不同氮素形態(tài)配比對(duì)綠豆幼苗養(yǎng)分吸收及生物量的影響

韋蘭潔　黃斌　農(nóng)艷豐

摘 要：該文在無(wú)菌培養(yǎng)條件下，研究了無(wú)機(jī)氮（銨態(tài)氮和硝態(tài)氮）和有機(jī)氮（氨基酸態(tài)氮）對(duì)綠豆幼苗養(yǎng)分吸收及干重的影響。結(jié)果表明：?jiǎn)我讳@態(tài)氮能抑制植物的生長(zhǎng)；單一硝態(tài)氮處理，濃度增加，植株生物量降低；氨基酸態(tài)氮與銨態(tài)氮配比處理，生物量高于銨態(tài)氮單一處理；氨基酸態(tài)氮、硝態(tài)氮的比例為1∶2 時(shí)，N素含量最高；硝態(tài)氮、銨態(tài)氮在125mg/L促進(jìn)P素的吸收，而氨基酸態(tài)氮抑制P的吸收。

關(guān)鍵詞：綠豆；氨基酸態(tài)氮；硝態(tài)氮；銨態(tài)氮

中圖分類(lèi)號(hào) S56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）07-45-03

Abstract：The present experiment was conducted to study the effects of different inorganic forms （amino acid nitrogen，nitrate nitrogen，ammonium nitrogen） and proportion on nutrient uptake and biomass of seedling growth of mung bean under sterilized culture.It was found that ammonium nitrogen restrained the growth of the plant and the biomass reduced with the increase of nitrate concentration，amino acid nitrogen and nitrate nitrogen ratio of 1∶2 can promote the absorption of N element，nitrate nitrogen and ammonium nitrogen of 125mg/L can promote the synthesis of P，and amino nitrogen can inhibit the synthesis of P.

Key words：Mung bean；Amino acid nitrogen；Nitrate nitrogen；Ammonium nitrogen

1 引言

綠豆屬于豆科蝶形花亞科菜豆族豇豆屬，是一種抗逆性很強(qiáng)的作物，由于其具有生育期短，播期彈性大，適應(yīng)性廣，利于用地養(yǎng)地，經(jīng)濟(jì)效益高等特性而深受廣大農(nóng)戶(hù)的喜愛(ài)。氮素是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素及一些激素等的重要組成部分，是限制植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的重要因素。銨態(tài)氮和硝態(tài)氮是植物成長(zhǎng)過(guò)程中2種主要的礦質(zhì)氮源，而甘氨酸是土壤中含量較多的游離氨基酸，是分子量最小、分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的氨基酸，因此本文選擇甘氨酸（Gly，分析純）作為供試有機(jī)氮氮源。近年來(lái)，通過(guò)13C-15N雙標(biāo)記氨基酸土壤培養(yǎng)試驗(yàn)和嚴(yán)格的無(wú)菌水培試驗(yàn)，均證明了植物能直接吸收分子態(tài)氨基酸。有關(guān)植物吸收和利用有機(jī)氮的的研究逐漸增多，但以無(wú)機(jī)氮與有機(jī)氮不同配比，探討不同氮源濃度，以及不同混合氮源對(duì)植物生長(zhǎng)和氮素吸收影響的報(bào)道尚未見(jiàn)報(bào)道。為此，本研究以綠豆為材料，采用無(wú)菌培養(yǎng)方法，旨在討論不同單一氮源以及不同氮源組合對(duì)綠豆幼苗生長(zhǎng)的影響，為綠豆合理施用氮肥提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)于2014年在百色學(xué)院內(nèi)采用無(wú)菌培養(yǎng)的方式進(jìn)行。綠豆品種為中綠1號(hào)。種子滅菌的方法：70%的酒精浸泡lmin，無(wú)菌水洗3次，然后用8%次氯酸鈉浸泡20min后，無(wú)菌水洗5次。滅菌后的種子播在內(nèi)含Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中，每瓶放種子5粒，加蓋封口，置于25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 有機(jī)氮為甘氨酸，無(wú)機(jī)氮為（NH4）2SO4、KNO3，分別以A、B、C表示。3個(gè)氮素水平：250mg/L，125mg/L，62.5mg/L。根據(jù)第一批植株的長(zhǎng)勢(shì)，以125mg/L為標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮按照1∶1，1∶2，2∶1配倍比混合施用。營(yíng)養(yǎng)液采用Hoagland設(shè)計(jì)的營(yíng)養(yǎng)成分，略有改進(jìn)，配方如下：CaCl2 444.47mg/L，MgSO4 493mg/L， KCl373.77mg/L；鐵鹽溶液2.5mL（pH=5.5，七水硫酸亞鐵2.78g，乙二胺四乙酸二鈉3.73g，）；微量元素液5mL（碘化鉀0.83mg/L，硼酸0.2493mg/L，硫酸錳22.3mg/L，硫酸鋅8.6493mg/L，鉬酸鈉0.25mg/L，硫酸銅0.025mg/L，氯化鈷0.025mg/L。

2.3 項(xiàng)目測(cè)定 將綠豆幼苗按上述試驗(yàn)方法培養(yǎng)30d后取出。先用自來(lái)水沖洗，再用去離子水沖洗。置于烘箱105℃殺青，65℃烘干至恒重，稱(chēng)重。采用H2S04-H202法消煮，凱氏定氮法測(cè)定氮（N）含量，紫外-可見(jiàn)分光光度法測(cè)定磷（P）含量，火焰光度法測(cè)定鉀（K）含量。

2.4 數(shù)據(jù)處理 測(cè)定的數(shù)據(jù)利用軟件Excel2003和SPSS17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤（SE）。

3 結(jié)果與分析

3.1 氮源對(duì)植株生物量的影響 干重是衡量植株生長(zhǎng)得好壞的一個(gè)重要因素，因?yàn)椴煌牡磿?huì)影響著生物量的合成。

3.1.1 單一氮源對(duì)植株干重的影響 由表1可知：氨基酸態(tài)氮處理下，植株的干重隨著氨基酸態(tài)氮濃度的增加而增加，但無(wú)顯著差異（p<0.05）；銨態(tài)氮處理下，植株的干重顯著低于甘氨酸處理的，但處理間差異不顯著（p<0.05）；硝態(tài)氮處理下，植株的干重隨著處理濃度的降低而增加，且在濃度為250mg/L時(shí)，達(dá)到顯著差異（p<0.05）。

3.1.2 混合氮源對(duì)植株生物量的影響 由表1可知：氨基酸態(tài)氮，銨態(tài)氮配比處理下，兩者比例是1∶1時(shí)，植株的生物量達(dá)到最高，但處理間差異不顯著（p<0.05）?；旌咸幚硐轮参锏纳锪匡@著（p<0.05）高于銨態(tài)氮處理的。氨基酸態(tài)氮、硝態(tài)氮配比處理下，兩者比例為1∶1時(shí)，植物的生物量最低，但處理間差異亦不顯著。兩者比例為1∶2處理下的植物生物量顯著（p<0.05）高于硝態(tài)氮單一處理的。

3.2 氮源對(duì)植株氮含量的影響 氮是植物許多重要的有機(jī)化合物的成分，同時(shí)也是遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)。

3.2.1 單一氮源對(duì)植株氮含量的影響 3種氮素形態(tài)下的植株的含N量的變化規(guī)律相似，都是隨著氮素濃度的增加而增加。等氮條件下，對(duì)植株含N量的營(yíng)養(yǎng)效果依次為：銨態(tài)氮>硝態(tài)氮>氨基酸態(tài)氮（表2）。

3.2.2 混合氮源對(duì)植株氮含量的影響 氨基酸態(tài)氮、硝態(tài)氮配比處理下，植株的含N量隨著氨基酸態(tài)氮比重的增加而增加，且當(dāng)者比例是2∶1時(shí)達(dá)到顯著差異，說(shuō)明氨基酸態(tài)氮的比重對(duì)植株的含N量有較大影響（見(jiàn)表2）。氨基酸態(tài)氮，銨態(tài)氮配比處理下，處理間的差異不顯著，表明氨基酸態(tài)氮與銨態(tài)氮配比施用的比例對(duì)植物N素的吸收無(wú)顯著影響（表2）。

3.3 氮源對(duì)植株磷含量的影響 磷是植物體內(nèi)重要化合物組成元素之一，磷素有利于細(xì)胞分裂增殖，促進(jìn)生長(zhǎng)。

3.3.1 單一氮源對(duì)植株磷含量的影響 氨基酸態(tài)氮處理下，植株含P量顯著低于其他2種無(wú)機(jī)氮處理的。植物含P量呈先降低后增高的趨勢(shì)，變化幅度較小。銨態(tài)氮、硝態(tài)氮處理下，植株的含P量都呈先增高后降低趨勢(shì)，且濃度大于125mg/L時(shí)，下降幅度較大。說(shuō)明過(guò)高的無(wú)機(jī)氮濃度抑制植株P(guān)元素的合成（見(jiàn)圖1）。濃度為62.5mg/L和250mg/L時(shí)，無(wú)機(jī)氮銨態(tài)氮、硝態(tài)氮處理下的植株的含P量有機(jī)氮氨基酸態(tài)氮處理的差異不顯著，但在濃度125mg/L時(shí)，無(wú)機(jī)氮銨態(tài)氮、硝態(tài)氮處理的植株含P量顯著高于有機(jī)氮氮氨基酸態(tài)氮處理的，可見(jiàn)，濃度為125mg/L時(shí)，無(wú)機(jī)氮能夠促進(jìn)植株P(guān)元素的合成。

3.3.2 混合氮源對(duì)植株磷含量的影響 氨基酸態(tài)氮與銨態(tài)氮配比施用時(shí)，植株的含P量隨著氨基酸態(tài)氮比重的增加而增大，濃度為250mg/L時(shí)，植株的含P量達(dá)到最大值；氨基酸態(tài)氮、硝態(tài)氮配比處理下，植物P含量隨著硝態(tài)氮比重的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)（圖2）。

3.4 氮源對(duì)植株鉀含量的影響 鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素之一，其在控制葉片的開(kāi)關(guān)、促進(jìn)光合作用、促進(jìn)蛋白質(zhì)合成以及糖代謝等方面有很大作用。

3.4.1 單一氮源對(duì)植株鉀含量的影響 氨基酸態(tài)氮處理下，植株的含K量隨著濃度的增大而增大，在62.5～125mg/L濃度范圍內(nèi)，變化幅度很小，當(dāng)濃度大于125mg/L后，增加幅度變大；硝態(tài)氮和銨態(tài)氮對(duì)植株含K量的影響規(guī)律大致相同，均隨著處理濃度的增加而降低，但降低幅度較小，說(shuō)明無(wú)機(jī)氮源的濃度對(duì)植株的含K量影響不大（見(jiàn)圖3）。

3.4.2 混合氮源對(duì)植株鉀含量的影響 氨基酸態(tài)氮、硝態(tài)氮配比處理與氨基酸態(tài)氮、銨態(tài)氮配比處理對(duì)植株全鉀含量的影響趨勢(shì)完全相反。氨基酸態(tài)氮的比重小于硝態(tài)氮時(shí)，植株的K含量隨著氨基酸態(tài)氮比重的增加而增加，兩者比重相等時(shí)，植株的K含量達(dá)到最大值，當(dāng)氨基酸態(tài)氮的比重大于硝態(tài)氮時(shí)，植株的K含量隨著氨基酸態(tài)氮比重的增加而降低，氨基酸態(tài)氮、銨態(tài)氮配比處理則反之（見(jiàn)圖4）。

4 討論和結(jié)論

Gerendás（1997）等認(rèn)為，以NH4+-N培養(yǎng)植物時(shí)，會(huì)抑制植物生長(zhǎng)，本研究結(jié)果與其一致，NH4+-N處理下的植株干重顯著低于其他2種處理。以KNO3為單一氮源時(shí)，處理濃度增加，植株干重降低，究其原因可能是NO3- 必須還原為NH4+才能參與進(jìn)一步的代謝過(guò)程，而NO3-的還原需要植物體提供能量，可能因需要消耗大量的光合產(chǎn)物，NO-3-N不能被作物充分利用，所以對(duì)植物生長(zhǎng)的作用是有限的。甘氨酸、硫酸銨混合處理下與銨態(tài)氮混合試用，原因可能是因?yàn)楦邼舛蠕@態(tài)氮對(duì)抑制植物的生長(zhǎng)，而氨基酸態(tài)氮的加入減少了銨態(tài)氮的濃度，從而減少對(duì)植物的毒害。甘氨酸、硝酸鉀的比例為1∶2時(shí)，植株含N量最高，究其原因可能是因?yàn)榘被釕B(tài)氮的加入減少了硝態(tài)氮的流失，從而促進(jìn)了植物對(duì)氮素的吸收。銨態(tài)氮、硝態(tài)氮在125℃促進(jìn)P的合成，而氨基酸態(tài)氮抑制P的合成。原因可能是因?yàn)橹参镂瞻被釕B(tài)氮之后，用于同化而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。關(guān)于綠豆吸收利用氨基酸態(tài)氮，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的詳細(xì)機(jī)理有待于進(jìn)一步深入研究。

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