水肥耦合对盆栽丽格海棠生长及品质的影响

水肥耦合对盆栽丽格海棠生长及品质的影响
孙向丽;张启翔
【摘要】[目的]降低丽格海棠盆花生产成本并提高水肥利用率,实现丽格海棠盆花生产的精准控制.[方法]在现代化温室进行丽格海棠的盆栽试验,利用水、肥2因子二次通用旋转组合设计方法,共设13个处理,每处理20盆,研究浇水频率和施肥量对丽格海棠生物量、株高、冠幅、花朵数和开花持续时间的影响.[结果]分别以生物量、株高、冠幅、花朵数和开花持续时间为目标函数建立回归方程,经检验水、肥2因子对丽格海棠的生长指标和品质指标均有明显影响;主因素效应分析结果表明,施肥量对各指标的影响大于浇水频率,并得出测定指标最优时的浇水频率和施肥量;通过单因素效应分析,得到了水、肥2因子对丽格海棠生长指标和品质指标的作用规律.[结论]在3份锯末+1份蛭石的基质配方中,栽培丽格海棠盆花的最佳水、肥供应模式为:基质含水量为57.58%～70.00%时浇水,浇水量为375.00 mL/盆,施肥量为561.26～625.00 mg/盆.
【期刊名称】《西北农林科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(039)003
【总页数】9页(P168-176)
【关键词】丽格海棠;水肥耦合;盆花品质
【作者】孙向丽;张启翔
【作者单位】苏州大学,城市学院,江苏,苏州,215123;北京林业大学,园林学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】S685.99
水分和养分是植物生长发育的重要影响因子,科学的水肥供应是生产优质花卉产品的前提。

在植物栽培中,水分和养分是2个既独立又相互制约的因子,共同对植物的生长发育产生影响,这就是水、肥耦合效应。

对植物的水、肥耦合效应进行研究,有助于更好地把握水分和养分对植物生长发育的作用,制定更合理的水、肥供应方式,提高水、肥利用率,促进植物生长。

1975年以后,关于水、肥耦合对植物生长的影响逐渐受到了国内外学者的重视,研究对象主要集中于小麦(Triticum aestivum)[1-3]、玉米(Zea mays)[4-6]、水稻(Oryza sativa)[7-8]、谷子(Foxtail Millet)[9]、棉花 (Gossypium hirsutum)[10-11]等大田作物上,对保护地栽培的番茄(Lycopersicun escu lentum)[12-17]、黄瓜 (Cucumis sativus)[18]、白菜(Brassica cam pestris)[19]、甜椒(Capsicum f rutescens)[20]、辣椒(Capsicum annuum)[21-22]等蔬菜也有少量报道,研究目标多是为提高作物经济产量。

盆栽花卉是花卉产品的一种重要形式,但目前盆花栽培的水肥控制仍多依靠经验,浇水不当和施肥过量引起基质板结、盐分积累的现象时有发生,既对花卉的生长不利,同时也造成了能源的巨大浪费。

本试验以我国花卉市场上近年来倍受欢迎的盆花种类丽格海棠(Begonia×elatior)为供试材料,研究了不同浇水频率和施肥量对丽格海棠盆花生长和品质的影响,以期在保证产品品质的前提下实现精准管理、减少水分和肥料的用量。

1 材料与方法
1.1 供试材料
以丽格海棠红色重瓣品种“巴克斯”为试验材料。

丽格海棠的栽培基质配方为3
份锯末+1份蛭石[23],锯末(落叶松+障子松)取自北京市朝阳区永兴木材加工厂,试验前进行6个月的无氧发酵,用质量分数40%的甲醛溶液消毒,充分晾晒后与蛭石混配,用于丽格海棠的栽培。

1.2 试验处理与设计
试验在北京北林科技股份有限公司温室内进行。

采用水、肥2因子二次通用旋转组合设计。

浇水频率以浇水时基质表层向下3cm深处含水量50.00%为零水平,施肥量以500.00mg/盆为零水平,根据试验因素的个数及通用旋转组合的要求,设全因素试验点数mc=4,星点数Mr=4,因素数p=2,中心试验点数m0=5,共13个处理,每处理20盆,每盆1株,矩阵设计和实施方案如表1所示。

选取株高5～6cm、具4片叶、生长健壮一致、根系完整、无病虫害的丽格海棠扦插生根苗,于2008-06上盆,移入装好基质的160 mm(上口直径)×140 mm(高度)塑料盆中进行盆栽。

植物材料营养供给选用大汉远景有限公司出售的无土栽培专用复合肥“花多多8号”,m(N)∶m(P)∶m(K)=20∶10∶20。

试验期间丽格海棠浇水量为375.00mL/盆,每周施肥1次。

除浇水频率和施肥量外,其他环境条件与栽培管理措施保持一致。

1.3 测定项目
上盆后120 d,各处理分别随机选取5株,统计各处理盆花的株高和冠幅,同时测定生物量。

进入花期后,统计各处理盆花的花朵数和开花持续时间,求各测定指标的平均值用于回归分析。

试验期间基质含水量采用土壤水分测定仪TZS测定。

试验数据采用SPSS 11.0软件进行方程回归和模拟寻优。

2 结果与分析
2.1 水肥耦合对丽格海棠生物量的影响
丽格海棠栽培120 d后各处理的生物量如图1所示。

将丽格海棠的生物量作为目
标函数进行回归分析,建立数学回归模型:
式中:y为丽格海棠生物量(g),x1、x2分别为浇水频率和施肥量的编码值。

图1 水肥耦合对丽格海棠生物量的影响Fig.1 Effec to f water-fertilizer coup
ling on the biomass of B.×elatior
对(1)式进行显著性检验:F1=6.024＜F10.01(3,4)=16.70,F1不显著,说明无其他因
素的显著影响,模型是合适的;F2=14.069＞F20.01(5,7)=7.46,说明回归模型可靠,表明试验所选的水、肥2因子对丽格海棠生物量有显著影响。

2.1.1 主因素效应分析本试验中,水、肥2因子对丽格海棠生物量的影响作用主次为:施肥量＞浇水频率,水肥交互作用明显。

利用回归方程在区间[-1.414,1.414]内寻求最优回归值y=9.93 g,此时浇水频率为67.65%(表示当基质表层向下3cm深处
含水量为67.65%时浇水),施肥量为625.00 mg/盆。

2.1.2 单因素效应分析 1)浇水频率对生物量的影响。

分别令x2=0,x2=1和x2=-1,代入方程(1),可得:
方程(2)、(3)、(4)分别表示施肥量为500.00,588.40,411.60 Mg/盆时,丽格海棠生物量与浇水频率的定量关系。

将方程(2)、(3)、(4)所表示的曲线绘制成图2,由图2可以看出,不论施肥量固定在高水平还是低水平,丽格海棠生物量均随浇水频率的增
加呈先增加后减小的变化趋势,增加施肥量可以在一定范围内促进丽格海棠的生长。

3条曲线的走向基本一致,表明不论施肥量固定在高水平还是低水平,浇水频率对生
物量的影响趋势类似。

图2 浇水频率对丽格海棠生物量的影响Fig.2 Effect of w atering frequency on the biomass of B.×elatior
图3 施肥量对丽格海棠生物量的影响Fig.3 Effecto f fertilizer amount on the
biomass of B.×elatior
由图2还可以看出,曲线的最高值在施肥量处于低水平时出现较早,施肥量水平越高出现越晚,表明肥料的供应在一定程度上能弥补水分不足对丽格海棠生长的影响,但由于植物对养分的吸收最终要通过溶液的形式进行,因此水肥协同效应有一定范围,超过这个范围,水肥之间就会产生负的交互效应。

经计算,方程(2)和方程(3)交叉
时,x1=-0.978,说明当施肥量为588.40 mg/盆时,浇水频率至少要高于36.17%,否
则水分和养分对丽格海棠生物量的增加会产生负效应。

本试验中施肥量分别取411.60,500.00和 588.40 mg/盆时,对应的最佳浇水频率分别为52.91%,57.69%
和62.47%。

2)施肥量对生物量的影响。

分别令 x1=0,x1=1和 x1=-1,代入方程(1),可得:
方程(5)、(6)、(7)分别表示浇水频率为50.00%,64.14%,35.86%时,丽格海棠生物
量与施肥量的定量关系。

将方程(5)、(6)、(7)所表示的曲线绘制成图3,由图3可以看出,不论浇水频率固定在高水平还是低水平,丽格海棠生物量均随施肥量的增加而迅速增加,然后逐渐减小,提高浇水频率可以在一定范围内促进丽格海棠的生长。

3
条曲线的走向基本一致,表明不论浇水频率固定在高水平还是低水平,施肥量对生物量的影响趋势类似。

由图3还可以看出,曲线的最高值在浇水频率处于低水平时出现较早,浇水频率水平越高出现越晚,表明在不同的水分条件下,肥料的肥效不同,高频率的水分供应有利于肥效的发挥。

经计算,方程(5)和方程(6)交叉时,x2=-0.130,说明当浇水频率为64.14%时,施肥量至少要高于488.51mg/盆,否则水分和养分对丽格海棠生物量的增加会产生负效应。

本试验中浇水频率分别取35.86%,50.00%和64.14%时,对应的最佳施
肥量分别为543.58,571.43和599.27mg/盆。

2.2 水肥耦合对丽格海棠株高的影响
丽格海棠栽培120 d后各处理的株高如图4所示。

将丽格海棠的株高作为目标函数进行回归分析,建立数学回归模型:式中:y为丽格海棠株高(cm),x1、x2分别为浇水频率和施肥量的编码值。

对(8)式进行显著性检验:F1=2.926＜F10.01(3,4)=16.70,F1不显著,说明无其他因素的显著影响,模型是合适的;F2=10.669＞F20.01(5,7)=7.46,说明回归模型可靠,表明试验所选的水、肥2因子对丽格海棠株高有显著影响。

图4 水肥耦合对丽格海棠株高的影响Fig.4 Effec tof water-fertilizer coup ling on the plant height of B.×elatior
2.2.1 主因素效应分析本试验中,水、肥2因子对丽格海棠株高的影响作用主次为:施肥量＞浇水频率。

利用回归方程在区间[-1.414,1.414]内寻求最优回归值
y=25.06cm,此时浇水频率为70.00%(表示当基质表层向下3cm深处含水量为70.00%时浇水),施肥量为574.52 mg/盆。

2.2.2 单因素效应分析 1)浇水频率对株高的影响。

分别令 x2=0,x2=1和x2=-1,代入方程(8),可得:
方程(9)、(10)、(11)分别表示施肥量为500.00,588.40,411.60 mg/盆时,丽格海棠株高与浇水频率的定量关系。

将方程(9)、(10)、(11)所表示的曲线绘制成图5。

图5 浇水频率对丽格海棠株高的影响Fig.5 Effect of w atering frequency on the p lant height of B.×elatior
图6 施肥量对丽格海棠株高的影响Fig.6 Effect of fertilizer amount on the plant heighto f B.×elatior
由图5可以看出,不论施肥量固定在高水平还是低水平,丽格海棠的株高均随浇水频率的提高而不断增大,可见增加施肥量有利于株高的增长。

3条曲线的走向一致,表
明不论施肥量固定在高水平还是低水平,浇水频率对株高的影响趋势类似。

2)施肥量对株高的影响。

分别令x1=0,x1=1和 x1=-1,代入方程(8),可得:
方程(12)、(13)、(14)分别表示浇水频率为50.00%,64.14%,35.86%时,丽格海棠株高与施肥量的定量关系。

将方程(12)、(13)、(14)所表示的曲线绘制成图6,由图6可以看出,不论浇水频率固定在高水平还是低水平,丽格海棠的株高均随施肥量的增加而迅速增大,然后逐渐减小,提高浇水频率可以在一定范围内促进丽格海棠株高的生长。

3条曲线的走向一致,表明不论浇水频率固定在高水平还是低水平,施肥量对株高的影响趋势类似。

本试验中浇水频率分别取35.86%,50.00%和64.14%时,对应的最佳施肥量均为562.41mg/盆。

2.3 水肥耦合对丽格海棠冠幅的影响
丽格海棠栽培120 d后各处理的冠幅如图7所示。

将丽格海棠的冠幅作为目标函数进行回归分析,建立数学回归模型:
式中:y为丽格海棠冠幅(cm),x1、x2分别为浇水频率和施肥量的编码值。

对(15)式进行显著性检验:F1=2.846＜F10.01(3,4)=16.70,F1不显著,说明无其他因素的显著影响,模型是合适的;F2=13.136＞F20.01(5,7)=7.46,说明回归模型可靠,表明试验所选的水、肥2因子对丽格海棠冠幅有显著影响。

图7 水肥耦合对丽格海棠冠幅的影响Fig.7 Ef fect of water-fertilizer coup ling on the crown diameter of B.×elatior
2.3.1 主因素效应分析本试验中,水、肥2因子对丽格海棠冠幅的影响作用主次为:施肥量＞浇水频率。

利用回归方程在区间[-1.414,1.414]内寻求最优回归值
y=27.37cm,此时浇水频率为59.53%(表示当基质表层向下3cm深处含水量为59.53%时浇水),施肥量为561.26 mg/盆。

2.3.2 单因素效应分析 1)浇水频率对冠幅的影响。

分别令 x2=0,x2=1和 x2=-1,代入方程(15),可得:
方程(16)、(17)、(18)分别表示施肥量为500.00,588.40,411.60 mg/盆时,丽格海
棠冠幅与浇水频率的定量关系。

将方程(16)、(17)、(18)所表示的曲线绘制成图8。

图8 浇水频率对丽格海棠冠幅的影响Fig.8 Effect of w atering frequency on
the crown diameter of B.×elatior
图9 施肥量对丽格海棠冠幅的影响Fig.9 Effect of fertilizer amount on the c row n diameter of B.×elatior
由图8可以看出,不论施肥量固定在高水平还是低水平,丽格海棠的冠幅均随浇水频率的增加而呈先增加后减小的变化趋势,增加施肥量可以在一定范围内促进丽格海
棠冠幅的生长。

3条曲线的走向一致,表明不论施肥量固定在高水平还是低水平,浇
水频率对冠幅的影响趋势类似。

本试验中施肥量分别取411.60,500.00和
588.40m g/盆时,对应的最佳浇水频率均为58.64%。

2)施肥量对冠幅的影响。

分别令x1=0,x1=1和 x1=-1,代入方程(15),可得:
方程(19)、(20)、(21)分别表示浇水频率为50.00%,64.14%,35.86%时,丽格海棠冠幅与施肥量的定量关系。

将方程(19)、(20)、(21)所表示的曲线绘制成图9,由图9
可以看出,施肥量对冠幅的影响与其对株高的影响类似。

本试验中浇水频率分别取35.86%,50.00%和64.14%时,对应的最佳施肥量均为557.55mg/盆。

2.4 水肥耦合对丽格海棠花朵数的影响
不同处理丽格海棠的花朵数如图10所示。

将丽格海棠的花朵数作为目标函数进行回归分析,建立数学回归模型:
式中:y为丽格海棠花朵数,x1、x2分别为浇水频率和施肥量的编码值。

对(22)式进行显著性检验:F1=2.146＜F10.01(3,4)=16.70,F1不显著,说明无其他因素的显著影响,模型是合适的;F2=12.262＞F20.01(5,7)=7.46,说明回归模型可靠,表明试验所选的水、肥2因子对丽格海棠花朵数有显著影响。

图10 水肥耦合对丽格海棠花朵数的影响Fig.10 Effect of w ater-fertilizer coupling on the f low er number of B.×elatior
2.4.1 主因素效应分析本试验中,水、肥2因子对丽格海棠花朵数的影响作用主次为:施肥量＞浇水频率。

利用回归方程在区间[-1.414,1.414]内寻求最优回归值
y=43.66,此时浇水频率为57.58%(表示当基质表层向下3cm深处含水量为57.58%时浇水),施肥量为571.69 mg/盆。

2.4.2 单因素效应分析 1)浇水频率对花朵数的影响。

分别令x2=0,x2=1和x2=-1,代入方程(22),可得:
方程(23)、(24)、(25)分别表示施肥量为500.00,588.40,411.60 mg/盆时,丽格海
棠花朵数与浇水频率的定量关系。

将方程(23)、(24)、(25)所表示的曲线绘制成图11。

图11 浇水频率对丽格海棠花朵数的影响Fig.11 Effect of w atering frequency on the flower number of B.×elatior
图12 施肥量对丽格海棠花朵数的影响Fig.12 Effect of fertilizer amounton the flow er number of B.×elatior
由图11可以看出,浇水频率对花朵数的影响与其对冠幅的影响类似。

本试验中施肥量分别取411.60,500.00和588.40 mg/盆时,对应的最佳浇水频率均为57.58%。

2)施肥量对花朵数的影响。

分别令 x1=0,x1=1和 x1=-1,代入方程(22),可得:
方程(26)、(27)、(28)分别表示浇水频率分别为50.00%,64.14%,35.86%时,丽格海棠花朵数与施肥量的定量关系。

将方程(26)、(27)、(28)所表示的曲线绘制成图12,由图12可以看出,施肥量对花朵数的影响与其对株高、冠幅的影响类似。

本试验中浇水频率分别取35.86%,50.00%和64.14%时,对应的最佳施肥量均为571.69 mg/盆。

2.5 水肥耦合对丽格海棠开花持续时间的影响
不同处理丽格海棠的开花持续时间如图13所示。

将丽格海棠的开花持续时间作为目标函数进行回归分析,建立数学回归模型:
式中:y为丽格海棠开花持续时间(d),x1、x2分别为浇水频率和施肥量的编码值。

对(29)式进行显著性检验:F 1=4.330＜F10.01(3,4)=16.70,F1不显著,说明无其他因素的显著影响,模型是合适的;F2=28.439＞F20.01(5,7)=7.46,说明回归模型可靠,表明试验所选的水、肥2因子对丽格海棠开花持续时间有显著影响。

2.5.1 主因素效应分析本试验中,水、肥2因子对丽格海棠开花持续时间的影响作用主次为:施肥量＞浇水频率,水肥交互作用明显。

利用回归方程在区间[-
1.414,1.414]内寻求最优回归值y=68.18 d,此时浇水频率为60.07%(表示当基质表层向下3cm深处含水量为60.07%时浇水),施肥量为563.82 mg/盆。

图13 水肥耦合对丽格海棠开花持续时间的影响Fig.13 Effect of w ater-fertilizer coupling on the days of bloom ing of B.×elatior
2.5.2 单因素效应分析 1)浇水频率对开花持续时间的影响。

分别令 x2=0,x2=1和x2=-1,代入方程(29),可得:
方程(30)、(31)、(32)分别表示施肥量为500.00,588.40,411.60 mg/盆时,丽格海棠开花持续时间与浇水频率的定量关系。

将方程(30)、(31)、(32)所表示的曲线绘
制成图14。

图14 浇水频率对丽格海棠开花持续时间的影响Fig.14 Effect of w atering frequency on the days of bloom ing of B.×elatior
图15 施肥量对丽格海棠开花持续时间的影响Fig.15 Effect of fertilizer amount on the days of blooming of B.×elatior
由图14可以看出,浇水频率对开花持续时间的影响与对生物量的影响类似。

同时,浇水频率和施肥量对开花持续时间也表现出交互效应。

经计算,方程(30)和方程(31)交叉时,x1=-0.120,说明当施肥量为588.40 mg/盆时,浇水频率至少要高于
48.30%,否则会缩短丽格海棠的开花持续时间。

本试验中施肥量分别取
411.60,500.00和588.40 mg/盆时,对应的最佳浇水频率分别为52.14%,56.74%和61.35%。

2)施肥量对开花持续时间的影响。

分别令x1=0,x1=1和 x1=-1,代入方程(29),可得:
方程(33)、(34)、(35)分别表示浇水频率分别为50.00%,64.14%,35.86%时,丽格海棠开花持续时间与施肥量的定量关系。

将方程(33)、(34)、(35)所表示的曲线绘制成图15。

由图15可以看出,施肥量对开花持续时间的影响与其对生物量的影响类似。

同时,高频率的水分供应有利于肥效的发挥。

经计算,方程(33)和方程(34)交叉时,x2=0.071,说明当浇水频率为64.14%时,施肥量至少要高于506.28 mg/盆,否则会缩短丽格海棠的开花持续时间。

本试验中浇水频率分别取35.86%,50.00%和64.14%时,对应的最佳施肥量分别为 523.34,547.03和 570.72 mg/盆。

3 结论
浇水和施肥是花卉生产日常管理的重要内容。

制定科学合理的水肥管理方案,不仅有利于花卉作物生长,还能减少水肥用量,节约资源,降低成本。

本试验研究了水肥耦
合对盆栽丽格海棠生长及品质的影响,主要结论如下:
1)浇水频率和施肥量对丽格海棠盆花的生长指标和品质指标均具有重要影响。

回归模型的分析结果表明,浇水频率和施肥量对丽格海棠生物量和株高、冠幅、花朵数和开花持续时间4个品质指标的回归模型均准确可靠,可用于生产预报。

2)主因素效应的分析结果表明,浇水频率和施肥量对丽格海棠盆花生长指标和品质指标的影响程度为:施肥定额＞浇水定额,即施肥量大小较浇水频率高低对丽格海棠盆花质量的影响更大。

3)通过对回归方程模拟寻优,得到在3份锯末+1份蛭石的基质配方中栽培丽格海棠时的最佳水、肥供应模式为:基质含水量为 57.58%～70.00%时浇水,浇水量为375.00m L/盆,每周施肥1次,施肥量为561.26～625.00 mg/盆,以该水肥供应模式栽培的丽格海棠生长和品质最好。

这一结果为保证丽格海棠盆花生长和品质,及进一步研究丽格海棠不同生长发育时期的水肥供应方案提供了支持。

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