不同形態(tài)氮肥對設(shè)施黃瓜生長及氮素吸收的影響

班甜甜,劉星雨,馬 超,李曉慧,陳 卓

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所,貴陽 550006;2.貴州省園藝工程技術(shù)研究中心,貴陽 550006;3.安順學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,貴州安順 561000)

因此,選擇合適的氮肥形態(tài),對于黃瓜生產(chǎn)中科學(xué)施肥,促進(jìn)黃瓜生產(chǎn)具有重要意義。以‘中農(nóng)26號’為研究對象,采用無土盆栽試驗(yàn)方法,研究銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、酰胺態(tài)氮以及兩兩混合6種氮肥處理對氮素利用的影響,揭示黃瓜對不同形態(tài)氮肥的吸收及利用特性,進(jìn)而明確黃瓜對某種氮肥高效吸收的機(jī)制,為黃瓜生產(chǎn)中氮肥的選擇利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)黃瓜品種為‘中農(nóng)26號’,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

氮肥處理通過澆施不同的營養(yǎng)液來實(shí)現(xiàn)。營養(yǎng)液以Hoagland配方為基礎(chǔ),進(jìn)行適當(dāng)改變。各處理氮素含量相同,均為14 mmol/L,pH 5.5,以(NH4)2SO4或者NH4H2PO4為銨態(tài)氮,Ca(NO3)2·4H2O或KNO3為硝態(tài)氮,尿素為酰胺態(tài)氮,P、K、Ca、Mg分別為1、6、3.5、2 mmol/L,Fe、B、Cu、Mn、Mo、Zn分別為110、20.6、0.16、 5.3、0.49、0.34 μmol/L。共6個(gè)處理(表1),每個(gè)處理3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)5株,共90株。

表1 不同處理的氮肥施用方案Table 1 Nitrogen application plan under different treatments

本試驗(yàn)于2021年4-6月份在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所溫室中進(jìn)行。選取飽滿、整齊一致的黃瓜種子浸種、催芽,用育苗基質(zhì)育苗。二葉一心時(shí)定植在椰糠與珍珠巖(體積比6∶4)混合的盆中(直徑25 cm,高度30 cm),每盆1株。當(dāng)幼苗長到 8 片真葉時(shí)進(jìn)行吊蔓。根據(jù)盆中基質(zhì)的水分狀況澆入營養(yǎng)液,使基質(zhì)含水量保持在其持水量的 60%左右。每個(gè)塑料盆的底部放置一個(gè)托盤以收集滲漏的營養(yǎng)液并將其重新澆入基質(zhì)。氮肥處理42 d,試驗(yàn)中澆施的氮肥所含的氮素包括常規(guī)N和15N,每盆黃瓜共澆施6.85 L營養(yǎng)液。

1.3 測定指標(biāo)及方法

黃瓜植株經(jīng)過不同形態(tài)氮肥處理42 d后收獲,將根、莖、葉、果各部分分開烘干稱量,計(jì)算干質(zhì)量;用凱氏定氮儀(中國上海 K9840) 分析N濃度[11],并計(jì)算氮含量[12],根據(jù)植株干物質(zhì)含量、植株總N積累量與介質(zhì)供氮量分析計(jì)算氮素吸收效率、生理效率;并通過含15N同位素(豐度為10%)的3種不同形態(tài)氮肥處理黃瓜,根據(jù)同位素示蹤技術(shù)分析氮素(15N標(biāo)記的)在各器官的轉(zhuǎn)運(yùn)情況。氮素吸收速率試驗(yàn)時(shí)將黃瓜幼苗根系浸入15N標(biāo)記的不同形態(tài)氮肥營養(yǎng)液中培養(yǎng)一定時(shí)間,烘干,用元素分析儀測定氮15N含量并計(jì)算吸收速率。各指標(biāo)的計(jì)算公式如下:

黃瓜不同部位(根、莖、葉、果)總N積累量=植株葉(莖、果、根)干物質(zhì)量×葉(莖、果、根)氮素含量

黃瓜植株總N積累量 =Σ植株葉(莖、果、根)干物質(zhì)量×葉(莖、果、根)氮素含量

氮素吸收效率(NUTE)=總N積累量/介質(zhì)供氮量

氮素生理效率(NPE)=植株干物質(zhì)量/總N積累量

器官(根、莖、葉、果)15N轉(zhuǎn)運(yùn)量(g)=器官總N積累量(g)×植物樣品中15N原子百分超%/肥料中15N原子百分超%

植株15N總轉(zhuǎn)運(yùn)量 =Σ器官(根、莖、葉、果)氮(15N標(biāo)記)轉(zhuǎn)運(yùn)量

氮素吸收速率(mg/min)=植株全氮量(mg)/浸入時(shí)間(min)×植物樣品中15N原子百分超%/肥料中15N原子百分超%

原子百分超Ndff(%)=樣品15N豐度- 0.366 3%/肥料度-0.3663%×100%

樣品15N豐度(%)在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所測定

原子百分超Ndff指植株器官從肥料中吸收分配到的15N量對該器官全氮量的貢獻(xiàn)率,反映了植株器官對肥料15N的吸收征調(diào)能力,其中 0.366 3%為自然豐度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)的統(tǒng)計(jì)方法,對各處理的指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)換算,統(tǒng)計(jì)其加權(quán)值,來評價(jià)各處理的耐澇性。

計(jì)算公式:R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中Xi為指標(biāo)測定值,Xmax和Xmin為所有處理方法某一指標(biāo)的最大值和最小值。如果某一指標(biāo)與氮肥的優(yōu)劣呈負(fù)相關(guān),則利用反隸屬函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

計(jì)算公式:R(Xi)=1-(Xi-Xmin)/ (Xmax-Xmin)

采用 Excel 2003整理數(shù)據(jù)并繪制圖表,用Spss 22.0軟件分析顯著性及相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同形態(tài)氮肥對黃瓜根、莖、葉、果及植株干質(zhì)量的影響

相同部位中不同的小寫字母分別表示處理間差異顯著(P<0.05),下圖及表同此

2.2 不同形態(tài)氮肥對黃瓜氮素吸收效率及生理效率的影響

圖2 不同形態(tài)氮肥對黃瓜氮素吸收效率及生理效率的影響Fig.2 Effects of different nitrogen forms on nitrogen absorption and physiological efficiency of cucumber

表2 不同形態(tài)氮肥處理對黃瓜各器官15N轉(zhuǎn)運(yùn)量的影響Table 2 Effects of different nitrogen forms on 15N transshipment volume of cucumber organs

2.3 不同形態(tài)氮肥對黃瓜氮素(15N)轉(zhuǎn)運(yùn)量的 影響

2.4 不同形態(tài)氮肥對黃瓜植株不同部位總N積累量的影響

圖3 不同形態(tài)氮肥對黃瓜植株不同部位總N積累量的影響Fig.3 Effects of different nitrogen forms on total N accumulation in different positions of cucumber

2.5 不同形態(tài)氮肥對黃瓜氮素(15N標(biāo)記)吸收速率的影響

圖4 不同形態(tài)氮肥對黃瓜氮素吸收速率的影響Fig.4 Effects of different nitrogen forms on N absorption rate of cucumber

2.6 黃瓜各指標(biāo)的相關(guān)性分析

根據(jù)表3中對黃瓜植株各指標(biāo)之間的相關(guān)性分析可知,不同指標(biāo)之間的相關(guān)性不同。氮素的生理效率與其他指標(biāo)之間均為負(fù)相關(guān),與氮素吸收效率、植株15N轉(zhuǎn)運(yùn)量及植株總氮積累量之間的負(fù)相關(guān)性達(dá)到極顯著水平,與其他指標(biāo)之間的負(fù)相關(guān)性不顯著;植株干質(zhì)量、氮素吸收效率、植株15N轉(zhuǎn)運(yùn)量、植株總氮積累量、氮素吸收速率之間均呈極顯著性正相關(guān)。

表3 黃瓜植株各指標(biāo)之間的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of growth indexes of cucumber plants

2.7 不同形態(tài)氮肥處理下黃瓜各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值比較

表4 不同形態(tài)氮肥處理時(shí)黃瓜各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值Table 4 Subordinate function values of cucumber indexes under treatments of different forms of nitrogen fertilizer

3 討 論

3.1 不同形態(tài)氮肥對黃瓜生長的影響

3.2 不同形態(tài)氮肥對黃瓜氮素吸收的影響

4 結(jié) 論