含聚天门冬氨酸复合肥料对菠菜生长发育的影响

The Effect of Compound Fertilizer Containing Polyaspartic Acid on the Growth and Development of Spinach

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2024.04.008

汪秋云 Qiuyun WANG , 束维正 Weizheng SHU , 李慧敏 Huimin LI

中盐安徽红四方肥业股份有限公司安徽合肥 231602 CNSG Anhui Hongsifang Co., Ltd., Hefei, Anhui 231602, China

摘要：

以菠菜为试验对象，不施肥和施用普通复合肥料为对照，考察了含聚天门冬氨酸复合肥料对菠菜株高、叶片展开度、叶片数、叶片平均直径、叶面积、叶体积、根系表面积、根长、根系平均直径、叶片叶绿素相对含量(SPAD值)和氮含量等指标的影响。结果表明：与施用普通复合肥料处理相比，施用含聚天门冬氨酸复合肥料处理的菠菜单株质量显著提高了60%，菠菜根长、根系平均直径和叶片平均直径分别提高了31.82%、333.77%、61.38%；含聚天门冬氨酸复合肥料处理的菠菜根系表面积达340.39 cm²。综合分析各项指标，含聚天门冬氨酸复合肥料对菠菜生长发育有明显的促进作用，能够提高菠菜产量。

关键词：

聚天门冬氨酸; 菠菜; 生长发育; 水培试验;

Abstract：

Taking spinach as the experimental object, the effects of compound fertilizer containing polyaspartic acid on spinach plant height, leaf unfolding rate, leaf number, average leaf diameter, leaf area, leaf volume, root surface area, root length, root system average diameter, relative chlorophyll content (SPAD value) in leaves, and nitrogen content are investigated without fertilization and with ordinary compound fertilizer as the control. The results show that compared with the application of ordinary compound fertilizer, the application of compound fertilizer containing polyaspartic acid significantly increased the individual plant weight of spinach by 60%, and the root length, average root diameter, and average leaf diameter of spinach increased by 31.82%, 333.77%, and 61.38%, respectively. The surface area of spinach roots treated with compound fertilizer containing polyaspartic acid reaches 340.39 cm². Based on comprehensive analysis of various indicators, the compound fertilizer containing polyaspartic acid has a significant promoting effect on the growth and development of spinach, which can increase spinach yield.

Keyword：

polyaspartic acid; spinach; growth and development; hydroponic experiment;

菠菜作为蔬菜的一种，具有极高的营养价值。其种类较多，为常见的蔬菜之一^[1], 叶面茎均可食用，营养丰富，深受广大消费者喜爱。菠菜在生长发育期间对养分的需求不同，所以肥料对菠菜增产起着重要的作用^[2]。

近年来，化肥使用量逐年上升，肥料的过量使用不仅降低了利用率，也增加了农业的投入成本，对环境也会造成不良影响^[3-4]。为此，在绿色发展的大背景下，我国制定了化肥使用量零增长行动方案，旨在减少化肥在农业生产中的投入量，提高作物对养分的吸收量，同时减轻肥料的使用对环境的污染^[5]。

目前，我国市场上新型肥料的种类和品牌繁多，新型肥料在提高作物产量、改善土壤环境方面发挥了积极的作用^[6]。聚天门冬氨酸是一种氨基酸的聚合物，天然存在于软体动物和蜗牛类的壳中，无毒无污染，可广泛运用于肥料中^[7]。聚天门冬氨酸作为肥料增效剂与肥料配施，可提高氮、磷、钾等多种营养元素的有效性^[8]，促进植株氮素积累，提高氮肥利用效率^[9]，增加叶面积^[10]，提高干物质积累量和产量等^[11-13]，在农业上得到了广泛的运用。市场上聚天门冬氨酸产品的种类较多，产品性能多样。前人对聚天门冬氨酸的研究多集中在有关粮食作物的应用效果，本文通过菠菜的水培试验，考察了聚天门冬氨酸的应用效果，以期为我国新型肥料的研发与推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试地点: 安徽省合肥市中盐安徽红四方肥业股份有限公司。

供试品种：菠菜(寿和，农家小叶菠菜)。

供试肥料：普通复合肥料(N-P₂O₅-K₂O为15-15-15)，含聚天门冬氨酸复合肥料(N-P₂O₅-K₂O为15-15-15，添加聚天门冬氨酸增效剂)。

1.2 试验设计

试验设3个处理：CK处理，不施肥料；JT处理，含聚天门冬氨酸复合肥料；PT处理，普通复合肥料。各处理设置3次重复，共9个培养杯，随机排列于人工气候培养箱中(SN-RZX-150B，上海尚仪设备有限公司)。参数设置：白天温度25 ℃，晚上温度15 ℃，光照强度4 000 lx。各处理每隔10 d添加营养液50 mL，CK处理添加清水50 mL，JT、PT处理每份营养液的质量浓度为2 g/L。

试验于2022年7月2日开始，在育苗盘中均匀播撒菠菜种子。经过10 d生长，选取同等大小菠菜苗种植于定植篮中，然后将定植篮置于塑料杯中，定植篮的底部先后放入纱网和掺混土，塑料杯中盛放营养液供作物吸收，最后将塑料杯放入人工气候培养箱内。

1.3 测定项目及方法

菠菜种子播种35 d后，对每个处理的菠菜进行株高、叶片展开度和叶片数的测定。利用直尺测量植株的展开度、株高。每个处理抽取3个样，利用叶绿素仪(柯尼卡美能达chlorophyllmeterspad-502PIus)对菠菜叶片进行叶绿素相对含量(SPAD值)和含氮量的测定。菠菜生长55 d后，对菠菜进行收获，清洗菠菜根系，利用根系扫描仪对其进行扫描。

1.4 数据处理

数据经过Excel 2016软件初步整理后，使用Excel软件对数据进行单因素方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对菠菜各生长期株高、叶片展开度和叶片数的影响

不同施肥处理对菠菜各生长期株高、叶片展开度和叶片数的影响见表 1。

表 1

各生长期不同施肥处理的菠菜株高、叶片展开度和叶片数

生长天数/d	处理	株高/cm	叶片展开度/cm	叶片数/片
35	JT	19.4±0.3 a	29.8±0.1 a	9±1 a
	PT	19.3±0.2 a	29.1±0.2 a	8±1 ab
	CK	20.0±0.1 a	30.1±0.2 a	9±1 a
45	JT	23.5±0.1 a	30.3±0.1 a	11±1 a
	PT	22.9±0.1 a	29.5±0.1 a	11±1 a
	CK	21.1±0.1 b	30.9±0.2 a	11±1 a
55	JT	24.1±0.2 b	33.5±0.1 a	12±1 a
	PT	23.2±0.2 b	32.6±0.1 a	11±1 b
	CK	21.9±0.1 b	31.3±0.1 b	11±1 b
注：1)同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)，下同

从表 1可以看出：在整个生长阶段，菠菜植株随着时间的推移不断增高，JT处理在各阶段的长势均优于PT处理的。菠菜在生长第35天时处于营养生长期初期，其株高、叶片展开度和叶片数均呈现出PT < JT < CK的规律，各处理间差异并不显著。随着水体营养被逐渐消耗，CK处理的菠菜生长速率有所减缓，JT处理的生长速率增加较快，与PT处理相比，菠菜的株高与叶片展开度分别高0.6、0.8 cm；在菠菜生长后期(第55天)，JT处理的菠菜株高、叶片展开度、叶片数均高于PT、CK处理的，其中株高、叶片展开度分别比PT处理的高0.9、0.9 cm，叶片数多1片。综上所述，在菠菜生长后期，复合肥料添加聚天门冬氨酸可以不同程度地促进菠菜的生长，且效果显著。

2.2 不同施肥处理对菠菜叶面发育的影响

不同施肥处理对菠菜叶面发育的影响见图 1。

图 1

不同施肥处理的菠菜叶面发育情况

由图 1可知，复合肥料添加聚天门冬氨酸增效剂对叶面的生长具有促进作用，而作物的叶面积往往与产量呈正相关，叶面积与产量关系密切。

不同施肥处理对菠菜叶片平均直径、叶面积和叶体积的影响见表 2。

表 2

不同施肥处理的菠菜叶片平均直径、叶面积和叶体积

处理	叶片平均直径/cm	叶面积/cm²	叶体积/cm³
JT	5.39	126.87	234.58
PT	3.34	75.74	77.05
CK	2.78	49.66	44.92

由表 2可知，与PT处理相比，JT处理改善了菠菜成熟期生长状况，菠菜叶片平均直径、叶面积和叶体积较PT处理的分别提高61.38%、67.51%和204.45%。

2.3 不同施肥处理对菠菜根系的影响

根系表面积是评价植物根系吸收功能最常用的指标之一。根据试验结果(见表 3)可知，JT处理的菠菜根系表面积是PT处理的2.90倍。已有大量研究认为，根系表面积对作物抗旱功能及吸收养分起重要作用，JT处理明显提高了菠菜对养分的吸收能力。根据表 3可知，JT处理的菠菜根长及根系平均直径分别比PT处理的提高了31.82%和333.77%。

表 3

不同施肥处理的菠菜根系表面积、根长和根系平均直径

处理	根系表面积/cm²	根长/cm	根系平均直径/cm
JT	340.39	11.6	3.34
PT	117.25	8.8	0.77
CK	106.23	17.4	0.65

2.4 不同施肥处理对菠菜叶片的SPAD值和氮含量的影响

测定各处理菠菜最长叶片的SPAD值并进行统计分析，结果见表 4。由表 4可知，复合肥料添加聚天门冬氨酸对菠菜叶片的SPAD值具有促进作用，叶片SPAD值呈现出JT＞PT＞CK的变化规律，但各处理间差异未达到显著水平；JT处理的SPAD值较CK、PT处理的分别提高了13.74%、4.60%。同时，菠菜中氮含量的变化规律与SPAD值的一致，相较于PT处理，JT处理的增加了5.13%。综上所述，复合肥料添加聚天门冬氨酸可以提高叶片的SPAD值以及氮含量。

表 4

不同施肥处理的菠菜叶片SPAD值和氮含量

处理	SPAD值	w(氮)/(mg·kg^-1)
JT	50.00 a	49.2 a
PT	47.80 a	46.8 a
CK	43.96 a	42.6 a

2.5 不同施肥处理对菠菜株质量和根质量的影响

不同施肥处理对菠菜株质量和根质量的影响见图 2。

图 2

不同施肥处理的菠菜株质量和根质量

由图 2可知，复合肥料添加聚天门冬氨酸处理提高了菠菜的株质量和根质量。JT处理的菠菜株质量及根质量均高于PT处理的，分别增加60%和125%。

3 结语

作物的生长发育离不开肥料的均衡供应。试验结果表明，在肥料施用的基础上，菠菜在株高、株质量、叶面积等方面均优于CK处理的，以含聚天门冬氨酸复合肥料的效果最佳。说明在肥料中添加聚天门冬氨酸增效剂处理的菠菜产量、株高优于单施复合肥料处理的，表明添加聚天门冬氨酸的肥料具有很好的增产效果。后续将对该肥料继续进行田间示范试验，技术人员将进一步测量菠菜的各项生理指标及品质，实现该肥料在各地区的推广应用。

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