劉秀珍,郭麗娜,2

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,山西 太谷 030801;2.山西省經(jīng)濟(jì)研究中心,山西 太原 030001)

水分和氮肥形態(tài)對(duì)盆栽茼蒿產(chǎn)量及Ca、Fe含量的影響

劉秀珍1,郭麗娜1,2

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,山西 太谷 030801;2.山西省經(jīng)濟(jì)研究中心,山西 太原 030001)

通過盆栽試驗(yàn),研究了不同水分和不同形態(tài)氮肥配比對(duì)茼蒿產(chǎn)量及Ca、Fe含量的影響。結(jié)果表明:同一水分條件下,茼蒿的Fe含量隨NH4-N比例的增大而增加;Ca含量隨NH4-N比例的增大而減小。茼蒿的產(chǎn)量、葉綠素含量隨NO3-N比例的增大而降低。同一施肥條件下,茼蒿的Ca、Fe含量,葉綠素含量,產(chǎn)量均以中水(W2)處理最高。

水分;氮肥形態(tài);茼蒿;養(yǎng)分吸收

綠葉蔬菜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類營(yíng)養(yǎng)方面起著重要的作用。隨著生活水平的提高,人們對(duì)優(yōu)質(zhì)蔬菜的市場(chǎng)需求也日益增加。茼蒿中含有特殊香味的揮發(fā)油,可消食開胃。含有豐富的維生素、胡蘿卜素及多種氨基酸,可以養(yǎng)心安神、降壓補(bǔ)腦,清血化痰,潤(rùn)肺補(bǔ)肝,穩(wěn)定情緒,防止記憶力減退。逐漸為大多數(shù)人所喜食,成為飲食文化的新時(shí)尚。人類栽培和利用蔬菜除了獲得必需的維生素外,還可補(bǔ)充大量人體必需的礦質(zhì)元素營(yíng)養(yǎng)[1]。

硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是植物直接吸收的兩種主要的氮源,其吸收速率都很快,而且吸收到體內(nèi)的這兩種氮源都可以迅速同化為氨基酸和蛋白質(zhì),也就是說硝態(tài)氮和銨態(tài)氮具有同樣的生理功效。美國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家Arnon研究認(rèn)為:無論是銨態(tài)氮還是硝態(tài)氮都可以作為植物生長(zhǎng)和高產(chǎn)的良好氮源[2]。而前蘇聯(lián)著名農(nóng)業(yè)化學(xué)家普良尼斯尼可夫得出的結(jié)論是:假如為每種氮源提供最適的條件,那么在原則上它們具有同樣的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3]。而如果在某一條件下比較這兩種氮源對(duì)植物的優(yōu)越性,則需視提供的條件而異[1]。本試驗(yàn)以茼蒿為研究材料,通過盆載試驗(yàn),研究了不同形態(tài)氮肥配比,以及不同灌水量對(duì)茼蒿養(yǎng)分吸收與產(chǎn)量的影響,以期為建立茼蒿生產(chǎn)提供合理的水氮管理依據(jù)。

1 材料與方法

盆栽試驗(yàn)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行,供試土壤為石灰性褐土,有機(jī)質(zhì)含量為11.6 g?kg-1,全氮含量 0.79 g?kg-1,全磷 0.77 g?kg-1,全鉀21.92 g?kg-1,堿解氮 37.68 mg?kg-1,速效磷10.15 mg?kg-1,速效鉀193.22 mg?kg-1,田間持水量22.18%。供試肥料為KH2PO4,Ca(N03)2和(NH4)2SO4。供試蔬菜為茼蒿(Chrysanthe-mum coronariumL.)品種為大葉茼蒿。試驗(yàn)設(shè)肥料和水分兩個(gè)因子。施肥處理(N:0.2 g?kg-1土,P:0.1 g?kg-1土)設(shè) F1:NO3-N∶NH4-N=10∶0,F2:NO3-N∶NH4-N=7∶3,F3:NO3-N∶NH4-N=5∶5三個(gè)水平。水分處理(占田間持水量的%)設(shè)W1:低水(相對(duì)含量55%～65%),W2:中水(相對(duì)含量65%～75%),W3:高水(相對(duì)含量75%～85%)。每個(gè)處理重復(fù)6次,隨機(jī)排列。試驗(yàn)盆缽為27.5 cm×18.0 cm,每盆裝土5 kg,底部裝入石礫0.5 kg,在石礫中插入一根PVC管用于灌水,肥料按試驗(yàn)要求稱好與土壤混勻后按土壤容重1.3 g?cm-3裝土。澆水至田間持水量的80%。于2006年4月12日播種,生長(zhǎng)期間按試驗(yàn)要求稱重澆水,同時(shí)依次輪換盆缽位置,按常規(guī)方法管理,于2006年5月25日收獲,取地上部分,稱重計(jì)產(chǎn)。植物樣取地上部分洗凈,用吸水紙將表面水分吸干,鮮樣測(cè)定葉綠素含量。干樣于100～105℃恒溫箱中殺青20 min,然后降溫至65℃,繼續(xù)烘干,粉碎后測(cè)定Ca、Fe含量。全鈣:EDTA絡(luò)合滴定法;全鐵:干灰化原子吸收分光光度法[4];葉綠素:丙酮乙醇混合液法[5]。采用SAS和Excel軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分與不同形態(tài)氮素配比對(duì)茼蒿Ca含量的影響

鈣是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一,蔬菜屬于喜鈣作物。鈣有利于植物體內(nèi)新陳代謝和同化產(chǎn)物的運(yùn)輸。鈣參與人體組織的構(gòu)成,調(diào)節(jié)人體生理機(jī)能,為人體不可缺少的常量元素[6]。

圖1 不同水氮處理對(duì)茼蒿全Ca含量的影響Fig.1 Chrysanthemum total Ca content at different water and nitrogen treatment

由圖1可以看出,不同施肥處理茼蒿Ca含量隨著硝態(tài)氮比例的升高而增加,說明硝態(tài)氮對(duì)Ca2+的吸收有促進(jìn)作用,與張富倉(cāng)等[7]的研究一致。茼蒿的Ca含量以F1W2處理最高為1.50%。

在水分處理相同的條件下,茼蒿Ca含量隨著硝態(tài)氮比例的增大而增加,在低水(W1)條件下,茼蒿全硝態(tài)氮(F1)的Ca含量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別提高35.1%和 13.0%;在中水(W2)條件下,茼蒿全硝態(tài)氮(F1)的Ca含量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別提高33.7%和19.0%;在高水(W3)條件下,茼蒿硝態(tài)氮(F1)的Ca含量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別提高41.3%和20.1%;其中全硝態(tài)氮(F1)的Ca含量顯著高于硝銨等量(F3)處理的。

在施肥處理相同的條件下,茼蒿的Ca含量以中水(W2)最高,低水(W1)次之,高水(W3)最低,在全硝態(tài)氮(F1)條件下,中水(W2)的Ca含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高 18.4%和12.4%;高硝低銨(F2)條件下,中水(W2)的Ca含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高19.5%和6.8%;硝銨等量(F3)條件下,中水(W2)的 Ca含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高25.1%和13.5%。說明中水(W2)條件下最適宜茼蒿對(duì)Ca的吸收。

2.2 不同水分與不同形態(tài)氮素配比對(duì)茼蒿Fe含量的影響

不同蔬菜體內(nèi)的含鐵量差異較大。鐵是葉綠素合成的必需元素,同時(shí)還影響所有捕獲光能的器官,包括葉綠體、葉綠素蛋白復(fù)合物、類胡蘿卜素等,參與植株體內(nèi)氧化還原反應(yīng)和電子傳遞,是一些與呼吸作用有關(guān)酶的組成成分,參與植物細(xì)胞的呼吸作用。鐵元素在人體中主要集中分布于血液中,但所有的人體活細(xì)胞也含有鐵,鐵作為氧和二氧化碳的載體,是人體能量代謝所必需的元素。同時(shí)參與血紅蛋白的合成,對(duì)造血功能有很大影響。

一般而言,鐵能夠以Fe2+或Fe3+螯合物的形式被植物根系所吸收,但主要以Fe2+的形式被吸收,而介質(zhì)pH因素則對(duì)鐵的吸收有明顯的影響。氮素形態(tài)通過對(duì)根際pH變化的影響(供應(yīng)銨態(tài)氮時(shí)根系pH降低,供應(yīng)硝態(tài)氮時(shí)根系pH升高)從而一定程度上影響了蔬菜對(duì)鐵的吸收。銨態(tài)氮可明顯提高蔬菜作物新葉中Fe或活性Fe含量,提高其利用效率,而硝態(tài)氮?jiǎng)t起相反的作用[8～10]。

圖2 不同水氮處理對(duì)茼蒿全Fe含量的影響Fig.2 Chrysanthemum total Fe content at different water and nitrogen treatment

從圖2可以看出,配施銨態(tài)氮的Fe含量顯著高于全硝態(tài)氮的,且含鐵量隨著銨態(tài)氮比例的增大而呈增加趨勢(shì)。說明銨態(tài)氮的供應(yīng)可較大程度地促進(jìn)鐵向地上部轉(zhuǎn)移[8～10]。

在施肥處理相同的條件下,茼蒿的Fe含量以中水(W2)最高,在全硝態(tài)氮(F1)條件下,中水(W2)的Fe含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高5.2%和24.9%;在高硝低銨(F2)條件下,中水(W2)的Fe含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高8.1%和 29.4%;硝銨等量(F3)條件下,中水(W2)的Fe含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高7.0%和25.2%。其中中水(W2)與高水(W3)之間無顯著差異,但與低水(W1)處理間差異顯著。

2.3 不同水分與不同形態(tài)氮素配比對(duì)茼蒿葉綠素含量的影響

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì),葉綠素的多少直接影響到光合作用,進(jìn)而影響到生物量。葉綠素的含量在一定程度上能反應(yīng)光合強(qiáng)度,而且也直接關(guān)系著作物的光合同化過程。

圖3 不同水氮處理對(duì)茼蒿葉綠素含量的影響Fig.3 Chrysanthemum chlorophyll at different water and nitrogen treatment

由圖3可以看出,茼蒿葉綠素含量以硝銨等量(F3)中水(W2)最高達(dá)1.79 mg?g-1,顯著高于其它處理。由于葉綠素含量直接影響到葉片的光合速率,這也可能是造成F3W2處理茼蒿產(chǎn)量高的原因之一。

在水分處理相同的條件下,茼蒿的葉綠素含量隨著硝態(tài)氮比例的增大而降低,硝態(tài)氮被吸收后根際pH升高,容易造成鐵和其它微量元素供應(yīng)不足,葉綠素含量降低[11,12]。在低水(W1)條件下,全硝態(tài)氮(F1)的葉綠素含量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別降低26.4%和 15.6%,在中水(W2)條件下,全硝態(tài)氮(F1)的葉綠素含量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別降低 35.6%和23.1%,在高水(W3)條件下,全硝態(tài)氮(F1)的葉綠素含量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別降低22.2%和12.5%,其中硝銨等量(F3)的葉綠素含量顯著高于全硝態(tài)氮(F1)和高硝低銨(F2)。

在施肥處理相同的條件下,茼蒿的葉綠素含量以中水(W2)最高,在全硝態(tài)氮(F1)條件下,茼蒿中水(W2)的葉綠素含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高12.1%和 10.1%;高硝低銨(F2)條件下,茼蒿中水(W2)的葉綠素含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高29.6%和22.7%;硝銨等量(F3)條件下,茼蒿中水(W2)的葉綠素含量比高水(W3)和低水(W1)分別提高35.5%和25.9%。其中茼蒿中水(W2)的葉綠素含量顯著高于高水(W3)和低水(W1),但高水(W3)與低水(W1)之間差異不顯著。

2.4 不同水分與不同形態(tài)氮素配比對(duì)茼蒿產(chǎn)量的影響

圖4 不同水氮處理對(duì)茼蒿產(chǎn)量的影響Fig.4 Chrysanthemum yield at different water and nitrogen treatment

由圖4可以看出,在水分處理相同的條件下,茼蒿的產(chǎn)量隨著NO3-N比例的增大而降低。在低水(W1)條件下,全硝態(tài)氮(F1)的產(chǎn)量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別降低34.4%和24.8%,在中水(W2)條件下,全硝態(tài)氮(F1)的產(chǎn)量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別降低35.6%和32.0%,在高水(W3)條件下,全硝態(tài)氮(F1)的產(chǎn)量比硝銨等量(F3)和高硝低銨(F2)分別降低34.2%和26.2%,且不同施肥處理間差異顯著。

在前人的研究中,蔬菜產(chǎn)量一般是隨著灌水量的增加而增加[13～15],本實(shí)驗(yàn)在施肥處理相同的條件下,中水(W2)的茼蒿產(chǎn)量顯著高于低水(W1)和高水(W3)。這可能是由于高灌水量造成土壤含水量過高,從而影響到氮素的供應(yīng),造成氮素吸收受阻而使產(chǎn)量下降。

3 結(jié)論與討論

(1)土壤無機(jī)氮是植物吸收最主要的氮形態(tài),硝態(tài)氮和銨態(tài)氮?jiǎng)t是土壤無機(jī)氮中最主要的形態(tài)。銨態(tài)氮可促進(jìn)茼蒿對(duì)Fe的吸收,Fe含量隨著銨態(tài)氮比例的增大而增加,但卻抑制了Ca的吸收,茼蒿的Ca、Fe含量均以中水(W2)最高。

(2)茼蒿的產(chǎn)量、葉綠素含量隨著硝態(tài)氮比例的增大而降低。茼蒿中水(W2)的產(chǎn)量和葉綠素含量顯著高于高水(W3)和低水(W1)。說明銨態(tài)氮和硝態(tài)氮按一定比例配施是提高茼蒿產(chǎn)量的關(guān)鍵。一方面是氮素的直接作用結(jié)果,另一方面合理的氮素形態(tài)配比能夠促進(jìn)其他養(yǎng)分的吸收。說明確定硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的比例至關(guān)重要。本試驗(yàn)最適宜的硝態(tài)氮與銨態(tài)氮比例為5∶5。

(3)哪種氮源更有利于植物生長(zhǎng)既與植物的種類有關(guān),也與植物的生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。水分供應(yīng)狀況直接決定著蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育。在本試驗(yàn)中中水處理既可以保持較高的養(yǎng)分水平,又提高了水分的利用率,從而提高了茼蒿的產(chǎn)量。

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Effect of Different Water and Nitrogen Forms on Content of Ca and Fe and Yield of PotChrysanthemum

LIU Xiu-zhen,GUOLi-na
(1.College of Resources and Environment,Shanxi Agricultural University,Taigu Shanxi 030801,China;2.Centre of Economy Research of Shanxi Province,Taiyuan Shanxi 030001,China)

Pot experiment was conducted to study the effect of different water and NO3-N/NH4-N ratios of content Ca and Fe and yield ofchrysanthemumby split-plot design.The results were showed as follows:under uniform water treatment,the content of Fe inchrysanthemumincreased with the increasing of NH4-N/NO3-N ratio;that of Ca decreased with the increasing of the ratio.The yield and chlorophyll content ofchrysanthemumdecreased with the increasing of the ratio.Under uniform fertilizer treatment,the W2 treatment was highest in content of Ca,Fe and chlorophyll inchrysanthemum.

Water;Nitrogen forms;Chrysanthemum;Nutrient absorption

S636. 4;S606+.2

A

1671-8151(2010)01-0001-04

2009-11-19

2009-12-05

劉秀珍(1955-),女(漢),山西忻州人,教授,碩士,主要從事土壤生態(tài)方面的研究。

山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(002016)

(編輯:武英耀)