不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米生理生化特性的影響

陳鳳娥,朱 亞，趙永平，惠子夜，趙 盟

(商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西 商洛 726000)

玉米是全球第一大作物，是我國糧食安全和穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的主力軍，2017年全球玉米總產(chǎn)已多年保持在10億t以上，是全球總產(chǎn)量最大的糧食作物，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中占有重要地位[1]。鮮食玉米是指乳熟期采摘[2]，又稱水果玉米，其具有特殊風(fēng)味和品質(zhì)，既可直接食用，也可蒸煮熟后食用[3～4]。其以青嫩果穗或籽粒做為食用或加工材料，我們常見的甜玉米、糯玉米、甜糯玉米等都屬于鮮食玉米。其具有口感好和營養(yǎng)價值高等特點，兼具糧、果、蔬三類食物的特性，能夠為身體提供適當(dāng)?shù)哪芰浚奶堑霓D(zhuǎn)化率低，屬于低糖食品，富含維生素和膳食纖維，所以受到更多消費者的喜愛[5]。另外鮮食玉米具有適應(yīng)性廣、生育期短、收益高等優(yōu)點，受到廣大種植戶的青睞，區(qū)域種植模式逐漸突顯[6]。但同美國等發(fā)達(dá)國家相比，我國玉米生產(chǎn)水平還有較大差距，高產(chǎn)不高效是玉米高產(chǎn)超高產(chǎn)栽培中普遍存在的問題。

氮素是作物重要的營養(yǎng)元素之一，是參與調(diào)控作物體生化反應(yīng)的關(guān)鍵物質(zhì)[7]，對于農(nóng)作物的生長代謝過程中酶的合成都是必不可少的。但現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施入氮素過多，導(dǎo)致氮肥用量和糧食產(chǎn)量不協(xié)調(diào)，促進(jìn)作物生產(chǎn)效果不明顯[8]。因此，合理施用氮肥對提高作物產(chǎn)量和選育氮素高效利用作物品種成為解決這一問題的突破口。根據(jù)氮肥中氮素化合物的形態(tài)，將氮肥分為銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、酰胺態(tài)氮肥和氰氨態(tài)氮肥。硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是氮素的兩種主要形態(tài)，既可以被作物以有機陰離子NO3--N形式吸收，也可以被作物以有機陽離子NH4+-N形式吸收。對于大多作物而言，農(nóng)作物對NO3--N的吸收和在此營養(yǎng)下生長良好。研究表明，不同NH4+-N/NO3--N配施的氮肥，對許多作物的碳代謝和光合作用以及氮代謝相關(guān)酶都會產(chǎn)生一定的影響[9]。因此，探究不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米生理生化特性的影響，篩選出最適宜于鮮食玉米生長的氮肥配施方案，對鮮食甜糯玉米生產(chǎn)中氮肥的合理施用有重要的現(xiàn)實意義，同時也對指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，建立友好型環(huán)境等都具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試種子為鮮食甜糯玉米品種BT-N-1(白甜糯玉米，華德種業(yè))、BT-N-1(黑甜糯玉米,中品開元)2個品種。

每天都會加班，不加班倒是例外。走出公司大樓，天已經(jīng)黑了，星星也都亮起來了，拖著疲憊的身體在大街上走著。已經(jīng)是深秋，這南方的天氣到晚上也是有點涼意的，公交站有許多的上班族在等車，有疲憊的，有煩躁的，有人在罵今天的98路怎么還不來？也有人在低頭默默地玩手機。

1.2 試驗方法

本試驗采用盆栽試驗，設(shè)計5個不同水平的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮比例(100:0、75:25、50:50、25:75和0:100)及1組酰胺態(tài)氮處理，分別用T1、T2、T3、T4、T5和T6表示。施純氮225 kg·hm-2、磷肥100 kg·hm-2、鉀肥150 kg·hm-2，氮肥60%底施，40%幼苗期結(jié)合灌水追施，磷、鉀肥作為底肥一次性施入，將處理后的肥料裝入塑料盆(上口內(nèi)徑×高=23 cm×16.5 cm)，每盆裝供試土樣 3 kg。每個品種挑選大小、色澤、形狀一致飽滿的鮮食甜糯玉米種子，用0.1%～0.2%的KMnO4溶液進(jìn)行消毒，消毒后，蒸餾水漂洗，用蒸餾水浸種1～2 h備用。將處理好的2個品種的鮮食甜糯玉米種子分別均分成5份，每份20粒種子，將這些種子整齊擺放在已按不同品種編好號且鋪有一層濾紙的10個培養(yǎng)皿中，置25℃生化培養(yǎng)箱中讓其萌發(fā)。種子露白后將其播種在盆中，每盆5粒，共12個處理，每個處理重復(fù)三次，共計36盆。

1.3 項目測定

監(jiān)督是一項要求極高的系統(tǒng)工程，影響監(jiān)督效力的因素本身也是綜合且復(fù)雜的。盡管目前我國的紀(jì)檢監(jiān)察派駐制度成效顯著，然而其不足之處也十分明顯。筆者認(rèn)為可以通過以下途徑進(jìn)行改革與探索，以期盡快解決影響我國紀(jì)檢監(jiān)察派駐功能發(fā)揮的問題。

MDA含量測定用硫代巴比妥酸法[10]。

脯氨酸(Pro)含測定用茚三酮比色法[10]。

研究結(jié)果表明，施入單一形態(tài)氮肥，破壞了鮮食甜糯玉米體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)的平衡，會顯著誘導(dǎo)SOD、CAT和POD活性，說明鮮食甜糯玉米幼苗受到不同氮素影響時能夠積極做出響應(yīng)，通過提高SOD活性減輕多余活性氧對玉米的傷害，且主要依靠SOD作為第一道防線，使CAT和POD發(fā)揮較小作用，此研究結(jié)果與段云晶等[17]的研究一致，而施入混合態(tài)氮的鮮食甜糯玉米，葉片細(xì)胞的保護(hù)酶活性明顯降低，T4處理的HT-N-1和T3處理的BT-N-1的SOD、CAT和POD活性都顯著低于T6處理，可見T3和T4處理與常規(guī)施肥相比能有效降低作物體內(nèi)超氧陰離子自由基的形成，維持抗氧化酶系統(tǒng)的平衡，但關(guān)于混合態(tài)氮對鮮食甜糯玉米SOD、CAT和POD活性的不同反應(yīng)機理尚不明確，還需進(jìn)一步研究。作物的脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白和相對電導(dǎo)率等抗性因子均能反映在一定處理水平下作物的生長情況，純施銨態(tài)氮處理使鮮食甜糯玉米體內(nèi)抗性因子含量顯著增加，可能是鮮食甜糯玉米生長條件遭受單一高濃度銨態(tài)氮肥處理時，誘導(dǎo)產(chǎn)生更多的脯氨酸和丙二醛，促進(jìn)可溶性蛋白的合成，使玉米葉片細(xì)胞脫水，引起質(zhì)膜相對透性增大，細(xì)胞內(nèi)部分電介質(zhì)外滲，導(dǎo)致相對電導(dǎo)率增大，這與黃碧陽等[18]對不同氮素形態(tài)配施條件下葉用甜菜的生理破壞研究結(jié)果一致，施入不同配比的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮與施入單一氮肥相比，更適宜鮮食甜糯玉米幼苗的生長，T3(NH4+-N∶NO3--N=1∶1)和T4(NH4+-N:NO3--N=1:3)處理的脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白及相對電導(dǎo)率均顯著減少。由此可見，銨硝態(tài)氮以1∶1或1∶3的比例施入有利于鮮食甜糯玉米的生長發(fā)育，可能是由于硝態(tài)氮在土壤中起效較快，易于吸收，而早春低溫季節(jié)尿素和銨態(tài)氮的起效和轉(zhuǎn)化比較慢，且苗期鮮食甜糯玉米對硝態(tài)氮的吸收更好。

2.1.3 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗CAT酶活性的影響 CAT能夠清除代謝過程中產(chǎn)生的H2O2，以避免H2O2積累過多造成細(xì)胞的氧化破壞[12]。由表2可以看出，HT-N-1在T4處理的CAT活性低于T6處理，降幅為29.94%；而BT-N-1在T3處理的CAT活性低于T6處理，降幅為38.32%，可見混合氮肥處理的CAT活性均低于T6處理，HT-N-1和BT-N-1分別在T4和T3的CAT活性最低，且表明混施氮肥能夠減少植物體內(nèi)產(chǎn)生過多的H2O2，從而對鮮食甜糯玉米的生長起到保護(hù)作用。

相對電導(dǎo)率測定用浸泡法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SPSS 18 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗保護(hù)酶活性的影響

2.1.1 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗SOD酶活性的影響 SOD是植物體在清除活性氧的過程中首先發(fā)揮作用的，能夠清除植物體內(nèi)的超氧陰離子自由基，催化其發(fā)生歧化反應(yīng)[11]。由表2可以看出，HT-N-1和BT-N-1分別在T6和T1處理下的玉米葉片SOD活性最高，表明在純施尿素或純施銨態(tài)氮的條件下，鮮食甜糯玉米遭受一定程度的破壞，玉米葉片中超氧陰離子自由基含量升高，誘導(dǎo)SOD活性上升，而其他不同氮素配施處理的鮮食甜糯玉米幼苗SOD活性與T6處理相比，出現(xiàn)了不同的趨勢。HT-N-1在T1、T2、T3和T5處理均高于T4處理，且T4處理較T6處理的SOD活性顯著降低 (P<0.05)，降幅比為86.52%。BT-N-1在T1、T2、T3和T5處理均高于T3處理，且T3處理的SOD活性顯著低于T6處理(P<0.05)，降幅比為90.67%。說明混合態(tài)氮較純施硝態(tài)氮或純施銨態(tài)氮相比，能有效緩解對鮮食甜糯玉米的脅迫作用，從而降低SOD活性。

注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3.2 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗脯氨酸含量的影響 脯氨酸(proline，Pro)在植物體內(nèi)起重要的滲透調(diào)節(jié)作用，植物在正常生長條件下，體內(nèi)游離的Pro含量較低，而在逆境脅迫條件下，Pro含量會顯著增加，因此可反映植物受脅迫的程度，也可作為植物抗逆能力的指標(biāo)[16]。由圖3和圖4可知，HT-N-1和BT-N-1，均為T1處理的鮮食甜糯玉米葉片脯氨酸含量顯著大于T6處理(P<0.05)，升幅分別為55.67%和85.37%，說明純施銨態(tài)氮不適宜鮮食甜糯玉米幼苗的生長，從而誘導(dǎo)出更多的脯氨酸以維持植物的正常生長，而T3和T4處理的玉米Pro含量均低于T6處理，其中兩T4處理均顯著低于T6處理(P<0.05)，降幅依次為59.36%和18.52%，可見混合態(tài)氮中硝態(tài)氮比例稍大對鮮食甜糯玉米苗期生長有利，也可反映出施入銨態(tài)氮:硝態(tài)氮為1:3時最適合鮮食甜糯玉米幼苗生長和發(fā)育。

可溶性蛋白質(zhì)含量測定用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[10]。

2.2 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗膜脂過氧化的影響

2.2.1 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗MDA含量的影響 丙二醛(malondialdehyde，MDA)是細(xì)胞膜脂過氧化的重要產(chǎn)物，其含量高低可以反映植物遭受逆境脅迫程度和細(xì)胞膜脂過氧化程度[13]。由圖1和圖2可知，兩個玉米品種MDA含量的累積均與脯氨酸含量相似，且均為T1處理的MDA含量最高，說明純施銨態(tài)氮使鮮食甜糯玉米脯氨酸含量累積到一定程度進(jìn)而引起植物細(xì)胞膜脂過氧化，使其MDA含量增加，這也可反映出作物單施不同形態(tài)氮肥對鮮食甜糯玉米苗期有一定的脅迫，而施入混合態(tài)氮的玉米MDA含量均低于單一氮肥處理，且與T6處理達(dá)顯著性水平(P<0.05)，而且兩個鮮食甜糯玉米品種均為T4處理的MDA含量最低，降幅分別為24.4%和23.62%，表明銨態(tài)氮:硝態(tài)氮為1:3時最適宜作物苗期的生長。

2.2.2 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗相對電導(dǎo)率的影響 相對電導(dǎo)率可以反映植物在逆境脅迫下原生質(zhì)膜植物細(xì)胞的損傷程度，由于脫水傷害引起質(zhì)膜相對透性增大，細(xì)胞內(nèi)部分電介質(zhì)外滲，導(dǎo)致電導(dǎo)率增大[14]。由圖1和圖2顯示，HT-N-1和BT-N-1，均表現(xiàn)出T4處理的相對電導(dǎo)率顯著低于T6處理(P<0.05)，降幅分別為14.24%和22.28%。兩個與品種均在T1處理下相對電導(dǎo)率最大，與T6相比增幅分別為為3.4%和8.9%，表明當(dāng)鮮食甜糯玉米純施銨態(tài)氮時導(dǎo)致質(zhì)膜的透性增大，對玉米幼苗造成一定程度的破壞作用。

SOD活性測定用氮藍(lán)四唑還原法，POD活性測定用愈創(chuàng)木酚顯色法[10]。CAT活性測定用紫外吸收法[10]。

圖1 不同氮素形態(tài)配比對HT-N-1幼苗相對電導(dǎo)率和MDA含量的影響

圖2 不同氮素形態(tài)配比對BT-N-1幼苗相對電導(dǎo)率和MDA含量的影響

2.3 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗抗性指標(biāo)的影響

2.3.1 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗可溶性蛋白含量的影響 可溶性蛋白含量可以反映植物體代謝過程中蛋白質(zhì)的損傷程度，也能反映細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成、變性及降解等信息[14]，在逆境脅迫下，植物體內(nèi)可溶性蛋白的合成能力會隨污染物種類、植物類型等變化而改變。由圖3可以看出，HT-N-1在T1和T2處理的可溶性蛋白含量顯著高于T6處理(P<0.05)，升幅分別為26.6%和4.0%。由圖4可以看出BT-N-1在T1、T2和T5處理的可溶性蛋白含量顯著高于T6處理(P<0.05)，升幅依次為6.66%、6.66%和5.35%，說明純施銨態(tài)氮和銨態(tài)氮占比大，對兩種玉米可溶性蛋白含量具有顯著的誘導(dǎo)效應(yīng)，且純施硝態(tài)氮對BT-N-1可溶性蛋白含量具有顯著的誘導(dǎo)效應(yīng)，這與隋莉等[15]的研究結(jié)果一致，而添加混合態(tài)氮處理對玉米可溶性蛋白含量則影響不一，其中HT-N-1和BT-N-1T3和T4處理均顯著低于T6處理(P<0.05)，HT-N-1降幅分別為45.4%和63.35%；BT-N-1的降幅分別為4.67%和46.7%，可以看出兩者均在T4處理下蛋白質(zhì)受損傷的程度最低，說明硝態(tài)氮占比為3/4時，能緩解鮮食甜糯玉米受到一定程度的氮素破壞。

2.1.2 不同氮素形態(tài)配比對鮮食甜糯玉米幼苗POD酶活性的影響 POD是植物體內(nèi)酶促防御系統(tǒng)的一種保護(hù)酶，但它也具有雙重性，既能催化H2O2分解成水，有效阻止H2O2在植物體內(nèi)的累積，又能催化超氧自由基和H2O2轉(zhuǎn)變?yōu)榱u自由基而加重過氧化作用[11]。由表2可以看出，HT-N-1和BT-N-1，分別表現(xiàn)出T4處理和T3處理的POD活性顯著低于T6處理(P<0.05)，降幅分別為28.13%和16.87%。而用混合態(tài)氮處理的POD活性均小于T1、T5、T6處理，這與CAT活性出現(xiàn)了一致規(guī)律，且用T1、T5和T6處理的兩個不同的玉米幼苗POD活性均顯著高于T3和T4處理(P<0.05)，表明將不同比例的銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配施能有效緩解氮素對鮮食甜糯玉米的傷害作用，且HT-N-1在銨態(tài)氮:硝態(tài)氮為1∶3時破壞能力最弱，BT-N-1在銨態(tài)氮:硝態(tài)氮為1∶1時破壞能力最弱。

圖3 不同氮素形態(tài)配比對HT-N-1幼苗可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響

圖4 不同氮素形態(tài)配比對BT-N-1幼苗可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響

3 討論

本節(jié)基于引理1.3中的二元組織積構(gòu)造,引入了具有可乘擬恰當(dāng)斷面的富足半群上的好同余二元組即好同余對的概念。利用好同余對,在E°是正規(guī)帶的假設(shè)下,給出具有可乘擬恰當(dāng)斷面的富足半群上的好同余的相對簡潔的刻畫。

研究發(fā)現(xiàn)鮮食甜糯玉米抗氧化酶系統(tǒng)、抗性因子和生物量間存在著密切的聯(lián)系，在常規(guī)水肥種植的條件下，將銨硝態(tài)氮進(jìn)行不同比例配施與施入單一氮肥相比，能夠有效的維持抗氧化酶系統(tǒng)的平衡，減少其對細(xì)胞膜脂的傷害，為鮮食甜糯玉米生長提供良好的條件，進(jìn)而提高鮮食甜糯玉米生物量水平；綜合試驗結(jié)果可見，鮮食甜糯玉米能夠通過抗氧化酶系統(tǒng)與其他抗性因子間的協(xié)同作用共同抵御單一氮肥對其幼苗的影響，保持植物體細(xì)胞的完整性，維持植物的正常代謝和生長。

4 結(jié)論

混合態(tài)氮對玉米抗氧化酶系統(tǒng)的影響呈現(xiàn)不同趨勢，對HT-N-1而言，T4(NH4+-N∶NO3--N=25∶75)處理會顯著降低SOD、CAT和POD活性，較T6相比降幅依次為86.52%、28.13%、29.94%。對BT-N-1而言，T3(NH4+-N∶NO3--N=50∶50)處理會顯著降低SOD、CAT和POD活性，較T6相比降幅依次為90.67%、16.87%、38.32%?？偠灾砑踊旌蠎B(tài)氮均可在一定程度上緩解氮素對3種酶活性的不良影響，HT-N-1和BT-N-1分別在T4處理和T3處理對促進(jìn)抗氧化酶系統(tǒng)平衡的效果最顯著。

在ANSYS中設(shè)置了上述參數(shù)取值范圍，選定了以質(zhì)量優(yōu)化為目標(biāo)，總形變和極限應(yīng)力為約束，進(jìn)行后臺數(shù)據(jù)分析。計算結(jié)束后，ANSYS自動給出3種優(yōu)選方案并得到如圖3、圖4的4種參數(shù)對連桿架零件最大總形變δmax和等效應(yīng)力σmax的影響曲面圖，圖3中z軸為最大總變形δmax、圖4中z軸則是等效應(yīng)力σmax。圖3和圖4中，(a)圖的x軸均為D1，y軸均為D2，(b)圖中x軸均為H1，y軸

趙仙童皺著眉說，怪事，我一共打了七十二個電話，其中大半是女人接的，魚泡泡都沒翻。磚子暗叫苦，我的天吶，七十二個電話，趙仙童神經(jīng)真出岔子了。

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可知，T4(NH4+-N∶NO3--N=25∶75)處理對兩個玉米其他抗性因子的影響均呈一致變化趨勢，降低鮮食甜糯玉米脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白含量及相對電導(dǎo)率，對兩個鮮食甜糯玉米而言減少效果最好的依次為T4、T3和T2處理，也說明氮素對鮮食甜糯玉米生理生化特性的影響為：混合態(tài)氮<硝態(tài)氮<銨態(tài)氮。

秦明月習(xí)慣性地掏出手套戴在手上，去拉車門，只輕輕一拉，車門即開。雖然車身外一層塵土，但車內(nèi)卻一點雜物也沒有，只在駕駛臺前擺著一張卡片，是進(jìn)停車場時的停車卡。他輕輕拿起來一看，記錄著進(jìn)場時間正是三天前的晚上8時過3分。

總體可見，不同氮素形態(tài)配施與施入單一氮肥相比，在一定程度上更有利于鮮食甜糯玉米幼苗的生長發(fā)育。綜合比較各項指標(biāo)，銨硝態(tài)氮配比為1∶3和1∶1的處理效果顯著，可用于鮮食甜糯玉米的生產(chǎn)栽培。