施钾对茶树幼苗营养元素吸收的影响

陈常颂，王秀萍，林郑和*，钟秋生，余文权

施钾对茶树幼苗营养元素吸收的影响

陈常颂1，王秀萍1，林郑和1*，钟秋生1，余文权2*

（1. 福建省农业科学院茶叶研究所/国家茶树改良中心福建分中心/福建省茶树资源共享平台，福建 福安 355015; 2. 福建省农业科学院，福建 福州 350002）

为明确不同施钾水平对茶树矿质营养元素吸收的影响，本研究采用沙培盆栽方法，以“瑞香”品种的10月龄扦插苗为试验材料，设5个钾处理浓度，分别为0、100、200、600、2000 μmol·L-1，每周浇3次含钾营养液，15周后，分别测定茶树植株根、茎、叶中Ca、Cu、Zn、Mn、Mg的含量。结果表明：不同施钾水平，影响茶树对矿质营养元素吸收与分配。当缺钾（供钾为0 μmol·L-1）时，茶树叶片Ca、Mn的含量明显高于茎部和根部，Mg、Cu、Zn含量均在根部最高。Ca在叶、茎中的含量与钾处理的浓度均呈负相关，在根部则呈正相关；根部 Cu、Zn的含量与钾处理浓度均呈正相关，而茎、叶中均呈负相关；Mn、Mg在根、茎、叶中的含量均与钾处理的浓度呈负相关。

施钾；茶树；营养元素

钾是茶树必需的大量营养元素之一。近年来，茶树钾营养研究逐渐增多，结果表明茶园施用钾肥可以显著提高茶叶产量和改善品质，有些茶园土壤的钾已成为生长限制因子[1]。目前国内外对钾的营养研究主要集中于钾在茶树体内的生理功能、缺钾与营养诊断、钾对茶叶产量和品质的影响、茶园土壤中的钾概况及钾肥的施用等，而施用钾肥后土壤钾库的动态变化、钾与钙、镁、硫、锌、铜等中、微量元素的配施效果以及如何合理施用钾肥以提高钾肥利用率[2]，维持土壤钾素平衡等方面的研究较为薄弱，国内外有关茶树缺钾胁迫的研究也较少，尤其国内研究缺钾胁迫对茶树营养元素吸收影响的相关报道更少。在茶树缺钾与营养诊断研究方面主要关注叶片生长状态、病虫害情况、茶叶内含物和品质等[1]。本研究以茶树幼苗为试验材料，通过不同浓度钾处理，研究其对茶树钙（Ca）、铜（Cu）、镁（Mg）、锌（Zn）、锰（Mn）等元素吸收的影响，这对茶园科学施肥、维持养分平衡具有一定指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验茶苗的培养与制样

试验于2012年在福建省农业科学院茶叶研究所完成。选生长一致的10月龄的扦插“瑞香”品种[Camellia sinensis (L.) O. Kuntze]的茶苗为试验材料，种植于容量6 L（直径26 cm、高度30 cm）的装满石英沙的陶土盆中，每盆种2株茶苗，于自然温、光条件下施用完全营养液进行培养，完全营养液参照[3]方法，移栽6周后开始不同浓度的钾处理试验，即在保持其他元素施用浓度不变的前提下，对每盆移栽苗浇施不同钾浓度（含钾量分别为0 μmol、100 μmol、200 μmol、600 μmol、2000 μmol）的营养液约500 mL，每周3次。不同浓度的钾处理15周后分别采集茶苗根、茎、叶（均为完全展开的成熟叶，叶龄约7周），把根部、茎部和叶片分开，分别制成烘干样，研磨过筛后待用，标记根部样品代号顺次为RK1~RK5，茎部样品代号顺次为SK1～SK5，叶片样品代号顺次为LK1～LK5。

1.2 Mg、Cu、Zn、Ca、Mn含量的测定方法[4-5]

分别称取各苗全株根、茎、叶三部分烘干，磨细样品0.5 g左右于150 mL三角瓶中，加25 mL优级纯HNO3，放置过夜，盖上小漏斗，在通风橱电热板上低温加热30 min。冷却，加5 mL优级纯HClO4，小心加热，使瓶内白烟慢慢消失，待溶液呈无色透明尚有2 mL左右时停止。冷却后，用二次水洗入50 mL容量瓶，用二次水定容，待测。取10 mL定容到50 mL容量瓶（即测钙、镁原液基础上稀释5倍），加1 mL（p（锶）=50 g·L-1）氯化锶，以控制硅铝或磷酸盐干扰。同时做3个空白，3个标样。标准物质用GBW10023（Ca 1530±180 mg·kg-1，Cu 12.2±1.1 mg·kg-1，Mg 4000±100 mg·kg-1，Mn 68±3 mg·kg-1，Zn 28±2 mg·kg-1）。测定使用石墨炉原子吸收分光光度法（GTA120／AA240Z，美国Varian）。

1.3 数据处理

主要采用Excel2003对测定结果进行方差分析。本实验只局限于同一器官同一营养元素含量的差异显著性测验（α=0.05），用LSD 法进行多重比较，结果用字母标记表示，直接标注于柱状图的上方。

2 结果与分析

2.1 施钾对茶苗Ca含量与分布的影响

从图1可以看出，茶苗叶片中Ca的含量远远高于茎部和根部，茎部的又高于根部的。叶片中的Ca以100 μmol·L-1钾处理的最高（8486.59 mg·kg-1），与不施钾的相当，显著高于200、600、2000 μmol·L-1钾处理的；不同浓度钾处理的叶片Ca的含量，经方差分析差异达显著水平；叶片中Ca的含量与钾处理的浓度呈线性负相关（r=-0.84*，n=5，r0.05=0.811）。茎中的Ca也是以100 μmol·L-1钾处理的最高，显著高于其他处理的；茎中Ca的含量与钾处理的浓度呈负相关（r=-0.62，n=5，r0.05=0.811）。根部Ca以600 μmol·L-1钾处理的最高，其含量与钾处理的浓度呈正相关（r=0.78，n=5，r0.05=0.811）。

2.2 施钾对茶苗Cu含量与分布的影响

图2表明，茶苗根部Cu的含量高于茎部和叶片的，茎部和叶片的相近。以2000 μmol·L-1钾处理的茶苗根部Cu含量最高（33.10 mg·kg-1），其含量与钾处理的浓度呈正相关（r=0.77，n=5，r0.05=0.811）。以600 μmol·L-1钾处理的茶苗茎部Cu含量最低（11.62 mg·kg-1），其含量与钾处理的浓度呈负相关（r=-0.70，n=5，r0.05=0.811）。叶片中Cu含量以不施钾处理的最高，显著高于100、600、2000 μmol·L-1钾处理的；叶中Cu的含量与钾处理的浓度呈负相关（r=-0.38，n=5，r0.05=0.811），方差分析差异不显著。

图1 施钾对茶树根、茎、叶Ca含量的影响Fig. 1 Effect of K fertilization on Ca in roots, stems and leaves of tea seedlings

图2 施钾对茶树根、茎、叶Cu含量的影响Fig. 2 Effect of K fertilization on Cu in roots, stems and leaves of tea seedlings

2.3 施钾对茶苗Zn含量与分布的影响

如图3所示，茶苗中Zn含量与Cu含量一样也是根部最高，其次是茎部，最小是叶片。根部Zn含量最高的（388.81 mg·kg-1）也来自最高浓度钾处理的，显著高于0、100 μmol·L-1处理的；叶片中Zn含量与钾处理的浓度呈线性正相关（r=0.95*，n=5， r0.05=0.811）。茎中的Zn以不施钾处理的最高，显著高于施钾处理的；其含量与钾处理的浓度呈负相关（r=-0.77，n=5，r0.05=0.811）。叶片Zn含量以600 μmol·L-1钾处理的最低，其含量与钾处理的浓度呈负相关（r=-0.25，n=5，r0.05=0.811）。

2.4 施钾对茶苗Mn含量与分布的影响

从图4反映出，茶苗叶片中Mn的含量明显高于茎部和根部的，各部位均以不供钾处理的含量最高。根、茎中Mn的含量与钾处理的浓度均呈负相关（r分别为-0.35、-0.64，n=5，r0.05=0.811）；叶片中Mn的含量与钾处理的浓度呈线性负相关（r=-0.85*，n=5，r0.05=0.811）

2.5 施钾对茶苗Mg含量与分布的影响

从图5可见，茶苗中Mg的含量是根部最高，其次是叶片，茎部最小。茎中的Mg不施钾处理的，显著高于施钾处理的；不同浓度钾处理茎中的Mg含量，方差分析达显著水平。根、叶中Mg的含量与钾处理的浓度均呈负相关（r分别为-0.46、-0.35，n=5，r0.05=0.811）；茎中Mg的含量与钾处理的浓度均呈线性负相关（r=-0.97*，n=5，r0.05=0.811）。

图3 施钾对茶树根、茎、叶Zn含量的影响Fig. 3 Effect of K fertilization on Zn in roots, stems and leaves of tea seedlings

图4 施钾对茶树根、茎、叶Mn含量的影响Fig. 4 Effect of K fertilization on Mn in roots, stems and leaves of tea seedlings

图5 施钾对茶树根、茎、叶Mg含量的影响Fig. 5 Effect of K fertilization on Mg in roots, stems and leaves of tea seedlings

3 结论与讨论

本研究结果表明，不同施钾水平影响茶树对Ca、Cu、Zn、Mn、Mg等矿质营养元素的吸收与分配。当供钾为0 μmol·L-1即缺钾时，茶树叶片中Ca、Mn的含量明显高于茎部和根部，而此时根部的Mg、Cu、Zn含量最高。叶、茎中Ca的含量与钾处理的浓度均呈负相关（r=-0.84、-0.62），根部却呈正相关（r=0.78）；根部Cu含量与钾处理的浓度呈正相关（r=0.77），而茎、叶均呈负相关（r=-0.70、-0.38）；叶片中Zn含量与钾处理的浓度呈正相关（r=0.95），而茎、叶均呈负相关（r=-0.77、-0.25）；根、茎、叶中Mn、Mg的含量均与钾处理的浓度呈负相关。

关于茶树中某种营养元素的浓度高低而造成的茶树不同器官对其它营养元素的吸收的影响研究，除施用钾以外，还有施用F、Cu、P、Al等矿质元素的报道。王丽霞等证实，随着施F浓度的增加，叶片中K、Mg、Fe、Zn的含量显著降低，而Ca含量显著增加[6]，而本实验中茎的Mg、Zn含量亦随K浓度的增加而降低；茶树叶面喷施Cu会影响P、Fe、Zn的吸收，但能提高Mn、K、Ca、Mg和Na的浓度[7]，而本实验中茶苗茎、叶的Mn、Ca含量却因K的施用而有降低趋势。林郑和等观测了缺P对黄观音茶树幼苗养分吸收的影响，发现在所有供P处理中，Ca含量均是叶片中最高，其次是茎，根最低，而Mg含量均是茎最低[8]；此外，茶树的Al耐性试验表明，供Al水平的增加对于黄观音茶苗叶片中Ca、Mg含量没有显著影响[9]，李海生等研究也表明，Al对茶苗营养元素Ca、K、Mg的吸收影响不大，但对P的吸收有所促进[10]，这都与本试验中Ca、Mg水平的分布和影响规律相似。另据段小华等的研究，土壤中添加Al促进茶树根、茎和叶对Cu的吸收和积累[11]，而本实验中K浓度的提高也有利于根部Cu的积累，而对茎、叶中Cu的吸收较为不利。施K对于茶树植株地上部和根吸收和累积Ca、Cu、Zn、Mn、Mg等营养元素可能与供K水平、茶树品种等因素的相关性不大。

在其它植物的相关研究中，郭衍银等证实了缺K显著降低生姜吸收Fe、Cu、Zn的能力，使生姜各器官的Fe、Cu、Zn含量降低，而缺K有利于生姜生长前期对Mn的吸收，提高了Mn在地上部的含量[12]。本实验中茶苗根部Cu、Zn含量也与K处理浓度正相关，Cu、Zn含量最高的亦来自K处理浓度最高的植株；而茶苗各部位Mn的含量也均以不供K处理含量最高，同时叶片中Mn的含量明显高于茎部和根部，说明缺K能促进茶苗对Mn的吸收。此外，涂美艳等指出K肥施用量与油桃枝条中Ca、Mg含量存在显著负相关，因为土壤中大量存在K+时会显著抑制交换性Ca、Mg的有效性，即K与Ca、Mg有明显的拮抗作用[13]，这与本实验结果也是一致的。

同一器官不同营养元素之间含量的差异显著性测验是较有价值的，如可用于验证离子之间的拮抗或协同作用，还可以开展K与其他5种矿质营养元素的多元相关性分析，或对茶树不同部位5种元素的变化特性进行聚类分析，可能会发现更多的营养吸收规律。

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Effect of Potassium Fertilization on Nutrient Absorption of Young Tea Bushes

CHEN Chang-song1，WANG Xiu-ping1，LIN Zheng-he1*，ZHONG Qiu-sheng1，YU Wen-quan2*
（1. Tea Research Institute，Fujian Academy of Agricultural Sciences / Fujian Branch, National Center for Tea Improvement / Public Platform of Fujian Tea Germplasm Resources，Fu’an，Fujian 355015，China；2. Fujian Academy of Agricultural Sciences，Fuzhou，Fujian 350002，China）

This study aimed to determine the effect of potassium（K）fertilization on the nutrient absorption of tea plants. Vegetative propagated 10-month-old seedlings of the tea [Camellia sinensis (L.) O. Kuntze cv. Ruixiang] grown in pots were treated three times weekly for 24 weeks with the nutrient solution containing 0, 100, 200, 600 or 2,000 μmol K·L-1. The contents of Ca, Cu, Zn, Mn and Mg in the roots, stems and leaves of the tea plants were measured. The results showed that the K fertilization altered the nutrient absorption and distribution of the plants. When K was not supplied, the Ca and Mn contents in the leaves were higher than the other two parts, the Mg, Cu and Zn contents in the roots were highest. With the K fertilization, the regression analysis indicated that Ca in the leaves or the stems negatively correlated to the fertilization, and positively correlated in the roots. Whereas, the fertilization positively correlated to the Cu and Zn contents in the roots, but negatively correlated in the stems or the leaves, and, negatively correlated to the Mn and Mg in all parts.

potassium fertilization; Camellia sinensis (L.) O. Kuntze; nutrient

S571.1

A

2015-03-18 初稿；2015-06-09 修改稿

现代农业产业技术体系建设专项（CARS-23）；福建省农业科学院科技创新团队（CXTD-1-1302）。

陈常颂（1973-），男，副研究员，主要从事茶树资源筛选与新品种选育。

*通信作者：林郑和linzhenghe@126.com；余文权ywq333@163.net