不同形態(tài)氮肥對(duì)油橄欖幼苗生長(zhǎng)的影響

梁劍等

摘要：采用盆栽試驗(yàn)研究了不同形態(tài)氮肥對(duì)油橄欖（Olea europaea L.）幼苗葉片的葉綠素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、丙二醛（MDA）含量、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性的影響。結(jié)果表明，在施用相同濃度的不同形態(tài)氮肥時(shí)，施用銨態(tài)氮肥對(duì)油橄欖幼苗的生長(zhǎng)產(chǎn)生了一定的抑制作用，可溶性蛋白質(zhì)含量低于施用硝態(tài)氮，可溶性糖含量降低，MDA含量顯著增加，SOD和POD活性顯著增加，CAT活性低于施用硝態(tài)氮，在一定程度上破壞了油橄欖幼苗的抗氧化系統(tǒng)，相比之下，施用硝態(tài)氮更有助于油橄欖幼苗的生長(zhǎng)，延緩其衰老。

關(guān)鍵詞：油橄欖（Olea europaea L.）；氮肥形態(tài)；抗氧化酶

中圖分類號(hào)：S565.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）03-0650-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.03.036

Effects of Different Forms of Nitrogen on the Seedling Growth of Olea europaea L.

LIANG Jian1，XIE Wan-yan1，CAI Guang-ze1，SU Guang-can2

（1.School of Agricultural Science， Xichang College， Xichang 615013， Sichuan，China；

2.Liangshan Prefechure New Technical Development Co.， Ltd.， Xichang 615000， Sichuan，China）

Abstract： The effects of nitrogen forms on chlorophy content， soluble protein content，soluble sugar， MDA of seedling and three antioxidant enzymatic activities （SOD，POD，CAT） in the antioxidant system of Olea europaea L. were studied with same ration gradients of NH4NO3 and Ca（NO3）2 added to soil. The results showed that when applying the same concentration of different forms of nitrogen fertilizers， the administration of ammonium nitrogen fertilizer had a certain inhibitory on the growth of olive seedlings. Soluble protein content was lower than that of nitrate nitrogen treatment. Soluble sugar content decreased. Malondialdehyde， SOD and POD activity increased significantly. CAT activity was lower than that nitrate nitrogen treatment. Ammonium nitrogen fertilizer destroyed the antioxidant system of the olive seedling. Application of nitrate fertilizer was more conducive to olive seedlings with delaying its senescence.

Key words： Olea europaea L.；form of nitrogen fertilizer；antioxidant enzyme

油橄欖（Olea europaea L ）屬木樨科常綠喬木，原產(chǎn)地中海沿岸地區(qū)，是一種油料植物[1]。橄欖油又被稱為流動(dòng)的黃金，它有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值，其美容功效、保健功能已被世人廣為認(rèn)同。近年來，隨著人們生活水平及保健意識(shí)的提高，國內(nèi)外對(duì)橄欖油的消費(fèi)急劇增大，市場(chǎng)需求明顯增長(zhǎng)，從而帶動(dòng)油橄欖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但由于油橄欖適生區(qū)域狹窄，限制了大規(guī)模種植油橄欖的可能性。油橄欖生長(zhǎng)需要適宜的土壤、日照、濕度、光熱等氣候條件。

氮是限制植物生長(zhǎng)的主要礦質(zhì)元素，也是植物最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，氮的供應(yīng)水平對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著決定性作用[2]。氮是遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)，也是植物體內(nèi)許多重要有機(jī)化合物的組成成分，例如葉綠素、核酸、蛋白質(zhì)、酶等都含有氮素。在所有必需營(yíng)養(yǎng)元素中，氮是限制植物生長(zhǎng)和形成產(chǎn)量的主要因素[3-6]。植物體內(nèi)氮素的缺乏或含量較低將會(huì)影響體內(nèi)物質(zhì)組成和代謝的紊亂，進(jìn)而引起植物品質(zhì)和產(chǎn)量的下降。油橄欖是一種喜氮樹種，它的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，需要大量氮素營(yíng)養(yǎng)，因此，必須滿足其氮素的需要才能使其生長(zhǎng)發(fā)育良好[7]。正確的施用氮肥不僅有利于油橄欖的生長(zhǎng)，還可以最大限度地降低成本，提高產(chǎn)量，但是在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)油橄欖施用氮肥還存在著盲目性和不合理性的問題，這不僅造成了一些不必要的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)成本，也對(duì)油橄欖的正常生長(zhǎng)和環(huán)境帶來了不利影響。本試驗(yàn)通過施用不同形態(tài)氮肥， 探索施肥調(diào)控對(duì)油橄欖生長(zhǎng)情況的影響，明確最佳氮源，為油橄欖優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培及技術(shù)配套提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以油橄欖佛奧一年生扦插苗為材料（5月初采自四川省西昌地區(qū)），氮源為NH4NO3和Ca（NO3）2。

1.2 盆栽試驗(yàn)

于2012年5月3號(hào)選擇30株高度、長(zhǎng)勢(shì)大致一致，且健壯無病蟲害的扦插苗移栽到直徑20 cm、高18 cm、裝有勻質(zhì)沙土的塑料花盆內(nèi)（每盆1株），讓其在半受控的環(huán)境中生長(zhǎng)。每個(gè)處理水平10株，A因素為NH4NO3，氮素含量為100 mg/L，B因素為Ca（NO3）2，氮素含量為100 mg/L，對(duì)照（CK）氮素含量為0 mg/L。用Hogland營(yíng)養(yǎng)液去氮配方栽培7 d后進(jìn)行試驗(yàn)處理。各處理組培養(yǎng)液鹽度為10%，每盆注入培養(yǎng)液500 mL。外源氮分10次平均施用，即每升土每次10 mg，溶解于200 mL水中，每天施一次，另外不施氮的處理每次加入等量的水，試驗(yàn)處理時(shí)間為兩個(gè)月。20、40 d后測(cè)定油橄欖葉片葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、MDA含量和SOD、POD、CAT的活性。

葉綠素含量的測(cè)定采用葉綠素儀（北京卓川電子科技有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為TYS-A），MDA含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[8]，可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法，可溶性糖含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[9，10]，SOD活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑法[11]，POD活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[8]，CAT活性的測(cè)定采用過氧化氫法[8]，以上測(cè)定均使用美國伯樂680 酶標(biāo)儀（美國伯樂儀器有限公司生產(chǎn)）。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

上述試驗(yàn)均重復(fù)3次，計(jì)算平均值，并采用SAS 8.2軟件和Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同形態(tài)氮肥處理對(duì)油橄欖幼苗葉綠素含量的影響

葉片中氮含量的增加會(huì)改變與光合作用有關(guān)酶的活性與濃度；在一定濃度范圍內(nèi)，氮含量的增加會(huì)引起核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）濃度與活性及葉綠素含量的增加，從而增加光合速率[12]。如圖1所示，在不同形態(tài)氮肥處理下，油橄欖幼苗葉綠素SPAD值差異不顯著，但施用氮肥的植株葉綠素含量高于CK，說明施用氮肥能有效增加油橄欖植株葉綠素的含量，有助于植株光合作用。

2.2 不同形態(tài)氮肥處理對(duì)油橄欖可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

可溶性蛋白質(zhì)含量的降低是細(xì)胞早衰的重要特征之一。如圖2所示，在相同濃度不同形態(tài)氮肥的處理下油橄欖葉片隨處理天數(shù)的增加，可溶性蛋白含量均呈下降的趨勢(shì)，這符合該物質(zhì)對(duì)葉片的老化作用。在處理20 d時(shí)，硝態(tài)氮和銨態(tài)氮處理組與CK之間存在顯著差異，且均明顯低于CK；在處理40 d時(shí)，施用硝態(tài)氮與施用銨態(tài)氮、CK之間可溶性蛋白含量存在顯著差異，施用硝態(tài)氮處理顯著高于后兩者，說明施用硝態(tài)氮可增加油橄欖葉片中可溶性蛋白質(zhì)的含量，延緩衰老。

2.3 不同形態(tài)氮肥處理對(duì)油橄欖幼苗可溶性糖含量的影響

可溶性糖在植物體內(nèi)具有重要的生理作用，為植物的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量，其含量的高低與植株生長(zhǎng)有著較為直接的關(guān)系。如圖3所示，不同形態(tài)氮肥處理下油橄欖幼苗可溶性糖含量隨處理天數(shù)的增加，均略有下降，植物在生長(zhǎng)過程中，可溶性糖含量明顯減少，這可能是由于呼吸作用消耗碳水化合物引起的。在處理20 d時(shí)，施用銨態(tài)氮處理的可溶性糖含量高于CK和施用硝態(tài)氮處理；在處理40 d時(shí)，施用硝態(tài)氮處理的可溶性糖含量與CK、施用銨態(tài)氮處理差異顯著，且高于二者，表明在施用硝態(tài)氮時(shí)，可有效抑制油橄欖幼苗可溶性糖含量的減少。

2.4 不同形態(tài)氮肥處理對(duì)油橄欖幼苗膜保護(hù)系統(tǒng)的效應(yīng)分析

2.4.1 不同形態(tài)氮肥處理對(duì)油橄欖幼苗MDA含量的影響 膜脂過氧化是膜上不飽和脂肪酸中發(fā)生的一系列活性氧反應(yīng)，當(dāng)植物處于各種逆境脅迫或衰老時(shí)，往往發(fā)生膜脂過氧化作用，MDA是膜脂過氧化的最終產(chǎn)物，其含量的高低是反映膜脂過氧化作用強(qiáng)弱的一個(gè)重要指標(biāo)。在正常的生長(zhǎng)條件下，植物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生與清除處于平衡中，但當(dāng)植物處于逆境條件下，有利于體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，積累的活性氧導(dǎo)致了膜脂過氧化，使植物生長(zhǎng)異常[13]。圖4反映了不同氮肥處理對(duì)油橄欖幼苗MDA含量的影響。在處理20 d時(shí)，施用銨態(tài)氮的MDA含量顯著高于其他處理。在處理40 d時(shí)，CK和施用硝態(tài)氮處理的MDA含量呈下降趨勢(shì)，但施用銨態(tài)氮處理的MDA含量卻呈上升趨勢(shì)，顯著高于其他處理。說明在施用銨態(tài)氮時(shí)，對(duì)油橄欖幼苗的膜脂過氧化作用強(qiáng)，破壞了膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)異常。

2.4.2 不同形態(tài)氮肥處理對(duì)油橄欖幼苗CAT、SOD、POD活性的影響 CAT、SOD、POD是植物體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)中重要的保護(hù)酶，組成了一個(gè)有效的活性氧自由基清除系統(tǒng)[14]。植物受到脅迫時(shí)，植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除的動(dòng)態(tài)平衡被打破，造成活性氧的積累，而POD、SOD是植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)中的兩種重要抗氧化酶，能有效阻止活性氧在植物體內(nèi)的積累，通常狀況下二者是協(xié)同變化的[15]。

如圖5所示，不同形態(tài)氮肥處理對(duì)油橄欖幼苗SOD活性的影響表現(xiàn)在隨處理天數(shù)的增加，施用銨態(tài)氮處理和CK的SOD活性呈明顯的上升趨勢(shì)，施用硝態(tài)氮處理的SOD活性略有下降。在處理20 d時(shí)，3個(gè)處理之間差異顯著，其SOD的活性依次為硝態(tài)氮>銨態(tài)氮>CK；在處理40 d時(shí)，施用銨態(tài)氮處理與CK的SOD活性顯著高于施用硝態(tài)氮處理。說明植物體內(nèi)所具有的活性氧清除酶系統(tǒng)和具有抗性特征的生理活性被誘導(dǎo)，SOD在此誘導(dǎo)下，其活性逐漸增加，用以清除脅迫下植物體內(nèi)產(chǎn)生的過多的氧自由基。

如圖6所示，在不同形態(tài)氮肥處理下，油橄欖幼苗POD活性隨處理天數(shù)的增加呈急劇上升。處理20 d時(shí)，施用硝態(tài)氮處理的POD活性顯著高于其他處理；處理40 d時(shí)，3個(gè)處理的油橄欖幼苗POD活性都有所升高，這是植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的共同響應(yīng)。因?yàn)橹参镌谠獾侥婢趁{迫時(shí)，產(chǎn)生的氧自由基數(shù)量增多，為了抵抗逆境對(duì)植物造成的傷害，SOD的活性增加，以便清除氧自由基，減少膜脂過氧化[16]。POD活性的增加可能是由于外源氮的施用對(duì)油橄欖幼苗產(chǎn)生了一些對(duì)植物體有害的過氧化物，隨著這種過氧化物的增加，POD利用02-來催化這些對(duì)自身有害的過氧化物（POD底物）的氧化和分解，由于底物濃度的增加而誘導(dǎo)POD活性逐漸增加所致，除此之外，在處理40 d時(shí)，3個(gè)處理間差異顯著，且POD活性依次為施用硝態(tài)氮>施用銨態(tài)氮>CK，說明施用硝態(tài)氮處理可以在一定程度上有效抑制膜脂過氧化。

過氧化氫酶是一類廣泛存在于植物、動(dòng)物和微生物體內(nèi)的酶，其生物學(xué)功能是催化細(xì)胞內(nèi)過氧化氫的分解，防止體內(nèi)過氧化的發(fā)生[17]。在不同形態(tài)氮肥處理下，油橄欖幼苗CAT活性隨處理天數(shù)的增加呈上升趨勢(shì)（圖7）。在處理20 d時(shí)，施用銨態(tài)氮的CAT活性顯著高于其他處理；在處理40 d時(shí)，三者之間差異顯著，CAT活性依次為施用硝態(tài)氮>施用銨態(tài)氮>CK。說明在施用硝態(tài)氮時(shí)，植株CAT活性顯著增加，有效防止了過氧化，減少了其對(duì)植株的傷害。

3 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)采用2種不同氮源，模擬油橄欖自然生長(zhǎng)環(huán)境，通過比較其生理指標(biāo)的變化，從而找到最佳氮源。結(jié)果表明，在施用外源氮肥時(shí)，可有效增加植株葉片的葉綠素含量，提高植株的光合作用速率。施用外源氮能有效促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，提高植物的產(chǎn)量。在施用不同形態(tài)的氮肥（硝態(tài)氮和銨態(tài)氮）時(shí)，施用硝態(tài)氮能夠增加油橄欖葉片中可溶性蛋白的含量，延緩衰老，除此之外，還能有效抑制油橄欖可溶性糖含量的減少。然而，在施用銨態(tài)氮時(shí)，在一定程度上對(duì)油橄欖幼苗產(chǎn)生了脅迫作用，導(dǎo)致MDA含量急劇上升，SOD活性顯著升高。在施用硝態(tài)氮時(shí)，POD和CAT活性顯著高于施用銨態(tài)氮，說明施用硝態(tài)氮可以在一定程度有效防止過氧化，減少對(duì)植株的傷害。

從本研究結(jié)果來看，硝態(tài)氮和銨態(tài)氮對(duì)植物的生長(zhǎng)都有促進(jìn)作用，相同情況下，施用相同濃度的不同形態(tài)氮肥，從植株葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、MDA含量，SOD、POD、CAT活性的變化來看，施用硝態(tài)氮可能更有助于油橄欖幼苗的生長(zhǎng)。但試驗(yàn)中未考慮氮素中NH4+會(huì)發(fā)生硝化作用，NO3-會(huì)發(fā)生反硝化作用，在一定程度上會(huì)影響試驗(yàn)的效果。此外，試驗(yàn)中所用的NH4NO3中既含有NH4+，又含有NO3-，存在一定程度的試驗(yàn)誤差。因此，如需更精確的結(jié)果，還需進(jìn)一步研究。

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