邢素芝， 汪建飛， 李孝良， 鄒海明

(1 安徽科技學(xué)院農(nóng)學(xué)院， 安徽鳳陽(yáng) 233100； 2安徽科技學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院， 安徽鳳陽(yáng) 233100；3 農(nóng)業(yè)部生物有機(jī)肥創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽蚌埠 234000)

氮肥形態(tài)及配比對(duì)菠菜生長(zhǎng)和安全品質(zhì)的影響

邢素芝1， 汪建飛2,3*， 李孝良2， 鄒海明2

(1 安徽科技學(xué)院農(nóng)學(xué)院， 安徽鳳陽(yáng) 233100； 2安徽科技學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院， 安徽鳳陽(yáng) 233100；3 農(nóng)業(yè)部生物有機(jī)肥創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽蚌埠 234000)

銨態(tài)氮肥； 硝態(tài)氮肥； 菠菜； 生物量； 生理代謝

1 材料與方法

1.1 供試菠菜苗培育

供試菠菜品種為“銀川大圓”，其育苗步驟為：1)種子消毒，將菠菜種子浸泡于50℃的溫水中30min；2)種子清洗，將消毒后的菠菜種子用去離子水沖洗3次，再浸泡約12h；3)種子催芽，將浸泡后的種子置于培養(yǎng)箱中25℃催芽約1周；4)種苗培養(yǎng)，將催芽后的種子置于苗床上培育約30 d，供試驗(yàn)時(shí)移栽。

1.2 水培試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)采用自行設(shè)計(jì)的水培試驗(yàn)裝置(圖1)，該裝置長(zhǎng)、 寬、 高分別為50 cm、 30 cm、 12 cm，有效容積為12 L，為聚乙烯材質(zhì)。每個(gè)栽培孔中移栽3棵菠菜，每批次試驗(yàn)共移栽30棵。試驗(yàn)過(guò)程中，每天用曝氣泵曝氣兩次(8時(shí)和16時(shí))，每次30 min，保持溶液中溶解氧為4 mg/L左右，曝氣流速為1.5 L/min；pH控制在6.5±0.1；營(yíng)養(yǎng)液每10天更換一次。

圖1 水培試驗(yàn)裝置Fig.1 Hydroponics experimental configuration

1.3 營(yíng)養(yǎng)液的配制

營(yíng)養(yǎng)液元素含量為：N 12 mmol/L、 P 1 mmol/L、 K 6 mmol/L、 Ca 5 mmol/L和Mg 2 mmol/L；微量元素為B 0.5 mg/L、 Fe 2.8 mg/L、 Mn 0.5 mg/L、 Zn 0.05 mg/L、 Cu 0.02 mg/L和Mo 0.09 mg/L，此外，加入7 μmol/L DCD 抑制硝化反應(yīng)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目和方法

菠菜移栽后30d，采集菠菜樣品用蒸餾水洗凈，測(cè)量生長(zhǎng)形態(tài)(株高和根系長(zhǎng))；部分樣品用于鮮重(Fresh weight, FW)條件下生物量、 硝酸鹽、 亞硝酸鹽、 有機(jī)酸和氨基酸的測(cè)定；剩余樣品置于烘箱中105 ℃下殺青30 min，然后在65 ℃下烘干至恒重，約48 h，用于干重生物量測(cè)定。

1.4.1 硝酸鹽和亞硝酸鹽的測(cè)定 按照《水果、 蔬菜及其制品 亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的測(cè)定》GB/T 15401-1994國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)處理樣品，用德國(guó)布朗盧比Bran+Luebbe 生產(chǎn)的AutoAnalyzer 3連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定。

1.4.2 有機(jī)酸的測(cè)定 稱取菠菜樣品2.0 g于研缽中， 加5mL超純水研磨后無(wú)損地轉(zhuǎn)移至離心管中，在20,000×g 4℃超速離心20 min；轉(zhuǎn)移上清液至新離心管，在冰箱4 ℃下冷藏，測(cè)定前用0.45μm濾膜抽濾。

有機(jī)酸含量用高效液相色譜儀(美國(guó)Waters公司) 測(cè)定；色譜柱為Hibar? column RT 250 mm×4.6 mm(德國(guó)Merck公司)， 柱溫為30℃； 流動(dòng)相為用0.45 um濾膜抽濾后的pH為 2.5的0.5% (NH4)2HPO4-H3PO4緩沖液， 流速 1 mL/min、 進(jìn)樣量約20 μL、 測(cè)定波長(zhǎng)為214 nm(紫外)。

1.4.3 氨基酸的測(cè)定 稱取菠菜樣品0.5 g于研缽中；加入液氮和5 mL 80%(v/v)預(yù)冷乙醇，充分研磨后離心，取上清液待測(cè)，測(cè)定前用0.45μm濾膜抽濾。

氨基酸含量用高效液相色譜儀(美國(guó)Waters公司) 測(cè)定；色譜柱為HydrosphereTMC18柱，150 mm×4.6 mm，柱溫為30℃， 流動(dòng)相為用0.45 μm濾膜抽濾后的pH 為6.5 的20 mmol/L KH2PO4-K2HPO4和pH為6.5的 20 mmol/L KH2PO4-K2HPO4/乙腈(50/50)梯度淋洗， 流速 1 mL/min、 進(jìn)樣量約20 μL、 激發(fā)波長(zhǎng)為470 nm、 發(fā)射波長(zhǎng)為530 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同氮素形態(tài)配比對(duì)菠菜生物量和生長(zhǎng)形態(tài)的影響

植物的生物量約92.5%來(lái)自光合作用結(jié)果，而氮肥的不合理施用往往會(huì)導(dǎo)致光合器官與植物器官生長(zhǎng)不協(xié)調(diào)[19-20]，姜琳琳等[21]也指出氮肥及其形態(tài)是影響植物生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的首要因素。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2、表1和圖3。

圖2 不同銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配比處理菠菜生物量的變化Fig.2 Variation of spinach biomass with ratio

表1 不同氮素形態(tài)配比處理莖葉、 根系鮮重與干重比以及根系長(zhǎng)度與株高比

Table 1 Ratio of fresh weight to dry weight of shoot and root and root length to shoot height of spinach

銨態(tài)氮∶硝態(tài)氮RatiosofNH+4-N/NO-3-N莖葉鮮重與干重比RFDS根系鮮重與干重比RFDR根長(zhǎng)與株高比RRLPH100∶04．775．001．5275∶255．235．551．1450∶504．105．921．2325∶755．235．851．400∶1006．085．931．38

注(Note): RFDS—Ratios of fresh to dry yields of stem; RFDR—Ratios of fresh to dry yields of root; RRLPH—Ratios of root length to plant height.

圖3 不同銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配比處理菠菜株高和根系長(zhǎng)度Fig.3 Variation of shoot height and root length

2.2 不同氮素形態(tài)配比對(duì)菠菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的影響

圖4 不同銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配比處理菠菜莖葉中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的變化Fig.4 Variation of nitrate and nitrite content of

有機(jī)酸在植物組織中的含量要高于其他生物有機(jī)體，在植物體內(nèi)發(fā)揮著重要的、 基礎(chǔ)性的生理代謝功能[29]，如光合和呼吸作用、 代謝活性溶質(zhì)、 調(diào)節(jié)滲透壓和平衡陽(yáng)離子等。為此，研究不同氮素形態(tài)配比條件下對(duì)菠菜有機(jī)酸含量的影響，探究氮肥形態(tài)及其配比對(duì)菠菜生理代謝機(jī)能的影響。

圖5 不同銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配比條件下菠菜莖葉中有機(jī)酸含量的變化Fig.5 Variation of organic acids content of shoot

表2 硝態(tài)氮的比例與有機(jī)酸含量回歸分析

2.4 不同氮素形態(tài)配比對(duì)菠菜中氨基酸含量的影響

氨基酸是蔬菜中重要的營(yíng)養(yǎng)成分，其氨基酸種類、 含量及其組成對(duì)蔬菜營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有著很重要的影響[30]。施用的氮肥形態(tài)不同，作物就會(huì)合成并累積不同的氨基酸類型[31]。

圖6 不同銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配比條件下菠菜莖葉中游離氨基酸含量的變化Fig.6 Variation of free amino acids content of

在以銨態(tài)氮肥為主時(shí)，菠菜莖葉中氨基酸主要以谷氨酰胺(占39.8%)、 精氨酸(占20.2%)和谷氨酸(占8.9%)為主，總計(jì)占氨基酸總量的68.9%；而在以硝態(tài)氮肥為主時(shí)，菠菜莖葉中有機(jī)酸主要以谷氨酸(30.3%)、 天冬氨酸(18.6%)和絲氨酸(8.5%)為主，總計(jì)占氨基酸總量的57.4%。此外，氨基酸總量與銨態(tài)氮肥的比例有著一定的正相關(guān)關(guān)系。

3 結(jié)論

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Different nitrogen fertilizers and ratios effect on growth, safety and quality of spinach

XING Su-zhi1,2, WANG Jian-fei2,3*, LI Xiao-liang2, ZOU Hai-ming2

(1CollegeofAgriculture,AnhuiScienceandTechnologyUniversity,Fengyang,Anhui233100,China; 2CollegeofUrbanConstructionandEnvironment,AnhuiScienceandTechnologyUniversity,Fengyang,Anhui233100,China; 3KeyLaboratoryofBio-organicFertilizerCreation,MinistryofAgriculture,Bengbu,Anhui234000,China)

ammonium fertilizer; nitrate fertilizer; spinach; biomass; physiological metabolism

2014-07-04 接受日期： 2014-08-26

安徽省長(zhǎng)三角聯(lián)合科技攻關(guān)項(xiàng)目(1101c0603046)；國(guó)家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201103004)；安徽省教育廳重大科研項(xiàng)目(KJ2012ZD04) 資助。

邢素芝(1967—)，女，安徽太和人，副教授，主要從事作物栽培和植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)等方面教學(xué)和研究。E-mail: wmz2415@sina.com *通信作者 Tel: 0550-6733037, E-mail: jykwjf@sina.com

S606+.2； S636.1

A

1008-505X(2015)02-0527-08