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油菜不同品种硝态氮吸收、还原与累积差异的关系

杨荣  
【摘要】:叶菜类蔬菜对氮肥的奢侈吸收造成其体内硝态氮大量累积,既不利于氮素有效利用,又影响蔬菜品质和人体健康。硝态氮在植物体内的还原代谢和碳代谢相耦合,光合能力大小直接影响氮素吸收还原能力。根系作为除叶片以外的另一个重要的硝态氮还原场所,其细胞内硝酸还原酶活性高低也直接影响到植物地上部硝态氮累积。为了深入探讨硝态氮吸收还原与累积的关系,本研究通过水培试验、盆栽试验和大田试验筛选出了两类硝态氮累积能力不同的油菜品种:高累积和低累积品种,并以此为供试材料,探讨了氮素代谢、光合代谢及根系还原能力对地上部硝态氮累积的影响,采用抑制根系硝酸还原酶活性的方法,进一步揭示了造成油菜不同品种间硝态氮累积差异的原因。主要结论有: 1、采用大田试验,设定不同氮肥用量,比较了27个油菜品种硝态氮含量差异,发现品种间硝态氮含量差异显著,叶柄硝态氮占整株的76.4%,与整株硝态氮含量显著正相关。随采样时间后移,叶柄硝态氮含量显著降低,但品种间叶柄相对硝态氮累积能力的差异稳定,可作为植物硝态氮含量差异的筛选指标。依次筛选出低硝态氮积累品种:杂631大粒和红油3号,硝态氮平均含量为1600mg·kg~(-1);高硝态氮积累品种:浙双6号和中双6号,平均含量为3400mg·kg~(-1),二者相差近一倍。 2、对选定的两类硝态氮累积能力不同的品种,进行硝态氮累积差异与硝态氮还原及光合特性的关系研究发现,低硝态氮累积品种的侧根硝酸还原酶活性较高,净光合速率、蒸腾速率、叶绿素SPAD值也较高;高硝态氮累积品种却与此相反。相关性分析表明,叶柄硝态氮含量和SPAD值、净光合速率、蒸腾速率呈显著负相关(p0.05),与胞间CO2浓度呈正相关,与气孔导度无相关;侧根硝酸还原酶活性和叶柄硝态氮含量显著负相关,但是叶片硝酸还原酶活性和叶柄硝态氮含量无显著相关。高效的光合代谢和侧根高硝酸还原能力可能是低硝态氮累积品种硝态氮含量较低的一个重要原因。 3、采用抑制根系硝酸还原酶活性的方法,研究根系还原能力对地上部硝态氮累积的影响,结果表明添加硝酸还原酶抑制剂(Na_2WO_4)以后,硝态氮吸收速率显著下降,但根系硝态氮含量却显著升高。根系硝酸还原酶活性不仅决定了根系的还原能力,也影响根系对硝态氮的吸收速率。 4、根系硝酸还原酶活性抑制后,根中硝态氮大量积累,但根系中累积的硝态氮并没有被运输到地上部分。同时,叶柄硝态氮含量显著降低,造成油菜地上部缺氮;红油3号叶柄硝态氮含量下降11.9%,中双6号叶柄硝态氮下降了5.5%,与叶柄硝态氮含量变化趋势不同,叶片硝态氮含量却保持相对稳定,说明低积累品种红油3号叶柄中的硝态氮容易被运输出来,补充叶片因同化过程所造成硝态氮减少的速度较高积累品种中双6号快。


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