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无土栽培香荚兰叶片营养状况分析



全 文 :香荚兰[Vanilla fragrans (Salib.)Ames (或 V.
Planifolia Andr.)]属兰科(Orchidaceae)香荚兰属
(Vanilla), 又名香子兰、 香草兰、 香草、 香兰, 是
名贵的多年生热带藤本兰科香料植物。 香荚兰素有
“食品香料之王” 的美称[1], 广泛用于食品、 烟草、
化妆品行业, 同时可作药用, 具有强心、 补脑、 健
胃、 驱风、 滋补、 兴奋的功效。 中国台湾于 1901
年开始引种香荚兰[2], 20世纪 60年代以来福建、
海南、 云南等地开始引种试种, 至 1996年底, 海
南和云南两省共种植香荚兰 200hm2。 但到了2000
年前后, 却有近2/3的种植园处于毁园和半失管状
态, 仅有1/3的种植园尚能正常经营, 这主要是因为
根腐病、 细菌性软腐病等发生危害严重, 导致大面积
减产甚至毁园失收。 前人在香荚兰人工栽培方面做
了较多的研究, 对几种主要病害发病规律和田间化
学防治等做了大量工作[3-11]。 海南着重于香荚兰营
养特性与施肥[12-15]、 活荫蔽树下栽培试验以及产业
化发展种植模式探讨等方面的工作[16-19]。 同时对香
无土栽培香荚兰叶片营养状况分析①
刘湘永② 赵国祥 景兰华
(云南省红河热带农业科学研究所 云南河口 661300)
摘 要 对无土栽培香荚兰叶片的营养状况进行测试分析。 结果表明: 施用不同配方营养液的香荚兰各养分含
量也不同。 施用 A3营养液和对照 A5的香荚兰叶片 N素含量在适宜范围内, 而施用 A1、 A2和 A4营养液的香荚
兰叶片N素缺乏; 除施用对照A5的香荚兰叶片 K素缺乏外, 施用其余 4种营养液配方K素存在高量; 施用所有
配方营养液的香荚兰叶片的 P素、Ca素和 Mg素均为缺乏, 其中 Ca、 Mg缺乏非常严重。 各营养液配方下的香荚
兰叶片养分之间比例严重失衡。 从养分含量方面分析, 以 A3营养液配方为基础, 进行营养液配方调整比较适
宜; 从养分平衡状况来看, A2配方是这几种配方中最好的。
关键词 香荚兰 ; 无土栽培 ; 营养状况
分类号 S573.9; Q 45.31
Leaf Nutritional Status of Soilless-cultivated Vanilla planifolia
LIU Xiangyong ZHAO Guoxiang JING Lanhua
(Honghe Tropical Agriculture Research Institute of Yunnan, Hekou, Yunnan 661300)
Abstract The nutritional status of Vanilla (Vanilla fragrans or V. planifolia) culture on soilless substrate
were tested. The results indicated that the nutrient content of vanilla is different after the application of
different nutrient solution. The N content in leaves was in the appropriate range when use A3 nutrient
solution and the control A5, while it deficiency in A1, A2 and A4 nutrient solution; in addition to the
control A5 that the K content in leaves was lack, there is a high K content in the other four nutrient
solutions; the P, Ca and Mg content in leaves was lack in all nutrient solutions, and Ca and Mg content
lack serious. The serious imbalance in the ration of nutrient in leaves was observed in all nutrient
solutions. From the nutrient content, in order to adjust the nutrient solution more appropriate should be
based on the formula A3; while from the nutrient balance, the formula A2 is the best in the all types of
formulations.
Keywords Vanilla fragrans or V. Planifolia ; soilless culture ; nutritional status
① 基金项目: 云南农垦重点科技计划项目 (No. 2006RZ01)。
收稿日期: 2012-09-12; 责任编辑/沈德发; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 刘湘永 (1982~), 女, 助理研究员, 研究方向为植物组织培养及植物生理。
Vol.32, No.10
2012年10月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第32卷第10期
Oct. 2012
19- -
2012年10月 第32卷第10期热带农业科学
2 结果与分析
2. 1 养分含量
无土栽培不同营养液配方香荚兰叶片养分含量
及各养分间比例测试结果见表 3。 从表 3可以看
出, 施用A3营养液和对照A5的香荚兰叶片N素含
量在适宜范围内, 而施用A1、 A2和A4营养液的香
荚兰叶片 N素缺乏, 特别是 A2营养液, 含量仅为
1.348%。 除对照 A5外, 四种营养液配方的香荚兰
表 2 香荚兰叶片养分平衡指标[13]
养分
比例
平衡状况
严重不平衡 中等不平衡 适宜范围 中等不平衡 严重不平衡
N/P <4.81 4.81~4.99 4.99~5.33 5.33~5.51 >5.51
P/Ca <0.105 0.105~0.108 0.108~0.114 0.114~0. 17 >0.117
Mg/P <1.34 1.34~1.40 1.40~1.54 1.54~1.60 >1.60
Mg/Ca <0.145 0.145~0.154 0.154~0.173 0.173~0.183 >0.183
K/P <5.77 5.77~6.00 6.00~6.46 6.46~6. 9 >6.69
荚兰栽培生理特征、 香气成分及香兰素的生成等方
面做了研究和探讨[20-25]。 为了能够解决制约我国香
荚兰生产健康发展的关键问题, 在云南省农垦总局
重点科技计划项目的支持下, 进行了香荚兰产业化
无土栽培技术的研究。 无土栽培是用人工基质代替
土壤, 通过滴灌或细流灌溉的方法, 供给作物营养
液。 参考前人的研究[12-14], 笔者分析了无土栽培中
施用不同配方营养液之后香荚兰叶片的营养状况,
进而诊断植株的营养状况。
1 材料与方法
1. 1 基质与营养液
基质采用陶粒、 珍珠岩、 泥炭、 细河沙等价廉而
易得的基质, 按一定比例组合成一种无土基质配方。
试验营养液设 5个处理。 其中, A1、 A2、 A3、
A4四个配方参照赵国祥等[26]的香荚兰产业化无土
栽培技术研究(表 1), 并将营养液配成 A、 B两部
分, 配制成浓缩了 100倍的营养液原液, A液用
HNO3将其 pH值调整至 4.0~4.5, 阴凉避光保存,
B液用H3PO4将其pH值调整至4.0~4.5。 每次用前
将A、 B混合后用自来水稀释 100倍; A5以仅施尿
素和磷酸二氢钾作为对照。 A1、 A2、 A3、 A4每次
5L/m2, 冬季(12月至翌年2月)每半月淋施1次, 春、
夏、 秋季每周定时淋施1次, 5月和 9月淋施时加
缓释肥 1次, 每次 0.1 kg/m2。 A5
为 3~11月每月施肥 2次(0.1%尿素
和 0.05%磷酸二氢钾), 冬季每月施肥
1次(0.05%尿素和0.1%磷酸二氢钾), 每
次 5L/m2, 每年3月和 9月各撒施
1次生石灰(0.1kg/m2), 并加三元复合肥(0.5kg/m2)。
1. 2 叶片采集与处理
本次叶片采集时期为香荚兰初花时, 即有少量
植株已开花。 采集样品的时候不将已开花和未开花
的植株分开, 而是混合随机采集。 依据张少若等[13]
的研究, 采样部位为当年生长茎蔓由顶叶向下数第
7~8片叶, 时间为11月份, 每个营养液配方随机选
取50株香荚兰采集50片叶作为样品。 样品采集后,
在实验室先用清水洗干净, 然后用去离子水冲洗,
用滤纸吸去叶片上的水分, 在105℃下杀青30min,
然后在 65℃下烘干至恒重。 将烘干的样品用不锈
钢粉碎机粉碎(20目筛), 装于塑料封口袋中待分析。
1. 3 样品分析方法
参照文献[27], 全 N、 P采用 H2SO4-H2O2消煮,
然后分别用奈氏比色法和钒钼黄比色法测定; K、
Ca、 Mg采用原子吸收分光光度法测定。
1. 4 评价方法
采用张少若等[13]研究的香荚兰营养诊断方法中
各养分含量的适宜指标以及各养分间的平衡指标作
为香荚兰植株养分丰缺判断标准。 常量养分元素含
量适宜范围为: N 2.15%~2.40%、 P 0.43%~0.50%、
K 2.70%~3.20%、 Ca 3.60%~4.20%、 Mg 0.35%~
0.70%。 与产量关系密切的主要养分平衡比值标准
见表2。
说明: A1配方为HoagLand和Arnon(1938)通
用配方1/2剂量增加 P营养而来; A2配方由荷兰
温室作物研究所以番茄为主的通用配方变化而来;
A3、 A4为自拟配方 。 微量元素配方采用通用配
方。 营养液最终 pH值6.0~7.0。
化合物 A1 A2 A3 A4
Ca(NO3)2·4H2O 2.0 3.6 4.0 6.0
KNO3 3.0 3.0 2.5 2.0
KH2PO4 — 2.5 1.5 3.6
NH42PO4 2.0 — 1.5 —
(NH4)2SO4 — 0.2 — —
MgSO4·7H2O 1.0 1.0 1.5 2.0
表 1 无土栽培香荚兰营养液配方[26]/ mmol·L-1
20- -
刘湘永 等 无土栽培香荚兰叶片营养状况分析
表 3 无土栽培不同营养液配方香荚兰叶片养分含量
及各养分间比例/ %
养分
及比例
营养液配方
A1 A2 A3 A4 A5
N 1.993 1.348 2.181 2.124 2.510
P 0.301 0.216 0.308 0.229 0.276
K 3.677 3.229 3.444 3.281 2.565
Ca 1.001 1.016 1.007 1.024 1.034
Mg 0.113 0.119 0.122 0.126 0.120
N/P 6.620 6.240 7.080 9.280 9.090
P/Ca 0.300 0.210 0.310 0.220 0.270
Mg/P 0.380 0.550 0.390 0.550 0.430
Mg/Ca 0.110 0.120 0.120 0.120 0.120
K/P 12.210 14.950 11.180 14.330 9.290
叶片 K素含量均高于适宜范围, 说明 K素存在高
量, 而对照A5的香荚兰叶片K素稍低于适宜含量。
施用所有配方营养液的香荚兰叶片的 P素、 Ca素
和Mg素均为缺乏, 其中Ca、 Mg缺乏非常严重。 综
合来看, 施用 A1、 A2营养液的香荚兰叶片除 K素
外, 其它都缺乏, 而施用 A3、 A4和 A5营养液除
K、 N素外, 其它则严重缺乏。 因此, 从养分含量
方面分析, 以 A3营养液配方为基础, 进行营养液
配方调整比较适宜。
2. 2 养分平衡状况
依据表2养分平衡标准和表3的结果, 所有营
养液配方下的香荚兰叶片 N与 P之间、 P与 Ca之
间、 Mg与P之间、 Mg与Ca之间和K与 P之间比例
严重失衡。 相对于P素的缺乏严重, N素和 K素含
量接近适宜范围, 使得N/P和K/P严重高于适宜范
围, 从而严重不平衡; 由于 Ca素相对 P素缺乏更
严重, 造成P/Ca严重不平衡; 由于Mg素相对P素
和Ca素更低, 造成Mg/P和Mg/Ca严重不平衡。 从
整个营养液配方的养分平衡状况来看, A2配方是
这几种配方中最好的。
3 讨论
3. 1 无土栽培香荚兰的 N、 P、 K营养
P素是影响香荚兰生长发育和产量的重要营养
元素。 在本次试验中, 香荚兰叶片在所有的营养液
配方中均表现为缺P。 Héctor等[28-29]研究发现, 缺
P导致香荚兰生长不良, 并使根、 茎坏死, 而缺N、
K虽然也出现香荚兰生长不良, 但不会导致植株组
织坏死, 另外, P素缺乏会导致香荚兰豆荚产量、
品质下降。 因此, 应调整营养液配方, 增加P素的
用量, 尤其是在花芽分化前期和香荚兰进入大量投
产期时。 同时, 本次试验所有营养液配方 N/P和
K/P均因P素的缺乏和K素的高量及 N素接近适宜
范围而使 N、 K和 P之间严重不平衡, 说明营养液
配方中K、 N素基本适宜, 而P素缺乏。
3. 2 无土栽培香荚兰的 Ca、 Mg营养
香荚兰是典型的喜钙作物, 钙是影响香荚兰生
长和高产稳产的重要营养元素[1,12,14,16]。 本次试验所
使用的营养液配方, 香荚兰叶片均表现为严重缺
Ca。 香荚兰对 Ca的吸收仅次于 K, 高产园香荚兰
植株Ca含量在任何季节都极显著高于低产园和衰
退园[29], 因此, 在无土栽培香荚兰时, 营养液应增
加Ca的含量, 或增加撒施石灰补充Ca肥, 以促进
香荚兰茎蔓生长, 提高单产, 增强植株抗病能力。
同时, 钙营养除了合理供应外, 也应注意钙在体内
的运输、 分配。 香荚兰叶片在所有的营养液配方中
均表现为严重缺Mg, 也应调整营养液配方中Mg素
的含量, 以满足香荚兰植株对Mg素的需求。
3. 3 无土栽培香荚兰的养分平衡
Shear[30]等提出了养分平衡理论, 指出植物的
生长与产量受元素浓度和各元素之间比率的影响,
认为植物生长是养分含量与养分平衡这两个变量互
作的结果, 只有在最适宜的浓度和元素间相互平衡
的情况下, 作物才能达到最适生长量和最高产量[31]。
因此在配制、 诊断和调整无土栽培的营养液配方
时, 考虑植株适宜养分的同时要兼顾各养分之间的
平衡。
本研究所得数据是依据张少若等[13]提出的营养
诊断方法来确定叶片的采样时间和部位, 这代表了
香荚兰整体的养分状况和重要养分平衡, 但香荚兰
叶片养分变化同其生长发育过程有密切关系[12], 因
此, 在其生长速度开始加快后(一般是 5月后), 需要
大量的营养供其生长, 特别是进入投产期的香荚
兰, 生殖生长与营养生长相竞争, 需更多营养元
素, 特别是K、 P、 Ca。 同时, 本次采样时期为香荚
兰已有少量植株开花, 也就是已经开始进入生殖生
长的时期, 此时经过2年多的营养生长, 无土栽培
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2012年10月 第32卷第10期热带农业科学
的香荚兰植株的营养状况趋于稳定, 测定结果显
示, P素缺乏, Ca、 Mg严重缺乏, 养分平衡状况也
严重失衡, 都需要调整。 特别是在开始进入生殖生
长时期, 而香荚兰又是喜钙植物[1,12,14,16], 更需要增
加钙的施用量。 另外, 香荚兰无土栽培基质的 pH
值也需要调节, 前人研究表明, 香荚兰对土壤 pH
值反应极其敏感, 最适于香荚兰生长的土壤 pH值
范围为6.0~7.0[1,16,29]。
总之, 由于无土栽培的基质基本不含营养, 植
物生长所需的养分、 水分需由营养液通过基质供
给, 因此, 营养液的组成和配制, 除考虑营养元素
的营养生理、 化学性质外, 基质的水分、 养分吸附
保持特性以及植物的营养特征亦非常重要。 由于香
荚兰是典型的喜 P、 Ca作物, 因此在配制营养液
时, 需加大 P、 Ca营养比例, 并保证N、 Mg营养的
充足, 使各养分都达到最适香荚兰生长的浓度, 同
时使各养分之间达到平衡。 进行香荚兰的无土栽培
研究, 是为了断绝来自土壤的病原菌传染, 所以用
基质代替土壤, 虽然基质不提供营养, 但基质的物
理特性亦不能忽视, 基质水分、 养分吸附保持等特
性必将影响到营养液和水分的吸收, 也就影响到植
株的生长; 因基质并不提供营养, 所以营养元素的
施用量及比例更好控制; 另外, 植株的养分是处于
动态变化的, 生长阶段不同, 所需营养亦不同, 本
研究香荚兰植株养分的分析是以叶片来诊断的, 根
据前人研究[12-14]的结论, 叶片的养分状况基本与植
株养分状况一致, 具有代表性, 可以此为依据调整
营养液配方使香荚兰的营养生长和生殖生长达到最
佳, 以提高产量。
致 谢 感谢本单位周敏在样品分析中给予的帮助。
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(下转第36页)
22- -
2012年10月 第32卷第10期热带农业科学
3 结论与讨论
通过嫁接技术试验和多年嫁接实践表明, 虽然
小粒咖啡嫁接成活率不如中粒种咖啡高, 但嫁接操
作时只要保持规范(快、 准、 紧), 嫁接所用的器械保
持清洁, 嫁接尽量在短期内完成, 接穗条随采随
用, 在最佳时间进行嫁接, 并作好配套措施, 就能
获得较高的成活率。
嫁接后30d可检查成活率, 接穗或接芽变黑或
变褐则表明嫁接不成功。 早春嫁接不成活的, 及时
培育新徒生枝, 待秋季或者是来年春季进行补接。
为防止砧木萌蘖消耗养分, 应及时除去砧树萌
孽, 减少对接枝的养分争夺。 嫁接成活后适时解
绑, 以防在绑缚处出现绞缢现象, 造成折断。 当新
梢长到 30cm左右时, 为防风折还要及时立支柱,
做好根粉蚧的防治, 防止其在嫁接处危害而影响成
活率, 抓好修剪、 除草及水肥管理。
嫁接时接穗未 “露白”, 接穗和砧木愈合时,
使愈伤组织主要在伤口的下方愈合, 形成一个疙
瘩, 这个疙瘩越长越大, 而砧木的伤口面不能与接
穗相结合, 易被风吹断。 特别是小粒咖啡大量结果
后枝条负重大, 接口处愈合不好很容易折断。 为防
止植株茎干从嫁接部位折断, 还可通过对生长过旺
的接枝在适当高度 “摘顶”, 以促进形成骨干枝,
合理生长结果; 也可通过改良腹接法芽腹接, 即取
一个带木质的单芽嫁接在树干腹部的方法, 单芽腹
接节省接穗, 嫁接方法简单。
小粒咖啡每 666.7 m2地需种植 300~400株,
对种苗需求量大, 只有培养大量的嫁接苗才能满足
生产的需求, 一年中能不断嫁接繁育咖啡苗最好,
因此有必要开展夏秋季嫁接试验。 从小粒种的习性
及初步试验结果看, 秋季嫁接成活率可大幅度提
高。 今后应开展夏季嫁接技术研究, 并进行接穗药
剂处理, 提高接穗的成活率; 大树砧木是否会影响
接穗的产量和品质, 有待今后进一步观测研究。
致 谢 试验工作中本所的张孝云高级农艺师给予支持和
帮助, 特此致谢!
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