肥料对植物生长速度的影响

摘要

五棵萝卜分别放置于氮、钾、磷、钙或5-20-10氮磷钾肥料的蒸馏水溶液中，在为期14天的周期内每天测量植物的生长高度。氮磷钾肥组显示了整体上最快的生长速度0.8571厘米。其次是磷肥组和氮肥组，分别为0.7857厘米和0.714厘米。再次为对照组和钾肥组，分别为0.3571厘米和0.3214厘米。钙肥小组长势最慢，为0.2857厘米。这些发现显示氮磷钾复合肥可能比单一营养的肥料更能促进萝卜的生长。

引言

钾是植物必不可少的营养元素，能帮助植物抵抗疾病、提高果树种子发育水平、运送糖和淀粉（NME，2018）。萝卜偏爱中性的砂壤土（Stephens & Thompson，1963）。砂壤土缺乏钾，这表明萝卜偏爱钾含量低的条件。提高钾含量可以显著降低土壤酸碱度，但这对于萝卜生长并不理想。因此，增加钾会导致萝卜的生长速度变慢。

其他营养元素对萝卜的生长速度有明显影响。氮对于促进植物生长是必不可少的（Lines-Kelly，1992），但是氮含量过剩可能导致植物的能量从促进根系生长转向促进叶子和茎的生长。作为块根农作物，种植萝卜本应该限制氮的水平，以促进根部的壮大。然而，这个实验研究的是植物地面部分的生长而非根部发育。

磷能帮助植物吸收太阳光的能量并用于细胞发育。磷也能促进植物快速成熟和迅速生长（Lines-Kelly，1992）。因为这些好处，在氮磷钾肥料中，磷的水平常常是钾和氮的两倍或更高（NME，2018）。钙对于新根系和叶子的发育是必不可少的（Lines-Kelly，1992）。然而，添加钙会改变土壤的酸碱度，使它碱化。萝卜在碱性土壤里不能茁壮成长，因此，钙可能抑制生长。

实验的目的是测试假设：对于萝卜，含磷的肥料和只含氮的肥料会显示最快的生长速度，而只含钾和只含钙的肥料将显示最慢的生长速度。

方法和材料

把12块无菌生根海绵分别放置在塑料杯内，每块海绵种4颗萝卜种子。所有小组都使用水培生根海绵来提供稳定一致的生长介质。每块海绵放4颗萝卜种子来增加发芽的可能性。根据种子包装上的信息，3—5颗种子是理想的范围。每个实验组包含两套放有种子的杯子，用以提供辅助种植，以防出现因意外变量而造成的植物死亡。

5对杯子中分别盛放不同的肥料溶液。变量组1（氮磷钾）使用5-20-10氮磷钾复合肥，作为理想的生长组合，这是常用于草坪维护的标准肥料。变量组2（氮）使用血粉作为只含氮的肥料。变量组3（钾）使用硫酸钾作为只含钾的肥料。变量组4使用骨粉作为只含磷的肥料。变量组5使用贝壳粉作为只含钙的肥料。第6组对作为对照组，只使用蒸馏水。

所有的植物杯子都放在一个20瓦的全光谱生长灯下，上面倒扣一个杯子并用遮蔽胶带固定来营造潮湿的环境，以利于发芽。实验持续14天，使种子有时间充分萌发并进入最快的早期生长阶段。第0天是种子种下去的日子，因此第一天是指种子已在生长环境中放置24小时。

每天早上10：10开始上课时测量一次。测量用的是厘米刻度的扁钢实验尺，从容器顶部测到茎的顶部。这排除了叶片高度变化和土壤体积变化对测量值的影响。因为每杯中有不止一株植物发芽，测量的是最高的植株。在第5天，除了每杯中最高的那棵，其他植物都被修剪掉，防止争夺营养。

第14天进行最后一次测量，实验完成。生长速度结果用公式（S2-S1）/T1计算，S1是第一次观察到的高度，S2是最后观察到的高度，T1是总的观察期。生长速度分两个观察阶段计算：从第1天开始；从首次记录到植物高度超过0的那一天开始，即从种子萌芽那一天起。(www.xing528.com)

材料清单如下：

表1　材料清单

（续表）

结果

变量组1-氮磷钾肥组显示了最快的生长速度，从第一天起的生长速率为0.8571厘米，从发芽起计算为0.923厘米。接着是变量组4-磷肥组，从第一天起速率为0.7857厘米和从发芽起0.8461厘米；变量组2-氮肥组，从第一天起0.714厘米和从发芽起0.7692厘米；变量组3-钾肥组，从第一天起0.3214厘米和从发芽起0.375厘米；变量组5-钙肥组显示了最慢的生长速度，从第一天起速率为0.2857厘米和从发芽起0.3333厘米。对照组显示了从第一天起0.3571厘米和从发芽起0.4166厘米的生长速率。

图1　萝卜生长速度

表2　萝卜生长速度记录表

讨论

实验中没有使用砂壤土。对照组的缓慢生长显示生根海绵可能酸碱度低和∕或钾含量高于萝卜的需要。这个结果，加上变量组3-钾肥组的缓慢生长速度，都支持这个结论。

变量组1-氮磷钾肥组的萝卜得到的钾也多于砂壤土中钾含量，而且这一组显示了最快的整体生长速度。这些发现能显示钾的存在并不抑制萝卜生长，之前的结论不正确。然而，变量组1-氮磷钾肥组还含有大量的氮和磷。萝卜在变量组2-氮肥组和变量组4-磷肥组中显示了仅次于变量组1-氮磷钾肥组的生长速度，位列第二。这个结果支持前面的结论：钾可能对萝卜生长起抑制作用。在氮磷钾肥中，因为氮和磷的含量足够高，能促进萝卜更快生长。

变量组5-钙肥组里的萝卜比对照组和变量组3-钾肥组里的长得更慢。没有氮或磷的添加，在生根海绵中可能更高的钾含量继续起抑制作用。钙对于促进新的根和叶子的发育是必不可少的，但是，它还增加了土壤的酸碱度，使它更偏碱性。萝卜在碱性土壤中不如在中性土壤中长得好。

本实验的假设是使用只含钾和只含钙的肥料会使萝卜呈现最慢的生长速度，这得到了实验结果的支持。