控释肥对紫叶稠李叶片营养、色素及光谱反射的影响

摘要

研究表明控释肥具有养分释放与植物养分吸收相同步的功能，能够大幅度提高肥料利用率。但控释肥对观赏植物色彩的影响鲜见报道。紫叶稠李（Padus virginiana‘Schubert’）叶片先绿后紫，是研究叶片花色苷合成机制的良好试材。本试验先研究了三种控释肥在静水中的释放规律，然后以紫叶稠李为试材，通过盆栽方式，在紫叶稠李变色前进行控释肥处理，以不施肥为对照，探讨控释肥对紫叶稠李叶片变色期生长发育的影响，研究了控释肥对其花色苷及其合成相关酶等生理生化指标的影响，并对不同施肥处理条件下紫叶稠李叶片反射光谱做初步探讨，从而为紫叶稠李合理施肥提高其观赏特性提供理论依据。主要研究结果如下：
　　 1.控释肥在静水中的释放特征：控释肥的氮、磷、钾营养元素在静水中的累积释放曲线基本一致，均呈S型，可以分为释放速率缓慢上升、释放加速和释放减速三个阶段。
　　 2.控释肥对紫叶稠李长势的影响：控释肥使紫叶稠李株高、茎粗显著增加，由于养分释放缓慢持续，保证了植株前期不徒长，又满足了中后期植株对养分的需求。经不同施肥量研究表明，各处理的株高和茎粗均是CRF-A中量>高量>低量处理，经不同肥料种类比较发现，CRF-A中量>CRF-B中量>CRF-C中量处理，即处理T3的紫叶稠李的株高、茎粗占有明显优势，均高于其他处理。
　　 3.控释肥对紫叶稠李叶色的影响：控释肥处理的叶绿素和花色苷含量显著高于对照及控释肥粉碎处理。且CRF-A的高水平处理的叶绿素含量显著高于其他处理，CRF-A的低水平处理的花色苷含量显著高于其他处理，CRF-C的中水平处理次之。因此，高氮量更有利于叶绿素的积累，低氮，低磷和适量的钾有利于花色苷的合成和积累。
　　 4.控释肥对紫叶稠李叶片花色苷合成相关酶的影响：控释肥粉碎后不利于PAL、CHI、UFGT酶活性的表达，控释肥效果显著优于粉碎处理。不同施肥量研究发现，CRF-A中量处理的DFR、UFGT酶活性显著高于其它处理，而CRF-A低量处理使PAL、CHI酶活性高于其它处理。经不同肥料种类研究发现，CRF-C、CRF-A处理效果优于CRF-B。可见，控释肥中的氮、磷、钾配比适当，且用量适当，才能使紫叶稠李既满足营养生长，使树体健壮，又能有利于花色苷的积累，使叶片颜色亮丽，增加其观赏特性。
　　 5.控释肥一次性施入完全可以满足紫叶稠李在变色时期养分需求并提高其观赏价值，由于控释肥养分的滞后释放效应，使得紫叶稠李叶片中的全氮、全磷、全钾含量在试验结束时均高于控释肥粉碎处理和对照处理。控释肥用量过高也会造成养分相对“过剩”，降低肥料利用率，本研究表明，CRF-A和CRF-C中量处理肥料利用率最高，且氮素和钾素利用率显著高于磷素，可见紫叶稠李施用适量的氮钾配比较高的控释肥对促进叶片着色效果较好。
　　 6.紫叶稠李叶片由绿转紫后，其叶片的光谱反射特征发生了显著变化，其反射峰明显向长波方向移动而且反射率变小，叶片花色苷含量越高其反射峰向长波移动越明显。由于紫叶稠李叶片光谱反射峰位于光合效率高的红橙光区，这对提高光合效率是不利的。相关性分析表明，紫叶稠李叶片的光谱反射率与叶片氮含量、叶绿素含量相关性基本一致，其中在可见光波段（720～760 nm）和近红外区（760～800nm）的相关性呈极显著正相关，可初步作为遥感监测叶片氮含量、叶绿素含量变化差异的敏感波段。紫叶稠李叶片光谱反射率与花色苷含量的相关性同光谱反射率与氮含量、叶绿素含量的相关性存在显著差异，且紫稠李叶片光谱反射率与花色苷含量在550～580 nm波段呈极显著负相关，可初步作为遥感监测叶片花色苷含量变化差异的敏感波段。

目录

文摘

英文文摘

英文缩略语表

1 引言

1.1 控释肥料的研究进展

1.1.1 控释肥料的基本概念及类型

1.1.2 控释肥释放机理的研究

1.1.3 控释肥料的应用研究

1.2 花色苷及生物合成

1.2.1 花色苷概述

1.2.2 花色苷生物合成

1.2.3 花色苷合成过程中酶的调节

1.3 环境因子对叶片呈色的影响

1.3.1 温度对叶色的影响

1.3.2 光照对叶色的影响

1.4 近红外光谱分析技术的应用

1.5 本研究的目的与意义

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 试验设计

2.2.1 控释肥养分静水释放试验

2.2.2 紫叶稠李盆栽试验

2.3 试验测定内容与方法

2.3.1 控释肥静水释放的养分测定

2.3.2 生长指标

2.3.3 色素含量的测定

2.3.4 酶活性的测定

2.3.5 光合速率的测定

2.3.6 植株体内的全N、全P、全K

2.3.7 土壤养分

2.3.8 叶片反射光谱的测定

2.4 数据统计分析

3 结果与分析

3.1 控释肥的净水释放特征

3.1.1 控释肥的氮素释放特征

3.1.2 控释肥的磷素释放特征

3.1.3 控释肥的钾素释放特征

3.2 不同施肥处理对紫叶稠李株高的影响

3.3 不同施肥处理对紫叶稠李茎粗的影响

3.4 不同施肥处理紫叶稠李叶片中色素含量的动态变化

3.4.1 绿素含量变化动态

3.4.2 花色苷含量变化动态

3.5 不同施肥处理紫叶稠李叶片中花色苷合成相关酶活性变化

3.6 不同施肥处理紫叶稠李光合速率的变化

3.7 不同施肥处理紫叶稠李叶片养分动态变化及肥料利用率

3.7.1 不同处理对紫叶稠李叶片全氮动态变化的影响

3.7.2 不同处理对紫叶稠李叶片全磷动态变化的影响

3.7.3 不同处理对紫叶稠李叶片全钾动态变化的影响

3.7.4 不同处理对紫叶稠李肥料利用率的影响

3.8 不同施肥处理的土壤养分含量的变化

3.8.1 不同处理对土壤碱解氮含量变化的影响

3.8.2 不同处理对土壤有效磷含量变化的影响

3.8.3 不同处理对土壤速效钾含量变化的影响

3.9 不同施肥量处理对紫叶稠李叶片光谱反射特性的影响

3.9.1 紫叶稠李叶片变色前后其光谱反射率的差异

3.9.2 不同施肥量对紫叶稠李叶片反射光谱的影响

3.9.3 不同肥料种类对紫叶稠李叶片反射光谱的影响

3.9.4 不同施肥方式对紫叶稠李叶片反射光谱的影响

3.10 紫叶稠李叶片氮含量、叶绿素含量和花色苷含量与光谱反射率的相关性分析

4 讨论

4.1 控释肥的养分释放特征

4.2 控释肥对盆栽紫叶稠李生长的影响

4.3 控释肥对盆栽紫叶稠李叶色的影响

4.4 控释肥对盆栽紫叶稠李叶片花色苷合成相关酶活性的影响

4.5 控释肥对紫叶稠李叶片养分及土壤养分的影响

4.6 紫叶稠李叶片光谱反射特性

5 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文