氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期生長(zhǎng)特性的影響

葉芳,劉曉靜，張進(jìn)霞

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室，中-美草地畜牧業(yè)

可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州　730070)

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氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期生長(zhǎng)特性的影響

葉芳,劉曉靜，張進(jìn)霞

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室，中-美草地畜牧業(yè)

可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070)

摘要：在完全營(yíng)養(yǎng)液條件下，采用砂培法，研究了3種氮素形態(tài)配比-N以及-N為 1∶1)和3個(gè)氮素水平(0、105、210 mg/L)對(duì)‘甘農(nóng)3號(hào)’紫花苜蓿整個(gè)生育期生長(zhǎng)特性的影響.結(jié)果表明：不同形態(tài)氮素處理下紫花苜蓿的株高、地上生物量、地下生物量、根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量均顯著高于CK，表現(xiàn)為：-N和-N混合培養(yǎng)下效果最好，-N培養(yǎng)下次之，-N培養(yǎng)下最低.隨著氮素水平的增加，各形態(tài)配比下紫花苜蓿的株高、地上生物量、地下生物量、根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量均呈現(xiàn)增加的變化趨勢(shì).紫花苜蓿的株高、地上生物量、地下生物量、根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量均在-N的質(zhì)量濃度為210 mg/L時(shí)，達(dá)到最大值.各處理下紫花苜蓿的各指標(biāo)均在苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期差異比較明顯，結(jié)莢期和鼓粒期差異不顯著.整個(gè)生育期，紫花苜蓿的各生長(zhǎng)指標(biāo)之間有不同程度的相關(guān)性.

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿；-N；；；生長(zhǎng)特性

氮是植物的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，對(duì)植物生理代謝和生長(zhǎng)有重要作用.紫花苜蓿作為重要的蛋白飼料，可以借助根瘤中的共生固氮菌直接吸收空氣中的分子態(tài)氮.但是，紫花苜蓿與根瘤菌的有效共生生成根瘤往往受到生態(tài)環(huán)境與肥力的影響[1].因此，苜蓿僅靠根瘤固氮遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對(duì)氮素的需要，還必須施用氮肥.適量施氮不僅可以促進(jìn)苜蓿根的分枝，增加根長(zhǎng)，提高根質(zhì)量，還能明顯增加紫花苜蓿的鮮干草產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[2].

1材料和方法

1.1供試材料

紫花苜蓿品種：‘甘農(nóng)3號(hào)’紫花苜蓿(Medicagosativacv.‘Gannong No.3’).

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1種子處理紫花苜蓿種子先用95%乙醇浸泡5 min，再用0.1% HgCl2溶液滅菌3 min，無菌水沖洗5～6次[9].

1.2.2營(yíng)養(yǎng)液配制Fahraeus無氮植物營(yíng)養(yǎng)液：其中Na2HPO4·12H2O 0.15 g，MgSO4·7H2O 0.12 g，檸檬酸鐵0.005 g，CaCl2·2H2O 0.1 g，KH2PO40.1 g，Gibson微量元素1 mL，H2O 1 000 mL，pH6.5～7.0[10].

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2013年4月25日播種，每日補(bǔ)充蒸餾水，14 d后每周淋澆1次配制營(yíng)養(yǎng)液，每次500 mL；每周用蒸餾水淋洗1次以防止砂培中鹽分積累，而后澆入新配置營(yíng)養(yǎng)液.紫花苜蓿生長(zhǎng)至3片復(fù)葉時(shí)，每盆接種中華根瘤菌12531.分別在苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期、結(jié)莢期、鼓粒期測(cè)定株高、生物量、根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量等生長(zhǎng)指標(biāo).

1.4測(cè)定指標(biāo)和方法

植株高度：用直尺直接測(cè)量，每個(gè)處理重復(fù)30次；生物量：用濾紙吸干地上部和地下部水分，放入烘箱105 ℃下殺青15 min，再在65～75 ℃下烘干至衡質(zhì)量，稱其干質(zhì)量.每個(gè)處理重復(fù)6次；根瘤數(shù)：統(tǒng)計(jì)單株根瘤數(shù)，每處理取6株；根瘤質(zhì)量：將每個(gè)單株上摘下的根瘤在電子天平上稱其鮮質(zhì)量，每個(gè)處理重復(fù)6次.

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析.

2結(jié)果與分析

2.1氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期株高的影響

圖1　氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期株高的影響

2.2氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期地上生物量的影響

表1　氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期地上生物量的影響

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).花苜蓿的地上生物量增加最明顯.

2.3氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期地下生物量的影響

表2　氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期地下生物量的影響

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).2.4氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期根瘤數(shù)的影響

2.5氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期根瘤質(zhì)量的影響

圖2　氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期根瘤數(shù)的影響

圖3　氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期根瘤重的影響

2.6不同時(shí)期各生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)性分析

對(duì)不同生育期的各生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表3所示，苗期,除地上生物量與根瘤質(zhì)量之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，其余各指標(biāo)間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01).現(xiàn)蕾期，各生長(zhǎng)指標(biāo)之間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)都達(dá)到了85.0%以上.盛花期，地上生物量與地下生物量、根瘤數(shù)，地下生物量與根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量，根瘤數(shù)與根瘤質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；株高與地上生物量、地下生物量、根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量，地上生物量與根瘤質(zhì)量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05).結(jié)莢期，株高與根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量，根瘤數(shù)與根瘤質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，株高與地上生物量、地下生物量，地上生物量與根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量，地下生物量與根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，鼓粒期，株高與根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量，地上生物量與地下生物量，地下生物量與根瘤質(zhì)量，根瘤數(shù)與根瘤質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，株高與地下生物量，地上生物量與根瘤質(zhì)量，地下生物量與根瘤數(shù)均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，其余指標(biāo)間雖然均呈正相關(guān)關(guān)系，但無顯著差異性(P>0.05).

表3　不同時(shí)期各生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)分析

*表示顯著相關(guān)(P<0.05)；**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)；x1：株高；x2：地上生物量；x3：地下生物量；x4：根瘤數(shù)；x5：根瘤質(zhì)量.

3討論與結(jié)論

3.1氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期生物量和株高的影響

3.2氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿不同生育期根瘤數(shù)和根瘤質(zhì)量的影響

3.3不同時(shí)期各生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)分析

本研究中，紫花苜蓿各生長(zhǎng)指標(biāo)在整個(gè)生育期中有不同程度的相關(guān)性.苗期、現(xiàn)蕾期和盛花期各生長(zhǎng)指標(biāo)之間的相關(guān)性最大，這恰恰反應(yīng)了在苗期，現(xiàn)蕾期和盛花期各生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)紫花苜蓿的根系生長(zhǎng)和生物量的積累有明顯的促進(jìn)作用，他們之間密切聯(lián)系、彼此影響；也從側(cè)面說明紫花苜蓿從苗期到盛花期是氮營(yíng)養(yǎng)吸收盛期，此時(shí)及時(shí)補(bǔ)充外源氮素，最能滿足紫花苜蓿生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氮素的需求，進(jìn)而促進(jìn)紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)的形成.從結(jié)莢期到鼓粒期，各指標(biāo)間的相關(guān)性越來越小，可見生長(zhǎng)后期，植物已定型，各指標(biāo)對(duì)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用不大.

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(責(zé)任編輯趙曉倩)

Effects of nitrogen forms on growth characteristics of

alfalfa at different growth stages

YE Fang,LIU Xiao-Jing,ZHANG Jin-Xia

(College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem，

Ministry of Education/Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province/Sino-U.S.Centers

for Grazingland Ecosystem Sustainability,Lanzhou 730070,China)

Abstract：Under the condition of complete nutrient solution,the cultivation of the whole growth period by sand culture,the effects of three kinds of nitrogen forms (nitrate nitrogen,ammonium nitrogen and nitrate nitrogen,ammonium nitrogen is 1∶1) and three nitrogen levels (0,105 and 210 mg/L) were studied on growth characteristics of alfalfa ‘Gannong No.3’ at different growth stages.The results showed that different nitrogen treatments had significantly higher on plant height,aboveground biomass,underground biomass,nodule number and nodule weight than those of -N and -N mixed culture showed the best,then -N training,and -N training was the lowest.Along with the increase of nitrogen level,various forms of plant height,aboveground biomass,underground biomass,nodule number,nodule weight showed a trend of increasing.The plant height,aboveground biomass,underground biomass,nodule number,root nodule weight reached a maximum in -N -N when the concentration at 210 mg/L.The indexes of plant growth under different treatments showed significantly different in seedling,budding,flowering periods；however,not significant different was found in seed podding and podding periods.It is suggested that the growth index of alfalfa have different degree of correlation.

Key words：alfalfa (Medicago sativa)；nitrate nitrogen；ammonium nitrogen；growth characteristics

收稿日期：2014-03-24；修回日期：2014-04-15

基金項(xiàng)目：甘肅省財(cái)政廳項(xiàng)目“外源氮素供應(yīng)對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)形成影響研究”；草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué))項(xiàng)目“供氮水平及氮素形態(tài)對(duì)紫花苜蓿養(yǎng)分吸收及根瘤特性的影響研究”(CYZS-2011012).

通信作者：劉曉靜，女，博士，教授，研究方向?yàn)槟敛菁安萜籂I(yíng)養(yǎng)與生理.E-mail：liuxj@gsau.edu.cn

中圖分類號(hào)：S 541+.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1003-4315(2015)01-0116-07

第一作者：葉芳(1986-)，女，碩士研究生，主要從事牧草及草坪營(yíng)養(yǎng)生理研究.E-mail：459475092@qq.com