不同氮水平对温州蜜柑产量、叶绿素及碳氮代谢物的影响 8页

　　不同氮水平对温州蜜柑产量、叶绿素及碳氮代谢物的影响曾伟男，谭启玲，胡承孝，张影，郑苍松（华中农业大学资源与环境学院，武汉４３００７０）摘要：为了研究不同施氮量对温州蜜柑（ＣｉｔｒｕｓｕｎｓｈｉｕＭａｒｃｏｖ．）产量、叶绿素和碳氮代谢产物的影响，以温州蜜柑为试材，设计Ｎ０、Ｎ０．７５、Ｎ１．０、Ｎ１．２５、Ｎ１．５五个氮肥用量水平进行盆栽试验。结果表明，在适宜范围内，增施氮肥能提高温州蜜柑产量，其中，Ｎ１．２５水平下产量最高，达到１２７４．１９ｇ／株；产量、叶片含氮量、叶绿素总量、游离氨基酸、可溶性蛋白质含量随施氮量增加呈先上升后下降趋势，相关系数分别为０．８５８、０．９２８、０．８６７、０．８９５、０．８３７，可溶性糖含量随施氮量增加呈下降趋势。在Ｎ１．２５水平下，产量以及叶片含氮量、叶绿素总量、游离氨基酸、可溶性蛋白质含量达到最高值，是最合理的施氮水平。..关键词：温州蜜柑（ＣｉｔｒｕｓｕｎｓｈｉｕＭａｒｃｏｖ．）；氮；产量；叶绿素；碳氮代谢产物 中图分类号：Ｓ６６６．１０６．２文献标识码：Ａ：０４３９－８１１４（２０１５）０３－０５３９－０４ 氮是作物生长的生命元素，直接影响作物生长发育，开花结实。氮也是叶绿素的重要组分，施氮有利于叶绿素的合成，从而有利于光合作用及碳水化合物的合成。碳氮代谢产生的碳水化合物是构成农作物产量、品质的物质基础，其中，可溶性糖既是高等植物的主要光合产物，又是碳水化合物代谢和暂时贮藏的主要形式，在植物碳代谢中占据重要位置；游离氨基酸是蛋白质等含氮化合物合成与分解过程的中介物质，反映了植物体内的氮素代谢变化及植物对氮素的吸收运输同化等状况［１－４］。关于氮素对作物碳氮代谢影响的研究，主要侧重于氮素形态对农作物碳氮代谢的影响，而不同施氮水平对农作物碳氮代谢影响的研究还较少。田昌等［５］在油菜上的研究表明，用有机肥代替化肥氮能显著提高产量，叶绿素ａ、叶绿素ｂ及叶绿素总量均随有机肥用量的增加而逐渐降低，合理的有机无机肥配比能提高可溶性糖含量、游离氨基酸总量；赵艺欣等［６］在小麦上的研究发现，增施铵态氮肥能提高小麦叶片中碳氮代谢相关酶的活性，有助于小麦叶片的碳氮代谢，但施用过量就会使根系酸化，破坏小麦叶片的碳氮代谢。另外，朱根海等［７］在水稻上研究发现，叶片氮含量与叶绿素含量及净光合速率呈显著正相关关系，光合器官组分的合成均需氮素的参与，且作物光合产物分配、光合生产力和蔗糖的积累也均受氮素的调节；在小麦上的试验结果得到的结论是随着叶片含氮量的增加，净光合速率上升，但并不呈线性关系，而是呈二次曲线关系，即达到一定含氮量后，净光合速率不再继续上升。因而，研究不同施氮水平对农作物碳氮代谢影响有助于揭示施氮水平对产量、叶绿素和碳氮代谢产物的影响，为温州蜜柑合理施肥提供理论依据。１材料与方法１．１试验地点华中农业大学资源与环境学院教学研究基地。１．２试验设计以四年生温州蜜柑为研究材料，按不同施氮水平（表１）进行盆栽试验。试验时间为２０１２年１１月１日至２０１３年１１月１０日，施肥时间为２０１３年２月２４日。１．３样品采集方法叶片采集时间为春梢叶片叶龄达６～７个月时，以当年生营养枝顶部最后４片叶为样品；果实采摘时间为２０１３年１０月３０日。１．４测定项目与方法 鲜叶样品用去离子水洗净后，称取适量样品测定叶绿素ａ、叶绿素ｂ、游离氨基酸、可溶性糖总量、可溶性蛋白质含量。另取部分鲜叶样品，用中性洗涤剂洗去叶片表面杂尘，再用０．２％ＨＣｌ溶液漂净洗涤剂，最后用去离子水洗净，１０５℃杀青0.5h，７０℃烘干，磨碎，制成叶片待测干样。叶绿素含量采用分光光度计比色法测定；可溶性糖采用蒽酮比色法测定；游离氨基酸采用茚三酮比色法测定；可溶性蛋白质采用考马斯亮蓝Ｇ－２５０染色法测定。叶片待测干样经浓硫酸－过氧化氢消煮，凯氏定氮法测叶片氮素含量。所有数据采用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ　１８．０统计分析软件处理。２结果与分析２．１不同施氮水平对温州蜜柑产量及叶片含氮量的影响不同处理果实产量如图１所示。各处理每株产量为１８６．９～１２７４．１９ｇ，产量随施氮量增加先增加后下降，Ｎ１．２５处理产量最高，为１２７４．１９ｇ／株。不同施氮水平下叶片全氮含量的变化趋势与果实产量相一致（图２），可见，施氮量与产量、叶片含氮量之间存在显著相关性。２．２不同施氮水平对温州蜜柑叶绿素含量的影响 图３表示叶绿素含量状况，叶绿素ａ和叶绿素总量含量随着施氮量增加先上升后下降，与产量及叶片含氮量变化规律基本一致。叶绿素ｂ含量随施氮量增加而有所上升，但变化不大，变幅为０．６６３～０．７７８ｍｇ／ｇ。上述结果说明，在适宜范围内增施氮肥能提高叶绿素含量，促进植株生长发育。２．３不同施氮水平对温州蜜柑碳氮代谢产物含量的影响从图４可看出，低氮处理可溶性糖含量高于高氮处理，可溶性糖含量随施氮量增加呈下降趋势。宋小林等［８］在油菜中的研究结果指出，随着施肥量的增加，油菜可溶性糖含量逐渐降低，在较低施肥量时达到最大值，这与本试验结果类似，即在低氮条件下，叶片可溶性糖含量处于较高值。由图５、图６可知，游离氨基酸与可溶性蛋白质含量均随施氮量增加先增加后降低，这与果实产量、叶绿素总量变化趋势相一致。Ｎ１．２５处理游离氨基酸含量达３４７３４．１６２ｍｇ／（１００ｇ），而低氮处理Ｎ０、Ｎ０．７５游离氨基酸含量仅为Ｎ１．２５处理含量的３７．６６％、６１．２６％。Ｎ０处理可溶性蛋白质含量最低，仅为０．０５８ ｍｇ／ｇ，随后逐渐上升，至Ｎ１．２５处理达到最大值，为０．０８８ｍｇ／ｇ，在Ｎ１．５０处理时出现下降趋势。可见，在一定范围内，增施氮肥能有效地促进作物的碳氮代谢，提高游离氨基酸及可溶性蛋白质含量，但同时也降低了可溶性糖含量。２．４不同施氮水平下产量、叶绿素及碳氮代谢产物之间相关性由表２可知，增施氮肥显著提高叶中全氮含量，其相关系数为０．９２８。叶中全氮含量与产量、叶绿素ｂ、游离氨基酸、可溶性蛋白质含量均达显著或极显著相关水平，相关系数分别为０．９８７、０．９７８、０．８９０、０．９５７，与叶绿素a、叶绿素总量也呈较强相关。上述结果说明，增施氮肥使叶中全氮及叶绿素含量上升，从而促进了叶片中光合作用及碳水化合物的形成，提高了果实产量。３结论与讨论在适宜范围内，增施氮肥增加了叶绿素含量，促进树体碳氮代谢和生长发育，提高了果实产量；氮肥过量时，Ｃ、Ｎ比例失调，影响树体生长发育状况。Ｎ１．２５处理叶绿素及碳氮代谢产物含量高，从而保证果实产量也达到最高值，是最适宜的施氮水平。 氮是作物生长发育必需的营养元素，决定着作物产量与品质结果。Ｖａｎａｎｇａｎｕｄｉ［９］研究认为，增加氮的施用量能增加果长、果圆周长、每果种子数及果实产量，同时，Ｔｏｌｄａｍ等［１０］和Ｎａｋｈｌｌａ等［１１］在柑橘及苹果上的研究也表明施氮能增加每树果数及每树的产量。本试验结果得出，随着施氮量增加，温州蜜柑叶中全氮含量与产量先上升后下降，Ｎ１．２５水平时达到最大值。施氮水平在Ｎ１．２５以下时，叶片含氮量和产量随施氮量增加而增加，而Ｎ１．５０处理产量出现下降趋势，这是由于施氮量过高时，柑橘开花时茎叶中氮含量偏高，新梢旺长，树体内Ｃ、Ｎ比例失调，导致落花落果严重，影响了树体生长发育及果实产量。 氮是叶绿素的重要组分，施氮水平直接影响了叶绿素含量。于锡斌等［１２］在苹果上的研究发现，根外追施尿素能明显提高苹果叶面积及叶密度，叶绿素含量及光合作用强度都相应提高。本试验结果表明，在Ｎ１．２５水平内，叶绿素含量随施氮量增加而增加。随着供氮量增加，树体养分吸收量增加，为合成叶绿素提供物质保障，且叶绿素含量的增加能促进光合作用增强，合成更多的碳水化合物从而实现产量的提高。相关分析表明，游离氨基酸、可溶性蛋白含量与叶片全氮含量呈显著正相关，相关系数分别为０．８９０、０．９５７，与叶绿素总量随叶片全氮含量变化趋势类似。充足的氮源供给保证了树体良好的生长发育状态，有利于根系对土壤有效养分的吸收，加强了树体氮代谢，使游离氨基酸、可溶性蛋白质含量升高，而氨基酸和蛋白质是氮在树体内主要存在形态，叶中全氮含量直接影响游离氨基酸、可溶性蛋白质的含量。Ｎ１．５０水平下出现下降趋势的原因与果实产量、叶绿素含量变化原因相一致。..