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Effect of foliage spraying of zinc, boron, manganese fertilizers on the accumulation and distribution of dry matter in Lilium davidii var. unicolor

叶面喷施锌、硼、锰肥对兰州百合干物质积累与分配的影响



全 文 :中国生态农业学报 2010年 3月 第 18卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, March 2010, 18(2): 295−298


* 甘肃省教育厅项目(0502-08)资助
黄鹏(1955~), 男, 研究员, 硕士生导师, 主要从事作物高效种植、土壤肥料与植物营养、农业推广理论与实践研究。E-mail: huang-
peng@gsau.edu.cn
收稿日期: 2009-03-27 接受日期: 2009-06-10
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00295
叶面喷施锌、硼、锰肥对兰州百合干物质
积累与分配的影响*
黄 鹏 张文涛 路 喆
(甘肃农业大学农学院 兰州 730070)
摘 要 采用田间试验方法, 在坡耕地条件下研究了叶面喷施 Zn、B、Mn 3种微量元素肥对兰州百合干物质
积累与分配及鳞茎产量的影响。结果表明, 适宜浓度的 Zn、B、Mn肥均能提高百合植株干物质的积累及分配
效率, 增加鳞茎产量; 200 mg·L−1 的 Zn、B、Mn肥处理对干物质积累的影响最为显著, 分别较对照提高 26.5%、
31.8%和 23.6%; Zn、B肥有利于光合物质向鳞茎转移分配, 200 mg·L−1 的 Zn、B肥处理收获期鳞茎所占干物
质比率较对照分别提高 4.16 和 2.44 个百分点; 喷施 Mn 肥处理鳞茎所占干物质比率较对照有所降低, 降幅与
喷施浓度呈正相关。200 mg·L−1 Zn、B肥和 100 mg·L−1 Mn肥处理对百合鳞茎的增产作用显著。
关键词 兰州百合 微量元素 干物质积累 鳞茎产量 坡耕地
中图分类号: S644.1; S143.7 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)02-0295-04
Effect of foliage spraying of zinc, boron, manganese fertilizers on the
accumulation and distribution of dry matter in Lilium davidii var. unicolor
HUANG Peng, ZHANG Wen-Tao, LU Zhe
(College of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)
Abstract The accumulation and distribution of dry matter and bulb yield in Lilium davidii var. unicolor was determined under
foliage spraying of trace elements zinc, boron and manganese in hilly cropland. The results show that suitable concentrations of zinc,
boron and manganese improve the accumulation and distribution efficiency of dry matter in L. davidii var. unicolor and also increase
bulb yield. The most significant dry matter accumulation efficiency occurs at 200 mg·L−1 zinc, boron and manganese, which presents
an increase of 26.5%, 31.8% and 23.6% respectively compared with CK. Zinc and boron are conducive for the transfer and distribu-
tion of photosynthetic products to bulbs. At a concentration of 200 mg·L−1 zinc and boron, the ratio of bulb to total dry matter at
harvest increases by 4.16% and 2.44% respectively compared with CK. When manganese is applied alone, the ratio of bulb to total
dry matter is less than that of CK. Decreasing range is positively correlated with spraying concentration. Treatments of 200 mg·L−1
zinc and boron, and 100 mg·L−1 manganese significantly enhance bulb yield.
Key words Lilium davidii var. unicolor, Trace element, Dry matter accumulation, Bulb yield, Hilly cropland
(Received March 27, 2009; accepted June 10, 2009)
兰州百合(Lilium davidii var. unicolor)因瓣大肉
厚、风味甘甜、营养丰富, 名列国内食用栽培百合
之首, 素有“兰州百合甲天下”之称。长期以来, 由
于片面追求产量, 针对百合生产的试验研究大多集
中在耕种方式、种植密度、NPK肥施用量和配方等
方面[1−4]。由于在极有限的宜产区重茬连作种植比较
普遍, N、P 化肥施用量逐渐增加, 有机肥所占比率
急剧减少 , 使土壤中的微量元素得不到有效补充 ,
其含量已不能满足作物的生长需求[5−6]。微量元素是
作物正常生长中不可缺少的营养元素, 特别是 Zn、
Mn、B、Fe、Al等元素, 作物缺乏其中某一种时, 即
使 N、P、K肥施入充裕, 其生长发育也会受到抑制,
导致产量、品质下降[7]。微量元素肥料在马铃薯、
小麦、玉米、油菜、水稻、花生、莜麦、蔬菜等作
296 中国生态农业学报 2010 第 18卷


物上的增产作用已被验证[8−11]。本研究在旱地大田
种植栽培下, 对兰州百合进行不同浓度微肥叶面喷
施试验, 并分析其干物质积累和分配效应, 为其合
理施肥、优质高效生产提供依据。
1 研究地概况和试验方法
试验在甘肃省榆中县山区的坡耕地上进行, 试
验地海拔约 2 100 m, 年均气温 6.8 ℃, 无霜期约
140 d, 年降雨量 450 mm左右。土壤类型属典型黄
绵土, 0~20 cm耕层土壤有机质含量 9.4 g·kg−1, 全
氮 0.82 g·kg−1, 全磷 0.78 g·kg−1, 碱解氮 75 mg·kg−1,
速效磷 8 mg·kg−1, 速效钾 120 mg·kg−1, 有效锌
0.084 mg·kg−1, 有效锰 2.84 mg·kg−1, 有效硼 0.148
mg·kg−1, 为比较贫瘠的土壤, 无灌溉条件。供试百
合种球为兰州本地繁育的地方品种, 选健壮、色白、
形状好的籽鳞茎, 田间以宽窄行栽植, 行距宽行 40
cm, 窄行 20 cm, 株距 15 cm, 密度 2.2×105 株·hm−2,
小区面积为 20 m×8 m。试验采用单因素随机区组设
计, 分别叶面喷施 Zn(A)、B(B)、Mn(C)肥, 各设 3
个浓度梯度水平 , 分别为 100 mg·L−1(1)、200
mg·L−1(2)、300 mg·L−1(3), 以喷清水为对照(CK), 3
次重复, 随机排列。分别于苗齐期(4月 30日)和现蕾
前(5月 15日)叶面喷施 2次, 每次以叶面挂满液滴为
准。其他施肥与田间管理按当地栽培管理措施进行。
分别于百合植株现蕾期(6 月 20 日)、盛花期(7
月 20日)和枯萎期(9月 20日), 于每小区各随机完整
采挖百合植株 10 株, 小心清理泥土后按器官分为
茎、叶、根、鳞茎 4部分, 分别放入自动控温烘箱, 于
105 ℃下杀青 15 min后, 置 70 ℃恒温烘干至恒重,
用精度为 0.01 g的电子天平测定干物质重; 于 10月
中旬将百合全部采挖, 测定鳞茎产量。运用 DPS 和
Microsoft Excel软件进行数据统计分析[12]。
2 结果与分析
2.1 Zn、B、Mn 肥对兰州百合植株干物质积累的
影响
2.1.1 Zn肥对百合干物质积累的影响
图 1表明, 叶面喷施不同浓度 Zn肥后, 百合各
生育期的干物质积累较对照(CK)都有不同程度增加,
且后期较前期显著。现蕾期各施 Zn处理与对照百合
干物质重差异均未达显著水平。随生育期的递进, Zn
肥对百合干物质积累贡献增大, 并呈随喷施浓度的
加大先递增后下降的趋势, 其中以 A2 处理增加幅
度最大, 在盛花期和枯萎期较对照增加均达 26.5%,
与各处理间的差异达到极显著水平。喷施浓度为 300
mg·L−1(A3)时 , 开花期和枯萎期的干物质积累较

图 1 Zn肥对百合干物质积累的影响
Fig.1 Effect of Zn fertilizer on dry matter accumulation of lily

A2 处理均有所下降, 与 A1 处理无显著差异。说明
植物体内 Zn2+可能参与了植物体叶绿素的合成过程,
对叶绿体结构有一定影响, 对植物干物质积累有重
要作用, 但其施肥要求较高, 须选择适当的施用量
和施肥方式[13−14]。
2.1.2 B肥对百合干物质积累的影响
由图 2可知, 喷施不同浓度B肥后, 不同生育时
期兰州百合植株干物质积累量较对照都有所提高。
其中B2处理各生育时期干物质积累量相对较高, 较
对照(CK)增加 13.7%~31.8%。与施 Zn不同, B肥的
作用在百合生长早期就表现突出, 现蕾期 B1、B2处
理干物质积累量分别较对照增加 23.0%和 23.3%, 差
异达极显著水平, 而B3处理较对照仅提高 5.6%, 两
者之间无显著差异。这可能是由于B浓度过大时, 百
合幼苗植株组织的渗透压降低, 影响了植物光合代
谢及矿质营养代谢的正常进行。开花期和枯萎期各
处理百合干物质积累量仍呈随施 B 浓度增加先升高
后下降的抛物线趋势, 但 3 个施 B 处理干物质积累
量都较对照大, 其差异达极显著水平, 且 B3 较 B2
处理的下降幅度较明显, 差异达显著水平。说明喷
施 B 肥能增强百合的光合作用, 促进碳水化合物的
正常运转, 促进其器官的正常发育, 有利于光合物
质积累, 如果未能及时解决缺 B 状况, 会导致干物
质积累的下降, 但过多的 B素会抑制干物质积累。


图 2 B肥对百合干物质积累的影响
Fig. 2 Effect of B fertilizer on dry matter accumulation of lily
第 2期 黄 鹏等: 叶面喷施锌、硼、锰肥对兰州百合干物质积累与分配的影响 297


2.1.3 Mn肥对百合干物质积累的影响
Mn 是叶绿体的结构成分, 是维持叶绿体结构
必需的营养元素, 能促进作物的光合作用。施 Mn
处理百合干物质积累量在各生育时期均与对照呈极
显著差异(图 3), 收获期植株干物质积累量较对照增
加 16.5%~23.6%。随喷施浓度的增大, 各生育期的干
物质积累量也呈先增后降的趋势, 但下降幅度比较
平缓, 开花期和枯萎期 C2 和 C3 处理间的降幅分别
为 2.89%和 2.88%, 其积累量差异均未达显著水平。
说明植株体内适宜浓度的 Mn2+对兰州百合干物质积
累具有积极作用, 施用 Mn肥后的田间表现为叶色浓
绿, 植株健壮, 叶片较宽, 表明植株叶绿素含量较高,
加强了 CO2的同化, 提高了光合作用的强度和效率。


图 3 Mn肥对百合干物积累的影响
Fig. 3 Effect of Mn fertilizer on dry matter accumulation of lily

2.2 Zn、B、Mn肥对兰州百合干物质分配的影响
表 1 表明, 随生育时期的推进, 植株鳞茎光合
物质分配比率逐渐增大, 茎叶分配比率则逐渐变小,
光合物质的分配中心逐渐由地上部分转向地下鳞
茎。Zn 肥处理茎叶所占比率均较对照有所降低, 叶
片干重以 A1 处理最低, 为 16.00%, 较对照低 1.54
个百分点, 茎秆则以 A2处理降低最多, 较对照降低
4.04个百分点; 而鳞茎则相反, 施 Zn处理所占比率
都高于对照, 其中 A2处理分配比率最大, 占总干物
质量的 64.47%, 较对照提高 4.16 个百分点, 其他依
次为 A1和 A3处理。施 B肥处理叶片所占比率较对
照均有所降低, 降幅依次为 2.05 个百分点、3.34 个
百分点和 4.24 个百分点; 茎秆所占比率与对照差异
不大; 鳞茎所占比率则按施肥浓度的增大依次升高,
以 B3 所占比率最大, 为干物质积累总量的 65.99%,
较对照提高 5.68 个百分点。施 Mn 肥处理茎、叶所
占比率均高于对照, 以C3处理最高, 分别为 23.91%
和 20.19%, 较对照高 4.15和 2.65个百分点; 鳞茎所
占比率均低于对照, 且按施肥浓度的增加依次降低,
降幅分别为 2.30个百分点、3.49个百分点、6.76个
百分点。表明喷施 Zn、B、Mn肥 100~300 mg·L−1
均能促进百合植株各器官的生长发育, 增加植株光
合物质积累总量, 改变各组织器官中光合物质的分
配比率, 不同程度促进鳞茎产量的增加。但单独从
有利于提高鳞茎中光合物质积累比率角度评价, 3种
微肥的效果依次为 B、Zn、Mn, 以 200 mg·L−1的
Zn肥和 300 mg·L−1的 B肥效果最佳。
2.3 Zn、B、Mn肥对兰州百合鲜鳞茎产量的影响
由图 4可知, 在试验设计范围内, 除 C3处理外,
叶面喷施 Zn、B、Mn肥对兰州百合鲜鳞茎都有增产
效果。施 Zn处理中以 A2处理单株鲜鳞茎产量最高,
比对照增产 16.2%, 差异达极显著水平; A1和 A3处
理较对照分别增产 4.0%和 8.0%。可能是 Zn元素与
叶绿素的合成有关, 参与碳水化合物的转化, 从而
促进了光合作用和光合产物的运输分配, 增加了百
合鳞茎的产量。施 B 处理鲜鳞茎产量均明显高于对
照, 3个浓度水平鲜鳞茎产量均与对照呈极显著差异,
其中 B2 处理百合单株鳞茎产量较对照增产幅度达
26.5%。在田间, 喷施 B肥后的植株明显健壮, 叶面
积较大 , 为兰州百合干物质积累与分配提供了保
证。施 Mn 处理中 C1 和 C2 处理都有增产效果, 与
对照差异达显著水平 , 其中 C1 处理较对照增产
20.4%。但随着施 Mn浓度的提高, 百合单株鲜鳞茎
产量下降, C3处理较对照减产 4.9%。

表 1 不同施肥处理兰州百合干物质积累与分配的比较
Tab.1 Accumulation and distribution of dry matter of L. davidii var. unicolor under different Zn, B and Mn fertilizer application
茎秆 Stalk 叶片 Leaf 根系 Root 鳞茎 Bulb
处理
Treatment
干物质总量
Whole dry
matter weight
(g)
质量
Weight (g)
% 质量
Weight (g)
% 质量
Weight (g)
% 质量
Weight (g)
%
A1 24.62 4.57 18.56 3.94 16.00 0.61 2.48 15.50 62.96
A2 29.13 4.58 15.72 5.04 17.30 0.73 2.52 18.78 64.47
A3 25.22 4.89 19.39 4.29 17.01 0.60 2.36 15.44 61.22
B1 27.69 5.54 20.01 4.29 15.49 0.67 2.43 17.19 62.08
B2 30.36 6.29 20.72 4.31 14.20 0.71 2.34 19.05 62.75
B3 27.96 5.40 19.31 3.44 12.30 0.67 2.41 18.45 65.99
C1 26.84 5.40 20.12 5.20 19.37 0.67 2.51 15.57 58.01
C2 28.46 6.35 22.31 5.24 18.41 0.70 2.47 16.17 56.82
C3 27.64 6.61 23.91 5.58 20.19 0.65 2.34 14.80 53.55
CK 23.03 4.55 19.76 4.04 17.54 0.55 2.40 13.89 60.31
298 中国生态农业学报 2010 第 18卷



图 4 不同施肥处理的百合鲜鳞茎产量
Fig. 4 Bulb yield of lily per plant under different fertilizer
treatments

3 小结与讨论
叶片和鳞茎生理活性的改变对兰州百合干物质
积累与分配有重要调节作用。叶面喷施适量微肥 ,
能使营养元素迅速通过叶片吸收进入植株体内各组
织器官, 调节植物的营养平衡状况, 提高养分利用
效率, 有利于兰州百合增产。本试验表明, 叶面喷施
设计浓度的 Zn、B、Mn肥均能提高兰州百合不同生
育时期的光合物质积累量 , 其中以中间浓度 200
mg·L−1效果最佳, 与范有君等[14]在马铃薯叶面喷施
微肥使其块茎增产的效果相近。
不同营养元素对其同化光合物质积累分配的作
用各异[15−16]。本试验结果表明, 喷施 B 肥后, 干物
质积累及分配的效率较高, 功能叶碳代谢旺盛, 能
够提高其光合势, 增加干物质积累并及时有效地运
输到鳞茎 [17], 到枯萎期时, 鳞茎所占的干物质比率
平均较对照高 3.30 个百分点, 其中 300 mg·L−1处
理比率最高, 从而为获得较高经济产量奠定了基础;
喷施 Zn肥使植株叶片叶绿素含量高, 利于光合色素
把捕获的光能以更高的速度和效率转化为化学能 ,
改善光合性能, 并延长叶片功能期, 提高 CO2 固定
率 , 增加光合产物的积累 [18], 到收获期时 , 鳞茎所
占比率平均达到 62.88%, 较对照高 2.57 个百分点,
以 200 mg·L−1处理效果最佳; 喷施 Mn肥处理总干
物质积累平均较对照提高 20.05%, 鳞茎所占比率较
对照有所降低, 综合分析单位面积的光合物质产量
和经济产量均高于对照, 说明适宜浓度的 Mn 肥对
百合植株在不同生育时期的干物质积累、转移和分
配均起到一定的积极作用。
根据初步试验结果, 建议在营养生长前期叶面
喷施中等浓度即 200 mg·L−1的 Zn、B、Mn肥, 以
提高光合同化效率和协调光合物质的分配。应注意
的是, 控制各个微量元素肥料的施用量及采用合适
的施肥方式, 如采用 300 mg·L−1 Mn肥叶面喷施对
百合植株地上部积累的干物质以较高的效率运输分
配到地下经济器官具有负作用, 导致百合鳞茎减产,
这与于彩莲等[15]对龙胆使用微肥的结论类似。至于
各微肥与基肥之间、微肥之间交互作用、搭配使用
对兰州百合干物质积累与分配的影响需作进一步试
验研究。
兰州百合干物质积累是鳞茎产量的物质基础 ,
获得高产的基本途径就是尽量增加干物质积累量 ,
并使之尽可能多地分配到鳞茎中[19]。明确其干物质
积累与分配规律对探索兰州百合高产途径至关重要,
目前对其具体机理和技术还不明确, 有待于进一步
研究探讨。
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