氮肥對(duì)蘇北鹽堿地馬齒莧生長(zhǎng)發(fā)育及氨基酸含量的影響

摘 要：為明確蘇北鹽堿地上增施氮肥對(duì)馬齒莧生長(zhǎng)發(fā)育及氨基酸含量的影響，在土壤鹽分分別為1.5～2.5 g/kg（S1）和2.6～3.4 g/kg（S2）的海涂鹽堿地設(shè)置田間小區(qū)試驗(yàn)，研究了0（N1）、75（N2）、150（N3）和225（N4） kg/hm2 4個(gè)氮肥水平對(duì)馬齒莧生長(zhǎng)發(fā)育及氨基酸含量的影響。結(jié)果表明：（1）在不同鹽分鹽堿地上增施氮肥，馬齒莧生長(zhǎng)發(fā)育得到改善，各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)；（2）2.6～3.4 g/kg土壤鹽分水平下馬齒莧游離氨基酸總量顯著高于1.5～2.5 g/kg土壤鹽分水平，增施氮肥后，游離氨基酸總量顯著提高，在150和225 kg/hm2氮肥水平下含量達(dá)到較大值；（3）2.6～3.4 g/kg土壤鹽分水平下的脯氨酸含量顯著高于1.5～2.5 g/kg土壤鹽分水平，隨著氮肥的施入，脯氨酸含量顯著增加，在75和150 kg/hm2氮肥水平達(dá)到較大值；（4）土壤鹽分從1.5～2.5 g/kg提高到2.6～3.4 g/kg水平后，馬齒莧的蘇氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸含量提高，隨著氮肥的施入，蘇氨酸、丙氨酸含量呈上升趨勢(shì)，在150 kg/hm2水平達(dá)到較大值，谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸含量變化不顯著。由此可見，在蘇北鹽堿地上增施氮肥，可顯著改善馬齒莧的生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)其生長(zhǎng)，提高馬齒莧氨基酸含量，提高其品質(zhì)，且以S2N3組合即土壤鹽分為2.6～3.4 g/kg、施氮量為150 kg/hm2的種植條件最佳。

關(guān)鍵詞：馬齒莧；氮肥；生長(zhǎng)發(fā)育；氨基酸

中圖分類號(hào)：S647.06 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2018）06-0040-04

Effects of Nitrogenous Fertilizer Application on The Growth of Portulaca oleracea L. and Amino Acid Content on The Saline Alkali Land in North Jiangsu

LIU Chong，XING Jing-cheng，WANG Mao-wen，ZHU Xiao-mei，DONG Jing，HONG Li-zhou

（Institute of Agricultural Sciences in Coastal Area of Jiangsu Province； Yancheng 224002， PRC）

Abstract：A field experiment based on the saline alkali land in northern Jiangsu was carried out to study the effect of nitrogenous fertilizer on the growth and amino acid content of Portulaca oleracea L. The results were as follows： （1） After increasing nitrogen fertilizer， the growth of Portulaca oleracea L. improved. （2） When the salt concentration of soil was 2.6-3.4 g/kg， the total free amino acids of Portulaca oleracea L. at the nitrogenous fertilizer level of 75 kg/hm2 （N2）， 150 kg/hm2 （N3） and 225 kg/hm2 （N4） were significantly higher than the salt concentration of soil was 1.5-2.5g/kg （S1）. The total amount of free amino acids increased significantly after the application of nitrogen fertilizer， and the content reached a large value at the nitrogenous fertilizer level of 150 kg/hm2 （N3） and 225 kg/hm2 （N4）. （3） The content of proline at the soil salinity level of 2.6-3.4g/kg （S2） was significantly higher than that of 1.5-2.5g/kg （S1）. With the application of nitrogen fertilizer， the content of proline increased significantly， and the level of 75 kg/hm2 （N2） and 150 kg/hm2 （N3） reached a larger value. （4） When soil salinity increased from 1.5-2.5g/kg （S1） to 2.6-3.4 g/kg （S2） level， the contents of purslane threonine， glutamic acid， aspartic acid， phenylalanine and alanine increased. With the application of nitrogen fertilizer， the contents of threonine and alanine increased gradually， and reached a larger value at 150 kg/hm2 （N3） level. The content of glutamic acid， aspartic acid and phenylalanine did not change significantly. Thus， nitrogenous fertilizer in saline alkali soil， could significantly improve the growth and increase the content of amino acid of Portulaca oleracea L. And the best results were combined with S2N3， namely the soil salinity 2.6-3.4g/kg， and the nitrogen application rate of 150 kg/hm2.

Key words：Portulaca oleracea L； Nitrogenous fertilizer； Growth； Amino acid

蘇北平原位于黃海之濱，海岸線長(zhǎng)744 km，大多為淤泥質(zhì)海岸，有沿海灘涂面積約65.3 萬hm2，目前，灘涂仍在不斷淤積，全省年淤漲面積達(dá)1 334 hm2，是江蘇重要的后備土地資源[1]。馬齒莧（Portulaca oleracea L.）屬馬齒莧科馬齒莧屬草本植物，含豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸、礦質(zhì)元素等，具有獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2]。馬齒莧適應(yīng)性極強(qiáng)，對(duì)高溫、干旱、高濕、高鹽等逆境的抵抗能力強(qiáng)，是優(yōu)良的生態(tài)修復(fù)植物[3]。在蘇北沿海岸鹽堿地上種植馬齒莧，不僅可以充分利用海涂非耕地資源，還可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)雙豐收。

馬齒莧營(yíng)養(yǎng)豐富，富含各種氨基酸[4]。氮素供應(yīng)是氨基酸合成的重要保證[5]。沿海灘涂土壤具有鹽分高、養(yǎng)分低的特點(diǎn)。因此，増施氮肥就顯得格外重要。本研究通過田間試驗(yàn)，探討了蘇北鹽堿地氮肥對(duì)馬齒莧生長(zhǎng)發(fā)育及氨基酸含量的影響，以期為促進(jìn)沿海灘涂馬齒莧人工栽培中氨基酸品質(zhì)的提高提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于江蘇省大豐市金海農(nóng)場(chǎng)灘涂實(shí)驗(yàn)基地，東距黃海約6 km，處于北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均降水量1 058.4 mm，主要集中在6～8月。供試土壤為沖積鹽土類。試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)見表1。

1.2 供試材料

供試馬齒莧品種為江蘇沿海地區(qū)農(nóng)科所培育的蘇馬齒莧2號(hào)，以上年采收種子為材料。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

試驗(yàn)用地根據(jù)土壤含鹽量設(shè)兩組，分別為1.5～2.5 g/kg（S1）和2.6～3.4 g/kg（S2）。氮肥（純氮）施用量設(shè)4個(gè)水平：0（N1）、75（N2）、150（N3）和225（N4） kg/hm2，每處理3次重復(fù)，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)4 m、寬3 m，四邊均設(shè)有保護(hù)行，以防側(cè)滲和互溢。平整小區(qū)時(shí)使用尿素作為氮肥，氮肥30%、磷肥（P2O5）135 kg/hm2作基肥。剩余的氮肥均分3次分別在馬齒莧的苗期、分枝期和花期作為追肥施入。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

田間植株特性測(cè)定采用常規(guī)法。游離氨基酸含量測(cè)定采用姜天華方法[6]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿地氮肥對(duì)馬齒莧生長(zhǎng)發(fā)育的影響

由表2所示，在不同鹽分鹽堿地上增施氮肥，馬齒莧生長(zhǎng)發(fā)育得到改善，各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。以地上部鮮重為例，隨著施氮量的增加，鮮重顯著高于對(duì)照，其中，在S2土壤鹽分水平下，N2、N3、N4鮮重分別比N1水平增加7.6%、8.8%、7.5%。

2.2 鹽堿地氮肥對(duì)馬齒莧游離氨基酸總量的影響

由圖1可知，增施氮肥后，游離氨基酸總量顯著提高；總體上，S2土壤鹽分下氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)大于S1土壤鹽分水平，在N3、N4水平下，含量達(dá)到較大值。S1N2、S1N3、S1N4水平下的游離氨基酸總量分別比S1N1增加2.5%、7.4%、8.0%；S2N2、S2N3、S2N4水平下的游離氨基酸總量分別比S2N1增加10.3%、12.1%、11.8%；但S2N1與S1N1處理下馬齒莧游離氨基酸總量差異不顯著。

2.3 鹽堿地氮肥對(duì)馬齒莧脯氨酸含量的影響

如圖2所示，土壤鹽分S2水平下的脯氨酸含量顯著高于S1水平。隨著氮肥的施入，脯氨酸含量顯著增加，在N2、N3水平達(dá)到較大值。土壤鹽分及氮肥均能顯著提高馬齒莧脯氨酸含量，但影響馬齒莧脯氨酸含量的首要因素是土壤鹽分，氮肥次之。如S2N2、S2N3、S2N4水平下的脯氨酸含量分別比S2N1增加13.3%、16.1%、3.8%，而N1、N2、N3、N4水平下，S2處理分別比S1處理下增加35.2%、40.2%、28.3%、17.2%。

2.4 鹽堿地氮肥對(duì)馬齒莧其他氨基酸含量的影響

從表3可以看出，土壤鹽分從S1提高到S2水平后，馬齒莧蘇氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸含量均有不同程度的提高。隨著氮肥的施入，蘇氨酸、丙氨酸含量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，在N3水平達(dá)到較大值，且S2土壤鹽分下氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)大于S1土壤鹽分水平。如S1N2、S1N3、S1N4水平下的蘇氨酸含量分別比S1N1增加1.6%、9.9%、9.6%，而S2N2、S2N3、S2N4水平下的蘇氨酸含量分別比S2N1增加8.1%、11.3%、9.7%。隨著氮肥的施入，谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸含量變化不顯著。

3 結(jié)論與討論

氮（N）是植物所必需的、首要的大量元素，是氨基酸、葉綠素、核物質(zhì)、酶、生物激素等生命物質(zhì)的重要合成原料，參與酶、輔酶和輔基如NAD+、NADP+、FAD+等的構(gòu)成[7]。蘇北沿海灘涂土壤鹽分高、養(yǎng)分低，增施氮肥不僅可以緩解鹽分對(duì)作物生長(zhǎng)的抑制作用，還可以補(bǔ)充土壤的營(yíng)養(yǎng)成分，通過補(bǔ)給肥料，為作物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)需要，可以迅速、有效的提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，尤其可以提高植物體內(nèi)重要的含氮化合物——氨基酸的含量[8-9]。氨基酸的含量易受環(huán)境影響，而在環(huán)境條件諸因子中，氮素供應(yīng)水平對(duì)其影響最大。李煥春等[10]研究認(rèn)為施氮增加了小麥籽粒蛋白質(zhì)和氨基酸含量，特別是賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸等必需氨基酸含量，改善了營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

試驗(yàn)研究了蘇北沿海灘涂上增施氮肥對(duì)馬齒莧生長(zhǎng)發(fā)育及氨基酸含量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：2.6～3.4 g/kg

（S2）土壤鹽分水平下，馬齒莧游離氨基酸總量顯著高于1.5～2.5 g/kg（S1）土壤鹽分水平；增施氮肥后，游離氨基酸總量顯著提高，在N3、N4水平下，含量達(dá)到較大值。

脯氨酸是抗逆性的氨基酸[11]。在鹽脅迫下，植物水分吸收受到影響，為了盡可能的保持水分以進(jìn)行正常代謝，細(xì)胞內(nèi)往往會(huì)積累大量的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，如脯氨酸[12]。脯氨酸對(duì)于調(diào)節(jié)滲透平衡、防止?jié)B透脅迫對(duì)植物造成傷害、清除自由基、保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有重要作用[13]。姚佳等[14]發(fā)現(xiàn)高濃度鹽處理下扁蓿豆葉片脯氨酸含量顯著高于對(duì)照。脯氨酸積累的機(jī)理在于提高脯氨酸的生物合成或者是降低它的氧化，而在鹽脅迫條件下，前者對(duì)脯氨酸積累的貢獻(xiàn)較大，成為脯氨酸積累的主要原因。而氮素供應(yīng)水平與脯氨酸存在一定的關(guān)系[15]。研究表明，土壤鹽分2.6～3.4 g/kg（S2）水平下的脯氨酸含量顯著高于1.5～2.5 g/kg（S1）水平。隨著氮肥的施入，脯氨酸含量顯著增加，在75（N2）和150（N3） kg/hm2水平達(dá)到較大值。即馬齒莧脯氨酸含量與土壤鹽分濃度和施氮量之間存在正相關(guān)關(guān)系，這與鄧斌等[15]研究結(jié)果較為一致。

游離氨基酸種類繁多，各種氨基酸隨著土壤鹽分以及施氮量的變化而呈現(xiàn)的變化趨勢(shì)不盡一致。研究表明，土壤鹽分的提高可提高馬齒莧蘇氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸含量。但隨著氮肥施入量的增加，蘇氨酸、丙氨酸含量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸含量變化不顯著。楊恩瓊等[16]發(fā)現(xiàn)，在玉米子粒中，蛋氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、天門冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、亞麻酸含量比較穩(wěn)定，難于因施肥而改變，其余氨基酸成分，如蘇氨酸、擷氮酸、異亮氨酸亮氨酸、丙氨酸、酪氨酸、脯氨酸等含量因施用氮肥而發(fā)生變化，它們的含量既受遺傳基因的控制，又受施用氮肥的影響，此次研究結(jié)果與他的較為一致。

綜上所述，在沿海灘涂上增施氮肥，可顯著改善馬齒莧的生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)其生長(zhǎng)，提高馬齒莧氨基酸含量，提高其品質(zhì)，起到提高沿海灘涂經(jīng)濟(jì)效益的效果。在土壤鹽分與氮肥的交互作用下，以S2N3組合即土壤鹽分為2.6～3.4 g/kg、施氮量為150 kg/hm2的種植條件最佳，較有利于馬齒莧的生長(zhǎng)和氨基酸的積累。

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（責(zé)任編輯：夏亞男）