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摘要：【目的】研究氯化鉀和硫酸钾2种钾肥及其配施比例对滇重楼根际土壤微环境的影响，为滇重楼规范化种植中的科学施肥提供理论依据。【方法】采用盆栽土培试验，以滇重楼生长过程中不施钾肥为对照（CK），设氯化钾和硫酸钾配施比例依次为100∶0（PF1）、75∶25（PF2）、50∶50（PF3）、25∶75（PF4）和0∶100（PF5）的5个施肥处理，测定滇重楼成熟期不同处理的根际土壤养分含量、微生物数量、土壤酶活性及根系活力和根茎钾含量。【结果】与CK相比，各钾肥处理的土壤pH均有所降低;除PF1外，其余处理不同程度地增加了根际土壤养分和土壤微生物数量，其中，PF4处理的调控效果最佳，可使速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量依次增加107.98%、13.95%、31.32%和10.81%，使细菌数量增加58.93%;除中性磷酸酶活性外，多数施肥处理增加了土壤中其余6种酶的活性。与CK相比，施用外源钾肥时，多数处理可显著提高滇重楼根系活力。所有处理均显著增加滇重楼老根茎和新根茎钾含量（P<0.05，下同），其中PF4处理使滇重楼老根茎和新根茎内的钾含量达峰值，较对应CK显著提高134.57%和131.13%。【结论】外源施用钾肥对于滇重楼的生长发育和根际土壤微环境有积极影响，但不同钾肥配施比例对土壤微环境的调控效果存在差异，其中以氯化钾和硫酸钾按25∶75比例配施的调控效果最佳。
关键词： 钾肥;滇重楼;土壤养分;土壤微生物;土壤酶活性;根系活力;根茎钾含量
Abstract：【Objective】To study the effects of two different potassium fertilizers（potassium chloride and potassium sulfate） and the mixture at different proportions on the rhizosphere soil microenvironment of Paris polyphylla var. yunnanensis（Franch.） and provided a scientific basis for the rational application of potassium fertilizers in the cultivation of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.）. 【Method】The rhizosphere soil nutrient content，microbial quantity and soil enzyme activity， and root viability and rhizome potassium content of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.） was observed in present study by pot experiment. No potassium fertilizer during the growth of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.） was as control（CK）， and various ratio potassium chloride and potassium sulfate was set as follows：100∶0（PF1），75∶25 （PF2），50∶50（PF3），25∶75（PF4）， and 0∶100（PF5）. 【Result】The pH value was downregulated in alltreatment groups compared with CK. Treatments except PF1 have increased the rhizosphere soil nutrients and soil microbial numbers to varying degrees， the regulation effects of PF4 was the best， the available nitrogen， available phosphorus， available potassium， organic matter， and the bacterianumber increased by 107.98%，13.95%，31.32%，10.81%，58.93% compared to CK. Except of neutral phosphatase activity in the soil，most fertilization treatments increased the activities of the other six enzymes. Exogenous application of potassium fertilizer improved the root vitality of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.）compared to CK. Potassium content significantly increased in all treatments both in the old rhizomes and new rhizomes（P<0.05， the same below）. The potassium content in old rhizomes and new rhizomes of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.）reached the peak value in PF4 treatment，which were increased by 134.57% and 131.13%，compared with CK. 【Conclusion】Exogenous application of potassium fertilizer has positive impact on the growth and development of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.） and the rhizosphere soil microenvironment， but different potash fertilizer ratios have different roles in the soil on micro-environment regulation. The effect of potassium chloride and potassium sulfate in the ratio of 25∶75（PF4） is the best. Key words： potassium fertilizer; Paris polyphylla var. yunnanensis（Franch.）; soil nutrients; soil microorganisms; soil enzyme activity; root vitality; potassium content in rhizome
0 引言
【研究意义】滇重楼[（Paris polyphylla var. yunnanensis（Franch.）]属于百合科重楼属多年生药用植物，其根茎为主要用药部位，具有凉肝定惊、清热解毒、消肿止痛等功效（周浓等，2021a）。滇重楼的生长对周围环境要求较高，具有种子自然繁殖率低、生长周期长的特点，使得野生滇重楼产量低下，无法满足市场需求。由于野生滇重楼市价高，乱挖乱采行为导致野生资源急剧下降（谷文超等，2020;周浓等，2021b），人工栽培已成为实现滇重楼资源可持续发展的有效途径之一（黄艳萍等，2020）。人工栽培中增施肥料能通过增加土壤酶活性而改善土壤环境（卢维宏，2019），但滥用肥料会造成土壤及生态环境污染。土壤环境变化又会直接影响滇重楼的生长与根茎品质（王骞，2020）。钾是植物生长中必不可少的元素之一，钾供应不足会直接影响植物生长（?uk-Go?aszewska et al.，2015）。目前有关钾肥对土壤微环境改善的研究主要集中在农作物及果蔬上，而对于其改善药用植物土壤环境的研究甚少。因此，研究钾肥品种及其配施对滇重楼土壤环境的改善，对增加人工栽培滇重楼产量及形成规范化种植具有重要的实践意义。【前人研究进展】药用植物生长过程中，在基肥中加入适量的钾肥不仅能促进其生长发育，还能保障土壤养分供应，达到改良土壤和减肥增效的目的，同时提高药材产量（Bussi and Smith，1998;Singh and Rao，2015）。宋旭红等（2017）研究发现，按750 kg/ha向土壤中施加复合钾肥（N∶P2O5∶K2O=15∶8∶10）能有效提高玄参中的肉桂酸等7种有效成分含量及玄参产量，实现产量与品质的同步提升。邬小红等（2020）研究发现，氯化钾和硫酸钾（25：75）配施能增强浙贝母抗逆能力，促进生物碱含量累积。在钾肥对滇重楼生长的影响方面，李金龙等（2016）研究表明，当土壤中钾素含量供应充足时，氮、磷肥的复配施用能使滇重楼根茎产率有效提高;刘哲等（2019）按照24.16～39.95 kg/ha施用钾肥，并与氮、磷肥合理配施后，能有效提高华重楼根茎的增重率、总皂苷含量和浸出物含量。此外，王骞等（2020）研究发现，滇重楼根茎品质和土壤酶活性紧密相关，滇重楼根茎活性成分总黄酮和总多糖分别与蔗糖酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关，土壤微环境改变能显著影响滇重楼品质。钾肥对植物生长的改善主要在于其能提高植物对钾素的吸收，进而参与植物的光合作用等重要生理过程（范雅芳等，2021），且钾肥能通过提高土壤中硝态氮、有效磷和速效钾的含量改善土壤环境（李琦等，2020）。但钾肥过量不仅会降低对植物产量和品质的改善效果，还会造成资源的浪费。【本研究切入点】目前，在滇重楼的种植中，关于钾肥的报道主要是探究氮磷钾配施对滇重楼产量和有效成分的影响（李金龙等，2016;刘哲等，2019），而针对不同钾肥品种及配施对滇重楼根际土壤微环境影响的研究尚无报道。【拟解决的关键问题】采用室温盆栽试验，探讨氯化钾和硫酸钾2种不同钾肥品种及其配施对滇重楼根际土壤养分含量、微生物数量、土壤酶活性及根系活力和根茎钾含量的影响，以期了解适合滇重楼生长及土壤微环境改善的钾肥种类及配施比例，为滇重楼规范化种植中的科学施肥提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验土壤为重庆地区典型的沙壤土，未种植过滇重楼，试验开展前测定供试土壤的基本理化性质。土壤pH为6.72，属于弱酸性土壤;土壤有机质含量为21.20 g/kg，全氮、全磷和全钾含量分别为1.83、0.32 和28.83 g/kg，速效氮、速效磷和速效钾含量分别为10.64、104.66和328.64 mg/kg。
供试钾肥为硫酸钾（K2SO4，K2O 50%，分析纯）和氯化钾（KCl，K2O 60%，分析纯），磷肥为磷酸二铵[（NH4）2HPO4，P2O5 17.8%]，氮肥为硝酸铵（NH4NO3，N 46.2%），购自重庆多来利化肥有限公司。
供试植株为滇重楼[P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.）]实生苗，采集于贵州省安顺市滇重楼种植基地，经重庆三峡学院周浓教授鉴定为延龄草科重楼属植物滇重楼。试验材料选用其新鲜根茎。
1. 2 试验方法
试验在重庆市万州区铁峰山国家森林公园进行。采用温室盆栽法，栽培容器为直径15 cm、深18 cm白色塑料花盆，使用前用75%乙醇溶液内外擦拭3遍，每盆装土量控制在16.0 kg。试验共设6个处理，分别为植物生长过程中不施钾肥的对照组（CK）及钾肥处理组。钾肥处理组为氯化钾和硫酸钾按100∶0（PF1）、75∶25（PF2）、50∶50（PF3）、25∶75（PF4）和0∶100（PF5）比例配施。不同处理组中除已添加的钾肥外，各处理组按总N量0.15 g/kg土、总P2O5量0.12 g/kg土、总K2O量0.30 g/kg土添加其他肥料。计算得出需要的氮肥总量为2.4 g/盆，磷肥总量为2.4 g/盆，钾肥总量为2.4 g/盆，按设计的比例精确称取氯化钾和硫酸钾。所有氮、磷、钾肥均做基肥一次性施用，溶解于1 L的洁净水中配成水溶液一次性浇入，为避免肥料散失，每个花盆均配有托盘，后期不再施加肥料。各处理组均设5次重复，每盆栽种3株，其余管理措施按照室內常规栽培方法进行。
1. 3 样品采集 于滇重楼成熟期，每处理组随机连根拔取大小均匀一致的5株试验植株的根茎，采用抖根法去掉0～2 cm表土及根围附近较大土壤团块、石块及其他杂质，收集黏附在滇重楼根茎上的土壤即为根际土壤（石汝杰等，2020）。所取的根际土壤分为2份，一份晾干过筛，置于室内自然风干后备用，用于土壤养分含量测定;另一份根际土壤放入无菌塑料袋中，用于后续微生物数量及土壤相关酶活性测定。
1. 4 测定项目及方法
1. 4. 1 土壤理化性质测定 土壤养分测定参照鲁如坤（1999）和鲍士旦（2000）的方法进行。土壤pH采用常规方法测定，速效氮含量采用碱解扩散法测定，速效磷含量采用碳酸氢钠提取—钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用醋酸铵—原子吸收法测定，有机质含量采用经典重铬酸钾法测定。
1. 4. 2 土壤微生物数量测定 土壤微生物数量测定参照赵青云等（2012）的方法，采用稀释平板计数法测定细菌、真菌和放线菌数量。
1. 4. 3 土壤酶活性测定 土壤酶活性测定参照关松荫（1986）和潘云龙等（2018）的方法。蛋白酶活性采用改良茚三酮比色法测定，脲酶活性采用靛酚比色法测定，磷酸酶活性采用对硝基苯磷酸二钠法测定，过氧化氢酶活性采用紫外分光光度法测定，蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定。
1. 4. 4 根系活力测定 选取各处理中长势均匀一致的滇重楼成熟植株，在其根系近地面处剪断，将根际多余的土壤抖落，置根系于轻缓的流水下冲洗干净，吸水纸吸干根系表面水分，采用TTC法测定根系活力（张志良和瞿伟箐，1990）。
1. 4. 5 根茎钾含量测定 于滇重楼成熟期，采集各处理组的根茎，用蒸馏水洗净后，将靠近顶芽第一茎痕处带有顶芽的根茎切段作为新根茎（何忠俊等，2011），余下的根茎则为老根茎，置于35 ℃烘箱中干燥至恒重，粉碎过80目筛，采用火焰光度法测定滇重楼根茎中钾含量（张志良和瞿伟箐，1990）。
1. 5 统计分析
采用Excel 2003进行试验数据的整理，采用SPSS 22.0进行数据的差异显著性分析，采用Origin 9.0繪图。
2 结果与分析
2. 1 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根际土壤理化性质的影响
由表1可知，各处理的土壤均呈弱酸性，pH 6.17～6.33，与滇重楼生长最适土壤pH范围（4.50～6.30）相符（杨永红等，2012）。滇重楼根际土壤pH随氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加而略有降低趋势，PF1～PF5处理较CK分别降低1.79%、1.91%、3.14%、3.86%和4.14%，但差异未达显著水平（P>0.05，下同）。滇重楼根际土壤中的速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量随着氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加呈先升后降的变化趋势。各施肥处理上述养分指标含量均高于CK，且最大值均为PF4处理，较CK依次增加107.98%、13.95%、31.32%和10.81%;PF5处理的调控效果次之，较CK依次增加74.92%、13.70%、26.90%和7.54%;其中，PF4处理的速效养分含量显著高于PF5处理（P<0.05，下同），且二者均显著高于其他处理。
2. 2 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根际土壤微生物数量的影响
由表2可看出，不同处理的土壤微生物数量由多到少依次为细菌>放线菌>真菌。与CK相比，单独施用氯化钾（PF1处理）会导致土壤中的微生物数量减少，细菌、真菌和放线菌分别减少5.36%、7.53%和10.90%;其余处理则均增加了土壤中的微生物数量，随着氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加，土壤中细菌、真菌和放线菌数量整体上呈上升趋势，其中PF4处理的细菌数量达最大值，较CK显著增加58.93%;PF5处理的真菌和放线菌数量达最大值（PF5与PF4处理的放线菌数量均值相同），分别较CK显著增加49.46%和21.79%。
2. 3 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根际土壤酶活性的影响
由表3可看出，不同钾肥处理对滇重楼根际土壤酶活性的影响存在差异。随着氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加，土壤蛋白酶和脲酶活性先升高后降低，其中，PF4处理对土壤蛋白酶活性的调控效果最佳，较CK显著增加13.23%，PF2处理的脲酶活性最高，较CK显著增加24.07%。随着氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加，土壤酸性磷酸酶活性先升高后降低，PF4处理达最大值，较CK显著增加152.86%;同时，各施肥处理的土壤中性磷酸酶活性先升高后降低，PF1和PF2处理分别较CK显著增加40.98%和16.39%，而PF3、PF4和PF5处理则分别较CK显著减少26.23%、29.51%和59.02%;各施肥处理的土壤碱性磷酸酶活性逐渐降低，PF4和PF5处理的碱性磷酸酶活性与CK无显著差异。外源施用钾肥可显著增加土壤的过氧化氢酶和蔗糖酶活性，PF5处理达最大值，分别较CK提高12.88%和35.60%。
2. 4 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根系活力的影响
根系作为植物吸收养分的主要器官，其根系活力的强弱可综合反映植物根系吸收养分的能力。由图1可看出，PF2处理对滇重楼根系活力的调控效果最佳，其根系活力为22.10 mg/（g·h），较CK的根系活力[11.25 mg/（g·h）]显著提高96.44%;PF5处理对滇重楼根系活力的调控效果次之，其根系活力为16.56 mg/（g·h），较CK显著提高47.20%;而PF4处理却降低了滇重楼的根系活力，其根系活力为9.35 mg/（g·h），较CK降低16.89%。
2. 5 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根茎钾含量的影响
从图2可看出，随着氯化钾施用量的减少、硫酸钾施用量的增加，滇重楼老根茎和新根茎内的钾含量均呈先上升后下降的变化趋势，其中，PF4处理的老根茎和新根茎钾含量达最大值（15.81和11.88 mg/kg），分别较对应CK（6.74和5.14 mg/kg）显著提高134.57%和131.13%%;PF5处理的调控效果次之，老根茎和新根茎钾含量分别为14.51和9.57 mg/kg，较对应CK提高115.28%和86.19%。此外，钾肥对滇重楼老根茎内钾含量的调控效果优于新根茎。 3 讨论
根际作为植物根系—土壤—微生物共同存在的场所影响着植物的生态环境，其中速效养分、微生物数量及土壤相关酶活性是评价土壤质量和土壤肥力的重要指标。王炎等（2019）在对苦荞的研究中发现，随着施钾量的增加，根际土壤速效钾和有机质含量呈先升高后降低的变化趋势，而速效氮和速效磷含量则相反;王天等（2020）在对油橄榄的研究中发现，施用硫酸钾可使土壤pH降低，土壤速效磷、速效钾和有机质含量增加。本研究结果与上述研究结论一致，即不同钾肥配施可使滇重楼根际土壤pH降低，速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量呈先升后降的变化趋势，其中，氯化钾和硫酸钾按25：75比例配施（PF4处理）对滇重楼根际土壤理化性质的调控效果最佳，单施硫酸钾（PF5处理）次之，但单独施用氯化钾（PF1处理）却不利于滇重楼土壤理化性质的改善。其原因可能是因为土壤中的氯离子浓度超过了滇重楼耐氯临界值，导致滇重楼产量和品质降低。滇重楼生长与土壤性质和气候类型有关，本研究发现，不同钾肥品种及其配施均可显著提高滇重楼老根茎和新根茎内的钾含量，可能是因为供试土壤中钾含量能达到滇重楼对钾素的需求，故使滇重楼根茎中钾含量增加。
土壤微生物作为土壤生态系统中最活跃的部分，在土壤系统稳定性、养分转化循环和土壤可持续生产力及抗干扰能力中占据主导地位。王天等（2020）研究表明，不同施肥品种及不同配施方式可导致土壤微生物种群、数量和活性发生变化，油橄榄根际土壤中的细菌和放线菌数量随着钾肥（K2SO4）施用的增加而增加，但真菌数量却呈相反变化趋势。李鑫等（2016）研究发现，无论是正常水分调控还是干旱胁迫，施钾均能提高土壤中真菌、细菌及微生物总数量，且硫酸钾肥配施枸溶性钾肥对微生物数量的增加效果显著优于不施钾肥和施加单一肥料处理，正常水分调控下施用25%硫酸钾肥+75%枸溶性钾肥对土壤微生物数量的调控效果最佳，干旱胁迫下施用50%硫酸钾肥+50%枸溶性钾肥效果最佳。本研究发现，单独施用氯化钾（PF1处理）会导致土壤中的放线菌、细菌和真菌数量减少，而氯化钾配施硫酸钾可显著增加土壤中的微生物數量，其中氯化钾和硫酸钾按25：75比例配施（PF4处理）效果最佳，与李鑫等（2016）、王天等（2020）的研究结果不完全一致，可能与试验地的土壤类型、植物种类及土壤水分含量的不同有关，但具体原因还有待进一步研究。
土壤酶作为土壤物质和能量代谢程度的重要体现，主要来源于植物根系的自身分泌和微生物代谢分泌，可促进土壤中多种重要生化反应的完成。王天等（2020）研究表明，外源施用硫酸钾可促进油橄榄根际土壤中的蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性显著增强，碱性磷酸酶活性略有下降。本研究发现，不同氯化钾和硫酸钾配施比例能调控土壤中的蛋白酶和脲酶活性，蛋白酶作为促进土壤中氨基酸、蛋白质及其他含蛋白质氮转化的关键酶，其活性增加有利于土壤中含氮物质的分解，促使土壤内速效氮含量增加;由于各处理土壤施用的氮肥和磷肥保持一致，故氯化钾和硫酸钾的不同配比导致土壤pH有所降低而影响了脲酶活性。磷酸酶作为土壤中磷素循环的关键酶，可将土壤中复杂有机磷水解成能被植物根系直接吸收的无机磷，从而缓解土壤磷的限制，其活性可用来评价土壤磷素转化的强度，PF4处理可使土壤内的总磷酸酶活性升高，致使土壤中的速效磷含量增加。根系是植物与土壤之间进行物质相互交换的场所，对植株水分和营养物质的吸收利用起到重要作用。适当使用钾肥可扩大植物根系，加快根系对营养物质的吸收（刘丽华等，2011）。根系活力作为衡量作物吸收水分和养分能力的指标，根系活力越高，说明植物根系对土壤水分和营养物质的吸收能力越强（刘鑫等，2021）。本研究结果显示，单独施用硫酸钾（PF5处理）或氯化钾和硫酸钾按75：25配施（PF2处理）均可显著提高滇重楼根系活力，其中，PF2处理的根系活力最高，较CK显著增加96.44%，PF5处理对滇重楼根系活力的调控效果次之，较CK显著增加47.20%，而单独施用氯化钾（PF1处理）却降低了滇重楼的根系活力，可能是因为土壤中氯离子浓度过高对滇重楼根系造成一定程度的渗透胁迫，损伤了根系。
市场上常见的钾肥品种主要是氯化钾和硫酸钾，这两种钾肥除了可向土壤提供钾元素外，还可提供氯元素和硫元素。氯元素可调控植物体内的激活酶活性、气孔运动及激素含量等（杜彩艳等，2018），但当土壤中氯含量超过临界值后会对植物产生毒害作用，导致叶片黄化、产量和品质降低。而硫元素是植物体内蛋氨酸与半胱氨酸生物合成的主要原料，也是一些酶、辅酶及小分子物质的组成元素之一（龚成文等，2013）。故外源施用氯化钾或硫酸钾均可对滇重楼的生长发育及根际土壤微环境产生良好的调控效果。
4 结论
外源施用钾肥对滇重楼的生长发育和根际土壤微环境有积极影响，但不同钾肥配施比例对土壤微环境的调控效果存在差异，其中以氯化钾和硫酸钾按25∶75比例配施的调控效果最佳。
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（責任编辑 王 晖）
关键词： 钾肥;滇重楼;土壤养分;土壤微生物;土壤酶活性;根系活力;根茎钾含量
Abstract：【Objective】To study the effects of two different potassium fertilizers（potassium chloride and potassium sulfate） and the mixture at different proportions on the rhizosphere soil microenvironment of Paris polyphylla var. yunnanensis（Franch.） and provided a scientific basis for the rational application of potassium fertilizers in the cultivation of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.）. 【Method】The rhizosphere soil nutrient content，microbial quantity and soil enzyme activity， and root viability and rhizome potassium content of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.） was observed in present study by pot experiment. No potassium fertilizer during the growth of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.） was as control（CK）， and various ratio potassium chloride and potassium sulfate was set as follows：100∶0（PF1），75∶25 （PF2），50∶50（PF3），25∶75（PF4）， and 0∶100（PF5）. 【Result】The pH value was downregulated in alltreatment groups compared with CK. Treatments except PF1 have increased the rhizosphere soil nutrients and soil microbial numbers to varying degrees， the regulation effects of PF4 was the best， the available nitrogen， available phosphorus， available potassium， organic matter， and the bacterianumber increased by 107.98%，13.95%，31.32%，10.81%，58.93% compared to CK. Except of neutral phosphatase activity in the soil，most fertilization treatments increased the activities of the other six enzymes. Exogenous application of potassium fertilizer improved the root vitality of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.）compared to CK. Potassium content significantly increased in all treatments both in the old rhizomes and new rhizomes（P<0.05， the same below）. The potassium content in old rhizomes and new rhizomes of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.）reached the peak value in PF4 treatment，which were increased by 134.57% and 131.13%，compared with CK. 【Conclusion】Exogenous application of potassium fertilizer has positive impact on the growth and development of P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.） and the rhizosphere soil microenvironment， but different potash fertilizer ratios have different roles in the soil on micro-environment regulation. The effect of potassium chloride and potassium sulfate in the ratio of 25∶75（PF4） is the best. Key words： potassium fertilizer; Paris polyphylla var. yunnanensis（Franch.）; soil nutrients; soil microorganisms; soil enzyme activity; root vitality; potassium content in rhizome
0 引言
【研究意义】滇重楼[（Paris polyphylla var. yunnanensis（Franch.）]属于百合科重楼属多年生药用植物，其根茎为主要用药部位，具有凉肝定惊、清热解毒、消肿止痛等功效（周浓等，2021a）。滇重楼的生长对周围环境要求较高，具有种子自然繁殖率低、生长周期长的特点，使得野生滇重楼产量低下，无法满足市场需求。由于野生滇重楼市价高，乱挖乱采行为导致野生资源急剧下降（谷文超等，2020;周浓等，2021b），人工栽培已成为实现滇重楼资源可持续发展的有效途径之一（黄艳萍等，2020）。人工栽培中增施肥料能通过增加土壤酶活性而改善土壤环境（卢维宏，2019），但滥用肥料会造成土壤及生态环境污染。土壤环境变化又会直接影响滇重楼的生长与根茎品质（王骞，2020）。钾是植物生长中必不可少的元素之一，钾供应不足会直接影响植物生长（?uk-Go?aszewska et al.，2015）。目前有关钾肥对土壤微环境改善的研究主要集中在农作物及果蔬上，而对于其改善药用植物土壤环境的研究甚少。因此，研究钾肥品种及其配施对滇重楼土壤环境的改善，对增加人工栽培滇重楼产量及形成规范化种植具有重要的实践意义。【前人研究进展】药用植物生长过程中，在基肥中加入适量的钾肥不仅能促进其生长发育，还能保障土壤养分供应，达到改良土壤和减肥增效的目的，同时提高药材产量（Bussi and Smith，1998;Singh and Rao，2015）。宋旭红等（2017）研究发现，按750 kg/ha向土壤中施加复合钾肥（N∶P2O5∶K2O=15∶8∶10）能有效提高玄参中的肉桂酸等7种有效成分含量及玄参产量，实现产量与品质的同步提升。邬小红等（2020）研究发现，氯化钾和硫酸钾（25：75）配施能增强浙贝母抗逆能力，促进生物碱含量累积。在钾肥对滇重楼生长的影响方面，李金龙等（2016）研究表明，当土壤中钾素含量供应充足时，氮、磷肥的复配施用能使滇重楼根茎产率有效提高;刘哲等（2019）按照24.16～39.95 kg/ha施用钾肥，并与氮、磷肥合理配施后，能有效提高华重楼根茎的增重率、总皂苷含量和浸出物含量。此外，王骞等（2020）研究发现，滇重楼根茎品质和土壤酶活性紧密相关，滇重楼根茎活性成分总黄酮和总多糖分别与蔗糖酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关，土壤微环境改变能显著影响滇重楼品质。钾肥对植物生长的改善主要在于其能提高植物对钾素的吸收，进而参与植物的光合作用等重要生理过程（范雅芳等，2021），且钾肥能通过提高土壤中硝态氮、有效磷和速效钾的含量改善土壤环境（李琦等，2020）。但钾肥过量不仅会降低对植物产量和品质的改善效果，还会造成资源的浪费。【本研究切入点】目前，在滇重楼的种植中，关于钾肥的报道主要是探究氮磷钾配施对滇重楼产量和有效成分的影响（李金龙等，2016;刘哲等，2019），而针对不同钾肥品种及配施对滇重楼根际土壤微环境影响的研究尚无报道。【拟解决的关键问题】采用室温盆栽试验，探讨氯化钾和硫酸钾2种不同钾肥品种及其配施对滇重楼根际土壤养分含量、微生物数量、土壤酶活性及根系活力和根茎钾含量的影响，以期了解适合滇重楼生长及土壤微环境改善的钾肥种类及配施比例，为滇重楼规范化种植中的科学施肥提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验土壤为重庆地区典型的沙壤土，未种植过滇重楼，试验开展前测定供试土壤的基本理化性质。土壤pH为6.72，属于弱酸性土壤;土壤有机质含量为21.20 g/kg，全氮、全磷和全钾含量分别为1.83、0.32 和28.83 g/kg，速效氮、速效磷和速效钾含量分别为10.64、104.66和328.64 mg/kg。
供试钾肥为硫酸钾（K2SO4，K2O 50%，分析纯）和氯化钾（KCl，K2O 60%，分析纯），磷肥为磷酸二铵[（NH4）2HPO4，P2O5 17.8%]，氮肥为硝酸铵（NH4NO3，N 46.2%），购自重庆多来利化肥有限公司。
供试植株为滇重楼[P. polyphylla var. yunnanensis（Franch.）]实生苗，采集于贵州省安顺市滇重楼种植基地，经重庆三峡学院周浓教授鉴定为延龄草科重楼属植物滇重楼。试验材料选用其新鲜根茎。
1. 2 试验方法
试验在重庆市万州区铁峰山国家森林公园进行。采用温室盆栽法，栽培容器为直径15 cm、深18 cm白色塑料花盆，使用前用75%乙醇溶液内外擦拭3遍，每盆装土量控制在16.0 kg。试验共设6个处理，分别为植物生长过程中不施钾肥的对照组（CK）及钾肥处理组。钾肥处理组为氯化钾和硫酸钾按100∶0（PF1）、75∶25（PF2）、50∶50（PF3）、25∶75（PF4）和0∶100（PF5）比例配施。不同处理组中除已添加的钾肥外，各处理组按总N量0.15 g/kg土、总P2O5量0.12 g/kg土、总K2O量0.30 g/kg土添加其他肥料。计算得出需要的氮肥总量为2.4 g/盆，磷肥总量为2.4 g/盆，钾肥总量为2.4 g/盆，按设计的比例精确称取氯化钾和硫酸钾。所有氮、磷、钾肥均做基肥一次性施用，溶解于1 L的洁净水中配成水溶液一次性浇入，为避免肥料散失，每个花盆均配有托盘，后期不再施加肥料。各处理组均设5次重复，每盆栽种3株，其余管理措施按照室內常规栽培方法进行。
1. 3 样品采集 于滇重楼成熟期，每处理组随机连根拔取大小均匀一致的5株试验植株的根茎，采用抖根法去掉0～2 cm表土及根围附近较大土壤团块、石块及其他杂质，收集黏附在滇重楼根茎上的土壤即为根际土壤（石汝杰等，2020）。所取的根际土壤分为2份，一份晾干过筛，置于室内自然风干后备用，用于土壤养分含量测定;另一份根际土壤放入无菌塑料袋中，用于后续微生物数量及土壤相关酶活性测定。
1. 4 测定项目及方法
1. 4. 1 土壤理化性质测定 土壤养分测定参照鲁如坤（1999）和鲍士旦（2000）的方法进行。土壤pH采用常规方法测定，速效氮含量采用碱解扩散法测定，速效磷含量采用碳酸氢钠提取—钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用醋酸铵—原子吸收法测定，有机质含量采用经典重铬酸钾法测定。
1. 4. 2 土壤微生物数量测定 土壤微生物数量测定参照赵青云等（2012）的方法，采用稀释平板计数法测定细菌、真菌和放线菌数量。
1. 4. 3 土壤酶活性测定 土壤酶活性测定参照关松荫（1986）和潘云龙等（2018）的方法。蛋白酶活性采用改良茚三酮比色法测定，脲酶活性采用靛酚比色法测定，磷酸酶活性采用对硝基苯磷酸二钠法测定，过氧化氢酶活性采用紫外分光光度法测定，蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定。
1. 4. 4 根系活力测定 选取各处理中长势均匀一致的滇重楼成熟植株，在其根系近地面处剪断，将根际多余的土壤抖落，置根系于轻缓的流水下冲洗干净，吸水纸吸干根系表面水分，采用TTC法测定根系活力（张志良和瞿伟箐，1990）。
1. 4. 5 根茎钾含量测定 于滇重楼成熟期，采集各处理组的根茎，用蒸馏水洗净后，将靠近顶芽第一茎痕处带有顶芽的根茎切段作为新根茎（何忠俊等，2011），余下的根茎则为老根茎，置于35 ℃烘箱中干燥至恒重，粉碎过80目筛，采用火焰光度法测定滇重楼根茎中钾含量（张志良和瞿伟箐，1990）。
1. 5 统计分析
采用Excel 2003进行试验数据的整理，采用SPSS 22.0进行数据的差异显著性分析，采用Origin 9.0繪图。
2 结果与分析
2. 1 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根际土壤理化性质的影响
由表1可知，各处理的土壤均呈弱酸性，pH 6.17～6.33，与滇重楼生长最适土壤pH范围（4.50～6.30）相符（杨永红等，2012）。滇重楼根际土壤pH随氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加而略有降低趋势，PF1～PF5处理较CK分别降低1.79%、1.91%、3.14%、3.86%和4.14%，但差异未达显著水平（P>0.05，下同）。滇重楼根际土壤中的速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量随着氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加呈先升后降的变化趋势。各施肥处理上述养分指标含量均高于CK，且最大值均为PF4处理，较CK依次增加107.98%、13.95%、31.32%和10.81%;PF5处理的调控效果次之，较CK依次增加74.92%、13.70%、26.90%和7.54%;其中，PF4处理的速效养分含量显著高于PF5处理（P<0.05，下同），且二者均显著高于其他处理。
2. 2 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根际土壤微生物数量的影响
由表2可看出，不同处理的土壤微生物数量由多到少依次为细菌>放线菌>真菌。与CK相比，单独施用氯化钾（PF1处理）会导致土壤中的微生物数量减少，细菌、真菌和放线菌分别减少5.36%、7.53%和10.90%;其余处理则均增加了土壤中的微生物数量，随着氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加，土壤中细菌、真菌和放线菌数量整体上呈上升趋势，其中PF4处理的细菌数量达最大值，较CK显著增加58.93%;PF5处理的真菌和放线菌数量达最大值（PF5与PF4处理的放线菌数量均值相同），分别较CK显著增加49.46%和21.79%。
2. 3 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根际土壤酶活性的影响
由表3可看出，不同钾肥处理对滇重楼根际土壤酶活性的影响存在差异。随着氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加，土壤蛋白酶和脲酶活性先升高后降低，其中，PF4处理对土壤蛋白酶活性的调控效果最佳，较CK显著增加13.23%，PF2处理的脲酶活性最高，较CK显著增加24.07%。随着氯化钾施用量减少、硫酸钾施用量增加，土壤酸性磷酸酶活性先升高后降低，PF4处理达最大值，较CK显著增加152.86%;同时，各施肥处理的土壤中性磷酸酶活性先升高后降低，PF1和PF2处理分别较CK显著增加40.98%和16.39%，而PF3、PF4和PF5处理则分别较CK显著减少26.23%、29.51%和59.02%;各施肥处理的土壤碱性磷酸酶活性逐渐降低，PF4和PF5处理的碱性磷酸酶活性与CK无显著差异。外源施用钾肥可显著增加土壤的过氧化氢酶和蔗糖酶活性，PF5处理达最大值，分别较CK提高12.88%和35.60%。
2. 4 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根系活力的影响
根系作为植物吸收养分的主要器官，其根系活力的强弱可综合反映植物根系吸收养分的能力。由图1可看出，PF2处理对滇重楼根系活力的调控效果最佳，其根系活力为22.10 mg/（g·h），较CK的根系活力[11.25 mg/（g·h）]显著提高96.44%;PF5处理对滇重楼根系活力的调控效果次之，其根系活力为16.56 mg/（g·h），较CK显著提高47.20%;而PF4处理却降低了滇重楼的根系活力，其根系活力为9.35 mg/（g·h），较CK降低16.89%。
2. 5 不同钾肥品种及配施比例对滇重楼根茎钾含量的影响
从图2可看出，随着氯化钾施用量的减少、硫酸钾施用量的增加，滇重楼老根茎和新根茎内的钾含量均呈先上升后下降的变化趋势，其中，PF4处理的老根茎和新根茎钾含量达最大值（15.81和11.88 mg/kg），分别较对应CK（6.74和5.14 mg/kg）显著提高134.57%和131.13%%;PF5处理的调控效果次之，老根茎和新根茎钾含量分别为14.51和9.57 mg/kg，较对应CK提高115.28%和86.19%。此外，钾肥对滇重楼老根茎内钾含量的调控效果优于新根茎。 3 讨论
根际作为植物根系—土壤—微生物共同存在的场所影响着植物的生态环境，其中速效养分、微生物数量及土壤相关酶活性是评价土壤质量和土壤肥力的重要指标。王炎等（2019）在对苦荞的研究中发现，随着施钾量的增加，根际土壤速效钾和有机质含量呈先升高后降低的变化趋势，而速效氮和速效磷含量则相反;王天等（2020）在对油橄榄的研究中发现，施用硫酸钾可使土壤pH降低，土壤速效磷、速效钾和有机质含量增加。本研究结果与上述研究结论一致，即不同钾肥配施可使滇重楼根际土壤pH降低，速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量呈先升后降的变化趋势，其中，氯化钾和硫酸钾按25：75比例配施（PF4处理）对滇重楼根际土壤理化性质的调控效果最佳，单施硫酸钾（PF5处理）次之，但单独施用氯化钾（PF1处理）却不利于滇重楼土壤理化性质的改善。其原因可能是因为土壤中的氯离子浓度超过了滇重楼耐氯临界值，导致滇重楼产量和品质降低。滇重楼生长与土壤性质和气候类型有关，本研究发现，不同钾肥品种及其配施均可显著提高滇重楼老根茎和新根茎内的钾含量，可能是因为供试土壤中钾含量能达到滇重楼对钾素的需求，故使滇重楼根茎中钾含量增加。
土壤微生物作为土壤生态系统中最活跃的部分，在土壤系统稳定性、养分转化循环和土壤可持续生产力及抗干扰能力中占据主导地位。王天等（2020）研究表明，不同施肥品种及不同配施方式可导致土壤微生物种群、数量和活性发生变化，油橄榄根际土壤中的细菌和放线菌数量随着钾肥（K2SO4）施用的增加而增加，但真菌数量却呈相反变化趋势。李鑫等（2016）研究发现，无论是正常水分调控还是干旱胁迫，施钾均能提高土壤中真菌、细菌及微生物总数量，且硫酸钾肥配施枸溶性钾肥对微生物数量的增加效果显著优于不施钾肥和施加单一肥料处理，正常水分调控下施用25%硫酸钾肥+75%枸溶性钾肥对土壤微生物数量的调控效果最佳，干旱胁迫下施用50%硫酸钾肥+50%枸溶性钾肥效果最佳。本研究发现，单独施用氯化钾（PF1处理）会导致土壤中的放线菌、细菌和真菌数量减少，而氯化钾配施硫酸钾可显著增加土壤中的微生物數量，其中氯化钾和硫酸钾按25：75比例配施（PF4处理）效果最佳，与李鑫等（2016）、王天等（2020）的研究结果不完全一致，可能与试验地的土壤类型、植物种类及土壤水分含量的不同有关，但具体原因还有待进一步研究。
土壤酶作为土壤物质和能量代谢程度的重要体现，主要来源于植物根系的自身分泌和微生物代谢分泌，可促进土壤中多种重要生化反应的完成。王天等（2020）研究表明，外源施用硫酸钾可促进油橄榄根际土壤中的蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性显著增强，碱性磷酸酶活性略有下降。本研究发现，不同氯化钾和硫酸钾配施比例能调控土壤中的蛋白酶和脲酶活性，蛋白酶作为促进土壤中氨基酸、蛋白质及其他含蛋白质氮转化的关键酶，其活性增加有利于土壤中含氮物质的分解，促使土壤内速效氮含量增加;由于各处理土壤施用的氮肥和磷肥保持一致，故氯化钾和硫酸钾的不同配比导致土壤pH有所降低而影响了脲酶活性。磷酸酶作为土壤中磷素循环的关键酶，可将土壤中复杂有机磷水解成能被植物根系直接吸收的无机磷，从而缓解土壤磷的限制，其活性可用来评价土壤磷素转化的强度，PF4处理可使土壤内的总磷酸酶活性升高，致使土壤中的速效磷含量增加。根系是植物与土壤之间进行物质相互交换的场所，对植株水分和营养物质的吸收利用起到重要作用。适当使用钾肥可扩大植物根系，加快根系对营养物质的吸收（刘丽华等，2011）。根系活力作为衡量作物吸收水分和养分能力的指标，根系活力越高，说明植物根系对土壤水分和营养物质的吸收能力越强（刘鑫等，2021）。本研究结果显示，单独施用硫酸钾（PF5处理）或氯化钾和硫酸钾按75：25配施（PF2处理）均可显著提高滇重楼根系活力，其中，PF2处理的根系活力最高，较CK显著增加96.44%，PF5处理对滇重楼根系活力的调控效果次之，较CK显著增加47.20%，而单独施用氯化钾（PF1处理）却降低了滇重楼的根系活力，可能是因为土壤中氯离子浓度过高对滇重楼根系造成一定程度的渗透胁迫，损伤了根系。
市场上常见的钾肥品种主要是氯化钾和硫酸钾，这两种钾肥除了可向土壤提供钾元素外，还可提供氯元素和硫元素。氯元素可调控植物体内的激活酶活性、气孔运动及激素含量等（杜彩艳等，2018），但当土壤中氯含量超过临界值后会对植物产生毒害作用，导致叶片黄化、产量和品质降低。而硫元素是植物体内蛋氨酸与半胱氨酸生物合成的主要原料，也是一些酶、辅酶及小分子物质的组成元素之一（龚成文等，2013）。故外源施用氯化钾或硫酸钾均可对滇重楼的生长发育及根际土壤微环境产生良好的调控效果。
4 结论
外源施用钾肥对滇重楼的生长发育和根际土壤微环境有积极影响，但不同钾肥配施比例对土壤微环境的调控效果存在差异，其中以氯化钾和硫酸钾按25∶75比例配施的调控效果最佳。
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（責任编辑 王 晖）