基于氮梯度加載下的溫室核桃砧木苗生長(zhǎng)生理特性變化研究

王健健　宋巖　圖蓀江·阿卜力米提　劉春花　張銳

摘要? ? 為了探究新疆核桃砧木苗生長(zhǎng)特征及生理特性對(duì)氮梯度的響應(yīng)，以阿克蘇厚皮農(nóng)家種質(zhì)核桃砧木苗為研究對(duì)象，進(jìn)行不同梯度的氮素誘導(dǎo)，測(cè)定核桃砧木苗生長(zhǎng)及生理指標(biāo)。結(jié)果表明，基于氮梯度加載下的核桃砧木苗株高、地徑、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)、光合色素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、硝酸還原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性均呈上升趨勢(shì)，并在15 g/（a·m2）處理下達(dá)到最高值。因此，適量增施氮肥有利于核桃砧木苗的生長(zhǎng)、提高砧木苗體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量以及促進(jìn)氮代謝能力。

關(guān)鍵詞? ? 核桃;溫室;砧木苗;氮梯度;生長(zhǎng);生理特征

中圖分類號(hào)? ? S664.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）24-0042-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract? ? In order to explore the response of growth characteristics and physiological characteristics of walnut stock seedlings in Xinjiang to nitrogen gradient，aksu houpi agricultural germplasm walnut stock seedlings were selected as the research object，the growth and physiological indexes of walnut stock seedlings were determined by nitrogen induction with different gradients.The results showed that the seedling height，ground diameter，leaf number，leaf length，photosynthetic pigment content，soluble protein content，soluble sugar content，nitrate reductase activity and glutamine synthase activity of walnut stock seedlings under nitrogen gradient all showed an upward trend，and reached the highest value under the treatment of 15 g/（a·m2）.There fore，increasing nitrogen fertilizer appropriately is beneficial to the growth of walnut stock seedlings，increasing nutrient content in the seedlings and promoting nitrogen metabolism.

Key words? ? walnut;greenhouse;stock seedling;nitrogen gradient;growth;physiological characteristic

氮肥是影響果樹砧木苗品質(zhì)的主導(dǎo)因素，目前采用的經(jīng)驗(yàn)施肥導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低、栽培成本高及環(huán)境污染等問題。在果樹砧木苗栽培過程中，施氮量過高會(huì)影響砧木苗越冬;施氮量過低會(huì)影響嫁接時(shí)間，最終導(dǎo)致結(jié)果期延長(zhǎng)。因此，果樹砧木苗的標(biāo)準(zhǔn)化施肥是果樹提質(zhì)增效的基礎(chǔ)。

氮素是植物體內(nèi)各物質(zhì)合成、生理生化反應(yīng)的基礎(chǔ)元素。研究發(fā)現(xiàn)[1-3]，植物苗高、地徑、葉片數(shù)等形態(tài)指標(biāo)隨氮水平遞增而增高，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定高度時(shí)，各形態(tài)指標(biāo)呈降低趨勢(shì)。丁雪梅等[4]、陸奇杰等[5]對(duì)大麗花、茅蒼術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量隨氮水平遞增呈先增后降趨勢(shì)，而脯氨酸及丙二醛含量呈先降后增趨勢(shì)。裴文梅等[6]、張智猛等[7]、盧鳳剛等[8]等對(duì)甘草、花生、韭菜的研究發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、硝酸還原酶活性等對(duì)氮水平的響應(yīng)顯著。

核桃（Juglans regia L.）是世界重要的堅(jiān)果之一。近幾年，得益于新疆大部分地區(qū)獨(dú)特的氣候、土質(zhì)以及光熱資源，核桃成為新疆重要的經(jīng)濟(jì)林之一。因此，市場(chǎng)對(duì)核桃砧木苗品質(zhì)的需求也日益遞增。本研究以阿克蘇地區(qū)厚皮農(nóng)家種質(zhì)砧木苗為研究對(duì)象，通過氮梯度的加載，探究砧木苗形態(tài)、物質(zhì)含量以及氮代謝酶特征的差異變化，以期為新疆核桃砧木苗的標(biāo)準(zhǔn)化施肥以及相關(guān)氮素營(yíng)養(yǎng)的研究提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)以塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站的京鵬智能溫室為試驗(yàn)材料培育場(chǎng)所，選取阿克蘇厚皮農(nóng)家種質(zhì)核桃砧木苗為研究對(duì)象，盆栽，采用珍珠巖∶蛭石∶草炭=5∶3∶2為栽培基質(zhì)?；|(zhì)全氮、全磷、全鉀及有機(jī)質(zhì)含量分別為3.60、0.57、24.60、112.06 mg/g，容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度及汽水比分別為0.65 g/cm3、21.48%、5.33%、16.14%、0.36。

1.2? ? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

待苗高15～20 cm后進(jìn)行不同氮素水平處理，氮素處理以尿素溶液為氮源，設(shè)4個(gè)處理，分別為0 g/（a·m2）（CK）、5 g/（a·m2）（N1）、10 g/（a·m2）（N2）、15 g/（a·m2）（N3），處理后2周測(cè)定各指標(biāo)。

1.3? ? 指標(biāo)測(cè)定

形態(tài)指標(biāo)：葉長(zhǎng)、葉寬、葉厚、地徑、株高利用游標(biāo)卡尺和直尺進(jìn)行測(cè)量，目測(cè)葉片數(shù)。生理指標(biāo)：光合色素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛含量及硝酸還原酶（NR）活性的測(cè)定參考李合生[9]的試驗(yàn)方法;谷氨酰胺合成酶（GS）活性的測(cè)定參考Cren等[10]的試驗(yàn)方法。

1.4? ? 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析整理運(yùn)用Excel 2016、DPS v7.05進(jìn)行。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 基于氮梯度加載下核桃砧木苗形態(tài)特征變化

由表1可知，各形態(tài)指標(biāo)在氮梯度的加載下基本呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。葉片數(shù)方面，處理N2、N3極顯著高于CK，處理N1與CK差異不顯著。葉長(zhǎng)方面，處理N3極顯著高于處理N1、N2、CK，且處理N3是CK的1.34倍。地徑方面，處理N3顯著高于其他處理，且極顯著高于處理N1及CK，較CK高出75.49%。由此可見，核桃砧木苗形態(tài)特征對(duì)氮水平的響應(yīng)顯著。

2.2? ? 基于氮梯度加載下核桃砧木苗葉片部分物質(zhì)含量變化

由表2可知，隨氮梯度的加載，光合色素均呈上升趨勢(shì)，處理N3的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素及類胡蘿卜素含量均高于其他處理。其中，處理N3葉綠素a含量（1.63 mg/g）、葉綠素b含量（0.49 mg/g）、總?cè)~綠素含量（2.12 mg/g）均極顯著高于CK;處理N1、N2葉綠素a、總?cè)~綠素含量均顯著低于處理N3;處理N3的類胡蘿卜素含量顯著高于處理N1及CK。

核桃砧木苗葉片脯氨酸含量對(duì)氮水平的響應(yīng)如圖1所示，可以看出，核桃砧木苗葉片脯氨酸含量隨氮水平的增高而增高。處理N2、N3的核桃砧木苗葉片脯氨酸含量均極顯著高于CK，處理N1的核桃砧木苗葉片脯氨酸含量顯著高于CK。由此可見，施氮處理的核桃砧木苗葉片脯氨酸含量顯著高于不施氮處理。

由圖2可知，隨著氮水平的增高，核桃砧木苗葉片中可溶性糖含量隨之增高。處理N2的可溶性糖含量（0.961 8%）顯著高于CK（0.710 5%），處理N3的可溶性糖含量（1.169 7%）極顯著高于CK，且較CK高出64.63%。

由圖3可知，隨著氮水平的遞增，核桃砧木苗葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。處理N1、N2、N3均極顯著高于CK，且處理N3的可溶性蛋白質(zhì)含量（23.476 mg/g）較CK高出96.19%;處理N2極顯著低于處理N3，極顯著高于處理N1，且處理N2是處理N1的0.82倍。

2.3? ? 基于氮梯度加載下核桃砧木苗葉片氮代謝關(guān)鍵酶活性變化

硝酸還原酶（NR）是氮代謝的首要關(guān)鍵酶。由圖4可知，核桃砧木苗葉片中的NR酶活性隨氮水平的遞增而遞增，CK極顯著低于處理N3，且處理N3較CK高出31.71%;CK、處理N1、處理N2之間無顯著差異，但均隨誘導(dǎo)程度的遞增呈上升趨勢(shì)。谷氨酰胺合成酶（GS）是氮代謝第二環(huán)節(jié)的首要關(guān)鍵酶，是將無機(jī)氮轉(zhuǎn)換為有機(jī)氮的關(guān)鍵工具。由圖5可知，在不同氮水平誘導(dǎo)下，核桃砧木苗葉片中GS酶活性隨誘導(dǎo)程度的遞增呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且處理N3明顯增加，極顯著高于CK、處理N1、處理N2。這說明隨氮水平的遞增，NR及GS的酶活性均極顯著增強(qiáng)。

3? ? 結(jié)論與討論

迄今為止，有關(guān)施氮量的研究基本集中在一年生作物上，而對(duì)果樹砧木苗的研究較少。本研究欲通過核桃砧木苗生長(zhǎng)生理特性對(duì)氮水平的響應(yīng)，為將來的相關(guān)研究提供理論支持。植物生長(zhǎng)對(duì)氮素的依賴性較強(qiáng)，植物一般通過吸收外界的氮素來維持植株體內(nèi)的生理生化反應(yīng)。大量研究表明[11-12]，氮誘導(dǎo)程度的加強(qiáng)能夠影響植株的形態(tài)特征。李韋柳等[13]、劉福妹等[14]、佟? 靜等[15]對(duì)狼尾草、米老排、一串紅的研究發(fā)現(xiàn)，株高、地徑隨氮水平的遞增呈上升趨勢(shì)。查? 琳等[16]、殷春淵等[17]對(duì)北美冬青、水稻的研究表明，葉長(zhǎng)、葉寬隨氮水平的遞增而遞增。本研究發(fā)現(xiàn)，核桃砧木苗的株高、地徑、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)、葉寬、葉厚在氮梯度的加載下呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)，這與佟? 靜等[15]、殷春淵等[17]的結(jié)論相似。有研究表明，在一定氮處理范圍內(nèi)，苦苣[18]、糜子[19]、水稻[20]、葡萄[21]、桃[22]等的光合色素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、硝酸還原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性隨氮水平的增高呈上升趨勢(shì)。本研究發(fā)現(xiàn)，脯氨酸含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、硝酸還原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性隨氮水平的遞增呈上升趨勢(shì)。這與朱玉珍等[21]、楊正榮等[22]的研究結(jié)果類似。

綜上所述，基于氮梯度加載下的核桃砧木苗生長(zhǎng)特征及生理特性存在顯著差異。核桃砧木苗的株高、地徑、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)、光合色素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、硝酸還原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性在15 g/（a·m2）處理下均高于其他處理。因此，適量增施氮肥有利于核桃砧木苗的生長(zhǎng)、提高砧木苗體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量以及促進(jìn)氮代謝能力。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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