張春閣，劉政波，孫海，呂林，劉寧，張亞玉

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，長(zhǎng)春 130112）

西洋參（Panax quinquefolium L.）為五加科（Araliaceae）人參屬（Panax）多年生草本植物。干燥根入藥，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、清熱生津的功效，為名貴藥材[1]。西洋參的應(yīng)用在我國已有三四百年的歷史。我國于1975年正式開始西洋參引種栽培試驗(yàn)，1980年獲得成功[2]，隨后轉(zhuǎn)入大面積生產(chǎn)階段。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到1990年，我國西洋參種植面積累計(jì)達(dá)400hm2，并有繼續(xù)增加的趨勢(shì)。目前，我國西洋參種植主要集中在吉林省、黑龍江省、山東省、北京市等地，栽培技術(shù)逐漸完善與系統(tǒng)化[3～5]。鉀屬于植物必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中有重要作用。鉀具有促進(jìn)多種酶的活化[6～9]、調(diào)節(jié)滲透勢(shì)[10]、增強(qiáng)植物抗逆性[8，11]等功能。植物通過根系吸收土壤中的鉀，參與植物體生理生化反應(yīng)。因此施鉀對(duì)土壤-植物系統(tǒng)中鉀素的含量、累積、轉(zhuǎn)化等都有影響。施鉀能夠提高作物產(chǎn)量、增強(qiáng)品質(zhì)[12～15]。本試驗(yàn)主要研究不同施鉀量對(duì)土壤速效鉀含量、西洋參鉀素含量與積累量的影響，為西洋參鉀肥的合理施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)所用材料為2年生西洋參苗，于2016年5月在黑龍江省海林市試驗(yàn)基地進(jìn)行。土壤養(yǎng)分狀況為堿解氮127.17mg/kg、速效磷10.13mg/kg、速效鉀195.33mg/kg、pH5.53。試驗(yàn)設(shè)計(jì)了4個(gè)鉀處理水平，每個(gè)處理水平的施鉀（K2O）量分別為0kg/hm2（K0）、100kg/hm2（K1）、200kg/hm2（K2）、400kg/hm2（K3），每個(gè)處理3次重復(fù)。鉀肥以基肥和追肥按1∶2的比例施入，追肥時(shí)間為第1次取樣后。采用隨機(jī)排列，每小區(qū)面積2.5m2。其它栽培、管理措施與西洋參栽培生產(chǎn)相同。7月份～10月份期間每月取樣1次，總共取樣4次，各處理組取樣時(shí)采用5點(diǎn)取樣法，取西洋參植株5株，并采用抖根法采集土樣。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

西洋參取樣后帶回實(shí)驗(yàn)室，用自來水洗凈，再用蒸餾水沖洗，用濾紙吸干表面水分，西洋參根、莖、葉分開自然晾干后，磨成粉末，測(cè)其鉀素含量。參樣采用濃硝酸∶高氯酸=4∶1法消煮，火焰光度計(jì)法測(cè)定鉀的含量。土樣為西洋參根際土壤，土樣速效鉀測(cè)定采用NH4OAc浸提，火焰光度計(jì)法測(cè)定[16]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用MicrosoftExcel2010和SAS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施鉀量土壤速效鉀含量的變化

圖1 土壤速效鉀含量變化Fig.1 Change of available K content in soil

如圖1所示，不同施鉀量土壤中的速效鉀含量隨時(shí)間變化趨勢(shì)有所不同。K0土壤中的速效鉀含量從7月份～10月份呈降低趨勢(shì)，降低幅度為38mg/kg，說明在未施鉀的情況下，西洋參生長(zhǎng)消耗了土壤鉀素。K1土壤速效鉀含量7月份～9月份呈增加趨勢(shì)，說明此時(shí)的施鉀量不僅滿足西洋參吸收，還可補(bǔ)充土壤鉀素；10月份土壤鉀素降低，降低幅度為17mg/kg。K2、K3土壤速效鉀含量在7月份、8月份增加，K3增加的幅度比K2大；8月份～10月份降低，但K2土壤速效鉀含量10月份與7月份基本相同，K3土壤速效鉀含量10月份比7月份高39mg/kg。可以看出，K2施鉀量下，西洋參種植沒有以消耗土壤鉀素為代價(jià)，施鉀量已滿足植株生長(zhǎng)需要。K3施鉀量下，雖然滿足了植株生長(zhǎng)需要，還使土壤鉀素有所升高，可能造成鉀肥浪費(fèi)和流失。

2.2 西洋參不同組織鉀素含量動(dòng)態(tài)變化

表1 不同施鉀量處理組西洋參根、莖、葉、果中鉀素含量Table 1 Potassium content in root，stem，leaf and fruit of P.quinquefolium under differentpotassium application（mg/g）

從表1可以看出，K0與K1、K2、K3相比，根、莖、葉中鉀素含量在7月份～10月份時(shí)一直處于較高水平，原因可能是K0的速效鉀供應(yīng)不能及時(shí)滿足西洋參的吸收，影響了其干物質(zhì)積累，施鉀干物質(zhì)量增加而引起的稀釋效應(yīng)[17]；在不同施鉀量處理組中，西洋參根、莖、葉中的鉀素含量隨時(shí)間的變化較大，主要是因?yàn)殁浽谥参矬w中有較大的移動(dòng)性，其主要分布在植物代謝活躍的器官和組織中。本次試驗(yàn)的不同施鉀量處理組中，西洋參根的鉀素含量在7月份時(shí) K1、K2、K3無顯著差異，8月份、9月份時(shí)K3顯著高于K1、K2，10 月份時(shí) K1、K2 高于 K3；莖的鉀素含量在7月份時(shí)K2、K3顯著高于K1，8月份時(shí)K2顯著高于K1、K3，9月份時(shí)K2、K1顯著高于K3，10月份時(shí)K1、K2、K3無顯著差異；葉的鉀素含量變化較大，在7月份～9月份間K3＞K2＞K1，10月份時(shí)K2＞K3＞K1；根和葉中鉀素含量在10月份時(shí)K2均處于較高水平，說明K2有利于根、葉中鉀素含量的增加；綠果中鉀素含量K2＞K0＞K3＞K1，紅果中鉀素含量表現(xiàn)為K2＞K3＞K1＞K0，說明K2有利于西洋參果中鉀素的轉(zhuǎn)入。

從表1也可以看出，西洋參根、莖、葉中鉀素含量的相對(duì)變化，在7月份時(shí)K0、K1、K2、K3均表現(xiàn)為葉＞莖＞根；8月份時(shí)K0、K1、K2仍表現(xiàn)為葉＞莖＞根，但葉和莖差異在減小，而K3的莖開始高于葉；9月份時(shí)K0、K1、K2表現(xiàn)為莖＞葉＞根，K3表現(xiàn)為莖＞根＞葉；10月份時(shí)K0、K1、K2、K3均表現(xiàn)為莖＞根＞葉。隨著時(shí)間的推移，K3總是先于K0、K1、K2表現(xiàn)出根、莖、葉中鉀素含量的相對(duì)變化。

圖2 西洋參根中鉀素含量變化Fig.2 Changes of potassium content in rootsof P.quinqnefolium

圖3 西洋參莖中鉀素含量變化Fig.3 Changes of potassium content in stems of P.quinqnefolium

從圖2可以看出，不同施鉀量西洋參根中鉀素含量變化隨時(shí)間的推移呈現(xiàn)基本一致的趨勢(shì)，基本符合“S”型曲線，但各處理間還是存在一些差異的，K2與K0、K1、K3相比，7月份～10月份期間根中鉀素含量變化更符合“S”型曲線；8月份根中鉀素含量相對(duì)于7月份來說，K0、K2、K3增加，K1下降；9月份根中鉀素含量各處理都增加；10月份根中鉀素含量K1、K2基本保持穩(wěn)定，K0增加，K3下降?？傮w來看，隨著時(shí)間的推移，K0、K1、K2、K3的根中鉀素含量都在增加，增加幅度分別為 3.813mg/g、2.679mg/g、2.355mg/g、2.055mg/g。

從圖3可以看出，各處理組莖中鉀素含量7月份～9月份期間均呈逐漸增加趨勢(shì)，增加速率 K1＞K2＞K0＞K3；9月份莖中鉀素含量達(dá)到最大值，之后增速開始降低。7月份～10月份各處理莖的鉀素含量是增加的，增加幅度分別為2.363mg/g、2.423mg/g、2.611mg/g、1.869mg/g。

圖4 西洋參葉中鉀素含量變化Fig.4 Changes of potassium content in leafs of P.quinqnefolium

從圖4中可以看出，K0、K1、K2葉中鉀素含量7月份到8月份期間有不同程度的增加，從8月份開始隨著時(shí)間的推移呈下降趨勢(shì)；K3葉中鉀素含量從7月份開始隨著時(shí)間的推移呈下降趨勢(shì)。K0、K1、K2、K3葉的鉀素含量下降幅度分別為 3.681mg/g、4.739mg/g、3.717mg/g、5.313mg/g。

2.3 不同施鉀量對(duì)西洋參根鉀素積累的影響

表2 不同施鉀量下西洋參根中鉀素積累量Table 2 Potassium accumulation in roots of American ginseng under different potassium fertilizer （mg/plant）

從表2中可以看出，施鉀處理組的西洋參根中鉀素積累量顯著高于不施鉀組，且不同施鉀量處理組西洋參根中鉀素積累量有所不同。7月份根中鉀素積累量K1＞K2＞K3，8月份根中鉀素積累K3＞K2＞K1，9月份根中鉀素積累量K1＞K2、K3，10月份根中鉀素積累量K1＞K2＞K3。由此可以看出，施鉀可以提高西洋參根中鉀素積累量，但根中鉀素積累量隨著施鉀量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。西洋參根中鉀素積累量隨時(shí)間的推進(jìn)，在7月份～9月份呈上升趨勢(shì)，7月份、8月份上升較緩慢，8月份、9月份上升加快，9月份、10月份根中鉀素積累量K2仍略有增加，K0、K1、K3則降低且根中鉀素積累量在9月份達(dá)到最大值?？偟膩砜?，K1根中鉀素積累量高于其他處理，但在取樣期間沒有一直保持增加趨勢(shì)，在10月份降低；K2根中鉀素積累量?jī)H次于K1，且在取樣期間根中鉀素積累量一直在增加。

3 討論

速效鉀是植物吸收鉀的直接來源[18]，土壤速效鉀含量由成土母質(zhì)、鉀肥施用及植物吸收規(guī)律共同決定[19]。不施肥或施肥量較低時(shí)，土壤中速效鉀難以滿足西洋參生長(zhǎng)需求，表現(xiàn)土壤中速效鉀含量呈下降趨勢(shì)。合理施用鉀肥不僅可以滿足西洋參的吸收，還可補(bǔ)充土壤鉀素，使土壤速效鉀含量保持恒定水平，本實(shí)驗(yàn)中的K2處理即是。鉀肥屬于水溶性肥料，過量施用（K3）會(huì)隨著雨水淋溶而導(dǎo)致肥料浪費(fèi)，最終土壤中速效鉀含量并沒有顯著提高。

鉀是植物生長(zhǎng)三要素之一，合理使用鉀肥不僅能夠提高作物產(chǎn)量，而且可以改善品質(zhì)[20]，植株鉀積累是其影響產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[15，21]。本試驗(yàn)K2處理的西洋參根和葉中鉀素含量10月份時(shí)高于其他處理，且根中鉀素積累量隨時(shí)間整體呈S型增長(zhǎng)曲線變化，有利于生殖生長(zhǎng)期果實(shí)中鉀素的轉(zhuǎn)入。綜上，在本試驗(yàn)條件下，西洋參鉀肥施用量最佳為K2，施肥方式采用鉀肥基施和追施，既保證鉀肥的高效利用又滿足西洋參鉀素的吸收。

鉀在植物體內(nèi)有較大的移動(dòng)性，主要分布在植物代謝活躍的器官和組織中。在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中，植物在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期吸收的鉀素主要積累在莖、葉、根等營(yíng)養(yǎng)器官中，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)時(shí)期后再轉(zhuǎn)移至花、果實(shí)、種子等生殖器官[22～24]。在本試驗(yàn)中，西洋參生長(zhǎng)前期，鉀素主要積累在莖、葉中，后期根中鉀素有升高，但仍少于莖中鉀素含量。在整個(gè)取樣期間，西洋參葉中鉀素含量整體呈降低趨勢(shì)，根中鉀素含量整體呈增加趨勢(shì)，莖中鉀素含量10月份開始下降。這主要由于植株的不斷生長(zhǎng)和鉀素在植株內(nèi)的再轉(zhuǎn)移且轉(zhuǎn)移比例不同造成的[25]。