氮、铁营养供应对不同品种藜麦幼苗生理生态特性的影响

【摘要】：氮(N)和铁(Fe)分别是作物生长发育所必需的大量和微量营养元素,对作物的产量和品质形成至关重要。藜麦(Chenopodium quinoa willd)属藜科藜属一年生草本粮食作物,其种子富含多种氨基酸、高蛋白、多种矿质元素,营养价值丰富。本论文研究旨在探明N、Fe营养对不同品种藜麦幼苗的生理生态特性影响,为藜麦对N、Fe营养的吸收和利用,以及品种间的差异提供理论和现实依。本论文以几种优势藜麦品种幼苗为试验材料,以Hoagland营养液对其进行砂培实验,分别探讨了2个研究内容。1、在四种供Fe水平(10、50、100和300μmol·L~(-1))和三种N素供应(4、8和12 mmol·L~(-1))下,不同N、Fe处理组合对红、黑、白三种藜麦幼苗生长特性的影响。结果表明:N肥是促进植物生长的关键因素,Fe对藜麦生长起微效应作用。施N对形态指标影响大于Fe供应,红、白藜麦叶面积大于黑藜麦,供N量与比叶面积(SLA)呈负相关。红、白藜麦长势(生物量)最高,黑色藜麦最低。2、探究了三种供Fe水平(10、100和300μmol·L~(-1))和两种N素供应(4和12 mmol·L~(-1))组合处理下对红、黑两种藜麦幼苗生长以及叶绿素、MDA含量、抗氧化酶(SOD、APX、CAT)活性、渗透调解物质(脯氨酸、蛋白质、可溶性糖)、高铁还原酶、全氮、全铁、氨基酸及其成分等生理生化指标的影响。结果表明:(1)合理的配施氮铁有利于抑制叶绿素含量的降解。随着氮供应量的增加,藜麦叶片和根中的细胞膜氧化伤害显著增多。MDA的变化趋势大致与脯氨酸相同。各抗氧化酶主要在叶片中表达,而在根中的活性极低。在胁迫的初期(12d),藜麦受到氮铁供应逆境胁迫,启动自身的保护系统,分泌大量的酶活和可溶性蛋白保护免受氧化伤害。随着胁迫时间的延长(20d),抗氧化系统遭到一定程度的破坏致使其活性降低。在较长时间胁迫下(28d)藜麦通过自身生理调节,协同抗氧化酶、渗透调节物,可以在一定程度上有效地缓解氮铁胁迫所造成的氧化伤害,增强其抗逆性。(2)在不同的N、Fe浓度组合处理下,两种藜麦全铁含量均为根叶,而全氮含量叶根。红藜麦根的高铁还原酶活性显著高于黑藜麦。对于红藜麦,全铁含量在中等浓度Fe和高浓度N(Fe2N2)供应时达到最大值,而黑藜麦在高浓度Fe和低浓度N(Fe3N1)供应时达到最大值。红色和黑色藜麦的全氮含量分别在在低浓度Fe、高浓度N(Fe1N2)和中等浓度Fe、高浓度N(Fe2N2)供应时达到最大值。17种氨基酸含量均呈现高浓度N下的比低浓度N下的高;红藜麦在对铁浓度的响应为中等Fe低浓度Fe高浓度Fe(Fe2Fe1Fe3)。而黑藜麦在低和高N的供应下,随着铁供应浓度的升高分别呈现上升和下降趋势。综合评价在不同的N、Fe供应下,红黑两种藜麦体内的全N、全Fe、氨基酸营养成分含量可能与品种自身的的特性、生理状态,外源营养强化等密切相关。铁在植物体内的运移性差主要在根中累积,然而氮在植物体内易运输,在叶中含量较高。氨基酸含量因与两品种对氮铁吸收利用差异而不同。相对于黑藜麦,红色藜麦对N和Fe的需求较大,长势更好。