芋头植株养分含量和积累动态分析

殷剑美++张培通++王立++韩晓勇++郭文琦++李春宏

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.052

摘要：课题分析芋头植株主要养分元素吸收和分配动态特征。结果表明，芋头对氮、磷的吸收高峰期主要在苗期和膨大期，分别满足茎叶增长和球茎膨大需求；钾的积累主要在地下球茎膨大盛期之前，分配于叶柄，持续时间较长；钙元素需求旺期在地上部营养体最大期之前，主要分配于叶片和叶柄，后期则分配于球茎膨大；铁元素的积累高峰期主要在球茎膨大之后，先以母芋为中心，再转为子孙芋。

关键词：芋头；养分元素；积累；动态分析

中图分类号： S632.306文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）10-0200-05

收稿日期：2015-08-13

基金项目：江苏省泰州市农业科技支撑计划（编号：TN201320）

作者简介：殷剑美（1977—），女，江苏丹阳人，博士，研究员，主要从事特色经济作物研究。E-mail：yinjm2006@sohu.com。芋头[Colocasiaesculenta（L.）Schott]是一种重要粮菜兼用作物，具有丰富的营养和药用价值，随着近年来城市居民膳食结构的优化，芋头受到越来越多消费者青睐，种植面积逐年扩大。但近年来对芋头的研究多集中于栽培措施优化等方面[1-2]，关于芋头科学施肥技术研究较少[3]，未见芋头养分含量及需肥特点的研究报道。因此长期以来，芋头的施肥多按传统经验进行，在生产上存在着盲目施肥的现象。肥料的应用对作物的产量和品质均有着重要影响，因此，笔者就芋头植株中养分含量积累特点进行了研究，为芋头生产科学施肥提供技术支撑。

1材料与方法

1.1试验材料

靖江香沙芋。

1.2试验设计

芋头采取大小行种植，大行距80 cm，小行距40 cm，株距33 cm，每小区6行，长6 m，施肥、浇水、病虫害防治等按照靖江香沙芋高产优质栽培技术要求进行。分别于2013年和2014年在香沙芋高产示范基地（泰州市）取样。2013年在高港区大泗镇香沙芋示范基地，前茬为水稻后冬闲田，播期为4月3日，出苗期为5月上旬；2014年在靖江市马桥镇香沙芋示范基地，前茬为蔬菜后冬闲田，播期为3月23日，出苗期为4月下旬。施肥方法：基肥施45%高效复合肥 1 125 kg/hm2；膨大肥分别于2013年7月20日及2014年7月23日施纯硫酸钾肥225 kg/hm2和45%高效复合肥750 kg/hm2。

1.3植株主要养分元素采集与分析

2013年和2014年分别于芋头生育期的6个关键时期（5叶期、9叶期、11叶期、13叶期、15叶期和成熟期）进行植株取样，每小区2株，3次重复。分别测定芋头叶片、叶柄、母芋和子孙芋的干物质质量和主要养分元素含量，植株全量氮、磷、钾含量的测定方法分别为：用凯氏定氮法测定全氮；钼锑抗比色法测全磷；火焰光度计法测定全钾。蛋白质含量通过全氮计算得到，即蛋白质含量（%）= 全氮（g/kg）×6.25/10；全量钙铁采用原子吸收分光光度计测定[4]。

数据采用Microsoft Excel 2010进行分析计算。

2结果与分析

2.1芋头植株干物质积累动态特点

分析靖江香沙芋2年不同时期各器官干物质积累动态结果（图1）可知，11叶期之前，靖江香沙芋干物质增长缓慢，11叶后进入干物质快速增长期，2013年度一直持续到收获期，2014年度持续到15叶期。叶片和叶柄的干物质增长动态表现为先持续增长，后持续降低的动态，2013年度高峰期在15叶期，2014年度高峰期在13叶期；母芋的干物质增长动态表现为先增长、后降低的趋势，母芋最大干物质时期均在15叶期；子孙芋干物质积累表现为：2013年度，先缓慢增长，后快速增长，快速增长持续到收获期；2014年度先缓慢增长，再快速增长（持续到15叶期），之后保持缓慢增长的趋势。从干物质分配动态看，11叶期之前，靖江香沙芋为地上营养生长阶段，11～15叶期为地上营养生长和地下营养生长并进阶段，其中11～13叶期，为以地上营养生长为主的并进阶段，13～15叶为以地下生殖生长为主的并进阶段，15叶以后为地下生殖生长阶段。2013年度和2014年度后期干物质积累和分配的差异，可能是由播期差异和气候差异导致后期生长势不同所致，2013年试验播种偏迟、加之前中期气候干旱，芋头根系发育好，后期生长量较大；而2014年度播期较早，且前中期连阴雨较多，芋头根系发育差，后期早衰，导致后期干物积累下降。

2.2芋头主要养分元素的吸收、积累和分配特点分析

2.2.1氮和磷养分元素由图2可知，靖江香沙芋氮素和磷素含量器官的动态趋势一致，以叶片、叶柄等地上部分器官较高，而地下部分器官含量较低。叶片氮、磷含量全生育期波动平缓。叶柄含氮、磷量2013年表现为9叶期前含氮量快速增加，9～11叶降低，11～15叶期平缓波动，15叶以后再提高的动态；2014年则表现为15叶期之前平缓波动、15叶之后提高的动态。成熟期之前叶片和叶柄含氮、磷量提高，可能是由于成熟期成熟叶片和叶柄枯死，取样的叶片和叶柄均是幼叶所致。11叶期之后，母芋和子孙芋逐步形成，母芋含氮、磷量快速提高，13叶期后缓慢提高。子孙芋含氮、磷量逐渐提高，到13叶期含氮、磷量达到最高，之后维持相对稳定，15叶期后又缓慢增长。

芋头植株氮和磷积累量在11叶期以前表现为较快增长，

11～13叶期为快速增长期，13～15叶期缓慢增长，15叶期后再次快速增长。叶片和叶柄的氮和磷积累动态趋势一致，在13叶期之前直线增长，13叶期达到最大值，之后增长缓慢（2013年度）或下降（2014年度）；母芋的氮和磷积累一直呈缓慢增长趋势；子孙芋的氮和磷积累13叶期之前缓慢增长，之后增长速率逐步加快，15叶期之后快速增长。这表明芋头的氮和磷积累有2个快速积累高峰期，一是11～13叶期，主要是叶片和叶柄快速生长形成了氮和磷积累高峰；二是15叶期之后，主要是子孙芋生长形成的氮和磷积累高峰，因此，芋头的氮素和磷素积累前中期主要分配于叶片和叶柄，后期主要分配于子孙芋。氮元素分配在15叶之前以叶片和叶柄为主，之后逐步则转为以球茎为主，尤其是子孙芋为主；磷元素积累则在15叶（2013年）和13叶（2014年）之前以叶片和叶柄为主，之后逐步则转为以球茎为主，尤其是子孙芋为主。

2.2.2钾养分元素由图3可知，芋头叶片、叶柄等地上部分器官钾元素含量高，而地下部分器官含量较低。叶片的含钾量表现为平缓波动。叶柄的含钾量变化较大，2013年度在 11叶期前较高，之后逐步下降；2014年度则表现为以9叶期和13叶期两个高峰值。11叶期后母芋和子孙芋开始形成和逐步膨大，钾元素含量逐渐提高。

芋头植株钾积累呈13叶期前快速增长，之后缓慢增长或下降趋势，2014年度在11～13叶期出现缓慢增长，可能是期间连续阴雨所致。叶片和叶柄的钾积累表现为以11叶期为高峰的前增后降趋势，2013年度和2014年度试验的差别在于：2013年度高峰期长，2014年度高峰期短。母芋的钾积累表现为缓慢增长的趋势；子孙芋的钾素积累表现为持续加速增长的趋势。这表明芋头的钾素积累增长高峰期为5～13叶，植株钾素积累以叶柄为主，13叶期之后植株钾素积累增长缓慢或降低，各器官的钾素积累增加以子孙芋为主。叶柄可能是芋头的钾素积累中转器官，膨大盛期后，叶柄钾素将向

球茎运转，13叶期之前，芋头叶柄钾含量应持续增加。钾元素积累在15叶（2013年）和13叶（2014年）之前以叶片和叶柄为主，之后逐步则转为以球茎为主，尤其是子孙芋为主。

2.2.3钙养分元素图4显示，芋头植株各器官钙元素含量由高到低依次为叶片、叶柄、母芋和子孙芋；全生育期叶片和叶柄的含钙量表现为平稳波动的动态趋势；母芋含钙量表现为：2013年度15叶期前快速增长，之后下降的趋势，2014年度持续直线提高的趋势；子孙芋含钙量呈现15叶期前增长，之后下降的动态趋势。

芋头植株的钙积累量动态表现为：以15叶期（2013年度）和13叶期（2014年度）为顶峰的先增后减的动态趋势。叶片和叶柄的钙元素积累动态趋势与植株钙积累动态具有相似趋势，表现为以13～15叶期（2013年度）或13叶期（2014年度）为顶峰的先增后减的动态趋势。母芋的钙元素积累动态表现为11～15叶期缓慢增长，之后保持基本恒定的动态趋势。子孙芋则表现为持续缓慢增长的趋势。这表明芋头的钙元素积累主要分配于叶片和叶柄，其动态变化主要是由叶片和叶柄积累动态决定的。钙元素积累在15叶（2013年）和13叶（2014年）之前以叶片和叶柄为主，之后逐步则转为以球茎为主，母芋的钙积累量和子孙芋相当。

2.2.4铁养分元素图5表明，芋头含铁量由高到低依次为母芋、子孙芋、叶片和叶柄。母芋含铁量表现为以15叶期

（2013年度）或13叶期（2014年度）为顶峰的前高后低动态趋势；子孙芋则表现为以13叶期最高、之前快速提高、之后下降的动态趋势；叶柄表现为以11叶期（2013年度）或13叶期（2014年度）为顶峰的前高后低趋势，2014年度在11～13叶期出现了一个缓降阶段；叶片表现为前期平稳波动，15叶期后略有增长的动态趋势，这可能是由于后期老叶衰亡枯死，取样叶片以幼叶为主的原因。铁元素积累在13叶之前以叶片和叶柄为主，之后逐步则转为以球茎为主，尤其是母芋为主。

芋头植株铁元素积累量动态为：以15叶期（2013年度）或13叶期（2014年度）为顶峰的先增后减的动态趋势。母芋的铁元素积累量呈以15叶期（2013年度）或13叶期（2014年度）为顶峰的先增后减动态趋势；子孙芋则呈15叶期

（2013年）或13叶期（2014年）前缓慢增长，之后快速增长的动态趋势；叶柄和叶片铁元素积累量较低，动态趋势表现与母芋具有相似。这表明，芋头的铁元素的积累主要在膨大期之后，在13～15叶期（年度之间存在一定差距）之前主要分配于母芋和叶柄，之后转向子孙芋。

3讨论

3.1芋头主要养分元素吸收分配特点

芋头的器官中氮、磷、钙元素含量以叶片最高、叶柄次之、球茎最低；钾元素以叶柄最高、叶片次之、球茎最低；而铁元素含量以母芋和叶柄含量高，叶片和子孙芋较低。芋头膨大期以后，叶片和叶柄中的氮、磷、钙、铁等元素含量未见显著降低，而叶柄的钾含量显著降低。这表明叶片和叶柄中的氮、磷、钙、铁等元素可能不向球茎运转，而钾元素可能会由叶柄转向球茎，有关芋头养分元素运转规律，有待进一步研究。

芋头对氮、磷元素的吸收高峰期主要在苗期和膨大期，第1个高峰期的吸收，主要满足茎叶增长需求，第2个高峰期主要满足子芋膨大需求，因此基肥和膨大肥要保证充足的氮、磷肥量，同时9月份以后还需注意补充适当氮、磷元素，以满足子孙芋膨大需求；芋头钾的需求主要在地下球茎膨大盛期之前，主要分配于叶柄，持续时间较长，之后转为球茎，球茎膨大后叶柄中的钾元素可能会向球茎运转，因此全生育期都要保持钾的充足供应；芋头对钙元素的吸收高峰期在植株营养体最大期之前，主要分配于地上部分营养器官，因此前期要注重满足钙元素的供应；芋头对铁元素的需求高峰出现在膨大期后，且主要分配于母芋和子孙芋，叶柄也可能是后期铁元素暂储器官，因此需注意地下部分球茎膨大期铁元素的补充，以满足芋头膨大的需求。

3.2两年度的元素差异分析

比较2013年和2014年两年度芋头植株及器官各养分元素含量及积累量存在一定差异，2013年度较2014年偏迟，可能是由2个原因所致。一是2014年提前播种，生育期相应提前；二是两年度气候差异。比较13叶期（7月下旬）之前2年度气象资料（http：//www.tianqihoubao.com/lishi/jstaizhou.html）可见，2013年前中期相对比较干旱，根系发育好，后期不早衰；而2014年同期则为连续阴雨天天气，田间积水、渍害，根系发育差，吸收受阻，2014年度试验叶柄含钾量在11叶期出现的低谷，在11～13叶期出现缓慢增长，铁元素也有相似动态特征，可能是中期连续阴雨田间湿度大，根系吸收少，加之膨大肥钾肥使用偏迟，钾肥供应不衔接所致；另外2014年度后期发生早衰，出现了后期养分吸收和积累下降的现象。

合理养分元素供应，对芋头产量、品质可能有着重要影响[3，5]。对芋头植株不同时期不同器官养分元素含量的动态特点分析，为科学施肥提供了理论支撑，为芋头高产奠定了理论基础，具有较大的应用意义。

参考文献：

[1]常亚芸，谢吉先，刘燕敏，等. 播期对泰兴香荷芋生育及产量效益的影响[J]. 安徽农业科学，2014，42（5）：1326-1328.

[2]姜永平，朱振华. 南通香沙芋地膜高产栽培技术[J]. 现代园艺，2013（10）：42-43.

[3]侯彩兰，徐正东，宋小艳，等. 靖江香沙芋钾肥用量试验初探[J]. 上海农业科技，2014（3）：118-120.

[4]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 3版. 北京：中国农业出版社，2008.

[5]宋春凤，徐坤. 氮钾配施对芋头产量和品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2004，10（2）：167-170.李惠霞，张玲丽，马红军，等. 温度与氮素形态和用量对叶用莴苣生长和硝酸盐含量的影响[J]. 江苏农业科学，2016，44（10）：205-207.