不同施肥水平對(duì)南瓜RuBP羧化酶活性的影響

周修任，楊鵬鳴

（1.河南科技學(xué)院生命科技學(xué)院，河南新鄉(xiāng)，453003；2.河南科技學(xué)院園林學(xué)院）

穴盤育苗的主要目的就是提供健壯整齊的種苗，良好健壯的種苗不僅移栽成活率高，而且在移栽后能很快地恢復(fù)生長(zhǎng)，為植物的高產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)提高其整齊度和產(chǎn)品的質(zhì)量。種苗的產(chǎn)量和質(zhì)量與施肥有著極其密切的關(guān)系。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)穴盤苗的研究，絕大多數(shù)是關(guān)于外在形態(tài)指標(biāo)，極少?gòu)纳斫嵌葘?duì)其作出探討和判定。外部指標(biāo)只是內(nèi)部生理變化的反映，因此要進(jìn)一步了解施肥對(duì)內(nèi)部生理的影響機(jī)制。RuBP羧化酶是光合碳循環(huán)中最初的CO2固定酶，它對(duì)凈光合速率起著決定性的影響，是光合碳同化的關(guān)鍵酶，已成為植物光合作用的一個(gè)限制因子。它的活性與植物的壯苗水平有著密切的聯(lián)系[1～2]。目前對(duì)砧木用南瓜的RuBP羧化酶研究還鮮見報(bào)道，本研究旨在弄清不同施肥水平對(duì)南瓜RuBP羧化酶活性的影響，以期為南瓜砧木的工廠化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)材料為山東省萊陽(yáng)華綠種苗有限公司生產(chǎn)的全能鐵甲砧木南瓜。基質(zhì)采用草炭∶花生殼∶膨化雞糞=5∶4∶1（V∶V∶V）的有機(jī)基質(zhì)。 基質(zhì)的主要營(yíng)養(yǎng)元素均已測(cè)定。穴盤為128孔穴盤，每穴3 cm×3 cm×4.5 cm。尿素、磷鉀和微肥均購(gòu)自化學(xué)藥品商店，磷鉀指磷酸二氫鉀，微肥由等質(zhì)量的FeSO4·7H2O，CuSO4·5H2O，ZnSO4·7H2O，MnSO4和硼砂復(fù)配而成。

1.2 試驗(yàn)方法

采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案[3]。 分別將尿素（A）設(shè) 0，5，10 g/L 3 個(gè)水平；磷酸二氫鉀（B）設(shè) 0，100，200 mg/L 3 個(gè)水平；微肥（C）設(shè) 0，0.5，1 mg/L 3 個(gè)水平；各區(qū)的施肥情況如表1所示。另設(shè)空白對(duì)照CK。試驗(yàn)于2008年10月至2009年5月在河南科技學(xué)院進(jìn)行。在南瓜穴盤苗10 d苗齡時(shí)開始隨機(jī)取樣測(cè)定。每次取樣測(cè)定的第2天早晨進(jìn)行施肥處理，每個(gè)區(qū)噴施相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液3 000 mL，對(duì)照噴灑清水3 000 mL，當(dāng)天早晨不再澆水。每隔10 d進(jìn)行一次隨機(jī)取樣測(cè)定。在苗齡10～50 d期間，共進(jìn)行4次葉面施肥，5次取樣測(cè)定。RuBP羧化酶活性的測(cè)定采用紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥水平對(duì)南瓜RuBP羧化酶活性影響的方差分析

因F＞F0.05，第一類誤差與第二類誤差差異顯著，所以用第一類誤差作誤差項(xiàng)。由于不同施肥方式對(duì)南瓜RuBP羧化酶活性影響差異顯著（表2），因此有必要進(jìn)一步分析研究。

2.2 不同施肥水平對(duì)南瓜RuBP羧化酶的影響

由表3可看出，施肥后的各苗齡中，對(duì)南瓜穴盤苗RuBP羧化酶活性影響最大的是氮肥和微肥，與對(duì)照相比，兩者均使酶活性顯著降低；與對(duì)照相比，施用磷鉀肥后，南瓜RuBP羧化酶活性沒有發(fā)生顯著變化。

氮肥施用后，總體上使各苗齡的南瓜穴盤苗RuBP羧化酶活性明顯降低，且隨氮肥施用次數(shù)和苗齡的增加，RuBP羧化酶活性有愈來愈低的趨勢(shì)。但有些學(xué)者的研究表明，在一定氮肥供應(yīng)范圍內(nèi)RuBP羧化酶活性均有提高，而另外有學(xué)者認(rèn)為，當(dāng)供氮量達(dá)到一定的程度時(shí)，RuBP羧化酶活性不再提高[5]。這與本試驗(yàn)結(jié)果不一致，可能是本試驗(yàn)中育苗基質(zhì)本身所含有的有效氮素能足夠供給南瓜幼苗的生長(zhǎng)需要，因此進(jìn)一步施用氮肥并不能增加羧化酶活性，反而由于氮肥的過量對(duì)RuBP羧化酶活性產(chǎn)生了抑制。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，隨著氮肥施用水平的加大，RuBP羧化酶活性顯著地降低。這主要是由于氮素的過量使葉片中形成了過量的氨離子，氨離子容易透過生物膜，阻礙質(zhì)子的驅(qū)動(dòng)，損壞膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶環(huán)境發(fā)生變化，降低了RuBP羧化酶活性，因而隨著氮肥施用水平的增加，RuBP羧化酶活性被抑制的程度加強(qiáng)。

表 1 L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

表2 RuBP羧化酶活性影響的方差分析

表3 不同施肥水平對(duì)RuBP羧化酶活性的影響

與對(duì)照相比，在所測(cè)各苗齡中，施用磷鉀沒有對(duì)南瓜穴盤苗RuBP羧化酶活性產(chǎn)生顯著影響。但一般磷鉀缺乏的條件下，施用能顯著促進(jìn)羧化酶活性。上述情況表明，試驗(yàn)中的育苗基質(zhì)基本能提供南瓜幼苗所需的磷鉀元素。

與對(duì)照相比，微肥在施用后不同苗齡中，南瓜穴盤苗RuBP羧化酶活性均被顯著地抑制。原因不是由于微肥的過量對(duì)RuBP羧化酶活性產(chǎn)生了脅迫，而是因?yàn)榕cRuBP羧化酶活性密切相關(guān)的鎂元素吸收減少。鎂元素是光合作用過程中葉綠素的重要組成元素和RuBP羧化酶的活化劑，有機(jī)育苗基質(zhì)本身有效鎂元素含量較少，又由于鐵、錳和鋅等相關(guān)微肥的施加進(jìn)一步抑制了其吸收，最終導(dǎo)致南瓜穴盤苗RuBP羧化酶活性因鎂元素不足而明顯降低。

3 小結(jié)與討論

RuBP羧化酶是光合作用中碳還原和碳氧化過程中的關(guān)鍵酶，它對(duì)凈光合速率大小起著決定性的影響。以往的研究表明,植物RuBP活性受到多種環(huán)境因子的影響。如光照、CO2濃度、溫度等對(duì)該酶的活性及含量均有影響。隨施氮量增加，地上部生長(zhǎng)逐漸旺盛，過量施氮，更加劇葉叢形成，從而加速植物地上的生長(zhǎng)發(fā)育[6]。本研究表明，RuBP羧化酶活性隨施氮量增加在各生育時(shí)期的表現(xiàn)有所不同。苗期施氮量與RuBP羧化酶活性呈顯著正相關(guān)，其他各生育時(shí)期也呈正相關(guān)，但不顯著。在苗期氮素釋放較少，過量施氮刺激生長(zhǎng)，到葉叢形成期以后，過量施氮導(dǎo)致氮代謝不協(xié)調(diào)，從而也影響到CO2的同化。磷鉀肥在不缺的情況下最好不要施用，而微肥中的一些元素對(duì)RuBP的活性影響很大，所以要嚴(yán)格控制好施用量。值得強(qiáng)調(diào)的是該研究只是用單個(gè)地點(diǎn)的有限的施肥水平進(jìn)行研究所得的結(jié)論，要使這一研究結(jié)果能夠推廣應(yīng)用于南瓜砧木生產(chǎn)實(shí)踐，還需要進(jìn)行廣泛研究以確定具有普遍意義的量化關(guān)系。

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