氮對膠東衛(wèi)矛光合作用的影響

唐 燕，魏淑花

(1.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，寧夏 銀川 750002)

氮對膠東衛(wèi)矛光合作用的影響

唐 燕1，魏淑花2

(1.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，寧夏 銀川 750002)

研究了不同施氮量對膠東衛(wèi)矛光合作用的影響規(guī)律，以2年生膠東衛(wèi)矛苗木為試材，選用城市處理后的生活污水進(jìn)行灌溉，設(shè)置氮肥追施量0、4、8、12、16 g/株5個處理，小區(qū)試驗設(shè)計，生長季節(jié)追肥3次，3次重復(fù)。結(jié)果表明：試驗期間12 g/株處理的凈光合速率處于最高值，與對照相比差異顯著，4 g/株處理與對照之間無顯著差異；在蒸騰速率方面，12 g/株處理在4、7、8月顯著高于對照和4 g/株處理，4 g/株處理與對照間無顯著差異；在氣孔導(dǎo)度方面，12 g/株處理整個試驗期間均顯著高于對照，其余施氮處理在6～8月與對照間無顯著差異；胞間CO2濃度在6～7月份12 g/株處理比對照降低22.44%、27.59%，差異顯著，其余月份與對照之間無顯著差異。由此可知，膠東衛(wèi)矛氮肥追施量為12 g/株時，對膠東衛(wèi)矛光合能力提高效果最佳。

氮肥；膠東衛(wèi)矛；光合作用

氮是植物生長過程中必不可少的營養(yǎng)元素之一，其施用量的高低直接影響植物光合產(chǎn)物的合成與植物營養(yǎng)生長的好壞[1]。尹麗等[2]研究認(rèn)為，增加氮肥施用量可以顯著提高麻瘋樹幼苗葉片光合水平，同時光合產(chǎn)物數(shù)量也顯著升高，幼苗株高和地徑顯著高于對照，說明氮肥對促進(jìn)幼苗生長效果顯著。郝龍飛等[3]研究認(rèn)為，白樺在生長季節(jié)追施氮肥可以顯著促進(jìn)葉片光合效率，與對照相比提高幅度達(dá)到了7.30%，差異顯著。陳靜等[4]從對棉花的研究中發(fā)現(xiàn)，棉花葉片光合速率和氣孔導(dǎo)度受氮素影響比較大，試驗中表現(xiàn)為隨著氮肥施用量的增加，棉花葉片光合速率顯著提高，光合產(chǎn)物數(shù)量比對照提高5.31%，差異顯著。孫瑤等[5]認(rèn)為，卡特蘭生長前期用氮、磷、鉀比例為20∶10∶20的肥料,有利于碳水化合物及可溶性蛋白的積累,促進(jìn)營養(yǎng)生長，生長后期用氮、磷、鉀比例為9∶45∶15的肥料有助于提高植株中C/N比,為花器官形成提供充足的養(yǎng)分,促進(jìn)花芽分化。王曉偉等[6]研究認(rèn)為，大豆生長季節(jié)隨著氮肥施用量的增加光合速率表現(xiàn)出一直升高的變化趨勢，特別是對大豆生育后期的影響效果最佳，其次是生育中期，生育前期效果較差。郭盛磊等[7]研究認(rèn)為，落葉松隨著氮肥施用量的增加，凈光合速率表現(xiàn)出顯著升高的變化趨勢，同時胞間二氧化碳濃度顯著降低，說明增加氮肥施用量對促進(jìn)油松光合效率提升具有顯著作用。從前人的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，關(guān)于氮對膠東衛(wèi)矛光合作用影響規(guī)律的相關(guān)研究較少，本文通過研究氮對使用城市污水灌溉的膠東衛(wèi)矛光合作用影響的規(guī)律，以期為膠東衛(wèi)矛合理施用氮肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗選用2年生的膠東衛(wèi)矛作為試驗材料，試驗田內(nèi)幼苗的栽培密度為0.20 m×0.20 m，試驗田位于寧夏青銅峽勝邦苗圃，試驗時間為2016年3～8月，試驗地土壤有機(jī)質(zhì)含量為13.24 g/kg、堿解氮39.85 mg/kg、速效磷9.11 mg/kg、速效鉀69.37 mg/kg、pH值7.86。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)計5個處理，氮肥施用量分別為T1(CK)0 g/株、T2為4 g/株、T3為8 g/株、T4為12 g/株、T5為16 g/株，以T1為對照，施肥時間為3月20日、5月20日、7月20日，試驗所用氮肥為尿素，含氮量46%，施肥后立即灌水，灌水量為每次每小區(qū)18 L。本試驗采用小區(qū)設(shè)計方式，小區(qū)面積為30 m×30 m，3次重復(fù)。

1.3 試驗取樣

試驗期間，分別在當(dāng)年的4～8月份每個月的20日在田間選取20株膠東衛(wèi)矛的幼苗，每株幼苗選擇上、中、下3個部位各3片葉子進(jìn)行光合指標(biāo)的測定，光合作用測定儀器為CIB-1102便攜式光合儀測定系統(tǒng)，光合作用的最終結(jié)果取所有測定植株的平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本試驗數(shù)據(jù)分析使用Excel 2013軟件，方差分析使用DPS 7.05版軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮對膠東衛(wèi)矛凈光合速率的影響

由圖1可知，各氮肥處理凈光合速率均高于對照，但不同處理之間存在差異。4月份，T4、T5處理之間無顯著差異，2個處理分別比對照高1.08、0.72 μmol CO2/(m2·s)，均與對照間存在顯著差異，T2、T3分別比對照高0.42、0.21 μmol CO2/(m2·s)，無顯著差異，其中T3與T4、T5處理之間差異顯著；5月份T4處于最高值，其次為T5，2個處理分別比對照高1.56、1.08 μmol CO2/(m2·s)，差異顯著，T5與T4之間無顯著差異，T2、T3與之間無顯著差異；6～7月份T4處理分別比對照高1.98、1.82 μmol CO2/(m2·s)，差異顯著，T3與T4之間無顯著差異，2個處理分別比對照高1.85、1.32 μmol CO2/(m2·s)，6、7月份T4與對照之間差異均顯著，T2在這2個月份與對照之間均無顯著差異，T5在6月份顯著高于對照，7月份與對照之間無顯著差異；8月份4個施肥處理之間無顯著差異，其中T4、T5分別比對照高2.17、1.80 μmol CO2/(m2·s)，2個處理均顯著高于對照，T2、T3分別比對照高1.12、1.46 μmol CO2/(m2·s)，無顯著差異。從膠東衛(wèi)矛光合速率變化上來看，T4對提高污水灌溉下的膠東衛(wèi)矛光合速率效果最佳，T2最差。

圖1 氮對膠東衛(wèi)矛凈光合速率的影響

2.2 氮對膠東衛(wèi)矛蒸騰速率的影響

由圖2可知，施用氮肥可以提高膠東衛(wèi)矛的葉片蒸騰速率，但不同氮肥施用量處理的蒸騰速率存在差異。4月份T2僅比對照高0.14 mmol/(m2·s)，無顯著差異，T4顯著高于T2處理，T4比對照高1.00 mmol/(m2·s)，差異顯著，T4與T5、T3之間無顯著差異，T5顯著高于對照，T3與對照之間無顯著差異；5月份T4最高，分別比T1、T2、T3、T5處理高1.95、1.07、0.74、0.41 mmol/(m2·s)，其中T4顯著高于對照，T2、T3與對照之間無顯著差異；6月份T4、T3分別比對照高1.68、1.40 mmol/(m2·s)，2個處理均顯著高于對照，T2、T5分別比對照高0.88、1.13 mmol/(m2·s)，與對照間無顯著差異；7月份T3、T4、T5處理之間無顯著差異，其中T3、T4分別比對照高1.36、1.86 mmol/(m2·s)，2個處理均與對照間存在顯著差異，T2、T5與對照之間無顯著差異，T2顯著低于T4處理；8月份T4與對照相比提高了84.91%，2個處理之間差異極顯著，T3、T5分別比對照高1.42、1.58 mmol/(m2·s)，其中T5顯著高于對照，T2、T3與對照之間無顯著差異。從膠東衛(wèi)矛蒸騰速率變化上來看，T4處理的效果最佳，T5次之。

圖2 氮對膠東衛(wèi)矛蒸騰速率的影響

2.3 氮對膠東衛(wèi)矛氣孔導(dǎo)度的影響

由圖3可知，施用氮肥處理提高了膠東衛(wèi)矛氣孔導(dǎo)度，但是不同處理對氣孔導(dǎo)度的影響存在差異。4月份，T2、T3、T4、T5處理的氣孔導(dǎo)度無顯著差異，T4處理處于最高值，與對照相比提高了62.63%，差異顯著，T3、T5分別比對照高24.01、26.89 mmol/(m2·s)，2個處理均顯著高于對照，T2與對照之間無顯著差異；5月份T4比對照高34.13 mmol/(m2·s)，差異顯著，T2、T3、T5分別比對照高9.81、18.61、22.54 mmol/(m2·s)，無顯著差異；6～7月份，T4處于最高值，分別比對照高26.11、45.11 mmol/(m2·s)，差異顯著，T3分別比對照高18.03、34.60 mmol/(m2·s)，無顯著差異，T3與T4之間無顯著差異，T5分別高于T2處理4.79、7.56 mmol/(m2·s)，無顯著差異；8月份T4與對照相比提高了47.53%，差異顯著，T5比T4處理低11.76 mmol/(m2·s)，無顯著差異，T5比對照高41.19 mmol/(m2·s)，無顯著差異，T2、T3與對照之間無顯著差異。從氣孔導(dǎo)度變化上來看，施用氮肥可以提高膠東衛(wèi)矛的氣孔導(dǎo)度，其中T4處理的效果最佳。

圖3 氮對膠東衛(wèi)矛氣孔導(dǎo)度的影響

2.4 氮對膠東衛(wèi)矛胞間二氧化碳濃度的影響

由圖4可知，不同氮肥施用量對膠東衛(wèi)矛胞間CO2濃度影響存在差異。4月份，T2比對照高14.76 μmol/mol，無顯著差異，T3～T5處理均低于對照，其中T4處理最低，比對照低48.18 μmol/mol，無顯著差異，T3、T5與對照之間無顯著差異，T4顯著低于T1處理；5月份所有施氮處理胞間CO2濃度均低于對照，其中T4、T5分別比對照低54.92、48.12 μmol/mol，差異顯著，T2、T3分別比對照低21.87、36.01 μmol/mol，無顯著差異；6月份，T4比對照低60.27 μmol/mol，差異顯著，T2、T3、T5分別比對照低9.03、43.96、32.89 μmol/mol，T2顯著高于T4，T3、T5與T4之間無顯著差異；7月份T1、T2處理胞間CO2濃度相近，僅相差6.15 μmol/mol，無顯著差異，2個處理均顯著高于T4、T5處理，T4比對照低77.98 μmol/mol，差異極顯著水平；8月份，T2比對照高12.01 μmol/mol，無顯著差異，T4處于最低值，與對照相比降低了20.98%，無顯著差異，顯著低于T2處理，T5比T4高12.14 μmol/mol，無顯著差異，T5與T1、T2之間無顯著差異。從胞間CO2濃度變化上來看，T4處理對降低膠東衛(wèi)矛胞間二氧化碳濃度的效果最佳。

圖4 氮對膠東衛(wèi)矛胞間二氧化碳濃度的影響

3 結(jié)論與討論

植物光合速率的高低直接反映植物光合能力的強(qiáng)弱[8]，也可以反映植物營養(yǎng)狀況的好壞[9-10]，本試驗結(jié)果表明，膠東衛(wèi)矛施氮后各月份光合速率均高于對照，表現(xiàn)出氮肥對提高膠東衛(wèi)矛光合速率具有較好的作用，這與馮兆忠等[11]在小麥上的研究結(jié)果相似，同時本試驗證明氮肥施用量在一定范圍內(nèi)表現(xiàn)出隨著氮肥施用量的增加光合速率增加的變化趨勢，當(dāng)超過一定范圍后，光合速率又表現(xiàn)出降低的變化[12]，其中，氮肥追施量為12 g/株時對光合速率的提高效果最佳。膠東衛(wèi)矛蒸騰速率變化與光合速率相似，表現(xiàn)為施氮處理在整個生長季節(jié)均可以提高膠東衛(wèi)矛的蒸騰速率，這與氮對棉花[13]蒸騰速率的影響結(jié)果相似，其中氮肥追施量在0～12 g/株范圍內(nèi)表現(xiàn)為隨著氮肥施用量的增加而增加的變化，當(dāng)?shù)适┯昧窟_(dá)到16 g/株時表現(xiàn)出降低的變化，其中T4處理在整個生長季節(jié)均顯著高于對照，證明該施氮量對提高膠東衛(wèi)矛蒸騰速率效果最佳。

氣孔導(dǎo)度是判斷植物光合作用強(qiáng)弱的另一個重要指標(biāo)，本試驗結(jié)果表明，施用氮肥可以提高膠東衛(wèi)矛的氣孔導(dǎo)度，這與在玉米[14]上的研究結(jié)果相似，證明氮肥對提高植物氣孔導(dǎo)度具有良好的效果；從膠東衛(wèi)矛胞間CO2濃度變化上來看，除4、8月份T2處理略高于對照之外，其余月份施用氮肥處理的胞間CO2濃度均低于對照，證明氮肥可以降低植物細(xì)胞內(nèi)胞間CO2濃度，這與在夏玉米[15]上的研究結(jié)果相似，分析原因認(rèn)為，膠東衛(wèi)矛施用氮肥后提高了光合速率，這使得CO2消耗量增加，從而導(dǎo)致胞間CO2濃度降低。綜合分析認(rèn)為，氮肥施用量以12 g/株對提高污水灌溉下膠東衛(wèi)矛光合能力效果最佳。

[1] 張吉立.不同氮磷肥施用量對城市景觀草坪生長與養(yǎng)分吸收的影響[J].中國土壤與肥料，2014(6)：63-66.

[2] 尹麗，胡庭興，劉永安，等.干旱脅迫對不同施氮水平麻瘋樹幼苗光合特性及生長的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2010,21(3)：569-576.

[3] 郝龍飛，劉婷巖，張連飛，等.氮素指數(shù)施肥對白樺播種苗養(yǎng)分承載和光合作用的影響[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014,36(6)：17-23.

[4] 陳靜，劉連濤，孫紅春，等.氮素水平對棉花幼苗生長和光合特性的影響[J].棉花學(xué)報，2013,25(5)：403-409.

[5] 孫瑤，吳根良，沈國正，等.不同氮磷鉀配比復(fù)合肥對卡特蘭碳水化合物和可溶性蛋白含量的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(6)：684-686.

[6] 王曉偉，閆超，萬濤，等.施氮水平對大豆光合作用及產(chǎn)量的影響[J].作物雜志，2011(2)：49-52.

[7] 郭盛磊，閻秀峰，白冰，等.供氮水平對落葉松幼苗光合作用的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2005，25(6)：1291-1298.

[8] 朱榮，慕宇，康建宏，等.不同施氮量對花后高溫春小麥葉綠素含量及熒光特性的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報,2017,48(4):609-615.

[9] 王義芹，楊興洪，李濱，等.小麥葉面積及光合速率與產(chǎn)量關(guān)系的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，2008,23(S1)：10-15.

[10] 張雪芹，歐陽海波，賴瑞云,等.緩釋復(fù)合肥對扦插蓮霧葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報,2016,47(2):191-195.

[11] 馮兆忠，王效科，段曉男，等.不同氮水平對春小麥光合速率日變化的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2003，22(4)：90-92.

[12] 馮宗會，王小彬，代快，等.不同水氮條件下冬小麥生育期NDVI和光合速率的變化[J].中國土壤與肥料，2012(2)：27-33.

[13] 伍維模，董合林，王萍，等.水分與氮素對南疆膜下滴灌棉花水分利用效率與蒸騰速率的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2006，15(1)：11-15.

[14] 鄭金玉，羅洋，鄭洪兵，等.施氮量對利民33光合特性及產(chǎn)量的影響[J].玉米科學(xué)，2014,22(2)：135-138.

[15] 張立新，李生秀.長期水分脅迫下氮、鉀對夏玉米葉片光合特性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2009,15(1)：82-90.

(責(zé)任編輯：曾小軍)

Effect of Nitrogen Fertilizer on Photosynthesis ofEuonymuskiautschovicus

TANG Yan1, WEI Shu-hua2

(1. College of Agronomy, Ningxia University, Yinchuan 750021, China; 2. Institute of Plant Protection, Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Yinchuan 750002, China)

The effect of nitrogen fertilizer application rate on the photosynthesis of 2-year-oldEuonymuskiautschovicusseedlings was studied through the plot experiment with 3 repetitions, and the application rates of nitrogen fertilizer as top dressing for three times were designed as follows: 0 g/plant, CK; 4 g/plant, treatment A; 8 g/plant, treatment B; 12 g/plant, treatment C; 16 g/plant, treatment D. The results indicated that: in the whole experimental period, the net photosynthetic rate ofE.kiautschovicusin treatment C was the highest, and it was significantly different from that in CK; while there was no significant difference in the net photosynthetic rate between treatment A and CK. In April, July and August, the transpiration rate ofE.kiautschovicusin treatment C was significantly higher than that in CK and treatment A; while there was no significant difference in the transpiration rate between treatment A and CK. In the whole experimental period, the stomatal conductance ofE.kiautschovicusin treatment C was significantly higher than that in CK; from June to August, the stomatal conductance ofE.kiautschovicusin other nitrogen application treatments was not significantly different from that in CK. In June and July, the intercellular carbon dioxide concentration ofE.kiautschovicusin treatment C was significantly decreased by 22.44% and 27.59% respectively as compared with that in CK. Thus, applying 12 g/plant nitrogen fertilizer as top dressing was the best for the improvement of photosynthesis ofE.kiautschovicus.

Nitrogen fertilizer;Euonymuskiautschovicus; Photosynthesis

2017-05-31

寧夏大學(xué)自然科學(xué)研究基金資助(ZR15011)。

唐燕(1980─)，女，寧夏銀川人，副教授，碩士，從事園林設(shè)計與園林植物研究。

S143.1

A

1001-8581(2017)09-0062-04