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1502 2022年第63卷第7期 收稿日期 2021 10 10 基金项目 上海市绿化和市容管理局科技项目 G192402 作者简介 汪雪影 1997 女 硕士 从事风景园林植物研究工作 E mail xueying wangwh qq com 通信作者 刘群录 1970 男 副教授 博士 从事风景园林观赏植物研究工作 E mail liuql sjtu edu cn 文献著录格式 汪雪影 秦俊 张宪权 等 氮磷钾肥对盆栽绣球叶片性状的影响 J 浙江农业科学 2022 63 7 1502 1507 DOI 10 16178 j issn 0528 9017 20213107 氮磷钾肥对盆栽绣球叶片性状的影响 汪雪影1 秦俊2 3 张宪权2 3 刘群录1 1 上海交通大学 设计学院 上海 200240 2 上海辰山植物园 上海 201602 3 上海城市树木生态应用工程技术研究中心 上海 200020 摘 要 以盆栽绣球花手鞠为试材 采用 3414 试验设计 根据氮 N 0 0 5 1 0 1 5 kg m 3 磷 P2O5 0 0 19 0 38 0 56 kg m 3 钾 K2O 0 0 5 1 0 1 5 kg m 3 不同施肥水平组合下叶片主要性 状的测量数据的多重比较及相关性分析结果 分别建立叶片各性状指标与施肥量的一元二次肥料效应模型 结 果表明 1 叶片基本形态指标与氮 钾肥水平极显著相关 与磷肥水平无显著相关性 平均叶周长和叶面积 随氮 钾肥水平的增加均呈先升后降的趋势 氮和钾肥在0 5 kg m 3处理下达到最大值 2 施氮量与色度值 呈极显著负相关 与叶片总叶绿素含量呈极显著正相关 钾 磷肥水平与叶片色度值均无显著相关性 与总叶 绿素含量呈极显著负相关 3 由一元二次方程拟合结果可得 当以叶面积为方程因变量时 N K2O最大施用 量分别为1 15 1 04 kg m 3 将总叶绿素含量作为因变量时 N P2O5最大施用量分别为1 04 0 01 kg m 3 4 本试验中 N 1 00 kg m 3 P2O5 0 38 kg m 3 K2O 1 00 kg m 3处理最有利于增大叶面积和加深 叶色 氮 磷 钾肥的最大施用量分别为1 15 0 01及1 04 kg m 3 关键词 氮磷钾肥 3414 试验 绣球 叶形 叶色 中图分类号 S688 9 文献标志码 A 文章编号 0528 9017 2022 07 1502 06 绣球 Hydrangea macrophylla 为绣球花科绣 球属植物 1 花大色艳 观赏期长 2 是园林绿 化中常用植物 3 花手鞠是绣球中的优良品种 被广泛栽植运用 叶片作为光合作用的重要器 官 为植物生长提供物质与能量基础 4 而大小 与颜色是叶片的两大重要性状指标 植物的生产 能力取决于同化面积 5 而植物的同化面积又以 叶面积为主 对于叶色的研究可用于无损估计叶 片乃至整个冠层叶绿素的含量 6 植物叶色在生 产上的研究也可用于决定是否需要追加肥料 7 因此 研究施肥对于叶片性状的影响具有重要 价值 施肥的剂量直接影响绣球叶片的长势 氮 磷 钾的作用又各不相同 故盆栽绣球氮 磷 钾 施肥的定量研究对于精细化的园林生产养护管理具 有重要意义 目前施肥对叶片性状影响的研究多集 中在农作物上 且多集中于氮肥对植物的影响研 究 8 Bi等 9 研究了不同施氮量对绣球生长和叶 片品质参数的影响 结果表明 适量施氮及落叶前 喷施叶面氮肥都会促进绣球生长 提高叶片的观赏 特征 国内有关盆栽绣球氮磷钾的配比施肥研究较 少 多为基于生产实践经验提出的栽培养护建 议 10 11 目前有关于速效水溶肥对绣球生长影响 的研究 12 但缺乏氮 磷 钾单一元素用量对绣 球影响的定量研究 3414 肥效试验是目前应用 较广泛的一种平衡施肥方案 13 该方案设计具有 专业性强 处理少 效率高的优点 还可以用于建 立3大类共7种回归方程 14 其中一元肥效模型 的拟合成功率高 是对三元二次模型的优化和补 充 15 磷 钾肥对绣球叶片性状的影响研究还相 对欠缺 氮 磷 钾单因素如何影响植物叶片性状 的研究尚不充足 本文将 3414 肥料试验设计运用于绣球的 施肥研究上 旨在探究氮磷钾施肥量与叶片性状指 标的函数关系 在此基础上进行一元二次回归分 析 16 建立肥效模型 找出最有利于增大绣球盆 花叶面积 加深叶色等重要叶片性状指标的处理 以及最大氮磷钾施肥量 汪雪影 等 氮磷钾肥对盆栽绣球叶片性状的影响1503 1 材料与方法 1 1 材料 供试品种为花手鞠二年生组培苗 供试基质为 体积比为田园土 草炭 珍珠岩3 6 1的混合基 质 17 栽培于上口直径26 cm 下口直径20 cm 高度26 cm的花盆中 基质填充深度为20 cm 每 盆栽培基质体积约8 dm3 供试肥料氮肥为尿素 N 46 6 磷肥为过磷酸钙 P2O5 14 5 钾 肥为硫酸钾 K2O 54 1 均为国药集团化学分 析纯 1 2 处理设计 采用二次回归 3414 试验设计 15 表1所 示 N P K每个因素有0 1 2 3水平 共计 14个处理 其中 2水平是根据上海地区实践经验 及相关文献研究结果推算的最佳施肥量 1水平为 2水平的一半 3水平为2水平的1 5倍 采用随 机区组设计 每处理重复3次 每重复10株苗 共计420株绣球盆栽苗 根据植物的生长节律和肥 料的物理性质 氮 钾肥分7次采用水溶施入 施 肥间隔期约15 d 5 磷肥分3次固体施入 首次以 基肥施入总磷肥量的50 后2次分别在初花期和 盛花期 各施入25 表1 3414 施肥试验设计与肥料用量 组合 代号组合 编码值施肥量 kg m 3 N P K N P2O5 K2O T1 N0P0K0 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 T2 N0P2K2 0 00 0 67 0 67 0 00 0 38 1 00 T3 N1P2K2 0 33 0 67 0 67 0 50 0 38 1 00 T4 N2P0K2 0 67 0 00 0 67 1 00 0 00 1 00 T5 N2P1K2 0 67 0 33 0 67 1 00 0 19 1 00 T6 N2P2K2 0 67 0 67 0 67 1 00 0 38 1 00 T7 N2P3K2 0 67 1 00 0 67 1 00 0 56 1 00 T8 N2P2K0 0 67 0 67 0 00 1 00 0 38 0 00 T9 N2P2K1 0 67 0 67 0 33 1 00 0 38 1 50 T10 N2P2K3 0 67 0 67 1 00 1 00 0 38 1 50 T11 N3P2K2 1 00 0 67 0 67 1 50 0 38 1 00 T12 N1P1K1 0 33 0 33 0 67 0 50 0 19 1 00 T13 N1P2K1 0 33 0 67 0 33 0 50 0 38 0 50 T14 N2P1K1 0 67 0 33 0 33 1 00 0 19 0 50 1 3 指标测定及计算方法 1 3 1 株高冠幅及植物生长指数 PGI 用钢卷尺 0 1 cm 测量盆栽基质表面至植 株最高点的自然高度 每处理测量10株 共计 140株 18 测量绣球分枝间的最大宽度记为冠幅 1 再测量垂直于冠幅1的宽度 记为冠幅2 每 处理测量10株 共计140株 19 每盆PGI为株 高 冠幅1 冠幅2测量值的平均值 1 3 2 叶片形态指标 用叶面积仪 Min FOLIA分析系统 扫描叶面 积 每处理测6片相同叶位的成熟叶片 获取叶片 各项形态指标的数据 1 3 3 叶色 采用便携式分光色差仪 Nippon NF333 日 本 测量每处理叶片的L 亮度值 a 红绿 值 b 黄蓝值 每处理测6片成熟叶片 1 3 4 叶绿素含量 叶绿素采用95 乙醇溶液浸提 20 采用酶标 仪 Tecan M200 pro 奥地利 测定665和649 nm 处的吸光值 叶绿素a b和总叶绿素含量的计算 公式如下 21 chla 13 95D665 6 88D649 chlb 24 96D649 7 32D665 chlT chla chlb 18 08D649 6 62D663 叶绿素含量 C V n W 1 000 式中 chla chlb chlT分别为叶绿素a 叶绿 素b和总叶绿素浓度 C为色素浓度 V为提取液 体积 n为稀释倍数 W为称量叶片的鲜重 1 4 数据处理 采用SPSS 24 0对数据进行多重比较 Pearson进 行相关性及回归分析 运用Excel 2019软件做图 2 结果与分析 2 1 氮磷钾肥处理下的PGI PGI是评估绣球植物地上部分品质的重要参 数 分别在固定另外两个因素为2水平时 分析不 同氮 磷 钾施肥水平之间是否存在显著性差异 如图1所示 绣球PGI在不同氮肥水平下差异显 著 其中 N3处理 T11 的PGI值最大 为 66 17 比N0 T2 处理提高69 PGI在不同梯 度磷肥处理间差异不显著 钾肥处理中 K3 T10 的PGI值显著高于K0 K1 K2处理 其他 3个钾素处理间的PGI差异不显著 2 2 氮磷钾肥对叶片形态特征的影响 由表2可知 将叶片的形态指标测量值与氮 磷 钾肥用量进行相关性分析表明 叶长 叶宽 叶面积和周长与施氮量呈极显著正相关 而与施磷 量之间均无显著相关性 钾肥施用量除与叶长无显 著相关性外 与其他4个形态指标都呈极显著 相关 1504 2022年第63卷第7期 同因素无相同小写字母者表示组间差异显著 P 0 05 图1 不同因素水平对绣球生长指数的影响 表2 不同因素与叶片形态特征指标的相关性 因素叶面积叶周长叶长叶宽叶长宽比 N 0 821 0 773 0 814 0 839 0 121 P 0 368 0 378 0 359 0 128 0 297 K 0 558 0 525 0 148 0 665 0 612 注 和 分别表示在0 05和0 01水平显著相关 表6 7同 根据表2中的相关性分析结果 进一步分析 氮 钾肥两个单因素产生的叶片形态效应 结果如 表3所示 由表3可知 与不施氮肥的T2处理相比 除 长宽比外 其他施氮处理的各叶片形态指标显著增 大 叶长 叶宽指标随着氮素水平的升高而增加 表3 不同因素对叶片五大形态指标的影响 因素组合代号叶长 cm叶宽 cm长宽比叶周长 cm叶面积 mm2 N T2 7 53 0 45 c 4 65 0 13 c 1 62 0 09 a 22 50 0 68 b 24 92 1 68 c T3 11 29 0 25 b 7 10 0 13 b 1 59 0 02 a 32 57 0 73 a 53 32 2 20 b T6 12 20 0 39 ab 7 80 0 25 a 1 57 0 05 a 35 09 0 57 a 64 17 3 52 a T11 12 38 0 34 a 7 81 0 18 a 1 59 0 03 a 34 51 0 39 a 62 25 2 65 a K T8 10 90 0 25 b 6 44 0 13 b 1 69 0 04 a 29 43 0 24 c 45 15 1 76 c T9 11 78 0 10 ab 7 17 0 28 a 1 66 0 08 a 32 16 0 34 b 54 29 2 96 b T6 12 20 0 39 a 7 80 0 25 a 1 57 0 05 ab 35 09 0 57 a 64 17 3 52 a T10 11 12 0 34 b 7 67 0 19 a 1 45 0 03 b 32 71 0 28 ab 57 33 3 02 ab 注 同因素比较 同列无相同小写字母者表示组间差异显著 P 0 05 表4 5同 其中T6处理叶宽与T2 T3存在显著差异 而与 T11处理均无显著性差异 叶周长和叶面积随着氮 素水平的升高均呈先升高后降低的趋势 最大值均 出现在氮素为2水平时的T6处理 周长和面积值 分别是0水平T2处理的1 56和2 58倍 3水平 T11处理的叶周长和叶面积平均值有所下降 但较 T6处理无显著性差异 叶片长宽与叶周长 叶面积的钾肥效应的最大 值均出现在钾素为2水平的T6处理 显著高于0 水平T8 其叶长 宽 周长及面积值相较于T8分 别增加11 9 70 7 19 2 和42 1 当钾素 升至3水平时 上述4个指标值较钾素为2水平时 数值均降低 其中叶长显著低于T6 其他3个指 标较之2水平数值有所降低 但无显著性差异 2 3 氮磷钾肥对叶片色度值及叶绿素含量的影响 2 3 1 对叶片色度值的影响 色度值表示叶片的色彩 L 值表征叶色的亮 度 a 值代表红与绿之间的变化 正值偏红 负 值偏绿 b 代表色彩在黄色与蓝色之间的变化 正值偏黄 负值偏蓝 由表4可知 从氮素效应看 3个色度值均在 N2水平即T6处理处取得最小值 与N0 T2 处 理的色度值间的差异均达到显著水平 但与N1和 N3处理间差异不显著 从磷肥效应来看 L 在P2 T6 水平时最低 且与P1水平 T5 P3水平 T7 处理差异显著 a 和b 均在P2水平 T6 取得极值 但各磷肥处理间无显著差异 钾肥不同 处理间色度值均无显著差异 3个色度指标在T6 处理取得极值 即K2水平处理的叶片亮度最暗 叶色最绿 综合分析可知 T6处理 即氮 磷肥 施用量为0 38 kg m 3 K2O施用量为1 0 kg m 3时叶色最绿 表4 不同因素对叶片色度值的影响 因素组合代号L a b N T2 41 48 0 85 a 5 67 0 17 a 26 39 1 11 a T3 30 60 0 62 b 9 89 0 34 b 10 34 0 78 b T6 29 95 0 38 b 10 48 0 37 b 9 16 0 84 b T11 31 61 1 01 b 9 93 0 41 b 10 39 0 91 b P T4 30 52 0 47 bc 10 28 0 23 a 10 10 0 45 a T5 31 69 0 41 ab 9 77 0 30 a 10 67 0 83 a T6 29 95 0 38 c 10 48 0 37 a 9 16 0 84 a T7 32 09 0 38 a 9 47 0 38 a 11 68 1 00 a K T8 30 99 0 26 a 9 45 0 34 a 11 36 0 80 a T9 30 31 0 80 a 10 14 0 37 a 9 74 0 88 a T6 29 95 0 38 a 10 48 0 37 a 9 16 0 84 a T10 31 01 0 54 a 9 66 0 37 a 11 01 0 73 a 汪雪影 等 氮磷钾肥对盆栽绣球叶片性状的影响1505 2 3 2 对叶绿素含量的影响 由表5可知 N1 T3 N2 T6 N3 T11 处理间的叶绿素含量无显著性差异 均显著高于 N0 T2 处理 P0 T4 P1 T5 P2 T6 处 理间叶绿素含量无显著差异 均显著高于P3 T7 处理 从钾肥效应来看 其对于叶绿素b的含量影 响较显著 K3 T10 处理的叶绿素b含量显著低 于K0 表5 不同因素对叶片叶绿素含量的影响 因素组合代号含量 mg g 1 叶绿素a叶绿素b总叶绿素 N T2 0 21 0 02 b 0 13 0 01 b 0 33 0 03 b T3 0 61 0 01 a 0 30 0 01 a 0 91 0 02 a T6 0 61 0 02 a 0 30 0 01 a 0 90 0 02 a T11 0 60 0 03 a 0 29 0 01 a 0 90 0 05 a P T4 0 63 0 02 a 0 32 0 01 a 0 95 0 02 a T5 0 61 0 02 a 0 30 0 01 a 0 90 0 02 a T6 0 61 0 02 a 0 30 0 01 a 0 90 0 02 a T7 0 51 0 03 b 0 26 0 01 b 0 78 0 04 b K T8 0 63 0 03 a 0 32 0 01 a 0 95 0 04 a T9 0 61 0 02 a 0 30 0 01 ab 0 90 0 03 a T6 0 61 0 02 ab 0 30 0 01 ab 0 90 0 02 a T10 0 58 0 02 a 0 28 0 01 b 0 85 0 03 a 2 3 3 氮磷钾施肥处理与叶片色度值及叶绿素含 量的相关性 表6显示 氮肥与叶片色度值呈极显著负相 关 与叶绿素a 叶绿素b及总叶绿素含量呈极显 著正相关 磷肥与色度值无显著相关性 但与叶绿 素含量呈极显著负相关 钾肥与色度值及叶绿素a 含量无显著性关系 与叶绿素b及总叶绿素含量呈 显著负相关 表6 不同因素与叶片色度值和叶绿素含量的相关性 因素L a b 叶绿素a叶绿素b总叶绿素 N 0 678 0 721 0 741 0 738 0 732 0 741 P 0 263 0 229 0 178 0 666 0 699 0 654 K 0 026 0 119 0 091 0 364 0 483 0 419 2 4 氮磷钾肥与叶片性状指标间的模型构建 分别将植株叶片叶面积及总叶绿素含量设为因 变量Y 每盆的肥料施用设为自变量X 基于显著性 及相关性分析结果 对与氮磷钾施肥有显著相关性 的指标进行一元二次肥料效应模型的拟合 首先采 用离差标准化法 将施肥数据变量进行标准化 每 盆的肥料施用量都将在 0 1 之间 标准化方法 是用该变量的观察值减去该变量的最小值除以该变 量的极差 22 标准化后的数据都是纯数量 没有单 位 标准化后的结果在表1中的编码值列出 建立 编码值与3个指标值之间的方程 表7 拟合成功 的一元二次方程中的二次项系数都为负数 说明函 数具有最大值 分别求解表7中4个方程的最大值 以及方程取得最大值时所对应的编码值 并转换为 对应的氮磷钾施用量 在施肥与叶面积的一元二次 模型拟合中 氮肥与钾肥拟合成功 根据拟合方程 当氮肥施用量为1 15 kg m 3 即9 2 g 盆 1 时 或钾肥的施用量为1 04 kg m 3 即8 3 g 盆 1 时 叶面积取得最大值 分别为55 65 cm2和57 26 cm2 从氮肥和磷肥与总叶绿素含量的模型拟合结果 可得 氮肥施用量为1 04 kg m 3 即8 32 g 盆 1 时总叶绿素含量最高 为0 83 mg g 1 磷肥 施用量为0 01 kg m 3 即0 083 g 盆 1 时 总 叶绿素含量最高 为0 94 mg g 1 表7 因素施肥模型的拟合结果 y因素变量肥料效应方程显著性检验F显著性 R2 叶面积N y 68 566N2 105 33N 25 201 48 605 0 000 0 999 P拟合失败2 697 0 073 K y 36 137K2 50 067K 44 275 7 833 0 001 0 921 总叶绿素含量N y 1 311 6N2 1 819 5N 0 361 1 85 327 0 000 0 925 P y 0 158 3P2 0 005 9P 0 941 2 7 689 0 001 0 905 K拟合失败1 606 0 219 3 讨论 3 1 配方施肥对花手鞠叶片形态特性的影响 施肥可以促进叶片的生长 增大叶面积 Li 等 19 在研究氮肥对绣球生长的影响中也有相似的 发现 在0 20 mmol L 1施氮量的范围内 随着氮 肥水平的增加绣球叶面积逐渐增加 在20 mmol L 1处理时叶面积和叶绿素含量均达到最大值 尤 伟忠等 23 也发现 在补光条件下 东方百合玛丽 的植株叶面积随着施肥水平的提高而增加 施氮处 理的夏玉米相较于不施氮肥处理叶长和叶宽均增 加 24 油楠叶子形态在氮磷钾配施时的叶片大 1506 2022年第63卷第7期 叶色更浓 25 本研究表明 氮肥对叶形态指标均 有促进作用 以N2水平作用最明显 当施氮量超 过N2水平时 叶面积不再有显著增加 此研究结 果与丁雪梅 26 对大丽花叶面积的研究结果相似 又存在不同 本研究中N超出2水平后平均叶面 积不增反减 说明3水平已经超出了植物生长的需 求 而在丁雪梅 26 的研究中 N3处理促进作用最 为明显 并未出现氮肥到达一定水平后叶面积下降 的现象 在本研究中 钾肥水平与绣球平均叶面积呈极 显著正相关 施钾肥处理的平均叶面积显著高于不 施钾肥的处理 这与丁雪梅 26 的研究结果相同 K2水平升至K3水平时 绣球的叶面积虽与K2水 平无显著差异 但略有下降 说明从平均叶面积这 一指标来看 本研究中设置的K2水平 即K2O 1 kg m 3 的T6组合较为合理 本研究结果显示 磷肥与叶片主要形态指标无 显著相关性 目前还缺乏磷肥用量与绣球叶面积和 周长相关性的研究 但农业生产中磷肥是造成地表 水富营养化的主要污染源 27 所以在不影响盆栽 植物生长的情况下 应减少磷肥施用量 28 3 2 配方施肥对花手鞠叶片色度值及叶绿素含量 的影响 叶片色度值与叶片叶绿素含量显著相关 叶绿 素含量的变化在视觉效应上即反应在色度值上 本 研究中氮磷钾与叶片的亮度 L 值 均有极显著 相关性 单因素效应分析结果显示 氮和磷不同水 平处理间差异显著 钾肥各水平之间无显著差异 不施氮肥的两个处理叶片明度最大 显著高于其他 处理 说明施氮肥可以降低叶片明度 加深叶色 刘岳路等 29 发现 金旗玉簪叶片黄色部位的明度 随着氮肥水平的升高而降低 本试验中N2水平的 亮度最低 颜色最暗 绿色程度显著加深 当氮肥 达到N3水平时 叶色明度不再随着施肥水平的升 高而降低 说明N3水平已超过最大施肥量 Li 等 19 的绣球施肥试验也表明 所有施氮肥处理的 叶绿素相对含量显著高于不施氮肥的对照处理 印 证了本研究的试验结果 综合叶面积和色度值及叶 绿素含量2个指标可以发现 本试验处理中 N2P2K2施肥处理效果最优 进一步说明本试验设 计的2水平相对合理 4 小结 叶片是绣球的主要营养器官 叶片性状一定程 度上表征了植株生长状态 影响着植株观赏性 本 文将 3414 试验方案的单因素分析法运用于盆 栽绣球中 以植株叶片的主要形态指标建立了施肥 模型 是该方案在木本花卉上的一次成功运用 氮 钾肥是影响绣球叶片大小的主要元素 氮肥与 叶片颜色相关性显著 N 1 0 kg m 3 P2O5 0 38 kg m 3 K2O 1 0 kg m 3是本试验中适合盆栽绣 球花手鞠生长 最能提升营养生长期叶片品质的肥 料配方用量 参考文献 1 陈有民 园林树木学 M 北京 中国林业出版社 2017 495 496 2 赵冰 中国绣球 M 北京 中国林业出版社 2016 26 3 MMBAGA M T KIM M S MACKASMIEL L et al Evaluation of Hydrangea macrophylla for resistance to leaf spot diseases J Journal of Phytopathology 2012 160 2 88 97 4 张新洁 氮磷施肥对水曲柳生长和生态化学计量特征的影 响 D 哈尔滨 东北林业大学 2019 5 KASPERCAYK M SZKUTNIK J KACROZYK P Influence of fertilization on leaf blade area and yield of two grass species J Modern phytomorphology 2013 4 47 50 6 NGUY ROBERTSON A PENG Y ARKEBAUER T et al Using a simple 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