不同水平钙肥对设施生姜生长、产量和根茎品质的影响.pdf
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1、中中 国国 瓜瓜 菜菜试验研究2024,37(2):112-117收稿日期:2023-05-25;修回日期:2023-12-26基金项目:山东省高校设施园艺重点实验室项目(2018YY014);西藏自治区自然科学基金项目(XZ202001ZR0067G);潍坊科技学院校级课题(2022XJSK06);潍坊市科学技术发展计划项目(2021GX050);潍坊科技学院学科建设设施园艺专项(2021XKJS26)作者简介:王兴翠,女,副教授,主要从事蔬菜栽培生理生化及逆境调控研究。E-mail:通信作者:张敬敏,女,教授,主要从事植物营养与温室土壤可持续利用研究。E-mail:Ca2+是植物所必需的矿
2、质元素之一,可以稳定细胞膜和细胞壁并促进细胞伸长和分裂,在细胞的结构及调控植物生长发育、生理代谢过程中发挥重要作用1。此外,Ca2+作为细胞的功能物质,对生物与非生物胁迫响应和第二信使传递也有重要意义。研究表明,施钙能提高烟草2、菊花3、花生4、茄DOI:10.16861/ki.zggc.202423.0448不同水平钙肥对设施生姜生长、产量和根茎品质的影响王兴翠1,张静1,范燕山2,彭佃亮1,杨文霞1,张敬敏1(1.山东省高校设施园艺实验室 潍坊科技学院贾思勰农学院山东寿光262700;2.寿光格顿农业科技有限公司山东寿光262700)摘要:以莱芜大姜为试材,通过温室盆栽试验,采用根际增施的
3、方法研究 2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 g 株-15 个不同水平 Ca(NO3)2对生姜生长、产量及品质的影响。结果表明,增施外源 Ca(NO3)2促进了生姜的生长,提高了叶片色素含量、净光合速率及根茎的产量和品质。其中 Ca(NO3)2施用量7.5 g 株-1时与不施钙(CK)相比对生姜有显著的促长增产和提质作用,在 10.0 g 株-1时效果最显著,采收期生姜叶片叶绿素含量和光合速率较 CK 显著提高 21.44%和34.37%,单株产量显著增加 44.22%;可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸及维生素 C 含量分别显著提高 28.13%、36.52%、19.15%和 17.4
4、9%。Ca(NO3)2施入量在 12.5 g 株-1时促进作用减弱。综上所述,试验范围内外源 Ca(NO3)2均促进了生姜生长和产量增加,改善了生姜根茎品质,以外源钙施用量为 10.0 g 株-1时,更利于提高生姜产量和品质。关键词:生姜;Ca(NO3)2;生长;产量;品质中图分类号:S632.5文献标志码:A文章编号:1673-2871(2024)02-112-06Effects of different levels of calcium fertilizer on the growth,yield,andrhizome quality of ginger in facilities cu
5、ltivationWANG Xingcui1,ZHANG Jing1,FAN Yanshan2,PENG Dianliang1,YANG Wenxia1,ZHANG Jingmin1(1.Facility Horticulture Laboratory of Universities in Shandong/Jia Sixie Agricultural College,Weifang University of Science andTechnology,Shouguang 262700,Shandong,China;2.Shouguang Garden Agricultural Techno
6、logy Co.,Ltd.,Shouguang 262700,Shandong,China)Abstract:In the present work,ginger cultivar Laiwu ginger was used as the test material,a greenhousepot experimentwas conducted to investigate the effects of 5 different levels(2.5,5.0,7.5,10.0 and 12.5 g plant-1)of Ca(NO3)2ongrowth,yield and the quality
7、 of ginger by adding it to the rhizosphere.The results showed that exogenous Ca(NO3)2appli-cation promoted the growth of ginger,increased leaf pigment content,net photosynthetic rate,and rhizomesyield andquality.When the Ca(NO3)2applied dosage was7.5 gplant-1,it had a significant effect on ginger gr
8、owth,yield,andquality improvement.And the promoting effect was most significant at 10.0 gplant-1.At the harvest period,comparedwith no applying Ca(NO3)2(CK),the chlorophyll content and photosynthetic rate of ginger leaves increased by 21.44%and 34.37%,respectively,and the yield increased by 44.22%;t
9、he content of soluble sugar,soluble protein,amino acids,and vitamin C increased by 28.13%,36.52%,19.15%,and 17.49%,respectively.In summary,exogenous Ca(NO3)2withinthe experimental range promoted the growth and yield of ginger,improved the quality of ginger rhizomes.The treatmentwith exogenous Ca(NO3
10、)2application rate of 10.0 gplant-1was more conducive to improving yield and quality.Key words:Ginger;Ca(NO3)2;Growth;Yield;Quality112第2期,等:和根茎品质的影响试验研究子5、番茄6、叶用莴苣7和生姜8等植物的抗氧化酶或活性物质的活性,缓解逆境伤害,从而提高他们的抗逆性并促进生长。适宜浓度的钙肥能提高菊花3、茄子5的叶绿素含量,增强番茄6的光合性能,提升甜椒9和黄金梨10在高温胁迫下的光合速率和光系统 II 最大光化学效率,有效缓解盐胁迫对西瓜叶片的伤害,同时增
11、加果实的可溶性糖含量11,促进大蒜根系发育,增强其抗病能力,减少二次生长并提高抽薹率12-13,调控马铃薯主茎生长14,促进山药地下产品器官的膨大及含钙量15。此外,Ca2+与作物的品质有着密切的关系。前人研究表明,新梢喷钙可提高苹果净光合速率,增加单果质量、维生素 C 含量和果皮亮度值16,提高桃的果实硬度和可溶性固形物含量17,使花生结果数和百果数增加18,籽仁中蛋白质含量增大19。施Ca 能增加茄子的干物质含量20,提高甜瓜21和番茄22的果实硬度、维生素 C 和可溶性糖含量,降低可滴定酸含量。袁伟玲等23研究表明,叶面喷施钙可促进小白菜的生长,并增加叶片中维生素 C、可溶性糖和游离氨基
12、酸含量。此外,施钙能改善大蒜13、马铃薯14和山药15的产品质量。生姜(Zingiber officinale Rosce.)为姜科多年生草本植物,具有喜温、怕热怕湿的特性,是我国重要的出口创汇蔬菜。其营养极其丰富,既是日常生活重要的调味蔬菜,也是一味重要的中药材。生姜生长期要经过 78 月光照最为强烈、高温且多雨的夏季,此段时间正值生姜幼苗生长期,强光照加上 35 以上的高温,叶片容易烧伤致使生姜出现生长障碍而降低产量和品质24。Ca2+能提高植物对逆境的抵抗能力,进而改善商品器官的品质25,但关于外源钙对生姜生长发育及品质改善的研究鲜有报道。因此,笔者以莱芜大姜为试验材料,研究根源施用硝酸
13、钙对生姜生长发育及品质指标的影响,旨在探究外源钙对生姜的作用效应,为进一步确定钙肥的合理施用和深入研究钙对生姜高产优质的作用机制提供理论依据。1材料与方法1.1材料试验生姜品种为莱芜大姜,购自山东省万兴食品有限公司生产基地。1.2试验设计试验于 2020 年在潍坊科技学院试验基地温室大棚中进行。定植盆规格为直径 40 cm、深 30 cm。于 4 月 1 日芽长 1.01.5 cm 时播种,盆栽土壤氮、磷、钾含量(w,后同)分别为 62.5、17.9、43.6 mgkg-1。以不施 Ca(NO3)2的处理为对照(CK),Ca(NO3)2设置 2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 g 株-
14、15 个处理水平,分别为T1、T2、T3、T4、T5,生姜整个生育期分 3 次施入,其中 40%作为基肥,剩余 2 次施用时期为苗期 20%和根茎膨大期 40%,从尿素中扣除 Ca(NO3)2中所含的氮量。采用完全随机区组设计,每个处理设 3 次重复,共 18 个小区,每盆定植 1 株,每小区 15 株,共计 270株。除硝酸钙施用量不同外,各处理水肥管理方法均一致。1.3指标测定生长指标:分别于发棵期(7 月 26 日)、根茎膨大期(8 月 26 日)、收获期(10 月 28 日)每处理随机抽取 3 株,用清水冲洗后分别测定生姜样本的株高、茎粗、分枝数,根、茎、叶及根茎的鲜质量,然后放入烘箱
15、中 105 杀青 25 min,75 烘干至恒质量,称其干质量。株高为第一主茎从地面上伸直的距离;茎粗为离地面 1 cm 粗度。光合生理特性指标:分别于发棵期、根茎膨大期、收获期选 5 株生姜的展开功能叶(上数第 34 片),采用 95%无水乙醇浸提叶片色素,岛津 UV-2450 型分光光度计比色法测定26。于 3 个时期的晴天用美国产Li-6400 型便携式光合测定系统测定净光合速率(Pn)。同时在根茎膨大期,选择晴天 07:0017:00 时间段,每隔 2 h 测定 1 次净光合速率。产量及品质指标:收获期将每个处理所有单株收获,清洗后测定根茎质量,取平均值为各个处理的单株产量实测值。每处
16、理选取 3 株长势一致的生姜植株,将根茎切碎混匀,采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量26,采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量26,采用茚三酮显色法测定游离氨基酸含量26;采用 2,6-二氯酚靛酚比色法测定抗坏血酸含量26;采用酸洗涤法测定粗纤维含量27。1.4数据分析采用 Microsoft Excel 2007 软件进行试验数据初步处理及绘图,采用 DPS 7.05 数据处理软件进行LSD 法差异显著性分析。2结果与分析2.1外源Ca(NO3)2对生姜不同发育期生长指标的影响由表 1 可以看出,除 2.5 g 株-1处理外,增施外源 Ca(NO3)2在生姜各生长时期均可提高其株高、茎粗以及根、茎
17、、叶、根茎的鲜质量,且株高以及根、王兴翠,等:不同水平钙肥对设施生姜生长、产量和根茎品质的影响113中国瓜菜第37卷试验研究茎、根茎的鲜质量随 Ca(NO3)2施用量的增加呈先增加后减小的变化趋势,但发棵期和根茎膨大期外源 Ca(NO3)2处理对生姜分枝数的增长无显著影响。在发棵期,Ca(NO3)2施用量为 2.5 g 株-1时,生姜各生长指标与CK无显著差异;施用量5.0g 株-1时,除茎粗和分枝数外,其他各指标与对照相比均显著增长;当 Ca(NO3)2施用量达到 10.0 g 株-1时,生姜的株高以及茎粗、根、茎、叶、根茎鲜质量生长指标都达到最大值,较 CK 分别显著提高了 3.84%、3
18、0.34%、79.95%、69.87%、77.85%和 97.91%;而当Ca(NO3)2施用量达到 12.5 g 株-1时,除分枝数外,其他各生长指标均有所下降,且生姜茎和根茎鲜质量与 10.0 g 株-1处理呈显著差异。在根茎膨大期和采收期,不同施用量 Ca(NO3)2处理的生姜各生长指标的变化趋势与发棵期基本相似,在根茎膨大期,Ca(NO3)2施用量 10.0 g 株-1和 12.5 g 株-1各测定指标均差异不显著;采收期 Ca(NO3)2施用量为12.5 g 株-1时根茎鲜质量与 10.0 g 株-1处理呈显著差异,前者较后者降低 6.05%。2.2外源Ca(NO3)2对生姜不同发育
19、时期叶片光合作用特性的影响2.2.1外源Ca(NO3)2对生姜不同发育时期叶片色素含量的影响如图 1 所示,在生姜在生长发育过程中,随着 Ca(NO3)2施用量的增加,在整个生长期叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量均呈现先升高后降低的变化趋势。2 种色素含量均在根茎膨大期Ca(NO3)2施用量为 10.0 g 株-1时达到最大值,且叶绿素含量均与其他处理呈显著差异;类胡萝卜素含量与 Ca(NO3)2施用量为 7.5 g株-1处理差异不显著,与其他处理呈显著差异;与不施 Ca(NO3)2的CK 相比,生姜叶片 2 种色素含量分别显著提高了25.99%、33.52%。采收期各处理的生姜叶片 2 种色素含
20、量较前期均有下降,生姜叶片叶绿素和类胡萝卜素含量在 Ca(NO3)2施用量为 12.5 g株-1与10.0 g 株-1时无显著差异。2.2.2外源Ca(NO3)2对生姜叶片净光合速率Pn的影响由图 2-A 可以看出,在生姜根茎膨大期,其叶片的Pn日变化呈“双峰”曲线型,第一、二高峰分别出现在 11:00 和 15:00 时,Pn在中午 13:00 时降低,有明显的光合“午休”现象;施加外源 Ca(NO3)2可显著提高生姜叶片的Pn,且随着 Ca(NO3)2施用量的增加呈先升高后降低的变化趋势,Ca(NO3)2施用量为 10.0 g 株-1处理的Pn两峰值分别较 CK 显著提高了 20.43%和
21、 17.34%。根际增施外源钙在生姜整个生长期内不同程度地增加了叶片的Pn,在发棵期,Ca(NO3)25 个施用量梯度处理分别较 CK 显著提高 3.13%、5.25%、9.81%、13.00%和 8.84%,说明施用外源 Ca(NO3)2有利于提高发棵期生姜叶片的表 1不同施用量 Ca(NO3)2对生姜不同发育期生长指标的影响Table 1Effects of different concentrations of Ca(NO3)2on the growth indicators of ginger at different stages生育期Growthperiod发棵期Sprouting
22、period根茎膨大期Rhizomedilationperiod采收期Harvestperiod处理TreatmentCKT1T2T3T4T5CKT1T2T3T4T5CKT1T2T3T4T5株高Plant height/cm67.702.17 b66.252.28 b68.802.31 a70.201.83 a70.301.40 a69.532.87 a78.566.05 b79.231.49 b80.254.95 b96.342.85 a97.703.96 a95.562.55 a92.243.68 c94.564.78 b99.231.15 b106.456.78 a107.072.79
23、a106.132.16 a茎粗Stemdiameter/mm12.131.00 b12.960.71 b13.232.19 b13.120.88 b15.811.26 a13.951.44 a14.571.34 b15.780.89 b16.671.28 a17.800.87 a17.940.45 a17.411.14 a18.272.16 b18.572.12 b19.422.10 a20.230.79 a20.531.09 a19.821.23 a分枝数Shootsnumber3.330.59 a3.670.17 a3.330.19 a3.670.16 a3.670.20 a3.670.2
24、3 a4.330.23 a4.330.97 a4.330.35 a4.670.82 a4.670.44 a4.670.46 a5.000.46 b5.000.33 ab5.330.27 a5.330.17 a5.670.17 a5.330.23 a根鲜质量Root fresh mass/g23.542.85 c26.713.02 c29.615.45 b32.633.67 b42.362.56 a41.783.53 a93.064.56 c90.744.12 c104.775.23 b110.168.43 a117.2617.63 a112.5216.68 a113.5813.23 c108.
25、1416.33 c122.865.62 c146.629.07 b177.258.23 a158.1413.22 b茎鲜质量Stem fresh mass/g74.744.81 d80.544.52 d96.783.68 c106.565.86 b126.966.21 a112.965.23 b262.4716.23 d267.6817.12 d328.7122.54 c390.9227.31 b437.3539.42 a425.7634.18 a201.9513.21 c264.9215.78 c373.1121.22 b433.5825.31 a499.9834.94 a457.3636.
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