不同氮素形态配比对绿豆幼苗养分吸收及生物量的影响

韦兰洁　黄斌　农艳丰

摘 要：该文在无菌培养条件下，研究了无机氮（铵态氮和硝态氮）和有机氮（氨基酸态氮）对绿豆幼苗养分吸收及干重的影响。结果表明：单一铵态氮能抑制植物的生长；单一硝态氮处理，浓度增加，植株生物量降低；氨基酸态氮与铵态氮配比处理，生物量高于铵态氮单一处理；氨基酸态氮、硝态氮的比例为1∶2 时，N素含量最高；硝态氮、铵态氮在125mg/L促进P素的吸收，而氨基酸态氮抑制P的吸收。

关键词：绿豆；氨基酸态氮；硝态氮；铵态氮

中图分类号 S56 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）07-45-03

Abstract：The present experiment was conducted to study the effects of different inorganic forms （amino acid nitrogen，nitrate nitrogen，ammonium nitrogen） and proportion on nutrient uptake and biomass of seedling growth of mung bean under sterilized culture.It was found that ammonium nitrogen restrained the growth of the plant and the biomass reduced with the increase of nitrate concentration，amino acid nitrogen and nitrate nitrogen ratio of 1∶2 can promote the absorption of N element，nitrate nitrogen and ammonium nitrogen of 125mg/L can promote the synthesis of P，and amino nitrogen can inhibit the synthesis of P.

Key words：Mung bean；Amino acid nitrogen；Nitrate nitrogen；Ammonium nitrogen

1 引言

绿豆属于豆科蝶形花亚科菜豆族豇豆属，是一种抗逆性很强的作物，由于其具有生育期短，播期弹性大，适应性广，利于用地养地，经济效益高等特性而深受广大农户的喜爱。氮素是植物体内蛋白质、核酸、叶绿素及一些激素等的重要组成部分，是限制植物生长和产量形成的重要因素。铵态氮和硝态氮是植物成长过程中2种主要的矿质氮源，而甘氨酸是土壤中含量较多的游离氨基酸，是分子量最小、分子结构最简单的氨基酸，因此本文选择甘氨酸（Gly，分析纯）作为供试有机氮氮源。近年来，通过13C-15N双标记氨基酸土壤培养试验和严格的无菌水培试验，均证明了植物能直接吸收分子态氨基酸。有关植物吸收和利用有机氮的的研究逐渐增多，但以无机氮与有机氮不同配比，探讨不同氮源浓度，以及不同混合氮源对植物生长和氮素吸收影响的报道尚未见报道。为此，本研究以绿豆为材料，采用无菌培养方法，旨在讨论不同单一氮源以及不同氮源组合对绿豆幼苗生长的影响，为绿豆合理施用氮肥提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 试验材料 试验于2014年在百色学院内采用无菌培养的方式进行。绿豆品种为中绿1号。种子灭菌的方法：70%的酒精浸泡lmin，无菌水洗3次，然后用8%次氯酸钠浸泡20min后，无菌水洗5次。灭菌后的种子播在内含Hoagland营养液的培养瓶中，每瓶放种子5粒，加盖封口，置于25℃光照培养箱中培养。

2.2 试验设计 有机氮为甘氨酸，无机氮为（NH4）2SO4、KNO3，分别以A、B、C表示。3个氮素水平：250mg/L，125mg/L，62.5mg/L。根据第一批植株的长势，以125mg/L为标准，有机氮和无机氮按照1∶1，1∶2，2∶1配倍比混合施用。营养液采用Hoagland设计的营养成分，略有改进，配方如下：CaCl2 444.47mg/L，MgSO4 493mg/L， KCl373.77mg/L；铁盐溶液2.5mL（pH=5.5，七水硫酸亚铁2.78g，乙二胺四乙酸二钠3.73g，）；微量元素液5mL（碘化钾0.83mg/L，硼酸0.2493mg/L，硫酸锰22.3mg/L，硫酸锌8.6493mg/L，钼酸钠0.25mg/L，硫酸铜0.025mg/L，氯化钴0.025mg/L。

2.3 项目测定 将绿豆幼苗按上述试验方法培养30d后取出。先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗。置于烘箱105℃杀青，65℃烘干至恒重，称重。采用H2S04-H202法消煮，凯氏定氮法测定氮（N）含量，紫外-可见分光光度法测定磷（P）含量，火焰光度法测定钾（K）含量。

2.4 数据处理 测定的数据利用软件Excel2003和SPSS17.0进行统计分析。试验数据为平均数±标准误（SE）。

3 结果与分析

3.1 氮源对植株生物量的影响 干重是衡量植株生长得好坏的一个重要因素，因为不同的氮源会影响着生物量的合成。

3.1.1 单一氮源对植株干重的影响 由表1可知：氨基酸态氮处理下，植株的干重随着氨基酸态氮浓度的增加而增加，但无显著差异（p<0.05）；铵态氮处理下，植株的干重显著低于甘氨酸处理的，但处理间差异不显著（p<0.05）；硝态氮处理下，植株的干重随着处理浓度的降低而增加，且在浓度为250mg/L时，达到显著差异（p<0.05）。

3.1.2 混合氮源对植株生物量的影响 由表1可知：氨基酸态氮，铵态氮配比处理下，两者比例是1∶1时，植株的生物量达到最高，但处理间差异不显著（p<0.05）。混合处理下植物的生物量显著（p<0.05）高于铵态氮处理的。氨基酸态氮、硝态氮配比处理下，两者比例为1∶1时，植物的生物量最低，但处理间差异亦不显著。两者比例为1∶2处理下的植物生物量显著（p<0.05）高于硝态氮单一处理的。

3.2 氮源对植株氮含量的影响 氮是植物许多重要的有机化合物的成分，同时也是遗传物质的基础。

3.2.1 单一氮源对植株氮含量的影响 3种氮素形态下的植株的含N量的变化规律相似，都是随着氮素浓度的增加而增加。等氮条件下，对植株含N量的营养效果依次为：铵态氮>硝态氮>氨基酸态氮（表2）。

3.2.2 混合氮源对植株氮含量的影响 氨基酸态氮、硝态氮配比处理下，植株的含N量随着氨基酸态氮比重的增加而增加，且当者比例是2∶1时达到显著差异，说明氨基酸态氮的比重对植株的含N量有较大影响（见表2）。氨基酸态氮，铵态氮配比处理下，处理间的差异不显著，表明氨基酸态氮与铵态氮配比施用的比例对植物N素的吸收无显著影响（表2）。

3.3 氮源对植株磷含量的影响 磷是植物体内重要化合物组成元素之一，磷素有利于细胞分裂增殖，促进生长。

3.3.1 单一氮源对植株磷含量的影响 氨基酸态氮处理下，植株含P量显著低于其他2种无机氮处理的。植物含P量呈先降低后增高的趋势，变化幅度较小。铵态氮、硝态氮处理下，植株的含P量都呈先增高后降低趋势，且浓度大于125mg/L时，下降幅度较大。说明过高的无机氮浓度抑制植株P元素的合成（见图1）。浓度为62.5mg/L和250mg/L时，无机氮铵态氮、硝态氮处理下的植株的含P量有机氮氨基酸态氮处理的差异不显著，但在浓度125mg/L时，无机氮铵态氮、硝态氮处理的植株含P量显著高于有机氮氮氨基酸态氮处理的，可见，浓度为125mg/L时，无机氮能够促进植株P元素的合成。

3.3.2 混合氮源对植株磷含量的影响 氨基酸态氮与铵态氮配比施用时，植株的含P量随着氨基酸态氮比重的增加而增大，浓度为250mg/L时，植株的含P量达到最大值；氨基酸态氮、硝态氮配比处理下，植物P含量随着硝态氮比重的增加呈先增加后降低的趋势（图2）。

3.4 氮源对植株钾含量的影响 钾是植物生长发育的必需元素之一，其在控制叶片的开关、促进光合作用、促进蛋白质合成以及糖代谢等方面有很大作用。

3.4.1 单一氮源对植株钾含量的影响 氨基酸态氮处理下，植株的含K量随着浓度的增大而增大，在62.5～125mg/L浓度范围内，变化幅度很小，当浓度大于125mg/L后，增加幅度变大；硝态氮和铵态氮对植株含K量的影响规律大致相同，均随着处理浓度的增加而降低，但降低幅度较小，说明无机氮源的浓度对植株的含K量影响不大（见图3）。

3.4.2 混合氮源对植株钾含量的影响 氨基酸态氮、硝态氮配比处理与氨基酸态氮、铵态氮配比处理对植株全钾含量的影响趋势完全相反。氨基酸态氮的比重小于硝态氮时，植株的K含量随着氨基酸态氮比重的增加而增加，两者比重相等时，植株的K含量达到最大值，当氨基酸态氮的比重大于硝态氮时，植株的K含量随着氨基酸态氮比重的增加而降低，氨基酸态氮、铵态氮配比处理则反之（见图4）。

4 讨论和结论

Gerendás（1997）等认为，以NH4+-N培养植物时，会抑制植物生长，本研究结果与其一致，NH4+-N处理下的植株干重显著低于其他2种处理。以KNO3为单一氮源时，处理浓度增加，植株干重降低，究其原因可能是NO3- 必须还原为NH4+才能参与进一步的代谢过程，而NO3-的还原需要植物体提供能量，可能因需要消耗大量的光合产物，NO-3-N不能被作物充分利用，所以对植物生长的作用是有限的。甘氨酸、硫酸铵混合处理下与铵态氮混合试用，原因可能是因为高浓度铵态氮对抑制植物的生长，而氨基酸态氮的加入减少了铵态氮的浓度，从而减少对植物的毒害。甘氨酸、硝酸钾的比例为1∶2时，植株含N量最高，究其原因可能是因为氨基酸态氮的加入减少了硝态氮的流失，从而促进了植物对氮素的吸收。铵态氮、硝态氮在125℃促进P的合成，而氨基酸态氮抑制P的合成。原因可能是因为植物吸收氨基酸态氮之后，用于同化而促进植物的生长。关于绿豆吸收利用氨基酸态氮，铵态氮和硝态氮的详细机理有待于进一步深入研究。

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