配比施肥對檳榔幼苗肥料利用率及養分協同效應的影響

降佳君 溫欣宇 辛曉棟 王玲 楊國斌 王朝弼 楊福孫

摘??要：為了明確N、P、K肥對檳榔幼苗生長及營養吸收與利用的影響，從而確定合理的檳榔幼苗施肥技術。以檳榔幼苗為對象，采用“3414”肥料配比田間盆栽試驗，測定不同施肥處理對檳榔幼苗營養吸收與分布及肥料利用率的影響。結果表明：（1）施肥提高了檳榔幼苗的生物量和肥料利用率；在氮磷鉀平衡施肥時，氮肥和磷肥相對利用率達到最大；在不施磷肥，氮鉀平衡施肥時，鉀肥相對利用率達到最大；（2）檳榔幼苗地上部氮養分積累量是影響其生物量的主要因子，地下部磷養分積累量是影響其生物量的主要因子；（3）相關性分析與通徑分析表明，氮與磷可協同促進檳榔幼苗生物量的增長，但會受到施鉀量及鉀肥相對利用率的制衡，3種元素協同促進植株生物量增長。因此氮肥和磷肥的相對利用率是檳榔幼苗施肥的關鍵指標。綜上，氮磷鉀配比施肥有利于檳榔幼苗的營養吸收和利用，以N∶P∶K=2∶2?∶2（T6）配比施用效果較好。

關鍵詞：檳榔；氮磷鉀施肥；肥料利用率；生理特性中圖分類號：S792.91??????文獻標識碼：A

Effects?of?Fertilization?Ratio?on?Fertilizer?Uptake?and?Nutrient?Synergy?of?Areca?catechu?Seedlings

JIANG?Jiajun1，?WEN?Xinyu1，?XIN?Xiaodong1，?WANG?Ling1，?YANG?Guobin1，?WANG?Chaobi2，?YANG?Fusun1*

1.?College?of?Tropical?Crops，?Hainan?University，?Haikou，?Hainan?570228，?China;?2.?Hainan?Soil?and?Fertilizer?Station，?Haikou，?Hainan?570203，?China

Abstract：?In?order?to?explore?the?effects?of?N，?P?and?K?fertilizers?on?the?growth?and?nutrient?uptake?of?areca?nut?seedlings?and?provide?a?scientific?fertilizer?application?in?field?management，?areca?nut?seedlings?were?used?to?conduct?the?“3414”?fertilizer?ratio?in?pots?at?the?greenhouse.?Fertilization?significantly?increased?biomass?and?fertilizer?utilization?of?areca?nut?seedlings.?In?balanced?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?fertilization，?N?and?P?fertilizers?had?the?maximum?utilization.?Balanced?nitrogen?and?potassium?fertilization?without?phosphate?fertilizer，?K?fertilizers?had?the?maximum?utilization.?The?N?content?was?the?main?factor?affecting?the?stem?and?leaf?biomass，?while?the?P?content?was?the?main?factor?affecting?root?biomass.?Correlation?and?path?analysis?indicated?that?N?and?P?could?synergistically?improve?the?growth?of?areca?nut?seedlings，?but?they?were?affected?by?the?application?of?K?fertilizer.?However，?N，?P?and?K?fertilizers?could?reach?balance?and?synergy?to?improve?the?growth?of?seedlings.?In?conclusion，?N，?P?and?K?fertilizers?in?a?rational?proportion?was?beneficial?for?the?nutrient?uptake?and?utilization?of?areca?nut?seedlings，?and?N∶P∶K=2∶2∶2?（T6）?was?the?most?suitable?fertilization?ratio.

Keywords：?Areca?catechu;?N，?P?and?K?fertilization;?fertilizer?utilization?rate;?physiological?characteristics

DOI：?10.3969/j.issn.1000-2561.2024.02.011

施肥是調節植物生長發育的重要手段，通過施肥可以為植物提供必要的養分，促進植物的生長發育，提高植株的產量。營養元素中N、P、K大量營養元素既是植株正常生長所必須的，同時也是植物的關鍵性營養元素，主要參與植株體內的物質組成和新陳代謝過程[1-2]，不同元素之間通過協同作用來實現作物不同營養的平衡。因此，人們嘗試用多種施肥方式或者不同施肥配方，以期更大程度地提高植株對營養的吸收率，從而增加植株的光合速度，提高植株的生物量。已經有大量研究證實，科學合理的施肥配比可以有效改善植株的生長發育速率與光合速度，從而提高植物對營養物質的吸收和利用。而植物養分特性則是體現植株功能特征的關鍵指標，主要涉及營養元素吸收、利用與使用的效率等方面[3-4]。據調查，發現我國氮肥利用率在30%～35%之間，磷肥利用率為10%～25%，鉀肥利用率為25%～40%，與發達國家還存在很大差距[5]。在日常種植中，人們一味地追求增施化肥，卻忽略了植株肥料利用率低的現象，不僅浪費了資源，還污染了環境。

檳榔（Areca?catechu?L.）是棕櫚科熱帶作物，是我國“四大南藥”之首[6]。檳榔在我國的種植歷史悠久，主要分布在海南省。目前，檳榔在海南省熱帶作物種植面積中位于第二，經統計，其種植面積已經高達11.52萬hm2，是海南省最主要的經濟作物之一[7-8]。海南土壤為磚紅壤，肥力低，傳統粗放的栽培模式和盲目的施肥導致植物營養失衡[9-10]，同時也是導致檳榔生理性黃化的關鍵因子。在作物幼苗的全生長周期中，由于施肥比例不當，極易導致缺肥或燒苗，不合理的施肥會大大降低植物的生長活力，影響植物的正常生長發育。為提高肥料利用率，響應國家推行的“化肥減量增效”政策，使氮磷鉀配比達到最優化[11-12]，因此，在苗期發育過程中，應采用科學合理的施肥配比及管理促進檳榔幼苗的生長，提高其生物積累量。目前，鮮有對檳榔幼苗氮磷鉀肥配施方面的研究，仍主要靠農戶種植經驗培育，導致檳榔幼苗成株率不穩定。本研究通過分析不同施肥量對檳榔幼苗生長和肥料利用率的影響，找出最適合檳榔幼苗生長的施肥措施，為檳榔生產育苗和管理提供理論依據及技術指導。

1??材料與方法

1.1??材料

試驗于2021年3—9月在海南大學海甸校區農學基地進行。試驗材料為檳榔熱研一號品種，選取一年生健壯且生長一致的檳榔幼苗。盆栽容器規格為26?cm×26?cm×35?cm，栽培基質為紅壤∶沙子=7∶3（V/V）混合。pH?5.9，有機質含量為16.87?g/kg，堿解氮含量為30mg/kg，有效磷含量為20.7?mg/kg，速效鉀含量為93.5?mg/kg。

1.2??方法

1.2.1??試驗設計??參考何萍等[13]的作物施肥理論和預試驗結果確定施肥量，試驗設計采用“3414”并增加單施N、P、K施肥試驗方案（表1），即N、P、K肥3個因素，4個施肥水平（0，?1，?2，?3），0水平為不施肥，1水平為2水平的1/2倍，2水平為常用施肥量，3水平為2水平的3/2倍，共17個處理，其中T1為對照（CK），每個處理設3次重復，每處理6株，試驗采用隨機區組排列，進行盆栽試驗。供試肥料為尿素（N，?46.65%）、過磷酸鈣（P2O5，?12%）、氯化鉀（KCl，?60%）。試驗中肥料一次性施入，采取常規水分管理。

1.2.2??測定指標與方法??（1）生物量及營養元素含量。在施肥前后進行取樣，每個處理隨機選取3株。將樣品在105?℃條件下殺青30?min，并于75?℃條件下烘干至恒重，稱量各部位干重。分別用凱氏定氮法、鉬銻抗比色法、原子吸收分光光度計法測定樣品的全N、全P、全K含量[14]。

（2）養分積累量與肥料利用率。植株整體養分積累量：植株N（P、K）養分積累量=根中N（P、K）養分積累量+葉中N（P、K）養分積累量+莖中N（P、K）養分積累量；植株各部位養分積累量：根（莖、葉）中N（P、K）養分積累量=根（莖、葉）中N（P、K）含量×根（莖、葉）干重。

植株肥料相對利用率：N（P、K）肥相對利用率=[（施肥后植株養分積累量-施肥前植株養分積累量）-（施肥后不施肥區植株養分積累量-施肥前不施肥區植株養分積累量）]/養分施入量×100%。

1.3??數據處理

采用Excel軟件進行數據處理，數據均以平均值（Mean）±標準差（SD）表示；采用SPSS?16.0軟件進行因素方差分析、相關性分析（Person算法）及通徑分析，采用GraphPad?Prism?6和Cytoscape軟件作圖。

2??結果與分析

2.1??不同N、P、K配比對檳榔幼苗生物量及其分配的影響

選取不同N、P、K配比施肥處理后的檳榔幼苗進行生物量測定，結果發現不同N、P、K配比施肥對檳榔幼苗生物量的影響程度不同。由圖1可知，在所有施肥處理中，根生物量最佳為T6，T3次之，CK最??；莖生物量最佳為T6，T10次之，T12最??；葉生物量最佳為T6，T2次之，CK最??；總生物量最佳為T6，T10次之，CK最小。當P、K或N、K為2水平，增施N肥或P肥可以顯著提高檳榔幼苗的生物量，但當施N水平或施P水平為3水平時，生物量又會呈一定程度的下降趨勢，當N、P為2水平時，增施K肥會促進生物量的增加，在中等水平時達到最大值后呈下降趨勢?？梢娕cCK相比不同處理組的生物量均有所增加，對總生物量進行比較后發現T6為最佳施肥組合。

2.2??不同N、P、K配比對檳榔幼苗各器官N分配及肥料利用率的影響

對施肥處理后的檳榔幼苗進行N養分積累量測定，結果發現施肥處理能有效提高檳榔幼苗的N養分積累量。檳榔幼苗不同處理間的地上部與地下部的N養分積累均差異顯著，且各處理的N養分積累量顯著高于CK。根、莖、葉N養分積累量最高的處理為T6，T10次之，CK最低，T6是CK的2.31倍。T4～T10、T14施N量相同處理間的N養分積累量也有顯著差異，可見不同配方施肥對植株N養分積累量有較大影響（圖2）。

對檳榔幼苗進行N肥相對利用率測定發現，不同N、P、K肥配施下檳榔幼苗N肥相對利用率存在顯著差異（圖3），N肥相對利用率在2.07%～15.34%之間，T6處理最高，T10處理次之，T14處理最低，說明合理的N、P、K配比施肥有利于提高N肥的相對利用率。P、K水平在2水平時，N肥相對利用率隨著施N量的提高而呈現先增后降的態勢，在中等施肥水平下達到最高。

2.3??不同N、P、K配比對檳榔幼苗各器官P分配及肥料利用率的影響

對施肥處理后的檳榔幼苗進行P養分積累量測定，發現施肥處理能有效提高檳榔幼苗的P養分積累量（圖4）。與CK相比，施肥能有效提高根、莖、葉的P養分積累，但不同配方施肥處理對根、莖、葉P養分積累提高率不同。根、莖、葉P養分積累最高的處理是T6，T2次之，T14最低，T6是T14的2.6倍。T2、T3、T6、T8～T11、T13施P量相同處理間的P養分積累量也有顯著差異，P肥固定在一定水平時，N、K互作對P肥的吸收也有一定的影響。

對檳榔幼苗進行肥料利用率測定，發現P肥相對利用率在1.6%～18.7%之間（圖5），T6處理最高，T5處理次之，T9處理最低，說明合理的N、P、K配比有利于提高P肥相對利用率。N、K水平在2水平時，P肥相對利用率隨施P量的提高呈先升高后降低的趨勢，在中等施肥量水平時達到最高。

2.4??不同N、P、K配比對檳榔幼苗各器官K分配及肥料利用率的影響

不同施肥處理下各處理的K養分積累量差異不顯著（圖6），根、莖、葉K養分積累量最高的處理是T10，T4次之，CK最低，T10是CK的2倍。T2～T7、T11、T12施K量相同處理間的K養分積累量也有顯著差異，K肥固定在一定水平時，N、P互作對K肥的吸收也有一定的影響。N、P為2水平時，隨著施K量的增加，檳榔幼苗K養分積累量呈增加趨勢。

對檳榔幼苗進行肥料利用率測定，發現K肥相對利用率在5.75%～39.40%之間（圖7），T4處理最高，T2次之，T14最低。N、P在2水平時，K肥相對利用率隨施K量的增大呈先增后降的變化趨勢，在中等水平達到最高。

2.5??N、P、K配施對各元素協同作用分析

以2水平施肥量為分界線，施肥量低于2水平為低水平施肥，高于2水平為高水平施肥，對低水平施肥和高水平施肥下各部位生物量與施肥量、養分積累量、肥料相對利用率分別進行相關性分析，發現在低水平施肥下，隨著施肥量的增加，各元素施肥量與其對應的肥料相對利用率呈正相關，且施N量與P、K肥相對利用率呈正相關，施P量與N、K肥相對利用率呈正相關，施K量與N、P肥相對利用率呈正相關（圖8）。而在高水平施肥下，隨施肥量的增加，各元素施肥量與對應肥料相對利用率呈負相關，且施N量與

P、K肥相對利用率呈負相關，施P量與N、K肥相對利用率呈負相關，施K量與N、P肥相對利用率呈負相關（圖9）。說明肥料之間能夠相互影響利用效應及積累水平，這種影響作用既有正向作用也有負向作用，需合理施肥才能夠最大提高檳榔幼苗的肥料相對利用率，相關性分析表明，各元素2水平下促進作用最大。同時，2種施肥水平下根、莖、葉生物量均與各元素養分積累量、各元素相對利用率呈正相關，其中葉生物量與葉中N含量、P含量的相關性大，說明地上部生長對N、P元素的需求量更大，根生物量與根中P含量相關性較大，說明地下部生長對P元素的需求量較大。

通過對檳榔幼苗元素養分積累量與肥料利用率對生物量的影響進行通徑分析，探討元素養分積累與肥料利用率對生物量的直接效應和間接效應。結果表明，檳榔幼苗各指標對生物量均有不同程度的貢獻，有正向作用也有負向作用。6個自變量對生物量的直接影響中，P養分積累量對

生物量的直接作用最大，N養分積累量次之，K養分積累量為負向作用。另外，N肥相對利用率對生物量的直接作用最大，P肥次之，K肥最小。通過對各間接通徑系數進行分析，發現N養分積累量通過P養分積累量對生物量的間接作用最大，間接通徑系數為0.680；N肥相對利用率通過P養分積累量對生物量的間接作用次之，間接通徑系數為0.639（表2）。

3??討論

3.1??N、P、K配施對生物量的影響

配比施肥是可以滿足植物營養需求的一種施肥方式，通過確定N、P、K肥的合理比例和合理用量，在實現植物生長狀況良好的同時，可以節約資源，保護環境[15]。大量研究表明，施肥對植株的生長有促進作用，能提高植物生長情況，但過量施肥會抑制幼苗的生長。2種及2種以上營養元素以不同比例混合施肥時會產生不同的效應，即促進作用或拮抗作用。當出現2種及2種以上養分結合所產生的效應遠遠大于單一養分效應之和時，即為促進作用。而拮抗作用則是多種營養元素相互作用時反而發生抑制作用，使施肥的促進效應大打折扣，產生的作用會抑制植物的生長，使植物生長比例失調[16]。合理的N、P、K配比對植株各器官生物量有較好的調節作用[17]，本研究發現，不同N、P、K配比施肥和單施肥對檳榔幼苗生物量均有促進作用。在T6處理時，檳榔幼苗的總生物量高于其他各處理，單施N肥有利于檳榔幼苗生物量的提高，但是N、P、K配比施肥更能顯著提高檳榔幼苗的總生物量，這與白晶晶等[18]在楸樹幼苗上的研究結果相似。相關性分析結果顯示N和P對地上部生物量影響較大，P對地下部生物量影響較大，這與羅仙英等[19]、邱佳妹等[20]的研究結果相似。N、P、K因素對檳榔幼苗各器官及全株生物量影響的主次順序均表現為N>P>K。

3.2??N、P、K配施對養分積累量的影響

N是影響檳榔幼苗葉片葉綠素合成的主要物質，P能促使植物根部迅速發育，增強養分的吸收能力，K在植物體內流動性強，主要負責參與并協調植株體內各種物質的新陳代謝過程[21-22]。鄭小琴等[23]研究指出，合理施肥能促使植物體內的N、P、K保持在適當水平，從而達到維持植物正常生長發育的目的。葉片是植物養分的主要儲存庫，其N、P、K的含量直接關系到植物獲得干物質積累能力[24]，但不同植物葉片對養分的積累量存在一定差異。在本研究中，當施肥處理為N2P2K2（T6）時，檳榔幼苗各部位的元素積累量最多，這也是其生物量最大的主要原因。陸秀君等[25]研究表明，施肥特別是N肥對枝葉生長的促進作用明顯高于根系，本研究發現N和P的葉片養分積累量明顯高于根系，這與秦愛文等[26]在楨楠幼苗上的研究結果相似，造成這種現象的另一個原因可能是試驗植株為盆栽，受生長環境限制不利于根系的生長，因而P在根系中的含量低于葉片。在配比施肥下，N、P、K配施養分積累量>單施肥養分積累量>不施肥養分積累量，這與王祥等[27]在楸樹幼苗和陳祖靜等[28]在不同配方施肥處理下的辣木養分積累變化趨勢一致。研究結果顯示，在不同施肥處理下，檳榔幼苗各部位的養分積累量也有一定差異，表現為N、P養分積累量葉>莖>根，K養分積累量莖>葉>根，這可能是因為植株正處于生長發育期，K以游離的形態存在于植物體內，K正處于莖向葉片輸送養分的過程中，因而莖中K養分積累量相對較高。楊陽等[29]在紫椴幼苗中研究發現，在P、K一定的水平下，適度施N才能提高苗木全株N養分積累量。周維[30]指出配比施肥對礦質元素有促進作用，因此，在養分的施用中應考慮N、P、K配比。

3.3??N、P、K配施對肥料利用率的影響

合理的施肥比例可以提高植物的肥料利用率，AERTS等[31]在3種苔草屬（Carex）植物研究中發現N肥利用率會隨供N量的增加呈先升高后下降的趨勢，養分供應量越高時，肥料利用率會相應下降并在一定量時趨于平穩，這與本研究結果相似，N、P、K肥料利用率在施肥水平增加時，表現出先增后降的變化趨勢，中等水平達到最大，N、P、K三因素互作施肥對檳榔幼苗的元素吸收和利用效果最好。佟玉欣等[32]指出養分積累量的高低與肥料利用率有密切關系，本研究發現，元素含量高的處理相應的肥料利用率高。如果少施任意1種元素，另外2種肥料配施也會大大降低肥料利用率。結合相關性分析和通徑分析發現，檳榔幼苗葉片的生長主要受N的影響較大，根的生長受P的影響較大，K對根、莖、葉均有影響，植株體內的N、P、K積累量具有極大的相關性。單因素施肥和雙因素配施的肥料利用率低于配比施肥，可見各元素之間相互影響，相互制約。因此綜合檳榔幼苗生長情況和施肥成本，T6（N2P2K2）處理即N、P、K平衡施肥為最優施肥配方。

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