不同氮水平對溫州蜜柑產(chǎn)量、葉綠素及碳氮代謝物的影響

曾偉男等

摘要：為了研究不同施氮量對溫州蜜柑（Citrus unshiu Marcov.）產(chǎn)量、葉綠素和碳氮代謝產(chǎn)物的影響，以溫州蜜柑為試材，設(shè)計(jì)N0、N0.75、N1.0、N1.25、N1.5五個(gè)氮肥用量水平進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。結(jié)果表明，在適宜范圍內(nèi)，增施氮肥能提高溫州蜜柑產(chǎn)量，其中，N1.25水平下產(chǎn)量最高，達(dá)到1 274.19 g/株；產(chǎn)量、葉片含氮量、葉綠素總量、游離氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)含量隨施氮量增加呈先上升后下降趨勢，相關(guān)系數(shù)分別為0.858、0.928、0.867、0.895、0.837，可溶性糖含量隨施氮量增加呈下降趨勢。在N1.25水平下，產(chǎn)量以及葉片含氮量、葉綠素總量、游離氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)含量達(dá)到最高值，是最合理的施氮水平。

關(guān)鍵詞：溫州蜜柑（Citrus unshiu Marcov.）；氮；產(chǎn)量；葉綠素；碳氮代謝產(chǎn)物

中圖分類號：S666.106.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）03-0539-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.03.008

Effects of Different Nitrogen Levels on Production， Chlorophyll， Carbon and Nitrogen Metabolites of Satsuma Mandarin

ZENG Wei-nan，TAN Qi-ling，HU Cheng-xiao，ZHANG Ying，ZHENG Cang-song

（College of Resource and Environment， Huazhong Agriculture University，Wuhan 430070， China）

Abstact：In order to study the effects of different nitrogen application rate on Production， chlorophyll， carbon and nitrogen metabolites of satsuma mandarin（Citrus unshiu Marcov.）， satsuma mandarin and five dosage levels of nitrogen incluidng N0， N0.75， N1.0， N1.25， N1.5 were used in pot experiment. The results showed that in the appropriate range of the amount of nitrogen， fertilization could increase production. Under conditions of N1.25， the highest yield level reached 1 274.19 g/plant. The production， total chlorophyll， free amino acids， soluble protein content was increased with increase of nitrogen and then decreased. The correlation coefficients were 0.858，0.867，0.895，0.837. Under N1.25 level conditions， fruit yield and total chlorophyll， free amino acids， soluble protein content reached the highest.

Key words： satsuma mandarin（Citrus unshiu Marcov.）； nitrogen； production； chlorophyll； carbon and nitrogen metabolites

氮是作物生長的生命元素，直接影響作物生長發(fā)育，開花結(jié)實(shí)。氮也是葉綠素的重要組分，施氮有利于葉綠素的合成，從而有利于光合作用及碳水化合物的合成。碳氮代謝產(chǎn)生的碳水化合物是構(gòu)成農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，其中，可溶性糖既是高等植物的主要光合產(chǎn)物，又是碳水化合物代謝和暫時(shí)貯藏的主要形式，在植物碳代謝中占據(jù)重要位置；游離氨基酸是蛋白質(zhì)等含氮化合物合成與分解過程的中介物質(zhì)，反映了植物體內(nèi)的氮素代謝變化及植物對氮素的吸收運(yùn)輸同化等狀況[1-4]。關(guān)于氮素對作物碳氮代謝影響的研究，主要側(cè)重于氮素形態(tài)對農(nóng)作物碳氮代謝的影響，而不同施氮水平對農(nóng)作物碳氮代謝影響的研究還較少。田昌等[5]在油菜上的研究表明，用有機(jī)肥代替化肥氮能顯著提高產(chǎn)量，葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量均隨有機(jī)肥用量的增加而逐漸降低，合理的有機(jī)無機(jī)肥配比能提高可溶性糖含量、游離氨基酸總量；趙藝欣等[6]在小麥上的研究發(fā)現(xiàn)，增施銨態(tài)氮肥能提高小麥葉片中碳氮代謝相關(guān)酶的活性，有助于小麥葉片的碳氮代謝，但施用過量就會(huì)使根系酸化，破壞小麥葉片的碳氮代謝。另外，朱根海等[7]在水稻上研究發(fā)現(xiàn)，葉片氮含量與葉綠素含量及凈光合速率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，光合器官組分的合成均需氮素的參與，且作物光合產(chǎn)物分配、光合生產(chǎn)力和蔗糖的積累也均受氮素的調(diào)節(jié)；在小麥上的試驗(yàn)結(jié)果得到的結(jié)論是隨著葉片含氮量的增加，凈光合速率上升，但并不呈線性關(guān)系，而是呈二次曲線關(guān)系，即達(dá)到一定含氮量后，凈光合速率不再繼續(xù)上升。因而，研究不同施氮水平對農(nóng)作物碳氮代謝影響有助于揭示施氮水平對產(chǎn)量、葉綠素和碳氮代謝產(chǎn)物的影響，為溫州蜜柑合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院教學(xué)研究基地。endprint

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以四年生溫州蜜柑為研究材料，按不同施氮水平（表1）進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)間為2012年11月1日至2013年11月10日，施肥時(shí)間為2013年2月24日。

1.3 樣品采集方法

葉片采集時(shí)間為春梢葉片葉齡達(dá)6～7個(gè)月時(shí)，以當(dāng)年生營養(yǎng)枝頂部最后4片葉為樣品；果實(shí)采摘時(shí)間為2013年10月30日。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

鮮葉樣品用去離子水洗凈后，稱取適量樣品測定葉綠素a、葉綠素b、游離氨基酸、可溶性糖總量、可溶性蛋白質(zhì)含量。另取部分鮮葉樣品，用中性洗滌劑洗去葉片表面雜塵，再用0.2%HCl溶液漂凈洗滌劑，最后用去離子水洗凈，105 ℃殺青0.5 h，70 ℃烘干，磨碎，制成葉片待測干樣。

葉綠素含量采用分光光度計(jì)比色法測定；可溶性糖采用蒽酮比色法測定；游離氨基酸采用茚三酮比色法測定；可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定。葉片待測干樣經(jīng)濃硫酸-過氧化氫消煮，凱氏定氮法測葉片氮素含量。

所有數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮水平對溫州蜜柑產(chǎn)量及葉片含氮量的影響

不同處理果實(shí)產(chǎn)量如圖1所示。各處理每株產(chǎn)量為186.9～1 274.19 g，產(chǎn)量隨施氮量增加先增加后下降，N1.25處理產(chǎn)量最高，為1 274.19 g/株。不同施氮水平下葉片全氮含量的變化趨勢與果實(shí)產(chǎn)量相一致（圖2），可見，施氮量與產(chǎn)量、葉片含氮量之間存在顯著相關(guān)性。

2.2 不同施氮水平對溫州蜜柑葉綠素含量的影響

圖3表示葉綠素含量狀況，葉綠素a和葉綠素總量含量隨著施氮量增加先上升后下降，與產(chǎn)量及葉片含氮量變化規(guī)律基本一致。葉綠素b含量隨施氮量增加而有所上升，但變化不大，變幅為0.663～0.778 mg/g。上述結(jié)果說明，在適宜范圍內(nèi)增施氮肥能提高葉綠素含量，促進(jìn)植株生長發(fā)育。

2.3 不同施氮水平對溫州蜜柑碳氮代謝產(chǎn)物含量的影響

從圖4可看出，低氮處理可溶性糖含量高于高氮處理，可溶性糖含量隨施氮量增加呈下降趨勢。宋小林等[8]在油菜中的研究結(jié)果指出，隨著施肥量的增加，油菜可溶性糖含量逐漸降低，在較低施肥量時(shí)達(dá)到最大值，這與本試驗(yàn)結(jié)果類似，即在低氮條件下，葉片可溶性糖含量處于較高值。

由圖5、圖6可知，游離氨基酸與可溶性蛋白質(zhì)含量均隨施氮量增加先增加后降低，這與果實(shí)產(chǎn)量、葉綠素總量變化趨勢相一致。N1.25處理游離氨基酸含量達(dá)34 734.162 mg/（100 g），而低氮處理N0、N0.75游離氨基酸含量僅為N1.25處理含量的37.66%、61.26%。N0處理可溶性蛋白質(zhì)含量最低，僅為0.058 mg/g，隨后逐漸上升，至N1.25處理達(dá)到最大值，為0.088 mg/g，在N1.50處理時(shí)出現(xiàn)下降趨勢?？梢?，在一定范圍內(nèi)，增施氮肥能有效地促進(jìn)作物的碳氮代謝，提高游離氨基酸及可溶性蛋白質(zhì)含量，但同時(shí)也降低了可溶性糖含量。

2.4 不同施氮水平下產(chǎn)量、葉綠素及碳氮代謝產(chǎn)物之間相關(guān)性

由表2可知，增施氮肥顯著提高葉中全氮含量，其相關(guān)系數(shù)為0.928。葉中全氮含量與產(chǎn)量、葉綠素b、游離氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)含量均達(dá)顯著或極顯著相關(guān)水平，相關(guān)系數(shù)分別為0.987、0.978、0.890、0.957，與葉綠素a、葉綠素總量也呈較強(qiáng)相關(guān)。上述結(jié)果說明，增施氮肥使葉中全氮及葉綠素含量上升，從而促進(jìn)了葉片中光合作用及碳水化合物的形成，提高了果實(shí)產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

在適宜范圍內(nèi)，增施氮肥增加了葉綠素含量，促進(jìn)樹體碳氮代謝和生長發(fā)育，提高了果實(shí)產(chǎn)量；氮肥過量時(shí)，C、N比例失調(diào)，影響樹體生長發(fā)育狀況。N1.25處理葉綠素及碳氮代謝產(chǎn)物含量高，從而保證果實(shí)產(chǎn)量也達(dá)到最高值，是最適宜的施氮水平。

氮是作物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素，決定著作物產(chǎn)量與品質(zhì)結(jié)果。Vananganudi[9]研究認(rèn)為，增加氮的施用量能增加果長、果圓周長、每果種子數(shù)及果實(shí)產(chǎn)量，同時(shí)，Toldam等[10]和Nakhlla等[11]在柑橘及蘋果上的研究也表明施氮能增加每樹果數(shù)及每樹的產(chǎn)量。本試驗(yàn)結(jié)果得出，隨著施氮量增加，溫州蜜柑葉中全氮含量與產(chǎn)量先上升后下降，N1.25水平時(shí)達(dá)到最大值。施氮水平在N1.25以下時(shí)，葉片含氮量和產(chǎn)量隨施氮量增加而增加，而N1.50處理產(chǎn)量出現(xiàn)下降趨勢，這是由于施氮量過高時(shí)，柑橘開花時(shí)莖葉中氮含量偏高，新梢旺長，樹體內(nèi)C、N比例失調(diào)，導(dǎo)致落花落果嚴(yán)重，影響了樹體生長發(fā)育及果實(shí)產(chǎn)量。

氮是葉綠素的重要組分，施氮水平直接影響了葉綠素含量。于錫斌等[12]在蘋果上的研究發(fā)現(xiàn)，根外追施尿素能明顯提高蘋果葉面積及葉密度，葉綠素含量及光合作用強(qiáng)度都相應(yīng)提高。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在N1.25水平內(nèi)，葉綠素含量隨施氮量增加而增加。隨著供氮量增加，樹體養(yǎng)分吸收量增加，為合成葉綠素提供物質(zhì)保障，且葉綠素含量的增加能促進(jìn)光合作用增強(qiáng)，合成更多的碳水化合物從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提高。相關(guān)分析表明，游離氨基酸、可溶性蛋白含量與葉片全氮含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.890、0.957，與葉綠素總量隨葉片全氮含量變化趨勢類似。充足的氮源供給保證了樹體良好的生長發(fā)育狀態(tài)，有利于根系對土壤有效養(yǎng)分的吸收，加強(qiáng)了樹體氮代謝，使游離氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)含量升高，而氨基酸和蛋白質(zhì)是氮在樹體內(nèi)主要存在形態(tài)，葉中全氮含量直接影響游離氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)的含量。N1.50水平下出現(xiàn)下降趨勢的原因與果實(shí)產(chǎn)量、葉綠素含量變化原因相一致。

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