不同供磷水平对青椒幼苗生长、光合作用及矿质元素吸收的影响

第52卷 第2期2024年2月
西北农林科技大学学报(自然科学版)
J o u r n a l o f N o r t h w e s t A&F U n i v e r s i t y
(N a t .S c i .E d .)V o l .52N o .2
F e b .2024
网络出版时间:2023-08-07 17:27 D O I :10.13207/j .c n k i .j
n w a f u .2024.02.012网络出版地址:h t t p
s ://l i n k .c n k i .n e t /u r l i d /61.1390.S .20230807.0829.002不同供磷水平对青椒幼苗生长㊁光合作用及
矿质元素吸收的影响
[收稿日期] 2022-11-22
[基金项目] 山西省重点研发计划项目(201903D 221065,201903D 211011)
;山西省现代农业产业技术体系建设专项资金项目(2023C Y J S T X 08-04
) [作者简介] 徐梦珠(1998-),女,河南桐柏人,在读硕士,主要从事设施蔬菜栽培生理研究㊂E -m a i l :x u m e n g
z h u 2021@163.c o m [通信作者] 石 玉(1984-),女,山东潍坊人,副教授,博士,硕士生导师,主要从事设施蔬菜栽培生理研究㊂E -m a i l :a y
u -s h i @163.c o m 徐梦珠,秦志翔,张 帆,崔云浩,王军娥,张 毅,石 玉
(山西农业大学园艺学院,山西太谷030801
)[摘 要] ʌ
目的ɔ探究不同供磷水平对青椒幼苗光合特性及矿质元素吸收的影响,为青椒栽培的精准施肥㊁高效生产提供理论依据㊂ʌ方法ɔ以 奥黛丽-红缨枪 青椒幼苗为试材,采用水培法,设置T 1(50%P )㊁T 2(75%P )㊁T 3
(100%P ,对照)㊁T 4(125%P )4个处理,
测定不同供磷水平下青椒幼苗的生物量㊁根系活力㊁光合色素含量㊁光合特性及矿质元素含量㊁积累量,研究各处理对青椒幼苗生长特性的影响,采用主成分分析法分析不同处理的综合表现㊂
ʌ结果ɔ与T 3处理相比,T 1处理青椒幼苗的地下部鲜质量㊁
地下部干质量㊁根系活力,叶绿素a ㊁类胡萝卜素㊁叶绿素a +b 含量及净光合速率(P n )㊁蒸腾速率(T r )和气孔导度(G s )分别显著降低了35.03%,33.33%,54.32%,38.65%,61.83%,22.01%,50.48%,36.50%和40.16%,胞间二氧化碳浓度(C i )显著升高了18.43%;T 2处理地上部鲜质量㊁地上部干质量㊁根系活力㊁叶绿素b 含量及T r 和G s 分别显著增加了51.76%,54.02%,14.76%,40.49%,62.02%和
124.76%;T 4处理地下部鲜质量㊁地下部干质量㊁根系活力㊁叶绿素a 含量和P n 分别显著降低了26.60%,32.00%,17.87%,9.81%和28.83%㊂与T 3处理相比,T 2处理青椒幼苗F e ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g 和N 的积累量分别显著上升了62.67%,44.56%,42.33%,24.00%,33.97%和41.41%,M n 和P 的积累量分别显著下降了20.85%和34.99%㊂主
成分分析结果表明,各处理青椒幼苗综合表现为T 2>T 3>T 4>T 1㊂ʌ结论ɔ施75%磷肥(T 2)对青椒幼苗生长发育㊁光合作用和矿质元素吸收的促进效果较好㊂
[关键词] 供磷水平;
青椒幼苗;光合性能;矿质元素吸收[中图分类号] S 641.3;S 626.5
[文献标志码] A
[文章编号] 1671-9387(2024)02-0104-09
E f f e c t s o f d i f f e r e n t p h o s p h o r u s s u p p l y l e v e l s o n g r o w t h ,p h o t o s y n t h e t i c c h a r a c t e r i s t i c s a n d m i n e r a l e l e m e n t a b s o r p
t i o n o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s X U M e n g z h u ,Q I N Z h i x i a n g
,Z H A N G F a n ,C U I Y u n h a o ,WA N G J u n e ,Z H A N G Y i ,S H I Y u (C o l l e g e o f H o r t i c u l t u r e ,S h a n x i A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,T a i g
u ,S h a n x i 030801,C h i n a )A b s t r a c t :ʌO b j e c t i v e ɔT h i s s t u d y i n v e s t i g a t e d t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t p h o s p h o r u s s u p p l y
l e v e l s o n p h o -t o s y n t h e t i c c h a r a c t e r i s t i c s a n d m i n e r a l e l e m e n t a b s o r p t i o n o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s t o p r o v i d e b a s i s f o r f u r t h e r i m p r o v i n g p r e c i s e f e r t i l i z a t i o n a n d h i g h -q u a l i t y p r o d u c t i o n o f g r e e n p e p p e r .ʌM e t h o d ɔT h e e x p
e r i -m e n t w a s c a r r i e d o u t b y h y d r o p o n i c m e t h o d w i t h g r e e n p e p p e r s e e d l i n g s o
f A u d r e y R e d S i l k s p
e a r .F o u r t r e a t m e n t s o
f T 1(50%P ),T 2(75%P ),T 3(100%P ),T 4(125%P )w e r e i n c l u d e d a n d b i o m a s s ,r o o t a c t i v i -t y ,p h o t o s y n t h e t i c p i
g m e n t c o n t e n t ,p
h o t o s y
n t h e t i c c h a r a c t e r i s t i c s ,m i n e r a l e l e m e n t c o n t e n t a n d a c c u m u l a -t i o n o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g s w e r e m e a s u r e d .T h e n ,t h e e f f e c t s o n g r o w t h c h a r a c t e r i s t i c s o f g r e e n p e p p
e r
s e e d l i n g s w e r e a n a l y z e d a n d t h e c o m p r e h e n s i v e p e r f o r m a n c e w a s e v a l u a t e d u s i n g p r i n c i p a l c o m p o n e n t a n a-l y s i s.ʌR e s u l tɔC o m p a r e d t o T3,f r e s h q u a l i t y o f r o o t,d r y q u a l i t y o f r o o t,r o o t a c t i v i t y,c h l o r o p h y l l a,c a r o t e-n o i d,c h l o r o p h y l l a+b,n e t p h o t o s y n t h e t i c r a t e(P n),t r a n s p i r a t i o n r a t e(T r)a n d s t o m a t a l c o n d u c t a n c e
(G s)o f g r a f t e d g r e e n p e p p e r s e e d l i n g s i n T1t r e a t m e n t w e r e s i g n i f i c a n t l y d e c r e a s e d b y35.03%,33.33%,
54.32%,38.65%,61.83%,22.01%,50.48%,36.50%a n d40.16%,w h i l e i n t e r c e l l u l a r C O2c o n c e n t r a t i o n
(C i)w a s i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y b y18.43%.I n T2t r e a t m e n t,f r e s h q u a l i t y o f s h o o t,d r y q u a l i t y o f s h o o t, r o o t a c t i v i t y,c h l o r o p h y l l b,T r a n d G s w e r e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d b y51.76%,54.02%,14.76%,40.49%,
62.02%a n d124.76%,r e s p e c t i v e l y.I n T4t r e a t m e n t,f r e s h q u a l i t y o f r o o t,d r y q u a l i t y o f r o o t,r o o t a c t i v i t y,
c h l o r o p h y l l a a n
d P n w
e r e s i g n i
f i c a n t l y d e c r e a s e d b y26.60%,32.00%,17.87%,9.81%a n d28.83%,r e-s p e c t i v e l y.C o m p a r e d w i t h T3,t h e a c c u m u l a t i o n o f F e,Z n,C a,K,M
g a n d N i n T2w a s i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t-l y b y62.67%,44.56%,42.33%,24.00%,33.97%a n d41.41%,w
h
i l e t h a t o f M n a n d P w a s d e c r e a s e d s i g-n i f i c a n t l y b y20.85%a n d34.99%,r e s p e c t i v e l y.T h e p r i n c i p a l c o m p o n e n t a n a l y s i s s h o w e d t h a t t h e c o m p r e-h e n s i v e p e r f o r m a n c e o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g s w a s i n t h e o r d e r o f T2>T3>T4>T1.ʌC o n c l u s i o nɔT h e a p p l i c a t i o n o f75%p h o s p h o r u s f e r t i l i z e r(T2)h a d g o o d e f f e c t s o n g r o w t h,p h o t o s y n t h e s i s a n d m i n e r a l e l e-m e n t a b s o r p t i o n o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g s.
K e y w o r d s:p h o s p h o r u s s u p p l y l e v e l;g r e e n p e p p e r g r a f t i n g s e e d l i n g s;p h o t o s y n t h e t i c;a b s o r p t i o n o f m i n e r a l e l e m e n t s
磷(P)作为植物生长发育必需的大量营养元素,不仅是质膜的主要成分,参与细胞组织结构的建成㊁碳代谢㊁脂肪代谢和核酸的合成,而且在信号转导等方面也发挥着重要作用[1-2]㊂磷在土壤中难以移动,导致其利用效率较低,因此农业生产过程中需要施用磷肥[3]㊂磷肥的生产原料磷矿是一种有限的自然资源,且过量施用磷肥会对环境造成污染[3-4]㊂随着设施农业生产的快速发展,无土栽培变得愈发重要,其中营养液中的磷素以可溶性形式(通常为磷酸二氢盐,H2P O-4)向作物提供㊂营养液中磷固定化的风险较土壤中种植作物低,但营养液中的元素含量可能会高于植物所需,多余的磷酸盐最终会被排放出来,易造成污染,因此研究磷肥的合理施用对促进农业绿色发展具有重要意义[5-6]㊂D a m i a n o s 等[5]研究表明,适量减施磷肥能够在保证作物产量的基础上提高磷的利用效率㊂吴一群等[2]的研究表明,适量的磷能够提高番茄对大量元素的吸收转运,从而促进番茄幼苗生物量的积累,而缺磷或高磷均会影响番茄对N㊁K㊁M g等营养元素的吸收和转运,降低番茄的产量和品质㊂娄梦玉等[7]研究了不同水平磷对冬小麦生长发育及产量的影响,发现低磷会抑制小麦干物质的积累,而高磷会降低干物质在籽粒中的分配比例,施用适量的磷肥能提升冬小麦的干物质积累及其在籽粒中的分配比例,从而提升产量㊂青椒(C a p s i c u m a n n u u m L.)由原产于南美洲的辣椒演化而来,为一年生或多年生草本植物,是我
国重要的经济作物之一,在设施蔬菜生产中占重要地位,其因独特的果实风味㊁丰富的营养物质和较高的药用价值,成为人们喜食的四季蔬菜[8-9]㊂青椒需肥量较大,肥料是保障其高产㊁稳产的重要因素[9]㊂有研究表明,适量施用磷肥能够增加土壤有效磷浓度㊁辣椒茎叶磷积累量,提高辣椒产量[10],而缺磷和高磷都会对番茄生长发育㊁活性氧代谢及养分吸收产生影响[2]㊂目前,关于不同水平磷对作物影响的研究多以土壤为介质,多元素混施[10-11],缺乏对可控条件下单一元素的深入系统研究,针对青椒幼苗的相关研究更是鲜有报道㊂因此,本试验以 奥黛丽-红缨枪 青椒幼苗为试材,通过水培方式运用营养液精准控制磷素水平,研究不同供磷水平对青椒幼苗光合特性和矿质元素吸收的影响,旨在为青椒栽培的精准施肥㊁高效生产提供理论依据㊂
1材料与方法
1.1试验材料
供试青椒幼苗为 奥黛丽-红缨枪 (奥黛丽为接穗品种㊁红缨枪为砧木品种),购自山东伟丽种苗有限公司㊂营养液采用日本山崎甜椒配方㊂
1.2试验设计
试验在山西农业大学实验大楼和园艺站进行㊂根据日本山崎营养液配方[2]共设4个P处理水平,分别为50%P(T1)㊁75%P(T2)㊁100%P(T3,对照)和125%P(T4),以N H4H2P O4㊁N a H2P O4作
501
第2期徐梦珠,等:不同供磷水平对青椒幼苗生长㊁光合作用及矿质元素吸收的影响
为磷源[2]㊁以(N H 4)2S O 4作为氮源
[12]
,为弥补减P 处理损失的氮,大量元素配置具体方案见表1㊂每个处理36株㊂选取 3叶1心 长势基本一致的青椒幼苗,将其根系洗净后移入10L 塑料栽培箱中进
行水培,用1/2倍日本山崎甜椒营养液缓苗1周,之后用1倍山崎营养液培养,每4~5d 换1次营养
液,调节p H 为6.0ʃ0.2,并用增氧泵进行间歇通气,每隔30m i n 通气1h ,处理后15d 取样㊂
表1 本研究各处理试验方案
T a b l e 1 E x p e r i m e n t a l s c h e m e o f t r e a t m e n t s i n t h i s s t u d y
m g
/L 处理
T r e a t m e n t
C a (N O 3)2㊃4
H 2O K N O 3N H 4H 2P O 4
N a H 2P O 4
(N H 4)2S O 4
M g S O 4㊃7
H 2O T 1354
607
48
27
185T 235460772013185T 33546079500185T 4
354
607
95
25
185
1.3 测定项目及方法
1.3.1 青椒幼苗生物量 将青椒幼苗整株用蒸馏水充分洗净并用滤纸擦干,分成地上部与地下部,分别用电子天平称质量(鲜质量),放入纸袋中并做好标记,转入烘箱105ħ杀青15m i n 后65ħ烘干至
恒质量,快速称质量(干质量)
㊂1.3.2 青椒幼苗根系活力 青椒幼苗根系活力采
用T T C 法[13]
测定㊂1.3.3 青椒幼苗光合色素含量 取不同处理青椒幼苗第2片功能叶,用打孔器打孔,称取0.05g 小
叶圆片浸泡在含有10m L 96%(
体积分数)乙醇的离心管中,避光放置,其间晃动离心管数次,直到青椒叶片完全变白,用分光光度计(U V -2600,
岛津仪器有限公司)在470,665,649n m 处测吸光度值㊂每个处理重复5次,结果取平均值㊂计算叶绿素a ㊁叶绿素b ㊁类胡萝卜素和叶绿素a +b 含量[13]
㊂
1.3.4 青椒幼苗光合特性 上午09:00 11:00,
使用L I -6800便携式光合仪测定植株生长点以下第2片完全展开功能叶的净光合速率(P n )㊁气孔导度(G s )㊁胞间二氧化碳浓度(C i )和蒸腾速率(T r )
,每个处理重复3次㊂光合参数设定为:光强1000
μ
m o l /(m ㊃s ),C O 2浓度380μm o l /m o l ,温度25ħ,相对湿度75%㊂
1.3.5 青椒幼苗矿质元素含量 取不同处理青椒
幼苗叶片与根系,洗净擦干后置于烘箱内105ħ杀
青15m i n ,再于65ħ烘干至恒质量,过150mm 筛
并制备干样㊂称取0.2g 烘干样品,通过H 2S O 4
-H 2O 2消煮法制备消煮液,
采用火焰原子吸收分光光度计(A A -6200,日本S H I MA D Z U )测定不同组织中K ㊁C a ㊁M g
㊁Z n ㊁F e ㊁M n 含量;N 元素含量采用靛酚蓝比色法[14]测定;P 含量采用钼锑抗比色法[15]
测定㊂每个处理重复3次,计算不同处理条件下青
椒各部位矿质元素积累量[
16]
㊂ 积累量(g /株)=植物干物质量ˑ矿质元素含量㊂1.4 数据分析
试验数据用 平均值ʃ标准差 表示;使用S P S S
20进行数据标准化处理和D u n c a n s 分析,
以P <0.05进行显著性标记;使用M i c r o s o f t E x c e l 2020
进行数据整理及绘图㊂主成分分析使用S P S S 20进
行KMO 和巴特利特球形度检验㊂
2 结果与分析
2.1 不同供磷水平对青椒幼苗生物量的影响
由表2可知,随着供磷水平的增加青椒幼苗的干物质积累量呈先上升后下降的趋势,以T 2处理
最大,显著高于T 1和T 4处理㊂与T 3处理相比,T 2处理青椒幼苗的地上部鲜质量和干质量分别显著增加了51.76%和54.02%,T 1处理地下部鲜质量和干质量分别显著降低了35.03%和33.33%,
T 4处理地下部鲜质量和干质量分别显著降低了26.60%和32.00%㊂
表2 不同供磷水平对青椒幼苗生物量的影响
T a b l e 2 E f f e c t o f d i f f e r e n t p h o s p h o r u s l e v e l s o n b i o m a s s o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s g
/株处理T r e a t m e n t s
地上部鲜质量
F r e s h q u a l i t y o
f s h o o t s 地下部鲜质量
F r e s h q u a l i t y o
f r o o t s 地上部干质量
D r y q u a l i t y o
f s h o o t s 地下部干质量
D r y q u a l i t y o f r o o t s T 16.94ʃ0.50b 7.01ʃ0.54c 0.87ʃ0.02b 0.50ʃ0.02b T 211.64ʃ1.84a 11.56ʃ0.39a 1.34ʃ0.16a 0.76ʃ0.03a T 37.67ʃ0.34b 10.79ʃ0.21a 0.87ʃ0.01b 0.75ʃ0.03a T 4
8.58ʃ0.05b
7.92ʃ0.55b
0.82ʃ0.02b
0.51ʃ0.08b
注:同列数据后标不同小写字母表示处理间差异显著(P <0.05
)㊂下同㊂N o t e :D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e s i g
n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s (P <0.05).T h e s a m e b e l o w.6
01西北农林科技大学学报(自然科学版)
第52卷
2.2 不同供磷水平对青椒幼苗根系活力的影响
如图1所示,青椒幼苗的根系活力随着供磷水平的提高呈先上升后下降的趋势,T 2处理达到最大值㊂与T 3处理相比,T 1㊁T 4处理青椒幼苗根系活力分别显著下降了54.32%和17.87%,T 2处理根系活力显著提高了14.76%㊂
2.3 不同供磷水平对青椒幼苗光合色素含量的影响如图2所示,总体而言,T 2和T 3处理青椒幼苗光合色素含量相当,均较高㊂与T 3处理相比,T 1处理叶绿素a ㊁类胡萝卜素和叶绿素a +b 含量分别显著下降了38.65%,61.83%和22.01%;T 2处理叶绿素b 含量显著升高了40.49%;T 4处理叶绿素
a 和叶绿素a +
b 含量分别显著降低了9.81%和12.79%㊂
图柱上标不同小写字母表示处理间差异显著(P <0.05
)㊂下同D i f f e r e n t l e t t e r s i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s a m o n g
t r e a t m e n t s (P <0.05).T h e s a m e b e l o w
图1 不同供磷水平对青椒幼苗根系活力的影响
F i g .1 E f f e c t o f d i f f e r e n t p h o s p
h o r u s l e v e l s o n r o o t a c t i v i t y o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s 图2 不同供磷水平对青椒幼苗光合色素含量的影响
F i g .2 E f f e c t o f d i f f e r e n t p h o s p h o r u s l e v e l s o n p h o t o s y n t h e t i c p i g m e n t c o n t e n t o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s 2.4 不同供磷水平对青椒幼苗光合参数的影响
不同供磷水平对青椒幼苗光合参数的影响如图3所示㊂由图3可知,与T 3处理相比,T 1处理青椒
幼苗P n ㊁T r 和G s 均显著下降,降幅分别为
50.48%,36.50%和40.16%,
而C i 显著升高了18.43%;T 2处理T r 显著升高了62.02%,G s 显著
升高了124.76%;T 4处理P n 显著降低了28.83%㊂
2.5 不同供磷水平对青椒幼苗不同部位矿质元素含量的影响
由表3可知,不同处理青椒幼苗F e ㊁M g ㊁P 含量均表现为地上部>地下部,M n ㊁Z n ㊁C a 含量均表现为地下部>地上部㊂随着供磷水平的提高,地上部
的F e ㊁M n ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g
㊁N 含量和地下部的F e ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g ㊁N 含量呈先上升后下降的趋势,在7
01第2期
徐梦珠,等:不同供磷水平对青椒幼苗生长㊁光合作用及矿质元素吸收的影响
T 2处理达最大值;地上部和地下部P 含量及地下部M n 含量均呈上升趋势
㊂
图3 不同供磷水平对青椒幼苗光合参数的影响
F i g .3 E f f e c t o f d i f f e r e n t p h o s p h o r u s l e v e l s o n p h o t o s y n t h e t i c p a r a m e t e r s o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s 表3 不同供磷水平对青椒幼苗不同部位矿质元素含量的影响
T a b l e 3 E f f e c t o f d i f f e r e n t p h o s p h o r u s l e v e l s o n c o n t e n t s o f m i n e r a l e l e m e n t s i n d i f f e r e n t p a r t s o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s 项目I t e m
处理T r e a t m e n t
F e /(μ
g ㊃g -1
)M n /(μ
g ㊃g -1
)Z n /(μ
g ㊃g -1
)C a /(μ
g ㊃g -1
)T 1337.59ʃ8.50d 3.82ʃ0.41d
4.45ʃ0.50c
4.17ʃ0.25d
地上部
A b o v e g
r o u n d T 2632.29ʃ3.16a
7.88ʃ0.61a
12.57ʃ0.44a
7.30ʃ0.40a
T 3524.35ʃ13.57b 6.59ʃ0.18b 12.05ʃ1.50a
6.63ʃ0.15b T 4433.00ʃ10.66c 5.38ʃ0.22c
7.39ʃ0.32b
5.53ʃ0.15c
T 1229.28ʃ16.28c
19.11ʃ0.54d
10.07ʃ0.56c
5.53ʃ0.25d 地下部
U n d e r g
r o u n d T 2480.56ʃ69.19a 28.81ʃ1.49c
15.65ʃ0.78a
9.47ʃ0.40a
T 3380.87ʃ8.98b
46.91ʃ1.67b 12.36ʃ0.19b 8.13ʃ0.15b T 4
276.25ʃ7.61c
54.13ʃ0.92a
12.52ʃ0.41b 6.33ʃ0.25c
项目I t e m
处理
T r e a t m e n t
K /(m g ㊃g -1
)M g /(m g
㊃g -1
)N /(m g ㊃g -1)P /(m g
㊃g -1
)T 10.93ʃ0.03c
188.60ʃ0.00d
28.71ʃ0.05d
1.55ʃ0.03c
地上部
A b o v e g
r o u n d T 21.31ʃ0.07a 203.37ʃ0.00a
32.27ʃ0.01a
1.99ʃ0.03b T 31.24ʃ0.02a
193.90ʃ0.00b 29.06ʃ0.01b 5.31ʃ0.00a T 41.15ʃ0.03b 191.60ʃ0.00c
28.97ʃ0.01c
5.33ʃ0.03a
T 11.09ʃ0.02d
167.77ʃ0.00d 25.19ʃ0.00c
1.52ʃ0.00d 地下部U n d e r g
r o u n d T 21.26ʃ0.02b 195.40ʃ0.00a
35.27ʃ0.00a
1.87ʃ0.00c
T 31.48ʃ0.03a
191.83ʃ0.00b 31.99ʃ0.01b 2.17ʃ0.00b T 4
1.17ʃ0.01c
182.23ʃ0.00c
22.64ʃ0.02d
5.02ʃ0.03a
如表3所示,T 1处理青椒幼苗地上部F e ㊁M n ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g
㊁N 和P 含量较T 3处理分别显著下降了35.62%,42.00%,63.09%,37.18%,24.53%,
2.73%,1.19%和70.78%;
地下部矿质元素含量变化与地上部一致㊂T 2处理地上部F e ㊁M n ㊁C a ㊁M g
和N 含量较T 3处理分别显著升高了20.59%,
8
01西北农林科技大学学报(自然科学版)
第52卷
19.59%,6.20%,4.88%和11.03%,P 含量显著降低了62.52%;地下部F e ㊁Z n ㊁C a ㊁M g 和N 含量分别显著升高了26.17%,26.62%,16.40%,1.86%
和10.25%,M n ㊁K 和P 含量分别显著降低了
38.57%,14.83%和13.77%㊂T 4处理地上部F e ㊁M n ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g 和N 含量较T
3处理分别显著下降了17.42%,18.32%,38.63%,16.58%,6.74%,
1.19%和0.30%;地下部M n 和P 含量分别显著升
高了15.40%和131.34%,F e ㊁C a ㊁K ㊁M g 和N 含量
与地上部变化一致,均显著下降㊂2.6 不同供磷水平对青椒幼苗矿质元素积累量的
影响
不同供磷水平对青椒幼苗矿质元素积累量的影
响见表4㊂由表4可知,青椒幼苗F e ㊁M n ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g
㊁N 的积累量随着供磷水平的提高呈先升高后下降的趋势,P 积累量呈升高趋势㊂与T 3处理相比,T 1处理青椒幼苗F e ㊁M n ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g
㊁N 和P 的积累量分别显著降低了45.00%,8.38%,
54.91%,46.11%,37.87%,20.65%,23.72%和
66.24%;T 2处理F e ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g 和N 的积累量
分别显著上升了62.67%,44.56%,42.33%,
24.00%,33.97%和41.41%,M n 和P 的积累量分别显著下降了20.85%和34.99%;T 4处理F e
㊁M n ㊁Z n ㊁C a ㊁K ㊁M g 和N 的积累量与T 1处理表现相似,均显著降低,但P 积累量显著升高了10.60%㊂
表4 不同供磷水平对青椒幼苗矿质元素积累量的影响
T a b l e 4 E f f e c t o f d i f f e r e n t p h o s p h o r u s l e v e l s o n a c c u m u l a t i o n o f m i n e r a l e l e m e n t s o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s 处理
T r e a t m e n t
F e
/(m g
㊃株-1)M n
/(μ
g ㊃株-1)Z n
/(μ
g ㊃株-1)C a
/(μ
g ㊃株-1)T 10.41ʃ0.01c
12.94ʃ0.47c
8.93ʃ0.31d
6.41ʃ0.23d
T 21.21ʃ0.10a 32.38ʃ1.29b 28.62ʃ1.80a
16.93ʃ1.03a
T 30.74ʃ0.02b 40.91ʃ1.26a
19.80ʃ1.69b 11.89ʃ0.36b T 4
0.50ʃ0.04c
31.83ʃ4.13b 12.46ʃ1.51c
7.76ʃ0.60c
处理T r e a t m e n t
K /(m g
㊃株-1)M g
/(m g
㊃株-1)N
/(m g
㊃株-1)P
/(g
㊃株-1)T 11.36ʃ0.04c
0.25ʃ0.00c
37.66ʃ0.52c
2.11ʃ7.00d
T 22.72ʃ0.32a 0.42ʃ0.03a 69.82ʃ5.58a 4.07ʃ0.29c
T 32.19ʃ0.04b
0.31ʃ0.01b
49.37ʃ1.03b
6.26ʃ0.09b T 41.54ʃ0.15c
0.25ʃ0.02c
35.32ʃ2.43c
6.93ʃ0.50a
2.7 不同供磷水平对青椒幼苗多项指标影响的
评价
2.7.1 主成分分析 对青椒幼苗F e (X 1)㊁M n
(X 2)㊁Z n (X 3)㊁C a (X 4)㊁K (X 5)㊁M g (X 6)㊁N (X 7)㊁P (X 8)积累量㊁鲜质量(X 9)㊁干质量(X 10)
㊁根系活力(X 11)㊁类胡萝卜素含量(X 12)
㊁总叶绿素含量(X 13)㊁P n (X 14)㊁T r (X 15)㊁C i (X 16)和G s (X 17)
共17项指标数据进行主成分分析,
结果(表5)发现,前3个主成分的累计贡献率达100%,
其中前2个主成分解释了总方差的97.817%,表明这2个主成分能够代表17个指标97.817%的信息,因此提取前2个主成分进行分析㊂根据主成分计算公式,得到Y 1
(第1主成分评价值)和Y 2(第2主成分评价值)与不同指标的线性方程:
Y 1=0.258X 1+0.180X 2+0.263X 3+0.261X 4+
0.261X 5+0.252X 6+0.247X 7+0.063X 8+0.263X 9+0.274X 10+0.253X 11+0.225X 12+0.262X 13+0.254X 14+0.248X 15-0.263X 16+
0.243X 17㊂
Y 2=-0.149X 1+0.467X 2-0.067X 3-0.097X 4-0.061X 5-0.200X 6-0.229X 7+0.623X 8-0.051X 9-0.232X 10+0.187X 11+0.343X 12+0.061X 13+0.145X 14-0.032X 15-0.069X 16-0.149X 17㊂
表5 不同供磷水平对青椒幼苗多项指标影响的主成分分析
T a b l e 5 P r i n c i p a l c o m p o n e n t a n a l y s i s o n e f f e c t s o f p h o s p h o r u s s u p p l y o n m u l t i p l e i n d e x e s o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g
s 主成分
P r i n c i p a l c o m p
o n e n t 特征值
E i g
e n v a l u e 方差贡献率/%
V a r i a n c e c o n t r i b u t i o n r a t e
累计贡献率/%
C u m u l a t i v e v a r i a n c e c o n t r i b u t i o n r a t e
114.26983.93483.93422.36013.88397.817
3
0.371
2.183
100.000
2.7.2 综合评价 根据主成分分析得到的Y 1㊁Y 2方程,计算得到各处理的综合评价值Y (Y =0.84Y 1+
9
01第2期
徐梦珠,等:不同供磷水平对青椒幼苗生长㊁光合作用及矿质元素吸收的影响
0.14Y2),结果(表6)显示,T2处理综合评价最优,且T3和T2处理综合评价明显高于T1和T4处理㊂各处理青椒指标综合评价排名为T2>T3> T4>T1㊂
表6不同供磷水平对青椒幼苗多项指标影响的综合评价
T a b l e6 C o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n o n e f f e c t s o f p h o s p h o r u s l e v e l s o n m u l t i p l e i n d e x e s o f g r e e n p e p p e r s e e d l i n g s 处理T r e a t m e n t Y1Y2Y排名R a n k i n g T1-4.15-1.50-3.704
T24.66-1.153.751
T31.121.251.122
T4-1.621.40-1.163
3讨论与结论
磷是植物生长必不可少的元素,不仅参与光合作用及各种生理机制反应,也可直接或间接影响N㊁P㊁K㊁C a㊁M g㊁F e的吸收,对植物的生长发育起着至关重要的作用[2,4]㊂生物量是衡量植物生长的基本指标,体现了植物对养分的吸收利用能力[17];根系活力是表征根系吸收功能的综合指标,反映了根新陈代谢活动的程度[18]㊂本研究结果表明,随着供磷水平的增加,青椒幼苗生物量积累和根系活力呈先升高后下降的趋势,其中以T2处理最高,说明低磷和高磷对幼苗生物量积累和根系活力均会产生不同程度的抑制作用,这是由于磷能够通过促进幼苗的根系生长㊁延长光合期而促进植物光合作用和对营养元素的吸收,增强碳水化合物的合成运转,提升干物质的积累量,但磷水平过高或过低均会降低根系活力,加速根系衰老,进而影响植物的光合作用和碳代谢[2,16,19-20]㊂
叶绿素是光合反应中的光敏催化剂,而氮素是叶绿素分子的主要成分,在一定范围内,叶绿素含量可直接影响叶片的光合能力[21-22]㊂类胡萝卜素不仅是光合色素,参与光合作用,还可作为细胞内源氧化剂吸收剩余光能,防止细胞膜脂过氧化[22-23]㊂磷素营养对叶绿素的合成有一定的促进作用,缺磷将导致叶绿素含量降低[24-25]㊂刘伟等[24]研究表明,施用磷肥可提高黄瓜幼苗的叶绿素含量㊂王阳等[26]研究表明,随供磷水平的提高,核桃叶片叶绿素a㊁叶绿素b㊁类胡萝卜素含量均呈先升高后降低的趋势㊂本试验结果中,T1㊁T4处理叶绿素和类胡萝卜素含量均有所下降,而T2处理中叶绿素和类胡萝卜素含量最高或与T3处理相当㊂说明适宜的磷浓度能够促进光合色素含量,而低磷和高磷均会不同程度地降低光合色素含量,这是因为低磷或高磷均会抑制植物地上部和根系的生长,降低植株对氮素的吸收,破坏元素间的平衡,抑制铁离子向原卟啉分子的运输,进而影响叶绿素合成[23,27-28]㊂类胡萝卜素含量下降,会抑制植物耗散过量的激发光能,降低光合器官的抗性[23]㊂
王阳等[26]研究表明,磷水平的提升对核桃叶片光合特性具有增效作用㊂本试验结果表明,T2处理青椒幼苗的P n㊁T r和G s最高,C i最低;而T1处理青椒幼苗的P n㊁T r和G s最低,C i最高㊂这是因为磷能够改善植物体的生理活性,增强机体对C O2的捕获能力,提高植株与大气C O2的交换频率,影响叶片R u b i s c o活性和1,5-二磷酸核酮糖再生速率,参与P SⅡ原初光能转换和光合电子传递过程,进而提高光合能力[28-29],而低磷会影响青椒幼苗同化力的形成[30]㊁同化物运输[30]㊁卡尔文循环中酶的活性及R u B P的再生[19],降低光合色素含量,促进非光化学能量耗散,导致叶片发生光抑制[16]㊂本研究中T4处理青椒幼苗P n显著下降,这与高磷抑制叶绿素合成和碳代谢能力有关[26]㊂
叶片养分含量变化在一定程度上反映了植物的营养特性,前人研究发现,施肥可促进叶片养分的积累[31]㊂本试验结果表明,T2处理可以提高青椒幼苗地上部和地下部营养元素含量,且随着供磷水平的提高,F e㊁M n㊁Z n㊁C a㊁K㊁M g㊁N的积累量呈先上升后下降的趋势,与吴一群等[2]的研究结果类似,表明供磷水平过低或过高均会抑制幼苗对各元素的吸收,这是由于磷和营养元素之间存在互相作用[4],低磷时植物会分泌有机酸,并伴随元素流出,过量施磷则会对元素吸收产生拮抗㊂随着供磷水平的提高,青椒幼苗P的积累呈上升趋势,这是由于高磷水平下,青椒植株的磷素积累速度远高于消耗速度,最终导致植株磷积累量和吸收利用效率升高[27,32]㊂本研究中,随着供磷水平的提高,青椒幼苗地上部的M n含量呈先上升后下降的趋势,在T2处理时最高,而地下部的M n含量呈上升趋势,这是由于根系吸收的M n多集中于年老器官,如运输根和储藏根,而在地上部幼嫩器官分配较少[33]㊂
本试验中的主成分分析结果表明,提取的前2个主成分总体能够反映17个指标97.817%的信
011西北农林科技大学学报(自然科学版)第52卷
息,各处理综合排名为T2>T3>T4>T1㊂可见, 75%P处理能有效促进青椒幼苗生长发育㊁光合作用和植株对矿质元素的吸收㊂
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