莓為研究對(duì)象，通過(guò)不同種類(lèi)商品有機(jī)氮肥及其與無(wú)機(jī)氮肥配合施用，設(shè)置了5個(gè)處理，分別是有機(jī)肥A(OFA)，有機(jī)肥B(OFB)、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)配肥(OIF)，無(wú)機(jī)肥尿素(UN)和不施肥處理(CK)，以研究：1)不同形態(tài)氮肥施用條件下土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和微生物量氮的動(dòng)態(tài)變化；2)不同形態(tài)氮肥施用對(duì)草莓根冠干物質(zhì)累積及根系形態(tài)變化的影響；3)不同形態(tài)氮肥施用對(duì)草莓氮素吸收分配的

2、影響；4)不同形態(tài)氮肥施用條件下草莓植株內(nèi)源激素的變化；5)不同肥料氮素施用下草莓根系形態(tài)變化的發(fā)生機(jī)理。旨在揭示不同形態(tài)氮肥施用下根系形態(tài)變化的發(fā)生機(jī)制及其對(duì)植株生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 1.在肥料一次性作基肥施用條件下，氮肥對(duì)草莓苗期根系生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，并且無(wú)機(jī)氮肥(UN)和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)配氮肥(OIF)還抑制苗期植株地上部分的生長(zhǎng)，這種抑制作用會(huì)持續(xù)到初果期；而施用商品有機(jī)肥(OFA和

3、OFB)有利于草莓地上部生物量的持續(xù)增加，它們對(duì)根系生長(zhǎng)抑制的持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，并很快轉(zhuǎn)為促進(jìn)作用。在移栽60天后，OFA和OFB地上部干物質(zhì)比對(duì)照增加85.9％和35.2％，而OIF和UN兩個(gè)處理比對(duì)照減少了12.1％和1.2％。
　　 2.全生育期干物質(zhì)累積高峰出現(xiàn)在草莓移栽后134d-175d。施肥對(duì)草莓根冠生物量及其累積速率產(chǎn)生影響，使根冠占植株總量的比例和根冠比發(fā)生改變。草莓根冠比呈現(xiàn)出苗期升高，始花期后降低的趨勢(shì)，草莓全

4、生育期中根冠比“高-低-高”的總變化趨勢(shì)有利于植株生育中后期冠層生物量累積的增加和果實(shí)成熟末期根系生理活性的保持，有機(jī)肥料施用正好能使植株根冠比呈現(xiàn)出這一特征。
　　 3.施肥有利于促進(jìn)植物氮素吸收，提高氮素積累速率，促進(jìn)氮素向果實(shí)中分配。施肥處理后氮素的日均積累量平均為10.8mg/株，而不施肥處理僅為5.1mg/株。在果實(shí)采收末期，不同處理草莓各器官的氮素分配趨勢(shì)均為：果實(shí)>莖和葉柄>葉片>根系。施用純有機(jī)肥(OFA和OFB

5、)，果實(shí)中吸收的氮素達(dá)到植株吸收總量的一半，分別占53.5％和51.7％，無(wú)機(jī)氮肥處理(UN)和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理(OIF)的果實(shí)氮素分配率較少，分別為46.1％和39.8％。
　　 4.在氮素養(yǎng)分等量施用條件下，施用OFA和OFB促進(jìn)草莓產(chǎn)量的增加，而UN和OIF施用引起產(chǎn)量降低。表明草莓是一種不宜將無(wú)機(jī)氮料作為基肥一次性施用的水果型植物。施氮有利于提高草莓品質(zhì)及商品果率，施用純有機(jī)肥處理，糖酸比提高23.7-28.7%，與對(duì)

6、照呈顯著差異，而無(wú)機(jī)尿素和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)配肥處理的增加幅度小于14.2％，與對(duì)照的差異不顯著。
　　 5.氮肥施用不同程度地提高草莓葉片葉綠素含量SPAD值。不同時(shí)期的草莓植株特定部位葉片SPAD值分別與同時(shí)期全氮含量存在著顯著線形正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)介于0.8107與0.8531之間，倒二葉(靠近心葉)的相關(guān)系數(shù)更高。這種關(guān)系的存在為草莓葉片氮素營(yíng)養(yǎng)狀況的無(wú)損診斷提供了理論依據(jù)。
　　 6.本試驗(yàn)條件下，施氮對(duì)草莓移栽初期的根

7、系伸長(zhǎng)有抑制作用，其中無(wú)機(jī)氮肥影響程度較重，有機(jī)氮肥影響程度較輕，而有機(jī)肥料施用有助于草莓移栽中后期(60-90天)根系的伸長(zhǎng)；施肥同樣也降低草莓苗期根系比根長(zhǎng)(SRL)，但影響程度隨時(shí)間推進(jìn)而逐漸減小。根系直徑與SRL變化趨勢(shì)相反，二者存在極顯著的線性負(fù)相關(guān)，由此導(dǎo)致UN與OIF處理細(xì)根比例相對(duì)較大。
　　 7.在草莓移栽初期，植株側(cè)根數(shù)量和側(cè)根密度受施肥影響顯著，OFA與OFB的影響小于UN和OIF。移栽60天后，OFA和O

8、FB處理的草莓其每株側(cè)根數(shù)量比對(duì)照分別增加8.9％和20.5%，而OIF與UN處理的側(cè)根數(shù)量依然低于對(duì)照；同時(shí)期的側(cè)根密度亦以有機(jī)肥處理(OFA和OFB)大于尿素和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)配肥處理(OIF和UN)，增加幅度為17.9％～57.3％。另外，OFA與OFB處理顯著提高了生長(zhǎng)60d的植株根系表面積和體積。說(shuō)明有機(jī)氮肥較無(wú)機(jī)氮肥及有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)配肥更能誘導(dǎo)草莓側(cè)根的發(fā)生，增加植株根系養(yǎng)分吸收面積。
　　 8.施肥可以顯著提高土壤銨態(tài)氮和硝

9、態(tài)氮含量，土壤微生物量氮含量的高低主要與施用的有機(jī)物料C/N比有關(guān)。在草莓全生育期，OFA、OFB和OIF處理的土壤有效氮平均含量分別較UN降低49.3％、79.9％和28.7%，而土壤微生物量氮平均含量卻分別提高91.2％、83.0％和68.2％。說(shuō)明雖然有機(jī)肥(OFA和OFB)和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)配肥(OIF)的供氮能力低于尿素(UN)，但它們比無(wú)機(jī)肥更能促進(jìn)微生物對(duì)土壤氮的固持，提高土壤對(duì)氮素的“緩沖”能力，改善土壤供氮性能。
　　

10、 9.在草莓移栽初期(20d)，施肥區(qū)根系及葉片中內(nèi)源IAA和ABA含量顯著高于對(duì)照，而移栽60天時(shí)。OFA和OFB處理的根和葉片中IAA和ABA含量卻顯著低于對(duì)照，同時(shí)期UN和OIF處理的根和葉片中IAA和ABA含量均高于有機(jī)肥處理。施肥顯著提高草莓苗期根和葉片中iPAs的含量，施用含有無(wú)機(jī)氮的肥料處理(UN和OIF)的提高程度大于施用純有機(jī)肥料處理。另外，施肥能顯著降低草莓內(nèi)源生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素IAA/iPAs比值，并且施用含有無(wú)

11、機(jī)氮的肥料處理(UN和OIF)的比值降低程度大于施用純有機(jī)肥料處理。
　　 10.土壤硝態(tài)氮，銨態(tài)氮和有效氮與根系形態(tài)參數(shù)(根生物量、根直徑、根尖數(shù)、側(cè)根數(shù)量、總根長(zhǎng)、主根長(zhǎng)度、比根長(zhǎng)和側(cè)根密度)之間存在著良好的相關(guān)性，它們相關(guān)程度達(dá)到顯著水平以上項(xiàng)次的順序?yàn)椋合鯌B(tài)氮(8項(xiàng))>有效氮(7項(xiàng))>銨態(tài)氮(5項(xiàng))。其中土壤氮素有效養(yǎng)分與根直徑是正相關(guān)，其它均為負(fù)相關(guān)。不同施肥處理植株的根直徑、側(cè)根數(shù)量和側(cè)根密度總平均值與土壤氮素有效養(yǎng)

12、分總平均值之間的相關(guān)關(guān)系可以更好地用二次曲線回歸方程來(lái)表達(dá)。
　　 11.草莓植株內(nèi)源IAA和iPAs含量與根系形態(tài)指標(biāo)參數(shù)之間有著較好的線性相關(guān)關(guān)系，除根系分枝度外，內(nèi)源IAA水平與其它根系指標(biāo)呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)介于0.6941和0.9253之間。根系中內(nèi)源iPAs含量與根系形態(tài)指標(biāo)參數(shù)的相關(guān)性較IAA稍差，只與根系生物量、根直徑、總根長(zhǎng)、主根長(zhǎng)度和比根長(zhǎng)呈極顯著線性相關(guān)(P<0.01)，未發(fā)現(xiàn)內(nèi)源ABA含量與草莓根系形態(tài)

13、參數(shù)之間存在相關(guān)關(guān)系。
　　 12.土壤氮素養(yǎng)分的改變和植株內(nèi)源激素的差異都對(duì)草莓苗期根系形態(tài)建成有著重要的影響。有兩種機(jī)制可能存在于氮肥施用調(diào)控草莓根系形態(tài)變化過(guò)程中：內(nèi)源激素誘導(dǎo)機(jī)制與供氮誘導(dǎo)機(jī)制(硝酸鹽誘導(dǎo)的基因調(diào)控機(jī)制)。由植株內(nèi)源激素含量和土壤硝態(tài)氮含量與根系形態(tài)參數(shù)的相關(guān)程度(相關(guān)系數(shù)大小)推測(cè)，內(nèi)源激素對(duì)根系形態(tài)建成的誘導(dǎo)機(jī)制占主導(dǎo)地位，而后者占次要地位。草莓施氮根系形態(tài)的變化可能是2種機(jī)制共同作用的結(jié)果。

14、　　 綜上所述，由于草莓苗期生長(zhǎng)量較少，土壤中較少的氮素完全能滿足植株幼苗生長(zhǎng)的養(yǎng)分需要，供氮(即便是有機(jī)氮)都可能給移栽初期根系生長(zhǎng)造成負(fù)面影響。然而，草莓生長(zhǎng)過(guò)程中不同肥料氮素釋放速率存在差異，有機(jī)肥料的氮素釋放過(guò)程基本與植物需求過(guò)程相吻合，有助于草莓生長(zhǎng)后期根生物量、根尖數(shù)、側(cè)根數(shù)量、總根長(zhǎng)、主根長(zhǎng)度、比根長(zhǎng)和側(cè)根密度等根系參數(shù)的提高。不同形態(tài)氮肥施用顯著影響土壤氮素有效養(yǎng)分狀況和植物生理狀況，在草莓根系結(jié)構(gòu)調(diào)控中，植株內(nèi)源激素