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无机氮和氨基酸态氮对甜瓜幼苗氮素吸收及生长生理的影响

花匠小妙招
2025-01-03 06:20

无机氮和氨基酸态氮对甜瓜幼苗氮素吸收及生长生理的影响

【摘要】：研究植物对无机氮和氨基酸态氮的吸收动力学及生长生理响应,对阐述植物对氨基酸态氮的吸收利用能力以及提高氮素吸收利用效率等方面都具有重要意义。方法:以甜瓜(Cucumis melo L.)为材料,蛭石培养至3叶1心时用于试验。试验一:无菌水培试验系统中研究甜瓜对不同形态氮的吸收动力学。采用常规耗竭法,以0.2 mmol·L~(-1)的CaSO_4溶液为支持电解质,NO_3~- -N、NH_4~+ -N和Gly-N溶液在0.1～2 mmol·L~(-1)浓度范围内设置8个水平,同时设置NO_3~- -N溶液中添加NH_4~+-N(1 mmol·L~(-1))的处理。在以上各溶液中均加入10 mg·L~(-1)氨苄青霉素建立近似的无菌试验系统。两株甜瓜苗放入20ml上述溶液中吸收2 h之后,测定溶液氮素含量,计算不同形态氮素的吸收速率。试验二:开放水培系统中研究无机氮和氨基酸态氮对甜瓜生长和氮素吸收的影响。NO_3~--N、NH_4~+-N和Gly-N溶液浓度均为3.0 mmol·L~(-1),营养液中其他元素按照1/2剂量的Hoagland配方配制。营养液配好后调pH值为6.50.每2 d更换一次,培养过程中连续通气,10 d后取样分析。测定植株的株高、干重、叶面积、植株全氮含量、叶绿素含量、根系扫描获得形态参数。结果:在0.1～2 mmol·L~(-1)浓度范围内,甜瓜对不同形态氮素的吸收符合米氏方程,最大吸收速率(Vmax)和亲和力(1/km)均表现为NO_3~--N>NH_4~+-N>Gly-N,高的最大吸收速率和高的亲和力相统一。NH_4~+-N (1 mmol·L~(-1))的存在促进了甜瓜吸收NO_3~--N的能力,在提高吸收速率的同时提高了离子亲和力。NO_3~--N、NH_4~+-N和Gly-N显著影响甜瓜幼苗的生长、根系形态和氮素吸收。与NO_3~--N处理相比,NH_4~+-N和Gly-N处理都显著抑制了甜瓜幼苗根系和地上部的生长。不同氮素形态处理的甜瓜植株根长、根体积和根表面积均表现为NO_3~--N>Gly-N>NH_4~+-N(P<0.05),甜瓜的叶绿素含量、植株平均氮含量和氮吸收量也表现为相同的规律。NH_4~+-N处理甜瓜出现明显的氨毒害症状,典型体症状为根系褐化,部分根系坏死。与NO_3~--N处理相比,NH_4~+-N和Gly-N处理提高了甜瓜根系的氮素分配比例。NH_4~+-N处理显著降低了营养液的pH值,而Gly-N处理提高了营养液的pH值。结论:不同氮素形态处理营养液pH值的变化是影响甜瓜幼苗生长和氮素吸收的重要因素。甜瓜是喜硝作物,虽然其对铵态氮的吸收速率大于氨基酸态氮,但是单一铵态氮水培会造成甜瓜植株显著的毒害作用,而氨基酸态氮可以成为较好的氮源。