氮素形態(tài)對(duì)野牛草生長(zhǎng)及氮素吸收利用的影響

鄒博坤，王欣銘，褚章杉，黃馨慧，陳雨峰，錢永強(qiáng)

（中國林業(yè)科學(xué)研究院生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究所，國家林業(yè)和草原局草原研究中心，北京 100091）

氮是植物生長(zhǎng)、發(fā)育和抵抗生物和非生物脅迫的重要元素，對(duì)植物氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素、各種初級(jí)和次生代謝物以及激素的生物合成非常重要［1］。植物以硝酸鹽、銨、尿素、亞硝酸鹽或這些形式的組合形式吸收氮，硝酸鹽經(jīng)硝酸還原酶（nitrate reductase，NR）和亞硝酸還原酶（nitrite reductase，NiR）還原成銨根，然后被谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）/谷氨酸合酶（glutamate synthase，GOGAT）循環(huán)同化到各種途徑［2-3］。不同植物偏好不同的氮素形態(tài)，在農(nóng)業(yè)上，一般認(rèn)為旱地植物喜硝，水淹土種植的作物喜銨［4］。對(duì)不同的植物開發(fā)有針對(duì)性的氮肥配施方案，能夠明顯提高氮肥利用效率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。在自然環(huán)境下，植物氮素吸收偏好的種間差異可以為植物有效劃分有限的土壤氮提供一種機(jī)制，從而促進(jìn)物種共存和維持生物多樣性［5］。植物對(duì)不同氮素形態(tài)的吸收偏好也是一種競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，特別是在營養(yǎng)有限的環(huán)境中，可以與植物總氮含量相結(jié)合用來解釋不同育力草地上草種競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的變化［6］。

野牛草（Buchloe dactyloides）是禾本科（Gramineae）畫眉草亞科（Eragrostoideae）野牛草屬（Buchloe）多年生草本植物，因其具有良好的耐旱、耐寒和耐貧瘠特性，20世紀(jì)40年代，作為水土保持植物引入我國，并在華北地區(qū)作為生態(tài)修復(fù)草和草坪草廣泛應(yīng)用［7］。傳統(tǒng)野牛草草坪管理中，一般以尿素為氮源，施用量為75～150 kg·hm-2［8］，隨著氮肥用量的增加，野牛草葉片葉綠素含量升高，草坪色澤、密度和綜合質(zhì)量評(píng)分均提高，但過度或頻繁地施肥會(huì)促使雜草生長(zhǎng)，對(duì)野牛草幾乎沒有積極影響［9-10］。尿素是一種速效氮肥，大部分轉(zhuǎn)化成氨揮發(fā)或被淋溶，利用率不足35%，造成投入的浪費(fèi)和環(huán)境污染。常見的氮肥種類包括尿素、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和硝銨混合態(tài)氮，關(guān)于氮素形態(tài)對(duì)作物或蔬菜的影響已有較多研究，關(guān)于氮素對(duì)野牛草影響的研究主要集中在施氮量對(duì)野牛草產(chǎn)量、有機(jī)物積累和草坪質(zhì)量的影響方面，而氮素形態(tài)對(duì)野牛草生長(zhǎng)和氮素吸收利用影響的研究鮮見報(bào)道。野牛草有廣闊的應(yīng)用前景，了解其對(duì)氮素的吸收偏好對(duì)制定合理的氮肥管理方案、降低野牛草養(yǎng)護(hù)成本、提高生產(chǎn)效益、有效保護(hù)草地生態(tài)環(huán)境有積極作用。本研究以兩個(gè)野牛草商業(yè)品種‘Sundancer’和‘Texoka’為試驗(yàn)材料，分析氮素形態(tài)對(duì)野牛草生長(zhǎng)特性、氮素利用和氮同化相關(guān)酶活性的影響，探究野牛草對(duì)氮素的吸收偏好，為野牛草合理高效施用氮肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以野牛草商業(yè)品種‘Sundancer’、‘Texoka’飽滿的種子為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置2個(gè)野牛草品種，分別為‘Sundancer’和‘Texoka’；設(shè)置5種氮素形態(tài)，分別為不施氮（N0）、尿素（N1）、Ca（NO3）2·4H2O（N2）、NH4Cl（N3）和NH4NO3（N4），共5個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.3 試驗(yàn)方法

2021年4 月，取直徑16.5 cm，高17.5 cm的花盆（帶托盤，容積約3.8 L），在盆中裝入沖洗干凈的蛭石（2～5 mm，約0.8 kg），基礎(chǔ)養(yǎng)分：有機(jī)質(zhì)含量4.18 g·kg-1，硝態(tài)氮含量31.9 mg·kg-1，銨態(tài)氮含量10.8 mg·kg-1，堿解氮含量52.1 mg·kg-1，速效磷含量4.0 mg·kg-1，速效鉀含量115.2 mg·kg-1，pH 6.82，電導(dǎo)率493 μS·cm-1。按每盆3 g的播種量取野牛草種子，用5%次氯酸鈉溶液浸泡5 min，期間不斷攪動(dòng)，沖洗干凈后流水浸泡48 h。播種后用塑料膜覆蓋盆口，發(fā)芽后揭開。施氮量按純氮計(jì)500 mg·kg-1，以1/2濃度缺氮改良型霍格蘭營養(yǎng)液為其他營養(yǎng)元素來源［11］，營養(yǎng)液組分為：MgSO4241 mg·L-1，K2SO4435 mg·L-1，KH2PO4136 mg·L-1，CaCl2444 mg·L-1，F(xiàn)e-citrate 5.1 mg·L-1，MnCl20.56 mg·L-1，ZnSO40.06 mg·L-1，CuSO40.025 mg·L-1，H3BO36.2 mg·L-1，NaMoO4·2H2O 0.25 mg·L-1，CoCl2·6H2O 0.025 mg·L-1。將配制好的缺氮改良型營養(yǎng)液分為5組，第1組為缺氮處理組（N0），另外4組分別加入尿素：214 mg·L-1（N1），Ca（NO3）2·4H2O：771.4 mg·L-1（N2）、NH4Cl：382.1 mg·L-1（N3）和NH4NO3：285.7 mg·L-1（N4）。營養(yǎng)液混合后分8次施入盆中，每7 d每盆澆營養(yǎng)液0.5 L，連續(xù)澆8周，滲出到托盤中的液體倒回盆中，避免養(yǎng)分流失。本試驗(yàn)在中國林業(yè)科學(xué)研究院科研溫室中進(jìn)行，培養(yǎng)條件為自然光光照，溫度為白天28℃，夜晚20℃。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

參照《土壤農(nóng)化分析》［12］測(cè)定基質(zhì)pH、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷和速效鉀含量。處理一周后，每周相同時(shí)間測(cè)定自然株高，8周后于上午10：00取樣，將根系完整取出，沖洗干凈，地上部和地下部分開，測(cè)定鮮重。部分樣品液氮冷凍后-20℃保存，其余樣品105℃殺青30 min后80℃烘干至恒重。采用凱氏定氮法測(cè)定總氮含量，采用硝基水楊酸法測(cè)定硝態(tài)氮含量［13］，采用改良茚三酮比色法測(cè)定銨態(tài)氮含量［14］。硝酸還原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性和谷氨酸合酶活性采用購自索萊寶公司的酶活性試劑盒測(cè)定。氮素積累量、氮肥利用率（nitrogen use efficiency，NUE）［15］計(jì)算方法如下：

式中：U為施氮作物吸氮量；U0為不施氮作物吸氮量；F為施氮量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。采用SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)不同形態(tài)氮素不同品種野牛草的生長(zhǎng)特性、氮素積累量、氮肥利用率的影響進(jìn)行雙因素方差分析（two-way ANOVA），Duncan法進(jìn)行多重比較，Origin 2021進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）。

參照文獻(xiàn)［16］計(jì)算不同處理各指標(biāo)隸屬函數(shù)值μ（Xj），計(jì)算公式如下：指標(biāo)與生長(zhǎng)特性呈正相關(guān)：

指標(biāo)與生長(zhǎng)特性呈負(fù)相關(guān)：

式中：Xj表示i處理第j個(gè)指標(biāo)值，Xmin表示第j個(gè)指標(biāo)的最小值，Xmax表示第j個(gè)指標(biāo)的最大值。

用下列公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)Vj：

用下列公式計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重Wj：

式中：Wj表示第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，m表示有m個(gè)指標(biāo)。

用下列公式計(jì)算各處理隸屬度值D：

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素形態(tài)對(duì)野牛草生長(zhǎng)的影響

2.1.1 氮素形態(tài)對(duì)野牛草株高的影響 兩個(gè)品種在施氮條件下株高顯著大于不施氮條件（P＜0.05），發(fā)芽后14 d內(nèi)為快速生長(zhǎng)期，14 d后生長(zhǎng)速率放緩。發(fā)芽56 d時(shí)，‘Sundancer’在硝酸鈣處理下株高顯著高于其他處理（P＜0.05），是不施氮處理的1.89倍，‘Texoka’在硝酸銨（N4）處理下株高顯著高于其他處理（P＜0.05），是不施氮（N0）處理的1.74倍。不同處理下‘Texoka’發(fā)芽后56 d的平均株高為196.05 mm，‘Sundancer’發(fā)芽后56 d的平均株高為179.95 mm，‘Texoka’的平均株高顯著高于‘Sundancer’（P＜0.05），表明在株高方面有較大的品種間差異（表1）。

表1 氮素形態(tài)對(duì)野牛草株高的影響Table 1 Effects of different nitrogen forms on height of B.dactyloides（mm）

2.1.2 氮素形態(tài)對(duì)野牛草生物量及根冠比的影響兩個(gè)品種在施氮條件下的地上部生物量均顯著大于不施氮條件下（P＜0.05），表明氮素有利于野牛草地上部干物質(zhì)積累。地上部、地下部生物量及根冠比在4種不同氮素形態(tài)處理下均無顯著差異（P＞0.05），表明氮素形態(tài)對(duì)野牛草地上部、地下部生物量及根冠比無顯著影響（圖1和圖2）。在不施氮處理下，‘Sundancer’根 冠 比 為70.51%，‘Texoka’根 冠 比為65.41%，均是其他施氮處理的3倍以上，表明低氮會(huì)促使野牛草將有限的營養(yǎng)物質(zhì)優(yōu)先供給根系生長(zhǎng)（圖2）。

圖1 氮素形態(tài)對(duì)野牛草生物量的影響Fig.1 Effects of different nitrogen forms on biomass of B.dactyloides

圖2 氮素形態(tài)對(duì)野牛草根冠比的影響Fig.2 Effects of different nitrogen forms on root-shoot ratio of B.dactyloides

2.2 氮素形態(tài)對(duì)野牛草氮素利用的影響

2.2.1 氮素形態(tài)對(duì)野牛草硝態(tài)氮含量的影響 兩個(gè)品種的地上部硝態(tài)氮含量均表現(xiàn)為硝酸鈣（N2）＞尿素（N1）＞氯化銨（N3）＞硝酸銨（N4），表明硝態(tài)氮處理有利于野牛草地上部硝態(tài)氮積累。兩個(gè)品種在硝酸銨處理下與不施氮時(shí)地上部硝態(tài)氮含量均無顯著差異（P＞0.05），表明混合態(tài)氮相較于單一形態(tài)氮不僅不利于地上部硝態(tài)氮積累，還有抑制作用。兩個(gè)品種的地下部硝態(tài)氮含量均表現(xiàn)為尿素（N1）＞硝酸銨（N4）＞硝酸鈣（N2）＞氯化銨（N3）＞不施氮（N0），表明尿素和混合態(tài)氮更有利于野牛草地下部硝態(tài)氮積累（圖3）。

圖3 氮素形態(tài)對(duì)野牛草硝態(tài)氮含量的影響Fig.3 Effects of different nitrogen forms on nitrate nitrogen content of B.dactyloides

2.2.2 氮素形態(tài)對(duì)野牛草銨態(tài)氮含量的影響‘Sundancer’地上部銨態(tài)氮含量表現(xiàn)為氯化銨處理時(shí)最高，分別是硝酸銨、硝酸鈣和尿素處理的1.29、1.67和1.69倍，表明銨態(tài)氮更有利于‘Sundancer’地上部銨態(tài)氮積累。氯化銨和硝酸銨處理下，‘Texoka’地上部銨態(tài)氮含量無顯著差別（P＞0.05），其中硝酸銨處理下的地上部銨態(tài)氮含量分別是硝酸鈣和尿素處理的1.19和1.67倍，表明銨態(tài)氮和混合態(tài)氮更有利于‘Texoka’地上部銨態(tài)氮積累。兩個(gè)品種地下部銨態(tài)氮含量均表現(xiàn)為尿素（N1）＞硝酸銨（N4）＞其他氮源，硝酸鈣和氯化銨處理無顯著差異（P＞0.05），表明尿素和混合態(tài)氮對(duì)于野牛草根部銨態(tài)氮積累的促進(jìn)作用明顯好于單一形態(tài)氮（圖4）。

圖4 氮素形態(tài)對(duì)野牛草銨態(tài)氮含量的影響Fig.4 Effects of different nitrogen forms on ammonnitrogen content of B.dactyloides

2.2.3 氮素形態(tài)對(duì)野牛草總氮含量的影響‘Sundancer’地上部總氮含量表現(xiàn)為硝酸銨（N4）＞硝 酸 鈣（N2）＞尿 素（N1）＞氯 化 銨（N3），‘Texoka’地上部總氮含量表現(xiàn)為硝酸銨（N4）＞硝酸鈣（N2）＞氯化銨（N3）＞尿素（N1），兩個(gè)品種地下部總氮含量均表現(xiàn)為硝酸銨（N4）＞硝酸鈣（N2）＞氯化銨（N3）＞尿素（N1），表明混合態(tài)氮源相較于其他氮素類型更有利于野牛草氮素積累（圖5）。

圖5 氮素形態(tài)對(duì)野牛草總氮含量的影響Fig.5 Effects of different nitrogen forms on total nitrogen content of B.dactyloides

2.2.4 氮素形態(tài)對(duì)野牛草氮肥利用效率的影響‘Texoka’的氮肥利用效率在硝酸銨處理下顯著高于尿素處理（P＜0.05），達(dá)到31.94%，是尿素的1.54倍，硝酸鈣的1.38倍，氯化銨的1.35倍，表 明混合態(tài)氮對(duì)提高‘Texoka’的氮肥利用效率有明顯的促進(jìn)作用?！甋undancer’在不同氮素形態(tài)處理下，氮肥利用效率無顯著差異（P＞0.05）?！甌exoka’在尿素、硝酸鈣和氯化銨處理下氮肥利用效率無顯著差異（P＞0.05），且與各種氮素形態(tài)處理下‘Sundancer’的氮肥利用效率無顯著差異（P＞0.05）。在硝酸銨處理下，‘Texoka’的氮肥利用效率顯著高于‘Sundancer’（P＜0.05），是其1.64倍，表明在硝酸銨處理下不同野牛草品種的氮肥利用效率有較大的差異，在其他氮素形態(tài)處理下，不同野牛草品種間氮肥利用效率無顯著差異（圖6）。

圖6 氮素形態(tài)對(duì)野牛草氮肥利用效率的影響Fig.6 Effects of different nitrogen forms on nitrogen use efficiency of B.dactyloides

2.3 氮素形態(tài)對(duì)野牛草氮同化相關(guān)酶活性的影響

2.3.1 氮素形態(tài)對(duì)野牛草硝酸還原酶（NR）活性的影響 ‘Sundancer’地上部NR活性在氯化銨處理下顯著高于其他氮素形態(tài)（P＜0.05），硝酸鈣處理和硝酸銨處理無顯著差異（P＞0.05）?！甌exoka’地上部NR活性在氯化銨處理下顯著高于硝酸鈣處理（P＜0.05），氯化銨處理、尿素處理和硝酸銨處理無顯著差異（P＞0.05），尿素處理、硝酸鈣處理和硝酸銨處理無顯著差異（P＞0.05）。表明單一施加銨態(tài)氮肥，野牛草地上部NR活性有一定提高?！甋undancer’地下部NR活性在硝酸銨、尿素和硝酸鈣處理下無顯著差異（P＞0.05），均 顯 著 高 于 氯 化 銨 處 理（P＜0.05），‘Texoka’地下部NR活性表現(xiàn)為尿素（N1）＞硝酸銨（N4）＞硝酸鈣（N2）＞氯化銨（N3）＞對(duì)照（N0）（圖7）。

圖7 氮素形態(tài)對(duì)野牛草硝酸還原酶活性的影響Fig.7 Effects of different nitrogen forms on nitrate reductase activity of B.dactyloides

2.3.2 氮素形態(tài)對(duì)野牛草谷氨酰胺合成酶（GS）活性的影響 ‘Sundancer’地上部GS活性在硝酸銨處理下顯著高于其他氮素形態(tài)（P＜0.05），硝酸鈣和尿素處理無顯著差異（P＞0.05），氯化銨處理顯著低于其他氮素形態(tài)和不施氮處理（P＜0.05）。‘Texoka’地上部GS活性在硝酸鈣、硝酸銨和尿素處理下無顯著差異（P＞0.05），均顯著高于氯化銨處理（P＜0.05）。表明單施銨態(tài)氮對(duì)野牛草地上部GS活性有顯著的抑制作用?！甋undancer’和‘Texoka’地下部GS活性在不施氮處理下均顯著高于尿素、硝酸鈣和氯化銨處理（P＜0.05），不施氮和硝酸銨處理無顯著差異（P＞0.05），表明野牛草地下部在氮貧瘠環(huán)境下會(huì)提高GS活性以吸收更多氮素，混合態(tài)氮素更有利于提高地下部GS活性。在硝酸銨、硝酸鈣、尿素和不施氮處理下，‘Sundancer’地上部GS活性均顯著高于‘Texoka’地上部GS活性（P＜0.05），表明地上部GS活性品種間存在較大的差異（圖8）。

圖8 氮素形態(tài)對(duì)野牛草谷氨酰胺合成酶活性的影響Fig.8 Effects of different nitrogen forms on glutamine synthetase activity of B.dactyloides

2.3.3 氮素形態(tài)對(duì)野牛草谷氨酸合酶（GOGAT）活性 的 影 響 ‘Sundancer’和‘Texoka’地 上 部GOGAT活性在硝酸銨處理下均顯著高于其他處理（P＜0.05），硝酸鈣、尿素和氯化銨處理間無顯著差異（P＞0.05），表明混合態(tài)氮對(duì)野牛草地上部GOGAT活性有顯著的促進(jìn)作用?！甋undancer’地下部GOGAT活性在硝酸銨處理下顯著高于其他處理（P＜0.05），尿素和氯化銨處理無顯著差異（P＞0.05），硝酸鈣處理與氯化銨處理無顯著差異（P＞0.05），顯著低于尿素和硝酸銨處理（P＜0.05）?！甌exoka’地下部GOGAT活性在硝酸銨、尿素和氯化銨處理下無顯著差異（P＞0.05），均顯著高于硝酸鈣處理（P＜0.05），表明單施硝態(tài)氮對(duì)野牛草地下部GOGAT活性有顯著的抑制作用（圖9）。

圖9 氮素形態(tài)對(duì)野牛草谷氨酸合酶活性的影響Fig.9 Effects of different nitrogen forms on glutamate synthase activity of B.dactyloides

2.4 氮素形態(tài)對(duì)野牛草的綜合影響

2.4.1 主成分分析 PCA主成分分析結(jié)果顯示，沿第1軸方向，處理組明顯區(qū)別于對(duì)照組，表明氮素是影響野牛草生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵因素。硝酸銨、硝酸鈣和尿素處理的樣點(diǎn)較為集中，95%置信區(qū)間部分重疊，表明這3種氮素形態(tài)對(duì)野牛草的影響差異不顯著。硝酸銨和硝酸鈣處理的樣本點(diǎn)與氯化銨處理的樣本點(diǎn)有明顯的分離，95%置信區(qū)間均不重疊，表明氯化銨處理與硝酸銨和硝酸鈣處理對(duì)野牛草的影響均有顯著差異。綜合各指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，硝酸銨對(duì)野牛草部分性狀有抑制作用，硝酸鈣和硝酸銨作為氮源更有利于野牛草生長(zhǎng)發(fā)育（圖10）。

圖10 不同氮素形態(tài)對(duì)野牛草影響的主成分分析Fig.10 PCA of effects of different nitrogen forms of B.dactyloides

2.4.2 隸屬函數(shù)綜合分析 不同處理隸屬函數(shù)綜合排名為T-硝酸銨＞S-硝酸銨＞T-尿素＞S-硝酸鈣＞S-尿素＞T-硝酸鈣＞T-氯化銨＞S-氯化銨＞TN0＞S-N0，表明硝酸銨可以顯著促進(jìn)野牛草的生長(zhǎng)和生理活性。氯化銨對(duì)野牛草的促進(jìn)作用較差。尿素比硝酸鈣更有利于‘Texoka’生長(zhǎng)，硝酸鈣比尿素更有利于‘Sundancer’生長(zhǎng)，表明野牛草對(duì)不同氮素形態(tài)吸收效率存在一定的品種間差異（表2）。

表2 氮素形態(tài)對(duì)野牛草影響的隸屬函數(shù)綜合分析Table 2 Comprehensive analysis of membership functions of the effect of nitrogen forms on B.dactyloides

3 討論

氮是植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的營養(yǎng)元素，不同氮素形態(tài)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響有較大差異。如僅以銨態(tài)氮為氮源，玉米（Zea mays）葉片生物量是以硝態(tài)氮為氮源的兩倍，且促進(jìn)花青素的積累，但會(huì)減少葉綠素和類黃酮的積累；如以硝酸銨為氮源可以顯著提高玉米葉片葉綠素含量、百粒重和產(chǎn)量［17-18］。小麥（Triticum aestivum）的研究中發(fā)現(xiàn)，增施硝酸鹽可以顯著提高生物量，增施銨鹽會(huì)抑制生物量積累，過多的銨離子還會(huì)造成“銨毒害”，但以硝酸銨為氮源可以有效降低胞間CO2濃度、提高光合效率和減少游離脯氨酸含量，因此均衡的硝銨比是獲得良好品質(zhì)的關(guān)鍵［19-20］。與大部分植物在不同氮素形態(tài)處理下生物量差異較大相比，本研究結(jié)果顯示，同一品種野牛草的生物量對(duì)氮素形態(tài)不敏感，在4種氮素形態(tài)下均可正常生長(zhǎng)，這可能是由于野牛草具有較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)能力，養(yǎng)分利用策略較為靈活，使其擁有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，這與Weight等［6］的觀點(diǎn)是相符的，為野牛草在更廣闊的范圍內(nèi)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

氮素形態(tài)還會(huì)影響植物的生長(zhǎng)速率和株高，如春小麥在硝銨混合態(tài)氮處理下生長(zhǎng)速率顯著快于單一氮源處理；硝態(tài)氮可以顯著提高烤煙（Nicotiana tobacum）株高、莖圍和節(jié)距［21-22］。野牛草在不同氮素形態(tài)處理下株高的變化趨勢(shì)是相同的，最終株高表現(xiàn)為‘Sundancer’在硝酸鈣處理下株高最高，‘Texoka’在硝酸銨處理下株高最高，這與前人認(rèn)為硝態(tài)氮和混合態(tài)氮更有利于植物生長(zhǎng)的觀點(diǎn)是相同的。本研究中‘Texoka’的平均株高顯著高于‘Sundancer’（P＜0.05），這可能是由于‘Texoka’是野牛草較為古老的一個(gè)品種，主要用于牧場(chǎng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的飼料草，具有較高的鮮草產(chǎn)量，‘Sundancer’是目前新近育成的野牛草品種，主要用于草坪建植，具有植株較低、生物量較小的特性，僅從形態(tài)上無法充分體現(xiàn)肥效。

如果外源施入的氮素形態(tài)與植物對(duì)氮素形態(tài)吸收偏好相一致，植物就能更好地吸收和利用氮素［23］。前期關(guān)于玉米的研究發(fā)現(xiàn)，硝態(tài)氮和銨態(tài)氮配施對(duì)玉米花前期氮素積累、灌漿期氮素由營養(yǎng)器官向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)有促進(jìn)作用，提高硝態(tài)氮占比有利于提高玉米葉片和莖對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率［24-25］。本研究發(fā)現(xiàn)，單施加硝酸鈣時(shí)，野牛草地上部硝態(tài)氮含量最高；單施氯化銨時(shí)，野牛草地上部銨態(tài)氮含量最高，表明單一氮源會(huì)促進(jìn)野牛草地上部以與氮源相同的氮素形態(tài)積累氮，但會(huì)抑制部分氮同化酶的活性。野牛草總氮含量均表現(xiàn)為硝酸銨處理時(shí)最高，其次是硝酸鈣處理，這說明野牛草對(duì)硝態(tài)氮有明顯吸收偏好。

本研究中，在氯化銨處理下，野牛草地下部NR活性均顯著低于其他氮素形態(tài)（P＜0.05），這可能是由于NR大量分布在植物根系中，當(dāng)土壤施加銨態(tài)氮肥時(shí)，銨作為硝酸鹽代謝的中間產(chǎn)物，對(duì)NR活性產(chǎn)生反饋抑制［26］。而氯化銨處理下，野牛草地上部谷氨酰胺合成酶（GS）活性均顯著低于其他氮素形態(tài)（P＜0.05），地下部GS活性顯著低于硝酸銨處理（P＜0.05），其原因可能是合理的硝銨比促進(jìn)GS活性，過量的NH4＋造成“銨毒害”，抑制GS活性，這與孫敏紅等［27］關(guān)于枳橙（Citrus sinensis×Poncirus trifoliate）的研究結(jié)果相似。氮素同化過程中，NR和GS的活性直接關(guān)系到谷氨酸合酶（GOGAT）的底物量，在油茶（Camellia oleifera）的研究中［28］，硝銨1∶1處理時(shí)植物GOGAT活性最高，本研究中也發(fā)現(xiàn)硝酸銨處理下野牛草地上部和地下部GOGAT活性均顯著高于其他氮素形態(tài)（P＜0.05）。

氮素形態(tài)對(duì)野牛草兩個(gè)品種的生長(zhǎng)和生理影響各有差異，為了能夠客觀綜合地比較各處理對(duì)野牛草生長(zhǎng)的作用，本研究采用隸屬函數(shù)綜合分析法，該方法可反映不同處理對(duì)野牛草促進(jìn)作用的大小，隸屬度值越高表明促進(jìn)作用越強(qiáng)。結(jié)果顯示，各處理隸屬度值排名為T-硝酸銨＞S-硝酸銨＞T-尿素＞S-硝酸鈣＞S-尿素＞T-硝酸鈣＞T-氯化銨＞S-氯化銨＞T-N0＞S-N0。方差分析結(jié)果顯示，硝酸銨處理對(duì)氮素同化相關(guān)酶活性、總氮含量有明顯的促進(jìn)作用，氯化銨處理對(duì)酶活性和總氮含量的促進(jìn)作用不明顯，而且對(duì)GS活性有抑制作用，PCA主成分分析結(jié)果也顯示氯化銨處理與硝酸銨和硝酸鈣處理有顯著差異（P＜0.05），這與隸屬函數(shù)分析結(jié)果一致。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，野牛草具有較強(qiáng)的耐瘠薄性，對(duì)氮肥需求較少，少量施用氮可顯著提高其生長(zhǎng)速度。1∶1混合態(tài)氮對(duì)于野牛草生長(zhǎng)及生理活性的促進(jìn)作用最為顯著，因此在野牛草生產(chǎn)中應(yīng)以1∶1混合態(tài)氮作為氮源，在不能滿足硝銨比為1∶1時(shí)，應(yīng)以尿素為氮源或增加硝態(tài)氮量，減少銨態(tài)氮量。