張雨萌 柴喜榮 康云艷 楊暹 毛妃鳳 樊芳菲

摘要 [目的]研究菜心的養(yǎng)分吸收和分配規(guī)律。[方法]以菜心早熟品種“碧綠粗薹”為材料，采用水培方法，研究菜心發(fā)芽期、幼苗期、花芽分化期、現(xiàn)蕾期、采收期生物量積累動態(tài)變化及養(yǎng)分吸收規(guī)律。[結(jié)果]菜心植株發(fā)芽期和幼苗期生長緩慢，花芽分化期后植株快速生長，生物量顯著積累?？傮w而言，菜心進入花芽分化期后，植株對養(yǎng)分的吸收量快速增長；整個生育期間，植株對N元素的吸收量最大，其次為P、K元素，微量元素中對Mn、Fe的吸收量較大；5個發(fā)育周期中，菜心植株體內(nèi)N∶P∶K比值分別為36∶7∶1、12∶1∶1、4∶2∶1、7∶2∶1、7∶2∶1；花芽分化期，N/K、N/P、N/B的比值均顯著低于其他生育期。[結(jié)論]該研究為菜心種植過程中營養(yǎng)的豐缺診斷及精準施肥提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞菜心；水培；干物質(zhì)積累；養(yǎng)分吸收

中圖分類號S634.5文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）35-0055-05

Abstract[Objective] To research nutrient uptake and distribution law of flowering Chinese cabbage. [Method] With flowering Chinese cabbage ‘Bilvcutai as the research materials， a hydroponic experiment was conducted to study biomass accumulation and nutrient absorption in the plants during germination stage， seedling stage， floral bud differentiation stage， budding stage and harvest stage. [Result]The dry matter and nutrient contents in Chinese flowering cabbage accumulated slowly at germination and seedling stage， while they increased faster after floral bud differentiation. During the whole growth period， the content of N was the highest， followed with P and K. The plants accumulated higher contents of Mn and Fe among microelements. The ratios of N∶P∶K were 36∶7∶1， 12∶1∶1， 4∶2∶1， 7∶2∶1 and 7∶2∶1 during 5 different growth stage. The ratios of N/K， N/P， N/B were especially higher than the other growth period. [Conclusion] This research provided theoretical basis for nutrient diagnosis and precision fertilization in the production of flowering Chinese cabbage.

Key wordsFlowering Chinese cabbage；Hydroponic；Dry matter accumulation；Nutrient absorption

菜心又名菜薹，為十字花科蕓薹屬蕓薹種白菜亞種的一個變種，是我國特產(chǎn)蔬菜，也是華南地區(qū)栽培規(guī)模最大的蔬菜種類之一，在周年供應(yīng)及出口創(chuàng)匯中起著舉足輕重的作用。菜心生產(chǎn)過程中，由于過分追求高產(chǎn)，長期過量投入化肥，肥料利用率下降，菜地土壤生態(tài)環(huán)境惡化[1]，同時，施肥量、施肥比例和施肥方式不當(dāng)，極易造成菜心產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)下降，同時加劇了病蟲害的發(fā)生[2-4]。

隨著生活水平的不斷提高，人們的保健意識不斷加強，對蔬菜的品質(zhì)要求越來越高。目前雖已有關(guān)于外源施用氮肥對菜心養(yǎng)分吸收規(guī)律影響的報道[5]，但主要集中在氮素形態(tài)對采收期菜心植株中礦質(zhì)養(yǎng)分吸收和硝酸鹽累積的影響。關(guān)于菜心不同生育期植株體內(nèi)礦質(zhì)養(yǎng)分尤其是微量元素動態(tài)吸收規(guī)律的研究尚鮮見報道。鑒于此，筆者以早熟菜心品種“碧綠粗薹”為試驗材料，采用水培法，研究菜心不同生育期養(yǎng)分吸收規(guī)律，旨在為菜心的合理施肥以及營養(yǎng)的豐缺診斷提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與植株培養(yǎng)

以菜心早熟品種“碧綠粗薹”為試材。2015年9月25日種子播種于穴盤內(nèi)，育苗基質(zhì)為珍珠巖，常規(guī)管理。10月9日第1片真葉展平時定植于盛有 1/2 劑量 Hoagland 營養(yǎng)液的塑料箱（61 cm×42 cm×15 cm）中，培養(yǎng)期間每7 d更換1次營養(yǎng)液。

1.2取樣時間及測定指標

分別于發(fā)芽期、幼苗期、花芽分化期、現(xiàn)蕾期和采收期采樣。9月28日，80%植株幼苗的2片子葉展平，定義為發(fā)芽期；10月9日幼苗長出兩葉一心時即為幼苗期；10月23日于電子顯微鏡下觀察確定花芽分化時期；11月9日于菜心的新葉部位有小花蕾剛剛出現(xiàn)時，即為現(xiàn)蕾期；11月23日菜心抽薹即為抽薹期。

形態(tài)指標測定：分別測定菜心發(fā)芽期、幼苗期和花芽分化期整株鮮重和干重；分別測定現(xiàn)蕾期和采收期地上部與地下部的鮮重和干重。

生理指標測定：測定菜心植株體內(nèi)氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、 錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn）、硼（B）的含量。

1.3測定方法

1.3.1鮮重。

取菜心樣品，洗凈珍珠巖和營養(yǎng)液，擦干水分，于萬分之一天平測定重量。

1.3.2干重。

取菜心樣品，洗凈珍珠巖和營養(yǎng)液，擦干水分，置于 105 ℃ 烘箱殺青15 min，然后 75 ℃ 烘至恒重，于萬分之一天平測定重量。

1.3.3全 N、P、K、Cu、Zn、B、Ca、Mg、Fe、Mn 含量。

N采用凱氏定氮法測定[6]。K、Cu、Zn、Ca、Mg、Fe、Mn 采用美國瓦里安公司 SpectrAA 220Fs火焰原子吸收光譜儀進行測定。磷的測定所用儀器為 ICPOES，上機溶液濃度單位為mg/g。硼的測定所用儀器為 ICPMS，上機溶液濃度單位為ng/mL。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2010處理后，應(yīng)用Spass軟件進行方差分析和數(shù)據(jù)比較。

2結(jié)果與分析

2.1菜心植株各生育期干、鮮重變化

由表1可知，整個生育期，菜心生物量積累呈明顯上升趨勢，發(fā)芽期至幼苗期上升緩慢，干鮮比相差較?。滑F(xiàn)蕾期進入快速生長期，生物量迅速積累，到采收期后積累量達到最大；整個生育期植株鮮重含水量為 91.21%～93.88%。

2.2菜心植株對 N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn、B 元素的吸收規(guī)律

從圖1可以看出，菜心生育期N含量呈現(xiàn)動態(tài)變化，花芽分化期最低，N含量為1.74 mg/g；采收期含量最高，為4.23 mg/g；發(fā)芽期至幼苗期，N含量上升了341%；幼苗期至花芽分化期，N含量下降了423%；花芽分化期至采收期，植株體內(nèi)N含量迅速增加，上升了1430%，說明花芽分化期菜心需N量較少，現(xiàn)蕾期及采收期需要較多的N肥。

從圖2可以看出，菜心生育期P含量呈先下降后升高趨勢，發(fā)芽期到幼苗期，植株體內(nèi)P含量有下降趨勢，下降了27%；幼苗期到花芽分化期明顯上升，到了采收期，植株內(nèi)P含量達到最大值，為1.12 mg/g。

從圖3可以看出，菜心生育期K含量呈現(xiàn)上升趨勢，發(fā)芽期K含量為0.06 mg/g，至花芽分化期，K含量急劇上升，為0.44 mg/g，升高了614.8%；花芽分化期至現(xiàn)蕾期，K含量基本不變；至采收期，K含量達到最大值，為0.62 mg/g。從圖4可以看出，菜心生育期Ca的含量呈現(xiàn)升—降—升動態(tài)變化，發(fā)芽期至幼苗期，植株體內(nèi) Ca 的含量急劇升高，上升了139.6%；幼苗期至現(xiàn)蕾期，Ca的含量下降了 417%；現(xiàn)蕾期至采收期，植株體內(nèi)Ca的含量迅速增加，上升了96.0%。

從圖5可以看出，菜心生育期Mg的含量呈現(xiàn)升—降—升動態(tài)變化，發(fā)芽期至幼苗期，植株體內(nèi)Mg的含量緩慢升高，上升了39.6%；幼苗期至現(xiàn)蕾期，Mg的含量下降了361%；現(xiàn)蕾期至采收期，植株體內(nèi)Mg的含量迅速上升，升高了75.2%。

從圖6可以看出，菜心生育期Cu含量呈現(xiàn)先緩慢下降又急劇升高趨勢，發(fā)芽期至現(xiàn)蕾期，Cu含量降低了25.4%；花芽分化期至采收期，菜心Cu含量迅速上升，升高了4569%。

從圖7可以看出，菜心生育期Fe含量呈現(xiàn)上升趨勢，發(fā)芽期至花芽分化期，植株體內(nèi)Fe的含量由0.17 mg/g上升到0.28 mg/g，上升了64.8%；花芽分化期后，菜心植株體內(nèi)Fe的含量迅速增加，至采收期Fe含量達到最大值，為0.87 mg/g，與發(fā)芽期相比，上升了398.9%。

從圖8可以看出，菜心生育期Mn含量呈現(xiàn)逐漸上升趨勢，發(fā)芽期至采收期Mn含量由0.03 mg/g上升到1.45 mg/g，升高了4 859.7%，增加幅度較大。

從圖9可以看出，菜心生育期Zn含量呈現(xiàn)先下降后升高趨勢，花芽分化期Zn含量最低，為0.03 mg/g；采收期Zn含量最高，為0.07 mg/g。

從圖10可以看出，菜心生育期B含量呈現(xiàn)逐步升高趨勢；發(fā)芽期至采收期，B含量由0.02 mg/g上升到0.07 mg/g，升高了235.7%。

2.3現(xiàn)蕾期和采收期菜心地上部和根系中N、P、K的含量

從表2可以看出，現(xiàn)蕾期至采收期，地上部N、K元素均顯著積累，分別上升了96.95% 和90.76%；根系中 N、K元素?zé)o顯著變化?，F(xiàn)蕾期至采收期，地上部和根系中P元素均顯著積累，分別上升了83.92% 和73.52%。

由表3可知，現(xiàn)蕾期至采收期，地上部 Zn、Ca、Mg、B 元素均顯著積累，分別上升了 145.51%、96.43%、114.18%、75.3%；根系中除 Mg 元素外，其他元素的吸收量均顯著積累。現(xiàn)蕾期至采收期，地上部和根系中 Zn、Ca、B 元素均顯著積累，其中 Zn 元素吸收量分別上升了145.5%、60.1%；Ca 元素吸收量分別上升了 105.2%、66.20%；B 元素吸收量分別上升了75.3%、30.5%。

2.4不同生育期菜心植株中各元素吸收量的比值

從表4可以看出，整個生長發(fā)育周期中，菜心植株體內(nèi)N元素含量最高?；ㄑ糠只诤?，植株對K元素需求比例顯著升高，發(fā)芽期N/K比值為采收期的5.32倍。N/P比值在整個生育期中相對穩(wěn)定。整個生長發(fā)育周期中，菜心植株體內(nèi)N∶P∶K比值分別為36∶7∶1、12∶1∶1、4∶2∶1、7∶2∶1、7∶2∶1。微量元素中，菜心植株對Mn、Fe 2種元素的需求較大，且隨著植株發(fā)育需求量逐漸增大，發(fā)芽期N/Mn和N/Fe比值分別為采收期的26.40和2.66倍。菜心發(fā)育期間對微量元素Ca的需求僅次于Mn、Fe，N/Ca比值為7.06～17.82。整個生長期間，菜心對微量元素Cu、Zn、Mg、B的需求量較少。值得注意的是，花芽分化期N/K、N/P、N/B的比值均低于其他生育期。

3結(jié)論與討論

李鴻偉等[7-9]研究表明，超高產(chǎn)栽培小麥和水稻對 N、P、K 的吸收和積累均表現(xiàn)出生育前期較低、生育中期和后期較高的特點。余濼等[10]研究表明，各時期 N、P、K 在烤煙體內(nèi)分布由大到小依次為葉、莖、根。李永勝等[1]研究表明，菜心對 N、P、K 的吸收動態(tài)與植株干物質(zhì)的增長動態(tài)基本一致，菜心對 N、P、K 的吸收與植株生長和菜薹形成密切相關(guān)，N、P、K合理配施能提高菜心產(chǎn)量。湯宏等[11-13]在白菜和甘藍上的研究也表明，植株對N、P、K 3種養(yǎng)分的吸收主要集中在生長發(fā)育的中、后期，故在蔬菜生產(chǎn)中肥料應(yīng)根據(jù)蔬菜生長發(fā)育的不同階段分批分次施用。李國龍等[14]研究表明，推薦施肥的N、P、K 化肥利用率明顯高于習(xí)慣施肥處理，推薦處理的化肥 N、P、K的利用率分別為 25.8%、17.6%和357%，而習(xí)慣施肥處理的化肥N、P、K 的利用率分別為159%、6.5%和19.7%。張濤等[15]研究表明，在同一施氮量不同磷鉀配比處理下，黃瓜和番茄植株地上部干重、養(yǎng)分吸收量和產(chǎn)量均顯著高于對照。

該試驗研究表明，菜心從發(fā)芽期至幼苗期生長緩慢，花芽分化期后開始進入快速生長期，生物量迅速積累，現(xiàn)蕾后至采收（即形成菜薹）增長最快。除了微量元素Ca、Mg外，菜心對其他大量和微量元素的吸收在花芽分化期之后迅速上升直至采收，表明花芽分化期是菜心干物質(zhì)量和養(yǎng)分吸收量快速增長的標志性時期。

整個生長發(fā)育周期中，菜心對3種大量元素的吸收量由大到小依次為N、P、K；5個生長發(fā)育期，菜心植株體內(nèi)N∶P∶K比值分別為36∶7∶1、12∶1∶1、4∶2∶1、7∶2∶1、7∶2∶1；花芽分化期后，植株對K 元素需求比例顯著升高，發(fā)芽期N/K比值為采收期的5.32倍；N/P比值在整個生育期中相對穩(wěn)定。結(jié)果表明，花芽分化期后，植株進入快速增長期，葉面積快速增長，對N、P、K 3種大量元素的需求迅速增加，對P、K元素，尤其是K元素的需求比例增加。因此，菜心生長過程中，尤其是花芽分化期后應(yīng)按需追肥，適當(dāng)增加P、K肥，這對于提高菜心植株產(chǎn)量具有重要作用。

微量元素中，菜心植株對Mn、Fe的吸收量較大，且隨著植株的發(fā)育需求量逐漸增大，采收期Mn/N和Fe/N比值分別為發(fā)芽期的17.70和3.29倍。整個生長期間，菜心對微量元素Cu、Zn、Mg、B的需求量較少。因此，菜心生產(chǎn)中，尤其是水培等無土栽培生產(chǎn)中，生長后期應(yīng)注意是否有Mn、Fe元素的缺乏癥狀。另外，值得注意的是，花芽分化期K/N、P/N、B/N的比值均顯著高于其他生育期，這說明P、K、B 3種元素可能參與了菜心的花芽分化。

參考文獻

[1] 李永勝，杜建軍，王浩，等.氮磷鉀配施對菜心生長及土壤養(yǎng)分狀況的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（2）：53-56.

[2] 郭巨先，劉玉濤，楊暹.鉀營養(yǎng)對菜薹（菜心）炭疽病發(fā)生和植株防御酶活性的影響[J].中國蔬菜，2012（14）：86-89.

[3] 康云艷，馮新富，楊暹.過量磷對菜心植株生長和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].北方園藝，2011（15）：70-72.

[4] 李永勝，杜建軍，張穩(wěn)成，等.菜心減量優(yōu)化施肥效應(yīng)研究[J].北方園藝， 2014（14）：18-21.

[5] 艾紹英，王美麗，姚建武，等.氮素營養(yǎng)條件對菜心吸收礦質(zhì)養(yǎng)分的影響及其與硝酸鹽累積的關(guān)系[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2003，22（5）：578-581.

[6] 呂貽忠，李保國.土壤學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[7] 李鴻偉，楊凱鵬，曹轉(zhuǎn)勤，等.稻麥連作中超高產(chǎn)栽培小麥和水稻的養(yǎng)分吸收與積累特征[J].作物學(xué)報，2013，39（3）：464-477.

[8] 何文壽，馬琨，代曉華，等.寧夏馬鈴薯氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收累積特征[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2014，20（6）：1477-1487.

[9] 謝佳貴，侯云鵬，尹彩俠，等.施鉀和秸稈還田對春玉米產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤鉀素平衡的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2014，20（5）：1110-1118.

[10] 余濼，高明，王子芳，等.土壤水分對烤煙生長、物質(zhì)分配和養(yǎng)分吸收的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2011，17（4）：989-995.

[11] 湯宏，張楊珠，龍懷玉，等.不同施肥處理對白菜和甘藍產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，36（6）：705-709.

[12] 侯金權(quán)，張楊珠，龍懷玉，等.不同施肥處理對白菜的物質(zhì)積累與養(yǎng)分吸收的影響[J].水土保持學(xué)報，2009，23（5）：200-204.

[13] 常麗新.施用鉀肥對甘藍產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收狀況的影響[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001，5（2）：18-21.

[14] 李國龍，唐繼偉，黃紹文，等.氮磷鉀均衡管理對戈壁灘日光溫室基質(zhì)栽培秋冬茬番茄產(chǎn)量與養(yǎng)分吸收的影響[J].中國土壤與肥料，2015（2）：49-56.

[15] 張濤，閔炬，施衛(wèi)明，等.不同磷鉀肥配比對大棚蔬菜養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008，24（5）：668-673.