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氮素营养对不同品种韭菜生理效应及氮代谢关键酶的影响

张建辉  
【摘要】:韭菜(Allium tuberosum Rottler Spreng)原产于我国,栽培历史悠久,以其丰富的营养价值和药用功能,成为中国北方的重要蔬菜之一。目前,人们已在韭菜的栽培技术、形态发育和生理特性等方面做了大量研究,而对于氮素营养对不同韭菜品种的产量、品质和氮代谢关键酶的影响尚未见报道。本试验以6韭菜品种为试材,研究了氮素营养对韭菜生理效应、氮代谢关键酶及硝态氮对不同韭菜品种的根系生长的影响,以期为韭菜低硝酸盐富集品种的选育及无土栽培提供理论依据。 1.氮素浓度为8 mmol·L~(-1)时,韭菜产量、Vc、可溶性糖、蛋白质含量均处于较高水平,而硝酸盐含量处于较低水平。随氮素水平的提高韭菜叶片中硝酸盐含量呈逐渐上升趋势:硝酸还原酶活性呈下降趋势。韭菜在受到高氮、低氮胁迫时,韭菜的生长已经明显受到抑制,对产量、品质有较大的影响,并有品种特异性。 2.20 mmol·L~(-1)高氮胁迫下,NR升高,而2 mmol.L~(-1)低氮胁迫下,硝酸还原酶(NR)活性下降,随氮浓度增加谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)和谷氨酸丙氨酸转氨酶(GPT)活性均呈现先上升后下降的变化趋势。在低氮胁迫下,紫根韭菜NR、GPT酶活性与对照相比变化不大,对低氮胁迫不敏感:在高氮胁迫下,紫根韭菜GOT酶活性与对照相比变化不大,对高氮胁迫不敏感。 3.随氮水平提高,各品种韭菜硝酸盐含量均呈升高趋势,不同品种间差异显著。平韭4号20mmol·L~(-1)高氮胁迫、8 mmol·L~(-1)(对照)处理硝酸盐含量依次分别为2 mmol·L~(-1)低氮胁迫的1.79和1.20倍;紫根韭菜为1.83和1.58倍。除GS外,氮代谢关键酶与其硝酸盐含量两两呈显著或极显著相关。表明不同韭菜品种氮代谢关键酶对氮胁迫的响应存在基因型差异,硝酸盐积累与氮同化存在明显相关关系。 4.硝态氮较其它形态氮能显著促进不同品种韭菜根系的生长,形态参数(根长、根数、根体积)随着硝态氮含量的提高而呈增加趋势。QYJC、PJ2、HZDJ、ZGJC的根长0:2处理、1:1处理依次分别为2:0处理的1.19、1.13,1.20、1.06,1.19、1.11,1.11、1.05倍。说明根长在低氮胁迫下未出现铵毒害现象,随着硝态氮含量的增加,而呈增长的趋势,受硝态氮诱导现象明显。QYJC、PJ2、ZGJC根数0:2处理、1:1处理依次分别为2:0处理的1.18、1.14,1.12、1.07,1.11、1.08倍。QYJC、PJ2、791、ZGJC的根体积在0:2处理、1:1处理依次分别为2:0处理的1.21、1.09,1.15、1.09,1.15、1.10,1.17、1.07倍。硝态氮较其它形态氮能显著促进不同韭菜品种根系活跃吸收面积、总吸收面积、比表面积、总吸收面积、根冠比,随着硝态氮含量的提高而增加。 5.本试验首次明确了不同韭菜品种的产量和营养品质指标对硝态氮的响应存在基因型差异,氮代谢关键酶与硝酸盐含量存在相关关系,为低硝酸盐富集品种的选育提供了理论依据。通过氮胁迫下硝态氮对不同品种韭菜根系形态参数的影响,在国内外首次系统验证了,硝态氮较其它形态氮显著增大根系形态参数,完善了韭菜耐低氮机理。


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