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研究施氮对盐环境下盐生植物及耐盐作物生长发育与氮素吸收利用特性的影响对盐碱地的生物改良具有重大意义,同时可为发展盐土农业奠定理论基础。本研究以5种典型藜科盐生植物及甜菜为研究对象,采用盆栽试验方法,以NaCl为盐分模拟不同盐度环境,研究了施氮对盐环境下盐生植物生长发育与氮素吸收利用状况的影响。主要结果如下:
(1)三个不同盐度环境(S1、S2、S3)下施适量氮(0.3 g/kg、0.6 g/kg、1.2 g/kg、2.4 g/kg)均可显著促进5种盐生植物及甜菜地上部生物量累积,但不同供试盐生植物及甜菜在不同盐度环境下的最佳施氮量有一定的差异性。在轻度盐S1、中度盐S2及重度盐S3三个盐度环境下,盐角草与盐地碱蓬的最佳施氮量均为N2(0.6 g/kg),高碱蓬的最佳施氮量均为N1(0.3 g/kg),鞑靼滨藜在轻度盐环境S1与中度盐环境S2下的最佳施氮量均为N2(0.6 g/kg),在重度盐环境S3下的最佳施氮量为N1(0.3 g/kg),野榆钱菠菜在轻度盐环境S1下的最佳施氮量为N2(0.6 g/kg),中度盐环境S2与重度盐环境S3下的最佳施氮量均为N1(0.3 g/kg),甜菜在轻度盐环境S1与中度盐环境S2下的最佳施氮量均为N3(1.2 g/kg),在重度盐环境S3下的最佳施氮量为N2(0.6 g/kg)。
(2)三个盐度环境下,5种盐生植物及甜菜的干物质产量均随着施氮量的增加呈现出先升高后下降的趋势,但施氮所能达到的最高干物质产量和最高施氮限量与生长环境中的盐度及植物种类有关。盐角草在中度盐环境S2下施氮量为1.28 g/kg时干物质产量达到最大为82.06 g/pot,盐地碱蓬在重度盐环境S3下施氮量为1.27 g/kg时干物质产量达到最大为122.33 g/pot,高碱蓬在轻度盐环境S1下施氮量为1.22 g/kg时干物质产量达最大为78.99 g/pot,鞑靼滨藜在轻度盐环境S1下施氮量为1.38 g/kg时干物质产量达最大为106.87 g/pot,野榆钱菠菜在轻度盐环境S1下施氮量为1.12 g/kg时干物质产量达最大为73.04 g/pot,甜菜在轻度盐环境S1下施氮量为1.39 g/kg时干物质产量达最大为90.09 g/pot
(3) S1、S2、S3三个盐度环境下随着施氮量的增加供试盐生植物及甜菜叶片渗透势呈现出下降趋势,而且在高盐高氮的环境下下降幅度明显增大,同时渗透调节能力随施氮量的增加而明显增强;施氮也显著地增加了5种供试盐生植物及甜菜叶片(同化枝)叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等各项光合色素的含量。
(4)S1、S2、S3三个盐度环境下,施氮显著增加了各供试植物植株含氮量与吸氮量,5种供试盐生植物及甜菜各器官或植株含氮量与吸氮量均随施氮量的增加而增加,而当施氮量继续增加时植株含氮量与吸氮量不再增加,甚至减少。
(5)S1、S2、S3三个盐度处理条件下,在0.3~1.0 g/kg施氮范围内5种盐生植物及甜菜氮素生产力与氮肥农学利用率随施氮量的增加均表现为大幅度下降,当施氮量超过1.0 g/kg时下降趋于平缓;同一施氮水平下,随着盐度的增加,除盐地碱蓬氮素生产力与氮肥利用率均表现为S1<S2<S3外,其余植物都表现为S1>S2>S3,其中盐生植物氮素生产力及氮肥利用率与甜菜相比受盐度的影响相对较小。
通过以上结果,可以过得以下结论:第一,轻度盐S1、重度盐S2及重度盐S3三个盐度环境下,在N1(0.3 g/kg)~N4(2.4 g/kg)的范围内施氮均可显著地缓解盐胁迫对盐生植物及甜菜造成的伤害,显著增强了其在盐环境下的生存能力;第二,三个盐度环境下,5种盐生植物及甜菜的最佳施氮量,施氮使其所能达到的最高干物质产量、最高施氮限量,最高吸氮量及最大氮素吸收效率均与供试植物的种类及生长环境中的盐度有关;第三,三个盐度环境下,N0~N4(2.4 g/kg)的施氮范围内5种盐生植物及甜菜的氮素生产力与氮肥农学利用率均符合报酬递减规律,其大小还与盐度及植物种类有关。