限根栽培对枸杞根域温度、生物量积累及营养元素吸收的影响

何昕孺，戴国礼，焦恩宁，张 波，黄 婷

(宁夏农林科学院 国家枸杞工程技术研究中心，银川 750002)

限根栽培对枸杞根域温度、生物量积累及营养元素吸收的影响

何昕孺，戴国礼，焦恩宁，张 波，黄 婷

(宁夏农林科学院 国家枸杞工程技术研究中心，银川 750002)

以‘宁杞7号’为试材，研究限根栽培对枸杞苗根域温度、生物量积累和营养元素吸收的影响。结果表明：在埋盆下，限根组的根域温度均低于非限根；在根系活力上，限根组根系活力在展叶期高于非限根组，在现蕾期后低于非限根组；在生物量积累上，限根组在生育前期地上部鲜干质量、地下部鲜干质量、整株鲜干质量、根冠比均高于非限根组，生育后期根域空间越小，地上部物质积累越少，根冠比越大；在营养元素吸收上，限根栽培与非限根相比，限根栽培对氮吸收影响不明显，对磷的吸收在生育后期有明显抑制作用。

限根栽培；枸杞；根系；生物量积累；营养元素吸收

枸杞具有较高的食用和保健价值[1]，鲜果枸杞能够保留大量活性营养成分，避免其在制干中的二次污染[2]，为满足市场周年对枸杞鲜果的需求，枸杞设施栽培技术是枸杞鲜果产业发展急需解决的问题。限根栽培是利用一些物理或生态的方法将根系控制在一定的空间或体积中，有效地控制植物地上部分和地下部分以及营养器官和生殖器官同化物的分配[3]。王灿磊等[4]研究表明，以无纺布为限根材料限根栽培西瓜显著提高了西瓜中可溶性固形物、出汁率、维生素C质量分数和类黄酮质量分数。李勇等[5]研究表明，双容器和控根器限根均能促进桃树光合产物向果实积累，增加结果枝、花芽数量，提高果实品质。卢彩玉等[6-7]研究表明，根域限制栽培可明显改善‘巨玫瑰’葡萄果实着色、提高果实中可溶性糖质量分数、糖积累转化酶的活性。王世平等[8]研究表明，根域限制在控制地上部营养生长、提高产量和果实品质等方面具有较好效果。

在设施栽培中，限根栽培应用较为广泛，枸杞在设施栽培条件下，营养生长旺盛，新生枝条徒长，树冠增大，易出现“只长叶，不开花”的“生长冗余”现象，从而影响枸杞鲜果的产量。因此，本试验对1 a生枸杞苗根冠生长发育进行研究，探索不同根域空间限制对枸杞苗根域温度、生物量积累和营养元素吸收的影响，旨在为限根栽培在鲜果产业发展及枸杞设施栽培上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为株高、长势一致的‘宁杞7号’枸杞扦插苗。

1.2 试验方法

于2015年4月在宁夏农林科学院园林场试验基地进行试验。试验分为限根组和非限根组(CK)。限根组处理方法为挖深60 cm，宽120 cm的定植沟，将不同规格的花盆，大盆(A)规格为盆高30 cm，盆口内径30 cm，盆底内径25 cm；小盆(B)规格为盆高25 cm，盆口内径25 cm，盆底内径20 cm，放入沟内，定植沟用原土回填埋盆，盆内使用基质。CK组同样挖深60 cm，宽120 cm的定植沟，用基质回填。每个处理定植75株，定植沟内种植2行，株距60 cm。

1.3 测定指标及方法

根域温度测定: 用曲型地温计测定根域温度。定植后每2 d 于 8:00、14:00和19:00在地表下5、10和15 cm根域处分别测定,每处理3个重复,取平均值。计算日平均地温。

根系活力：采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法[9]。

茎粗及果实大小：在果实成熟期，各处理选择5株测地茎粗(土壤表面向上5 cm处标记)，采收果实20颗，测果实单果质量、纵横径。

生物量：于枸杞展叶期、现蕾期、盛花期、青果期、红果期分别选取限根组和非限根组各3株进行整株采样。测定地上部分与地下部分的鲜质量，干质量于称量鲜质量后，105 ℃杀青30 min，在65 ℃烘至恒量后测定。根冠比=地下部干质量/地上部干质量。

植株氮、磷、钾测定分别用全自动定氮仪、可见分光光度计、火焰光度计测定[10]。

1.4 数据处理

采用SPSS 21和Excel 2003对数据进行处理和作图。

2 结果与分析

2.1 不同根域空间栽培对枸杞苗根域温度的影响

从图1可以看出，不同根域空间栽培的土壤温度的变化存在一定差异，非限根栽培组在5 cm、10 cm和15 cm处的土壤温度基本均高于限根栽培组(个别点由于天气原因除外)，在6月17日、7月12日处的差异比较明显。从6月6日至7月21日，非限根栽培组在5 cm处的平均根域温度与限根组A、B基本无差异，在10 cm处的平均根域温度比限根组A、B分别高0.98 ℃和0.67 ℃，在15 cm处的平均根域温度比限根组A、B分别高0.85 ℃和0.53 ℃。在不同根域空间栽培中，非限根组的根域日平均温度维持在26.67～31.90 ℃，限根组A的根域日平均温度为24.80～31.27 ℃，限根组B的根域日平均温度为25.53～31.39 ℃。非限根组的日平均温度比限根组A、B分别高0.62 ℃和0.35 ℃。可见，非限根的根域温度易受天气变化的影响，而限根栽培可以缓解这一影响。

2.2 不同根域空间栽培对枸杞根系活力的影响

从图2可见，限根处理在展叶期提高了根系活力，但无显著差异。现蕾期后，限根和非限根的根系活力均显示下降趋势，并且非限根的根系活力始终高于限根的，其中，CK与限根A的根系活力于盛花期后均有显著差异，与限根B的根系活力只在红果期有显著差异。在红果期限根组A、B的根系活力分别是CK的52.5%、42.0%。这表明限根栽培在生育前期可提高根系活力，在生育后期因根系生物量大而生长空间较小，使根系活力受到抑制。

不同小写字母表示在0.05水平差异显著，下同。

Different letters show significant difference at 0.05 level,the same as below.

图1 不同处理下枸杞苗的根域温度
Fig.1 Root zone temperature of wolfberry seedling under different treatments

2.3 不同根域空间栽培对枸杞苗茎粗及果实大小的影响

由表1可知，在红果期，限根组A的茎粗较CK高17.98%，限根组B的茎粗较CK低8.64%，均与CK无显著差异，限根组A和B间差异显著。从果实单果质量、纵横径、果形指数可以看出，限根组A的单果质量较CK高22.8%，果形指数较CK低，而限根组B的单果质量和纵横径、果形指数均低于CK。可见，较小的根域空间，降低枸杞果实的单果质量及果型指数。

2.4 不同根域空间栽培对枸杞苗物质积累的影响

由表2可知，限根组A的地上部、地下部、整株鲜质量始终高于非限根组，在青果期存在显著差异；限根组B的地上部、地下部、整株鲜质量在展叶期、现蕾期均高于非限根组，在盛花期后，地上部鲜质量低于非限根组，而地下部的鲜质量高于非限根组。在干质量上，地上部干质量在相同的生育时期变化规律与地上部鲜质量变化基本一致，而限根组的地下部干质量在整个生育期内均高于非限根组。在根冠比上，限根组的根冠比均高于非限根组，随着枸杞苗的生长发育，限根B根冠比大于限根A，说明越小的根域空间抑制地上部物质积累。可见适宜的根域空间限制，有利于物质量的积累，但根域空间过小，则会抑制物质量的积累。

2.5 不同根域空间栽培对枸杞苗营养元素吸收的影响

整个生育期内限根栽培对枸杞苗营养元素吸收的影响差异较大。从图3可以看出，限根栽培对氮吸收的影响无明显规律。限根A在展叶期的全氮质量分数显著低于非限根组，盛花期略低于CK，其他生长期高于CK，在红果期差异显著；限根B从展叶期至盛花期的全氮质量分数高于非限根，在果实期低于CK。限根A在盛花期的全磷质量分数显著高于非限根，其他生长期均显著低于非限根；限根B在展叶期、盛花期的全磷质量分数显著高于CK，在果实期显著低于CK。限根组的全钾质量分数在整个生育期内均显著高于CK。综上所述，在整个生育期内，限根栽培对氮的吸收影响不明显，对磷的吸收在生育后期有明显抑制作用，对钾的吸收有显著促进作用。

图2 不同处理下枸杞苗的根系活力Fig.2 Root activity of wolfberry seedling under different treatments

处理Treatment茎粗/mmStemdiameter单果质量/gPer-fruitmass果实纵径/mmFruitlength果实横径/mmFruitwidth果形指数FruitshapeindexA6.704±0.890a0.855±0.168a15.398±1.135a10.586±0.798a1.454±0.061aB5.682±0.48b0.570±0.101b14.040±0.600b9.316±0.652b1.507±0.127bCK6.220±0.600ab0.696±0.969b16.012±0.357a9.502±0.720b1.690±0.099b

注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note:Different lowercase letters show significant difference (P<0.05),the same as below.

表2 不同处理下枸杞幼苗的生物量积累Table 2 Biomass accumulation of wolfberry seedlings under different treatments

2.6 不同根域空间根系活力、生物量积累和营养元素吸收之间的相关性

从表3可以看出，与非限根相比，限根栽培提高了根系活力与生物量积累的相关性，并且根域空间越小，相关性越大，其中，根系活力与地上部干质量、地下部干质量呈负相关，地上部干质量与地下部干质量呈显著性正相关。限根栽培的根系活力、生物量与氮吸收量的相关性不明显，但提高了根系活力、生物量与磷、钾吸收量的相关性。

3 讨论与结论

限根栽培对果树的调控作用，在一定程度上能够协调营养生长和生殖生长之间的矛盾[11]。本试验对枸杞幼苗限根栽培的研究结果表明，限根组的根域温度整体略低于非限根组，可能是由于限根组是埋盆处理，使得盆内基质热量向盆外扩散，这与曹兵等[12]的研究结果是一致。

限根栽培通过控制地下部根系的生长而控制地上部的营养生长，这在其他园艺作物上已得到证实[13]。本试验结果得出，限根组在展叶期至现蕾期枸杞根系活力较高，盛花期开始下降，这是因为在前期根系生长空间相对较大，限根促发侧根、须根的生长，并且限根栽培将根系限制在营养和水分均丰富的空间内，缩短了运移距离，相对增加根际吸收，提高根系吸收效率[13]，使得限根组的根系活力均高于非限根组的，而后期随着根系生长，根系密度过大，根系生长受到抑制，根系活力下降并低于非限根组的。试验中限根栽培的地上部、地下部、整株的干鲜质量及根冠比基本高于非限根的，而过小的根域空间，则会抑制地上部物质的积累。由于限根栽培促发了根系生长，促进了植株的生长速率，使得生物量积累高于非限根，在根域中根系密度大时，会控制地上部的生长，使得根冠比均大于非限根的根冠比。

图3 不同处理对枸杞苗N、P、K质量分数的影响Fig.3 Effects of different root zone cultivation on N,P and K mass fraction of wolfberry seedling

处理Treatment项目Item地上部干质量Shootdrymass地下部干质量RootdrymassNPKA根系活力Rootactivity-0.819-0.811-0.0070.901*0.846地上部干质量Shootdrymass0.941*0.100-0.891*-0.795地下部干质量Rootdrymass0.941*0.236-0.948*-0.634B根系活力Rootactivity-0.898*-0.882*-0.2000.784-0.616地上部干质量Shootdrymass0.992*-0.102-0.879*0.705地下部干质量Rootdrymass0.992*-0.100-0.929*0.691CK根系活力Rootactivity-0.618-0.715-0.777-0.1310.158地上部干质量Shootdrymass0.960*0.7430.351-0.149地下部干质量Rootdrymass0.960*0.890*0.1750.071

注：*代表0.05相关显著水平。

Note: * represents 0.05 significant level.

营养元素与植物生长发育有着密切的关系，是完成植物生命周期不可缺少的。限根栽培将根系控制在一定范围内，势必会影响其营养的吸收。本试验中，不同根域空间栽培对氮磷钾吸收趋势不同，在整个生育期内，限根栽培对氮吸收的影响不明显，对磷的吸收在生育后期有明显抑制作用，对钾的吸收有显著促进作用，但较小的根域空间在生育前期吸收量高，生育后期吸收量低。王敏等[14]研究表明限根栽培抑制氮磷钾的吸收，但程度不明显。Wang等[15]研究发现，根域限制的巨峰葡萄除休眠期外的年生长周期，主干、母枝、叶片的氮素质量分数均较不限根栽培显著降低。限根栽培对植物营养元素的吸收结果虽有差异，但大多数研究表明根系限制会对营养元素的吸收和分配产生影响。目前枸杞限根栽培的基础性研究还不够深入，其作用机理及对生殖生长、养分吸收分配的影响需要进一步研究。

综上所述，限根栽培有利于促进枸杞苗生育前期的营养生长，在生育后期，根域空间过小，则抑制地上部的营养生长和营养元素的吸收。本试验中，限根栽培虽抑制根系活力，但可以满足生长所需营养的吸收，促进生物量的积累，对氮的吸收无明显影响，在生育后期对磷的吸收有明显抑制作用，促进钾的吸收。

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(责任编辑：史亚歌 Responsible editor:SHI Yage)

Effects of Root-limited Cultivation on Root Zone Temperature,Biomass Accumulation and Nutrients Absorption of Wolfberry

HE Xinru,DAI Guoli,JIAO Enning,ZHANG Bo and HUANG Ting

(Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Science,National Wolfberry Engineering Research Center,Yinchuan 750002,China)

Taking the ‘Ning qi 7’as a tested material,study the effects of root-limited cultivation on root zone temperature,biomass accumulation and nutrients absorption of wolfberry seedlings.The results showed that compared with the non root-limited counterpart,root-limited treatment had lower temperature of root zone, higher root activity at leaf extension stage the florescence and lower root activity after squaring stage.At the early growth stage,the biomass accumulation indexes,including shoot dry and fresh mass ,root dry and fresh mass ,whole dry and fresh mass ,and root-shoot ratio,were higher in root-limited treatment than non root-limited treatment,however, with the decrease of root zone at the later growth stage,the less shoot matter accumulated,and root-shoot ratio increased.During the whole growth period,root-limited cultivation had no effect on potassium uptake,but the phosphorus uptake had inhibited at the late growth stage,and the uptake of potassium was promoted.

Root-limited cultivation;Lyciumbarbarum; Root; Biomass accumulation; Mineral nutrients absorption

HE Xinru,female,master,research assistant.Research area:wolfberry breeding and cultivation.E-mail：hhexinru@163.com

DAI Guoli,male,master,research assistant fellow.Research area:wolfberry breeding.E-mail：dg120065wfc@163.com

日期：2016-12-29

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20161229.1008.034.html

2015-12-03

2016-02-17

宁夏回族自治区自然科学基金(NZ14200)；宁夏农林科学院科技创新先导资金项目(NKYG-15-07)；宁夏回族自治区枸杞育种专项(2013NYYZ0102)。

何昕孺，女，硕士，研究实习员，从事枸杞育种与栽培方面研究。E-mail：hhexinru@163.com

戴国礼，男，硕士，助理研究员，从事枸杞育种方面研究。 E-mail:dgl2006swfc@163.com

S567.1

A

1004-1389(2017)02-0281-06

Received 2015-12-03 Returned 2016-02-17

Foundation item The Natural Science Foundation of Ningxia(No.NZ14200); The Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Science and Technology Innovation Pilot Project Funds(No.NKYG-15-07); The Wolfberry Breeding Special Funds of Ningxia(No.2013NYYZ0102).