不同銨硝配比氮素營養(yǎng)對生菜氮、磷和鉀含量的影響

王瑞瑩，劉瑩瑩，過昱辰，王 賽，馬 行，王 波

（蘇州大學(xué)園藝系，江蘇 蘇州 215123）

氮素是作物生長所必需的營養(yǎng)元素之一。在一般情況下，作物能夠吸收利用的氮素形態(tài)有多種，且主要氮源為NH4+-N和NO3--N[1]。旱地土壤中主要氮源為NO3--N，在旱地土壤中施入NH4+-N，在硝化細(xì)菌及亞硝化細(xì)菌的作用下，很快就會被硝化成NO3--N。因此，旱生植物吸收的氮素營養(yǎng)一般是NO3--N。生菜是一個典型的旱生植物，無論施何種形態(tài)氮肥，其可吸收氮素形態(tài)主要還是NO3--N[2]。但也有試驗(yàn)指出，施用NO3--N，植物K+、Mg2+、Ca2+等陽離子含量會明顯變高，但SO42-、Cl-的含量會逐步降低；而施用NH4+-N，植物體內(nèi)的Cl-、SO42-、PO43-等陰離子含量會逐漸增加，同時往往會抑制植物對K+、Ca2+的吸收，進(jìn)而導(dǎo)致其含量降低[2]。此外，供氮形態(tài)還會影響礦質(zhì)營養(yǎng)元素在作物體內(nèi)的分布[3]。因此，混合態(tài)氮素營養(yǎng)可以明顯地影響植物生長及其植物體內(nèi)N、P、K等元素的含量[4-6]。本研究試圖探明不同銨硝比處理對生菜植株中N、P、K含量的影響，進(jìn)而明晰氮素形態(tài)配比與生菜礦質(zhì)營養(yǎng)代謝之間的關(guān)系。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試生菜品種為申選1號，為長江中下游常見生菜品種，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院實(shí)驗(yàn)室引種培育。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)氮素形態(tài)的不同，將水培營養(yǎng)液設(shè)4個處理，即NH4+-N︰NO3--N分別為0︰100，10︰90，25︰75，50︰50（質(zhì)量比），其他元素?fù)?jù)Hogland營養(yǎng)液配方和Arnon營養(yǎng)液配方稍加調(diào)整后配入[7]。NO3--N用Ca（NO3）2·4H2O、KNO3及HNO3提供，NH4+-N用NH4H2PO4及（NH4）2SO4提供，總氮濃度均為70 mg/L。保持所有處理配方中的K、Ca、Mg的比例與原始配方一致，同時在所有營養(yǎng)液中分別加入二氰胺（DCD）并保持其濃度為7 μmol/L，以防止?fàn)I養(yǎng)液中NH4+轉(zhuǎn)化為N。

將種子消毒后播于盛有干凈石英砂的育苗箱中，然后放在18 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽，20 d后移到日光溫室中，定期澆水，并在移栽前2 d分別用總氮濃度為1 mg/L的不同配比的營養(yǎng)液噴灑。移到日光溫室1周后選擇長勢均勻的生菜苗移栽到有供氧裝置的20 L周轉(zhuǎn)箱中水培，周轉(zhuǎn)箱上覆蓋26孔的PVC蓋板，每塊板上栽24株苗（另2個孔用來通氣）。植株的根基部分用海綿包裹，使其固定在板上。每處理設(shè)4個重復(fù)，每2 d測定1次pH，并用稀Ca（OH）2或H2SO4溶液調(diào)節(jié)pH至6.5左右，每周換1次營養(yǎng)液，第1次采用1/4強(qiáng)度營養(yǎng)液。試驗(yàn)用水均為去離子水。在生長過程中用去離子水補(bǔ)充被蒸發(fā)掉的水分。

1.2.2 樣品采集、制備與測定

生菜移栽30 d后采樣，將植株從根頸斷開，先將根系用去離子水洗凈后再用吸水紙吸干表面水分，分別稱量植株地上、地下部的鮮質(zhì)量后，立即在105 ℃烘箱中烘干30 min以殺青，然后60 ℃烘干至恒重，并磨細(xì)過篩備用。

全氮量采用水楊酸-鋅粉還原法測定，銨態(tài)氮采用半微量蒸餾法定量測定（測定的結(jié)果包括硝態(tài)氮）；全磷和全鉀均用H2SO4-H2O2消煮法測定，磷采用釩鉬黃比色法測定，鉀采用火焰光度計(jì)法測定[8]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所測得的數(shù)據(jù)均經(jīng)過SPSS11.5統(tǒng)計(jì)分析，方差分析采用Fisher’s LSD test。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同銨硝比對生菜含氮量的影響

由表1可以看出，不同銨硝比處理對生菜地上部、地下部和全株的含氮量存在一定影響，以25︰75處理的全株氮含量最高，50︰50處理的全株氮含量最低，但不同處理間沒有顯著性差異（P＜0.05）。說明氮素供應(yīng)的形態(tài)對含氮量影響不大。

2.2 不同銨硝比對生菜含磷量的影響

不同銨硝比處理對生菜植株的含磷量產(chǎn)生了一定的影響（表2）。全硝營養(yǎng)（0︰100）處理生菜地上部的含磷量要低于其他3個處理。隨著銨硝比的降低，生菜地下部的含磷量增加，至銨硝比為25︰75時，達(dá)最高值。若以全株計(jì)，則銨硝配合處理的生菜植株的含磷量要高于全硝營養(yǎng)的處理。說明銨硝配合有利于生菜植株對磷素營養(yǎng)的吸收和累積。

2.3 不同銨硝比對生菜含鉀量的影響

不同銨硝比氮素營養(yǎng)對于生菜含鉀量的影響顯著（表3）。4個不同的銨硝比處理，生菜地上部和地下部中含鉀量均以銨硝配比為50︰50處理為最低；隨著營養(yǎng)液中NO3--N含量的增加，生菜植株中含鉀量有升高的趨勢，至銨硝比為25︰75時生菜的含鉀量最高，地上部和地下部的含鉀量均在50︰50處理與25︰75處理時差異顯著。隨著營養(yǎng)液中NO3--N含量的進(jìn)一步增加，植株地上部和地下部含鉀量均下降，10︰90處理和0︰100處理的地上部和地下部含鉀量均與25︰75處理差異不顯著。說明適度增加銨態(tài)氮，可能有利于生菜對鉀素的吸收。

表1 不同銨硝比對生菜含氮量的影響 g/kg

表2 不同銨硝比對生菜含磷量的影響 g/kg

表3 不同銨硝比對生菜含鉀量的影響 g/kg

3 討論與結(jié)論

作為植物生長三要素，氮磷鉀的有效與平衡吸收是獲得高產(chǎn)的前提。植物對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收和累積因供氮形態(tài)不同而產(chǎn)生很大差別，如施用硝態(tài)氮，植物鉀、鈣、鎂等陽離子含量明顯較高，而施用銨態(tài)氮，則往往會抑制鉀和鈣的吸收。在菠菜上的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著銨硝比的下降，菠菜吸收累積的氮素顯著增加，而磷、鉀的累積量隨著銨硝比的降低也呈現(xiàn)增加的趨勢，但在25︰75的處理達(dá)最大值。說明銨硝配合的氮素營養(yǎng)，有利于菠菜植株對磷、鉀等礦質(zhì)營養(yǎng)元素營養(yǎng)的吸收和累積[9]。曹翠玲等[10]的研究表明，供給硝態(tài)氮時，玉米幼苗體內(nèi)氮素轉(zhuǎn)化快，植株氮素累積量最大。艾紹英等[11]也發(fā)現(xiàn)，在其他條件不變的情況下，隨著營養(yǎng)液中銨態(tài)氮數(shù)量的增加，菜心植株吸收硝態(tài)氮的量減少，而吸收銨態(tài)氮的量則在增加。在番茄上的研究結(jié)果表明，當(dāng)銨態(tài)氮或酰胺態(tài)氮占營養(yǎng)液總氮量的75%時，植株生長受到抑制；另外，隨著銨態(tài)氮或酰胺態(tài)氮比例的提高，番茄葉片中全氮含量則增加。此外，添加低濃度NaCl和增加光照強(qiáng)度，可以顯著減低韭菜等的硝酸鹽積累[12-13]。推測可能是不同種類植物對硝態(tài)氮的敏感程度不同所致，本研究結(jié)果表明，隨著銨硝比的下降，生菜累積的氮素顯著增加。

本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著銨硝比的降低，生菜地上部和地下部組織中硝態(tài)氮含量顯著上升，且與營養(yǎng)液中硝態(tài)氮含量之間呈現(xiàn)顯著的直線相關(guān)，而生菜根部銨態(tài)氮的含量則急劇下降；地上部中銨態(tài)氮的含量也有一定變化，但差異不顯著。硝態(tài)氮有利于植物生長的重要原因可能就是因?yàn)榘殡S著硝態(tài)氮的吸收，植物吸收了大量的陽離子，這些陽離子增加了細(xì)胞的滲透勢，從而有利于細(xì)胞的伸長和植株的生長[3]。而當(dāng)營養(yǎng)液中銨態(tài)氮含量較高時，會引起生菜地下部累積大量的銨態(tài)氮，且銨態(tài)氮難以向地上部轉(zhuǎn)移，因此，地下部常常遭受銨毒害，使正常的生理功能難以發(fā)揮，養(yǎng)分吸收受阻，并進(jìn)而使植株生長受到抑制。

由此可見，適宜的銨硝比可使生菜植株內(nèi)氮、磷、鉀等礦質(zhì)營養(yǎng)的代謝趨于協(xié)調(diào)，生菜生理代謝旺盛，養(yǎng)分吸收能力增強(qiáng)，植物可以吸收更多的礦質(zhì)養(yǎng)分。同時，良好的氮素代謝狀況也促進(jìn)了光合作用系統(tǒng)功能的發(fā)揮，并有利于碳水化合物的形成和干物質(zhì)累積，最終表現(xiàn)為生菜的產(chǎn)量增加。