不同氮素形態配比對綠豆幼苗養分吸收及生物量的影響

韋蘭潔　黃斌　農艷豐

摘 要：該文在無菌培養條件下，研究了無機氮（銨態氮和硝態氮）和有機氮（氨基酸態氮）對綠豆幼苗養分吸收及干重的影響。結果表明：單一銨態氮能抑制植物的生長；單一硝態氮處理，濃度增加，植株生物量降低；氨基酸態氮與銨態氮配比處理，生物量高于銨態氮單一處理；氨基酸態氮、硝態氮的比例為1∶2 時，N素含量最高；硝態氮、銨態氮在125mg/L促進P素的吸收，而氨基酸態氮抑制P的吸收。

關鍵詞：綠豆；氨基酸態氮；硝態氮；銨態氮

中圖分類號 S56 文獻標識碼 A 文章編號 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，是一種抗逆性很強的作物，由于其具有生育期短，播期彈性大，適應性廣，利于用地養地，經濟效益高等特性而深受廣大農戶的喜愛。氮素是植物體內蛋白質、核酸、葉綠素及一些激素等的重要組成部分，是限制植物生長和產量形成的重要因素。銨態氮和硝態氮是植物成長過程中2種主要的礦質氮源，而甘氨酸是土壤中含量較多的游離氨基酸，是分子量最小、分子結構最簡單的氨基酸，因此本文選擇甘氨酸（Gly，分析純）作為供試有機氮氮源。近年來，通過13C-15N雙標記氨基酸土壤培養試驗和嚴格的無菌水培試驗，均證明了植物能直接吸收分子態氨基酸。有關植物吸收和利用有機氮的的研究逐漸增多，但以無機氮與有機氮不同配比，探討不同氮源濃度，以及不同混合氮源對植物生長和氮素吸收影響的報道尚未見報道。為此，本研究以綠豆為材料，采用無菌培養方法，旨在討論不同單一氮源以及不同氮源組合對綠豆幼苗生長的影響，為綠豆合理施用氮肥提供理論依據。

2 材料與方法

2.1 試驗材料 試驗于2014年在百色學院內采用無菌培養的方式進行。綠豆品種為中綠1號。種子滅菌的方法：70%的酒精浸泡lmin，無菌水洗3次，然后用8%次氯酸鈉浸泡20min后，無菌水洗5次。滅菌后的種子播在內含Hoagland營養液的培養瓶中，每瓶放種子5粒，加蓋封口，置于25℃光照培養箱中培養。

2.2 試驗設計 有機氮為甘氨酸，無機氮為（NH4）2SO4、KNO3，分別以A、B、C表示。3個氮素水平：250mg/L，125mg/L，62.5mg/L。根據第一批植株的長勢，以125mg/L為標準，有機氮和無機氮按照1∶1，1∶2，2∶1配倍比混合施用。營養液采用Hoagland設計的營養成分，略有改進，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 項目測定 將綠豆幼苗按上述試驗方法培養30d后取出。先用自來水沖洗，再用去離子水沖洗。置于烘箱105℃殺青，65℃烘干至恒重，稱重。采用H2S04-H202法消煮，凱氏定氮法測定氮（N）含量，紫外-可見分光光度法測定磷（P）含量，火焰光度法測定鉀（K）含量。

2.4 數據處理 測定的數據利用軟件Excel2003和SPSS17.0進行統計分析。試驗數據為平均數±標準誤（SE）。

3 結果與分析

3.1 氮源對植株生物量的影響 干重是衡量植株生長得好壞的一個重要因素，因為不同的氮源會影響著生物量的合成。

3.1.1 單一氮源對植株干重的影響 由表1可知：氨基酸態氮處理下，植株的干重隨著氨基酸態氮濃度的增加而增加，但無顯著差異（p<0.05）；銨態氮處理下，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，達到顯著差異（p<0.05）。

3.1.2 混合氮源對植株生物量的影響 由表1可知：氨基酸態氮，銨態氮配比處理下，兩者比例是1∶1時，植株的生物量達到最高，但處理間差異不顯著（p<0.05）。混合處理下植物的生物量顯著（p<0.05）高于銨態氮處理的。氨基酸態氮、硝態氮配比處理下，兩者比例為1∶1時，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）高于硝態氮單一處理的。

3.2 氮源對植株氮含量的影響 氮是植物許多重要的有機化合物的成分，同時也是遺傳物質的基礎。

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

3.2.2 混合氮源對植株氮含量的影響 氨基酸態氮、硝態氮配比處理下，植株的含N量隨著氨基酸態氮比重的增加而增加，且當者比例是2∶1時達到顯著差異，說明氨基酸態氮的比重對植株的含N量有較大影響（見表2）。氨基酸態氮，銨態氮配比處理下，處理間的差異不顯著，表明氨基酸態氮與銨態氮配比施用的比例對植物N素的吸收無顯著影響（表2）。

3.3 氮源對植株磷含量的影響 磷是植物體內重要化合物組成元素之一，磷素有利于細胞分裂增殖，促進生長。

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

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

3.4 氮源對植株鉀含量的影響 鉀是植物生長發育的必需元素之一，其在控制葉片的開關、促進光合作用、促進蛋白質合成以及糖代謝等方面有很大作用。

3.4.1 單一氮源對植株鉀含量的影響 氨基酸態氮處理下，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，變化幅度很小，當濃度大于125mg/L后，增加幅度變大；硝態氮和銨態氮對植株含K量的影響規律大致相同，均隨著處理濃度的增加而降低，但降低幅度較小，說明無機氮源的濃度對植株的含K量影響不大（見圖3）。

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

4 討論和結論

Gerendás（1997）等認為，以NH4+-N培養植物時，會抑制植物生長，本研究結果與其一致，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，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+才能參與進一步的代謝過程，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物，NO-3-N不能被作物充分利用，所以對植物生長的作用是有限的。甘氨酸、硫酸銨混合處理下與銨態氮混合試用，原因可能是因為高濃度銨態氮對抑制植物的生長，而氨基酸態氮的加入減少了銨態氮的濃度，從而減少對植物的毒害。甘氨酸、硝酸鉀的比例為1∶2時，植株含N量最高，究其原因可能是因為氨基酸態氮的加入減少了硝態氮的流失，從而促進了植物對氮素的吸收。銨態氮、硝態氮在125℃促進P的合成，而氨基酸態氮抑制P的合成。原因可能是因為植物吸收氨基酸態氮之后，用于同化而促進植物的生長。關于綠豆吸收利用氨基酸態氮，銨態氮和硝態氮的詳細機理有待于進一步深入研究。

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