土壤施钾对冬枣幼苗生长、养分含量和光合特性的影响

王清华，张兰英，马丙尧，杜振宇

（1. 山东省林业科学研究院，山东 济南 250014；2. 中国科学院南京土壤研究所 土壤与农业可持续发展国家重点实验室，江苏 南京 210008； 3. 济南市北郊国有林场， 山东 济南 250119）

钾素是植物的三大营养要素之一，对作物的产量、品质起着重要作用。钾普遍存在于作物体内，以酶化剂的形式广泛地影响着作物的生长和代谢[1]。近年来，有大量关于作物钾素营养和钾肥施用方面的报道，合理施用钾肥可以促进植物生长并改善作物品质[2-3]。

冬枣Zizyphus jujubaMill. cv. Zhanhua原产于中国，为鼠李科枣属植物，主要分布在黄河三角洲一带。冬枣营养非常丰富，以其极优的鲜食品质而备受消费者青睐。黄河三角洲地区多为盐碱地，土壤类型主要为盐土和潮土，Na+是主要的阳离子，与其它离子以不同比例组合存在，提高了土壤渗透压，影响作物对养分和水分的吸收[4]。冬枣作为多年生果树，生育期长，对钾营养吸收量较大。K+作为植物细胞内的平衡离子，在植物生长和耐盐性中具有重要意义。在盐胁迫下，增加钾的供应，提高土壤钾钠比值，有利于植物从外界吸收钾，以维持体内离子平衡，从而促进植株生长[5]。国内外一些研究者对不同品种枣树的施钾效果进行了探讨，Dhatt、王志伟等、陈波浪等分别研究了毛叶枣、中秋酥脆枣和红枣的钾肥施用效果和吸钾量[6-8]。然而，目前尚未见关于冬枣钾肥效应的报道。本研究通过采用盆栽试验，研究了土壤施钾对冬枣生长情况、植株营养状况及光合作用变化等方面的影响，以期为黄河三角洲盐碱地区冬枣合理施用钾肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验时间为2013年4～9月，试验地点设在山东省林业科学研究院试验苗圃。供试土壤为潮土，其基本性质为：速效氮58.70 mg•kg-1、速效磷26.52 mg•kg-1、速效钾 79.03 mg•kg-1、有机质含量为 6.83 g•kg-1、pH 值 7.95、盐分 0.73 g•kg-1。试验所用钾肥和钠盐分别为分析纯KCl和NaCl试剂。供试植物材料为1年生冬枣幼苗，萌芽前购于山东省沾化县下洼镇，株高60～80 cm，根茎1.0～1.2 cm，侧根数量为3～5条。试验用盆购自农贸市场，盆高20 cm，宽30 cm。进行盆栽试验时，将土壤风干后磨碎，过2 mm筛，每盆装土13 kg。

1.2 试验设计

选取长势基本一致的幼苗，少量修剪顶端枝条使其生物量一致（鲜质量均为145 g），然后移栽入塑料盆中。对冬枣幼苗进行NaCl处理，使土壤含盐量达到2 g•kg-1，在此基础上再设4个浓度KCl处理，未加KCl的处理编号为K0，施用KCl使土壤中K+/Na+比值分别为1∶3、1∶2和1∶1的处理依次编号为K1、K2和K3，以未施用NaCl和KCl的处理为对照（CK），每处理设4个重复。施用时，将KCl和NaCl溶解于500 mL去离子水中，均匀施入盆内土壤中，试验期内使土壤含水量保持在最大持水量的50%～60%。

1.3 测定方法

分别在试验进行到50 d和100 d时，在10:00～11:00，用英国产ADC Lci型便携式光合作用仪测定冬枣中上部外缘完全展开叶片的净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）；同时在相应部位选取有代表性的叶片迅速带回实验室，用乙醇浸提、分光光度法[9]测定叶绿素含量。

在试验进行到150 d时，将冬枣幼苗整株连根从盆中取出，先用自来水冲洗去灰尘和泥土后，再用去离子水冲洗1次，用吸水纸吸干植株表面水分。将植株分为叶片、枝干和根系3部分，分别称取鲜质量，110 ℃杀青10 min后于60 ℃烘干至恒重，然后称取干质量。各处理试验前（鲜质量均为145 g）、后冬枣幼苗植株的鲜质量之差为生物产量。

取烘干后的各部分样品，磨碎过20目筛，经H2SO4-H2O2消煮后，分别采用凯氏法、钒钼黄比色法和火焰光度法测定N、P、K含量[10]，采用FP6410型火焰光度计测定叶片中Na的含量。

1.4 数据分析

采用SPSS 17. 0统计软件进行单因素方差分析（ANOVA）和相关分析，使用最小显著差异法（LSD）检验处理间的差异显著性；利用Excel 2007进行数据计算。

2 结果与分析

2.1 土壤施钾对冬枣生长的影响

不同处理冬枣幼苗的生物产量结果如表1所示。由于试验时间相对较短，冬枣幼苗的枝干和根部的生物产量很小，与对照相比生物产量只是略有增加，差异并不显著，因此本试验不同处理冬枣的生物产量差异主要体现在叶片上。由表1可知，K0处理的冬枣幼苗的生物产量和叶片干质量与对照相比未见有显著变化。当加入一定量的KCl，使土壤钾钠比分别为1∶3和 1∶2时，冬枣的生物产量和叶片干质量显著升高。但随着KCl施量的增加，K3处理的生物产量出现显著下降，冬枣幼苗的生长反而受到严重抑制。

2.2 土壤施钾对冬枣养分含量的影响

植株中的N、P、K是反应植物营养状况的重要指标，其含量高低直接关系到植物的生长。不同处理冬枣幼苗各部位N、P、K含量如表2所示。由表2可知，冬枣根系中三个主要营养元素的含量顺序为：P＞N＞K，而枝干中的N和P含量相差不大，二者明显高于树干的含K量；叶片含K量介于N和P之间，远大于枝干和根系部位的K含量。对土壤施用KCl后，冬枣幼苗的根部、枝干和叶片中的N、P和K含量均受到不同程度的影响。与对照相比，盐胁迫下所有处理的冬枣根系N、P和K含量均有一定程度的降低，而枝干中的含量则没有明显规律性。统计分析表明，土壤施用KCl会对冬枣根系和叶片中的N、P和K含量造成显著影响（P＜0.05）。相关分析表明，叶片的N、P和K含量与其干质量之间的相关系数分别为0.982 1、0.924 8和0.858 1，均达到极显著水平（P＜0.01）。结果说明了生长表现较好的处理，其叶片中的营养状况也相对较好。

表1 不同处理冬枣的生物产量†Table 1 Biological yield of Z. jujuba under different treatments g/株

表2 不同处理冬枣幼苗各部位的N、P、K含量Table 2 Contents of N, P and K in each parts of Z. jujuba under different treatments g/kg

2.3 钾对冬枣叶片离子含量的影响

不同处理冬枣叶片中的钾、钠离子含量如表3所示。由表3可知，在冬枣处于盐胁迫时，K0处理冬枣叶片的钾离子含量较对照未发生显著性改变，而钠离子含量则显著升高（见表3），从而所致K+/Na+比出现大幅降低。在相同土壤盐胁迫条件下，对冬枣施用外源钾后，会使叶中的K+/Na+较未施钾时显著升高。可见，适当施用外源K+在一定程度上能减轻盐胁迫造成的体内离子失衡，有利于冬枣维持正常的生理活动。

表3 不同处理冬枣叶片的K+、Na+含量和K+/Na+值Table 3 K+ content, Na+ content and K+/Na+ value in Z.jujuba leaf under different treatments

2.4 土壤施钾对冬枣叶片光合作用和叶绿素含量的影响

光合作用是植物生长发育的基础及生产力高低的决定性因素，同时又是一个对环境变化很敏感的生理过程[11]。净光合速率和气孔导度是两个重要的光合参数，二者在不同处理间呈现出基本一致的变化规律（见表4）。与对照相比，2 g•kg-1的土壤盐分并未对叶片光合带来不利影响，K0处理的光合速率和气孔导度较CK没有显著性区别。施入KCl使土壤钾、钠比为1∶3和1∶2后，光合速率和气孔导度较对照有显著增加，最大值出现在K2处理；而当施钾量进一步增加到使钠、钾之比为1∶1时，二者却出现显著降低，与对照和K0处理基本一致。结果表明，适当增施外源钾能显著提高冬枣叶片的光合作用，但施量过多时反而不利于光合性能的改善。

表4 不同处理冬枣叶片的光合速率、气孔导度和叶绿素含量Table 4 Photosynthesis rate, stomatal conductance and chlorophyll content in Z. jujuba leaf under different treatments

叶绿体是进行光合作用的主要细胞器，而叶绿素是参与光合作用光能吸收、传递和转化的重要色素，因此叶片的光合速率和叶绿素含量有密切关系。从表4可以看出，土壤施用KCl显著提高了冬枣幼苗叶片的叶绿素含量，3个不同施用量间也存在显著性差异，当钾钠比为1∶2时叶绿素含量最高。

3 讨论与结论

冬枣具有一定的耐盐能力，主要产区位于黄河三角洲滨海盐碱地区，轻度盐渍条件并不会对其生长带来不利影响，冬枣适宜栽植在土壤含盐量小于3 g•kg-1的沙质壤土中[12]。文中试验结果表明，在土壤含盐量为2 g•kg-1时冬枣幼苗的生长良好，其生物产量、养分含量、光合性能均未受到不利影响。在此土壤盐分基础上，通过加入外源钾，提高土壤钾钠比为1∶3和1∶2时，冬枣幼苗的生长得到显著促进。郑延海等发现，钾营养可提高NaCl胁迫下的小麦幼苗茎叶和根的生长[13]。但随着加入KCl量的增加，过量钾对冬枣生长产生了一定抑制作用，研究结果与宋姗姗等在长春花上的研究结论相一致[5]，其原因可能是细胞质中积累较多钾后，对细胞质中膜系统和生物大分子产生了毒害[14]。

植株的N、P和K含量是冬枣树体营养的重要体现。对冬枣施入外源钾后，叶片的养分含量得到显著提高，不仅K含量，N和P含量也得到相应提高，这是由于钾促进冬枣生长后增加了其对土壤中N和P的吸收。与叶片不同，土壤施钾对其枝干的养分含量影响较小，但降低了根系中的养分含量。这可能是由于试验时间较短，枝干和根系的生长量较小，从根系吸收的N、P、K养分优先传输到了叶片。

离子的选择吸收、质膜和液泡膜的K+－Na+交换在调节植物体内的离子平衡、盐分运输和细胞区隔化过程中起重要作用[15]。植物体内的K+/Na+是衡量其耐盐能力的重要指标[16]。朱义等研究了盐胁迫对高羊茅幼苗离子分布的影响，发现盐胁迫会影响到植物组织的离子分布，Na+浓度随盐胁迫加重而持续增加，K+浓度降低，各组织中K+/Na+比值随之下降[17]。文中试验结果也发现冬枣幼苗在受到盐胁迫时，冬枣叶片中的K+也出现少量下降，但由于Na+含量的增加，K+/Na+大幅降低。施钾后叶片的K+/Na+比得到提高，增强了生理功能。

光合作用在植物界乃至全球生态系统的能量流动与物质循环中都具有非常重要的作用。外源钾的施入显著增强了冬枣叶片的光合性能，但过量施钾后光合性能并未得到提高。Efthimiadou等研究发现，甜玉米叶片的净光合速率与气孔导度具有高度相关性[18]。文中试验结果表明，土壤施钾后冬枣叶片的净光合速率和气孔导度均有明显提高，二者在不同处理间的变化规律相同。各处理叶绿素含量的变化规律与光合参数并不一致，所有施钾处理后的叶绿素含量较对照均有显著升高。

综上所述，在轻度盐胁迫下对冬枣幼苗施用适量外源钾，促进了植株生长，主要表现在叶片生物产量显著提高，N、P、K营养状况得到明显改善，叶片光合性能和叶绿素含量也有明显增加，但施量过多反而会使冬枣生长受到明显抑制。

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