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目前在蔬菜生产上过量施肥(特别是氮肥)现象严重,导致蔬菜硝酸盐含量超标。蔬菜硝酸盐含量具有显著的基因型差异,基于此筛选出不同氮素效率的蔬菜基因型,通过合理施用氮肥(铵态、硝态配施),在不影响产量的同时提高品质,特别是降低产品器官的硝酸盐含量,并深入研究氮素同化机制的基因型差异,具有重要的理论和实践意义。
本试验以华南特产蔬菜芥蓝(Brassica alboglatra Bailey)为材料,在水培条件下,从27个芥蓝品种中筛选出硝酸盐含量低、中、高的3个芥蓝品种进行营养液增铵试验,设4个不同的铵硝配比处理,即:0:100、25:75、50:50和75:25,研究了不同氮素效率芥蓝的生长发育、品质、硝酸盐积累、氮素吸收及同化规律,主要研究结果如下:
1.采用系统聚类法对27个芥蓝品种的形态、产量、品质性状和硝酸盐含量分别进行聚类分析。以硝酸盐的聚类结果为主,结合品种熟性、植株形态、产量和品质性状,筛选出硝酸盐含量低、中、高的3个品种(分别为“中花”、“绿宝”和“广州中迟花”)进行后续的营养液增铵试验。“中花”芥蓝和“绿宝”芥蓝均为早熟品种,植株矮壮,薹茎/薹叶值高,品质优良,但产量不高;“广州中迟花”芥蓝为晚熟品种,植株高大,产量高,但品质一般。
2.与全硝处理相比,营养液低量增铵(25%)促进了芥蓝生长,增加了生物量,而中、高量增铵(50%和75%)则抑制了芥蓝生长,降低了生物量。增铵处理提高了芥蓝的根冠比,中、高量增铵对地上部的抑制比对根系的抑制作用大。全硝和低量增铵处理芥蓝的根系活力高于中、高量增铵处理。
3.随着营养液中铵态氮比例的增高,芥蓝叶片叶绿素含量逐渐变大。增铵处理对不同芥蓝品种叶绿素a/b的影响不同:“中花”芥蓝和“广州中迟花”芥蓝随增铵浓度的升高而降低,而“绿宝”芥蓝则随增铵浓度的升高而增大。
4.不同铵硝配比显著影响了芥蓝的营养品质。营养液增铵提高了芥蓝可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,其中可溶性糖以增铵25%含量最高,可溶性蛋白和游离氨基酸含量随着增铵比例的增大而提高。营养液增铵降低了芥蓝的Vc含量,其中低量增铵的降低程度不显著,中量和高量增铵的降低程度达显著水平。从总体上看,营养液适度增铵(25%)可以提高芥蓝的营养品质。
5.芥蓝硝酸盐和亚硝酸盐含量均随营养液增铵浓度的升高而降低,各处理间差异显著,品种间表现为“广州中迟花”>“绿宝”>“中花”。芥蓝铵态氮和脯氨酸含量均随增铵比例的增大而增大。芥蓝不同器官铵态氮含量表现为根系最高,茎次之,叶片最低;而脯氨酸含量则以茎最高,叶片次之,根系最低。
6.随着营养液中铵硝配比的升高,芥蓝叶片的NR活性不断增大,而茎的NR活性则呈现先升高后降低的趋势,芥蓝叶和茎的GS、GDH活性均不断增大,GOGAT活性先升高后降低。这表明营养液适当增铵(25%或50%)能提高芥蓝氮代谢相关酶的活性。
7.随着营养液中铵态氮比例的提高,芥蓝整株氮素含量逐渐升高;而整株氮素积累量呈现先升后降的趋势,低量增铵处理最高。三个品种芥蓝氮素含量和积累量受营养液增铵影响的规律一致;品种间整株总氮积累量表现为“广州中迟花”>“绿宝”>“中花”。
8.芥蓝全株干重与根系活力、氮、磷、钾积累量,硝酸盐、亚硝酸盐含量与矿质营养元素的积累均呈显著正相关,各品质指标间Vc、可溶性蛋白含量与可溶性糖、游离氨基酸和硝酸盐含量呈负相关,而前两者间呈显著正相关。
综上所述,营养液增铵25%促进了芥蓝生长,提高了营养品质,降低了硝酸盐含量,是芥蓝水培适宜的氮源配方。营养液适量增铵通过提高芥蓝的根系活力增强了根系吸收能力;通过增加对铵态氮的吸收,降低了对硝态氮的吸收;通过提高氮素同化酶的活力,提高了氮素的同化效率,从而提高了植株氮素含量。