施用不同肥料對草莓生長和根系形態(tài)的影響及其機制.pdf

1、有機肥料投入不足及質(zhì)量下降制約著我國有機食品、綠色食品的發(fā)展。本論文以草莓為研究對象，通過不同種類商品有機氮肥及其與無機氮肥配合施用，設(shè)置了5個處理，分別是有機肥A(OFA)，有機肥B(OFB)、有機無機復(fù)配肥(OIF)，無機肥尿素(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態(tài)變化；2)不同形態(tài)氮肥施用對草莓根冠干物質(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)生機制及其對植株生長、果實產(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，氮肥對草莓苗期根系生長產(chǎn)生抑制作用，并且無機氮肥(UN)和有機無機復(fù)配氮肥(OIF)還抑制苗期植株地上部分的生長，這種抑制作用會持續(xù)到初果期；而施用商品有機肥(OFA和

3、OFB)有利于草莓地上部生物量的持續(xù)增加，它們對根系生長抑制的持續(xù)時間不長，并很快轉(zhuǎn)為促進作用。在移栽60天后，OFA和OFB地上部干物質(zhì)比對照增加85.9％和35.2％，而OIF和UN兩個處理比對照減少了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，草莓全

4、生育期中根冠比“高-低-高”的總變化趨勢有利于植株生育中后期冠層生物量累積的增加和果實成熟末期根系生理活性的保持，有機肥料施用正好能使植株根冠比呈現(xiàn)出這一特征。
　　 3.施肥有利于促進植物氮素吸收，提高氮素積累速率，促進氮素向果實中分配。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。在果實采收末期，不同處理草莓各器官的氮素分配趨勢均為：果實>莖和葉柄>葉片>根系。施用純有機肥(OFA和OFB

5、)，果實中吸收的氮素達到植株吸收總量的一半，分別占53.5％和51.7％，無機氮肥處理(UN)和有機無機復(fù)混肥處理(OIF)的果實氮素分配率較少，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機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，施用純有機肥處理，糖酸比提高23.7-28.7%，與對

6、照呈顯著差異，而無機尿素和有機無機復(fù)配肥處理的增加幅度小于14.2％，與對照的差異不顯著。
　　 5.氮肥施用不同程度地提高草莓葉片葉綠素含量SPAD值。不同時期的草莓植株特定部位葉片SPAD值分別與同時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養(yǎng)狀況的無損診斷提供了理論依據(jù)。
　　 6.本試驗條件下，施氮對草莓移栽初期的根

7、系伸長有抑制作用，其中無機氮肥影響程度較重，有機氮肥影響程度較輕，而有機肥料施用有助于草莓移栽中后期(60-90天)根系的伸長；施肥同樣也降低草莓苗期根系比根長(SRL)，但影響程度隨時間推進而逐漸減小。根系直徑與SRL變化趨勢相反，二者存在極顯著的線性負相關(guān)，由此導(dǎo)致UN與OIF處理細根比例相對較大。
　　 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)量依然低于對照；同時期的側(cè)根密度亦以有機肥處理(OFA和OFB)大于尿素和有機無機復(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60d的植株根系表面積和體積。說明有機氮肥較無機氮肥及有機無機復(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％。說明雖然有機肥(OFA和OFB)和有機無機復(fù)配肥(OIF)的供氮能力低于尿素(UN)，但它們比無機肥更能促進微生物對土壤氮的固持，提高土壤對氮素的“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含量顯著高于對照，而移栽60天時。OFA和OFB處理的根和葉片中IAA和ABA含量卻顯著低于對照，同時期UN和OIF處理的根和葉片中IAA和ABA含量均高于有機肥處理。施肥顯著提高草莓苗期根和葉片中iPAs的含量，施用含有無機氮的肥料處理(UN和OIF)的提高程度大于施用純有機肥料處理。另外，施肥能顯著降低草莓內(nèi)源生長素/細胞分裂素IAA/iPAs比值，并且施用含有無

11、機氮的肥料處理(UN和OIF)的比值降低程度大于施用純有機肥料處理。
　　 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、主根長度、比根長和側(cè)根密度)之間存在著良好的相關(guān)性，它們相關(guān)程度達到顯著水平以上項次的順序為：硝態(tài)氮(8項)>有效氮(7項)>銨態(tài)氮(5項)。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表達。
　　 11.草莓植株內(nèi)源IAA和iPAs含量與根系形態(tài)指標參數(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、主根長度和比根長呈極顯著線性相關(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)源激素的差異都對草莓苗期根系形態(tài)建成有著重要的影響。有兩種機制可能存在于氮肥施用調(diào)控草莓根系形態(tài)變化過程中：內(nèi)源激素誘導(dǎo)機制與供氮誘導(dǎo)機制(硝酸鹽誘導(dǎo)的基因調(diào)控機制)。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，內(nèi)源激素對根系形態(tài)建成的誘導(dǎo)機制占主導(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種機制共同作用的結(jié)果。

14、　　 綜上所述，由于草莓苗期生長量較少，土壤中較少的氮素完全能滿足植株幼苗生長的養(yǎng)分需要，供氮(即便是有機氮)都可能給移栽初期根系生長造成負面影響。然而，草莓生長過程中不同肥料氮素釋放速率存在差異，有機肥料的氮素釋放過程基本與植物需求過程相吻合，有助于草莓生長后期根生物量、根尖數(shù)、側(cè)根數(shù)量、總根長、主根長度、比根長和側(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