氮磷鉀施用量對(duì)冬油菜幾種酶活性的影響

韓順昌， 李學(xué)才

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省永昌縣清河現(xiàn)代農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)管委會(huì)，甘肅 永昌 737200）

油菜是需肥較多的作物，要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，必須滿足油菜對(duì)養(yǎng)分的需要。其中以氮、磷、鉀的作用尤其突出，氮能促進(jìn)有機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育，增加分枝［1］，磷主要是對(duì)能量傳遞體系起介質(zhì)的作用［2］，鉀對(duì)油菜體內(nèi)多種重要的酶類起催化劑的作用［3］。因此，如何施用氮、磷、鉀肥，一直是人們廣泛關(guān)注的問題。有研究表明，單施氮肥可促進(jìn)冬油菜的生長(zhǎng)，而從越冬情況來(lái)看，冬前單施氮肥對(duì)冬油菜越冬不利；磷、鉀配施可使冬油菜成熟期推遲，全生育期延長(zhǎng)；氮、磷、鉀肥配施對(duì)與冬油菜抗性有關(guān)的超氧化物歧化酶、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等都有顯著的影響［4-6］。氮、磷、鉀配施比單施一種肥料明顯改善生長(zhǎng)狀況并提高產(chǎn)量和抗性［7］，主要是因?yàn)榈?、磷、鉀肥配施能夠促進(jìn)油菜對(duì)養(yǎng)分的均衡吸收。我們研究不同氮、磷、鉀配比對(duì)冬油菜酶活性的影響，以期為指導(dǎo)油菜合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

氮肥為尿素（N≥46.4%），劉家峽化工集團(tuán)生產(chǎn)；磷肥為顆粒狀普通過磷酸鈣（P2O5≥12%），白銀天豐磷復(fù)肥有限公司生產(chǎn)；鉀肥為硫酸鉀（K2O=50%），俄羅斯進(jìn)口。指示油菜品種為隴油7號(hào)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在蘭州市秦王川試驗(yàn)基地，位于北緯36°13′～36°53′，東經(jīng) 103°27′～104°21′，海拔1 900 m。年日照時(shí)數(shù)2 660～2 768 h，夏季平均日照時(shí)數(shù)8～9 h，年總輻射量543.4～557.3 kJ/cm2，年平均氣溫5.9℃，年平均無(wú)霜期125～175 d，最高氣溫33.3℃，最低氣溫-23.5℃，≥0℃的年平均積溫為3 324.5℃，≥10℃的年平均積溫為2 798.3℃。年降水量260～290 mm，年蒸發(fā)量1 950 mm。土壤為大白土和砂壤土相間。土壤中性偏堿，其中有機(jī)質(zhì)9.7 g/kg、全氮0.714 g/kg、全磷0.924 g/kg，pH 8.7。前茬作物為小麥。

1.3 試驗(yàn)方法

采用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以不施肥為對(duì)照（CK），共14個(gè)處理，小區(qū)面積15 m2（2.5 m×6.0 m），行距20 cm，株距10 cm，不設(shè)重復(fù)，播種方式為開溝點(diǎn)播。2013年8月20日播種。

酶液提取參照Z(yǔ)hu等的方法［8-9］，并稍作改動(dòng)。稱取不同處理的樣品葉片0.5 g，在冰浴條件下置于預(yù)冷過的研缽中，加入50 mmol/L的pH 7.8磷酸緩沖液（內(nèi)含1%聚乙烯吡咯烷酮）5 mL研磨至勻漿，轉(zhuǎn)入離心管，在4℃、12 000 r/min條件下離心15 min，上清液即為酶液。

超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定參照Huang等的方法［10］，并稍作改動(dòng)。配制反應(yīng)混合液（50 mmol/L的pH 7.8磷酸緩沖液15 mL、0.1 mmol/L的EDTA 3 mL、0.75 mmol/L的氮藍(lán)四唑3 mL、130 mmol/L的甲硫氨酸3 mL、0.02 mmol/L的核黃素3 mL及蒸餾水2.5 mL），吸取3 mL反應(yīng)混合液，加入20μL酶液，在4 000 Lx條件下光照30 min，之后在560 nm處測(cè)定吸光度，其中SOD活性以抑制氮藍(lán)四唑50%為1個(gè)酶活性單位。

表1 不同處理的施肥量

過氧化物酶（POD）活性測(cè)定參照Shi等的方法［11］，并稍作改動(dòng)。配制反應(yīng)混合液（0.1 mol/L的pH 6.0磷酸緩沖液50 mL、愈創(chuàng)木酚28μL和30%H2O219μL），吸取3 mL反應(yīng)混合液加入20μL酶液，在470 nm處測(cè)定吸光度，每隔30 s讀數(shù)1次，以30 s吸光度的增加值來(lái)表示酶活性的大小。

過氧化氫酶（CAT）活性測(cè)定參照Aebi的方法［12］，并稍作改動(dòng)。配制反應(yīng)混合液（0.1 mol/L的pH 7.0磷酸緩沖液20 mL和0.1 mol/L的H2O25 mL），吸取3 mL反應(yīng)混合液，加入100μL酶液，在240 nm處測(cè)定吸光度，每隔1 min讀數(shù)1次，以1 min內(nèi)1μmol H2O2的分解量來(lái)表示酶活性的大小。

抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性測(cè)定參照Nakano和 Asada的方法［13］。配制反應(yīng)混合液（50 mmol/L pH 7.0的PBS緩沖液 1.8 mL、15 mmol/L AsA 0.1 mL、0.3 mmol/L H2O21 mL），吸取3 mL反應(yīng)液，加入0.1 mL酶液（以不加酶液為對(duì)照），在290 nm處測(cè)定吸光度，每隔1 min讀數(shù)1次，以1 min OD290變化0.01為1個(gè)酶活性單位。

圖1 不同施肥水平對(duì)冬油菜SOD活性的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷、鉀不同施用量對(duì)冬油菜SOD活性的影響

氮、磷、鉀不同施用量對(duì)冬油菜SOD活性的影響不同。由圖1 A可以看出，處理2（N0P2K2）、處理3（N1P2K2）、處理6（N2P2K2）和處理11（N3P2K2）的SOD活性隨施氮量的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，當(dāng)?shù)仕竭_(dá)到最高時(shí)，即在處理11（N3P2K2）下，冬油菜SOD活性比對(duì)照升高26%，因此可知，當(dāng)磷肥和鉀肥處于比較高的水平時(shí)，配施氮肥對(duì)冬油菜SOD活性有影響。由圖1 B可以看出，處理8（N2P2K0）、處理9（N2P2K1）、處理6（N2P2K2）和處理10（N2P2K3）的SOD酶活性隨施鉀量的增加呈現(xiàn)先上升后下降而后再上升的變化趨勢(shì)，在處理10（N2P2K3）下，冬油菜的SOD活性比對(duì)照增加了52.0%，因此可知，當(dāng)?shù)屎土追侍幱诒容^高的水平時(shí)，配施鉀肥對(duì)冬油菜SOD活性有明顯的影響。由圖 1 C可以看出，處理4（N2P0K2）、處理5（N2P1K2）、處理6（N2P2K2）和處理7（N2P3K2）的 SOD酶活性隨施磷量的增加呈現(xiàn)先下降后上升再下降的變化趨勢(shì)，而且當(dāng)磷肥水平達(dá)到最高時(shí)，即在處理7（N2P3K2）下，冬油菜SOD酶活性比對(duì)照（N0P0K0）下降了20%，由此可知，當(dāng)?shù)屎外浄侍幱诒容^高的水平時(shí)，配施磷肥對(duì)冬油菜SOD酶的活性有抑制作用。綜上所述，鉀肥對(duì)冬油菜SOD活性的影響最明顯，而且在N2P2K3的處理下，SOD酶活性達(dá)到最高，明顯高于對(duì)照和其它處理。

2.2 氮、磷、鉀不同施用量對(duì)冬油菜POD活性的影響

由圖2A可以看出，處理2（N0P2K2）、處理3（N1P2K2）和處理6（N2P2K2）的冬油菜 POD活性隨施氮量的增加呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢(shì)，當(dāng)?shù)实乃竭_(dá)到最高時(shí)，即處理11（N3P2K2）下，冬油菜POD活性反而比對(duì)照下降40.8%，因此可知，當(dāng)磷肥和鉀肥處于比較高的水平時(shí)，配施氮肥對(duì)冬油菜POD活性有抑制作用。由圖2B可以看出，處理8（N2P2K0）、處理9（N2P2K1）、處理6（N2P2K2）和處理10（N2P2K3）的冬油菜POD活性隨施鉀量的增加呈現(xiàn)出先下降后升高的趨勢(shì)，尤其是在處理10（N2P2K3）下，冬油菜的POD活性比對(duì)照增加了47.2%，因此可知，當(dāng)?shù)屎土追侍幱诒容^高的水平時(shí)，配施鉀肥對(duì)冬油菜POD活性影響明顯。由圖 2C可以看出，處理4（N2P0K2）、處理5（N2P1K2）和處理6（N2P2K2）的冬油菜POD活性隨施磷量的增加呈現(xiàn)先下降后升高而后下降的趨勢(shì)，而且當(dāng)磷肥水平達(dá)到最高時(shí)，即在處理7（N2P3K2）下，冬油菜POD活性比對(duì)照（N0P0K0）下降了20.4%，由此可知，當(dāng)?shù)屎外浄侍幱诒容^高的水平時(shí)，配施磷肥對(duì)冬油菜POD的活性有抑制。綜上所述，鉀肥對(duì)冬油菜POD活性的影響最明顯，而且在N2P2K3的處理下，冬油菜POD活性達(dá)到最高，明顯高于對(duì)照和其它處理。

圖2 不同施肥水平對(duì)冬油菜POD活性的影響

圖3 不同施肥水平對(duì)冬油菜CAT活性的影響

2.3 氮、磷、鉀不同施用量對(duì)冬油菜CAT活性的影響

由圖 3A可以看出，處理2（N0P2K2）、3（N1P2K2）和6（N2P2K2）的CAT活性隨施氮量的增加，呈先下降后升高的變化趨勢(shì)，當(dāng)?shù)实乃竭_(dá)到最高時(shí)，即在處理11（N3P2K2）下，冬油菜的CAT活性比對(duì)照升高32.3%，因此可知，當(dāng)磷肥和鉀肥處于比較高的水平時(shí)，配施氮肥對(duì)CAT活性的影響不明顯。由圖 3B可以看出，處理8（N2P2K0）、處理 9（N2P2K1）、處理6（N2P2K2）和處理10（N2P2K3）的 CAT活性隨施鉀量的增加呈現(xiàn)先升高后下降而后升高的變化趨勢(shì)，尤其是在處理10（N2P2K3）下，冬油菜的CAT活性比對(duì)照增加了41.9%，因此可知，當(dāng)?shù)屎土追侍幱诒容^高的水平時(shí)，配施鉀肥對(duì)冬油菜的CAT活性影響明顯。圖3C可以看出，處理4（N2P0K2）、處理 5（N2P1K2）和處理6（N2P2K2）的CAT活性隨施磷量的增加呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)，當(dāng)磷肥水平達(dá)到最高時(shí)，即在處理7（N2P3K2）下，冬油菜CAT活性比對(duì)照（N0P0K0）上升了30.2%，由此可知，當(dāng)?shù)屎外浄侍幱诒容^高的水平時(shí)，配施磷肥對(duì)冬油菜CAT活性的影響不明顯。綜上所述，鉀肥對(duì)冬油菜CAT活性的影響最明顯，而且在N2P2K3處理下，CAT活性達(dá)到最高，明顯高于對(duì)照和其它處理。

圖4 不同施肥水平對(duì)冬油菜APX活性的影響

2.4 氮、磷、鉀不同施用量對(duì)冬油菜APX活性的影響

由圖4A可以看出，處理2（N0P2K2）、處理3（N1P2K2）和處理6（N2P2K2）的冬油菜APX活性隨施氮量的增加變化不明顯，當(dāng)?shù)实乃竭_(dá)到最高時(shí)，即在處理11（N3P2K2）下，冬油菜APX活性比對(duì)照升高87.4%，因此可知，當(dāng)磷肥和鉀肥處于比較高的水平時(shí)，配施氮肥對(duì)APX活性的影響不明顯。由圖 4B可以看出，處理8（N2P2K0）、處理9（N2P2K1）、處理6（N2P2K2）和處理10（N2P2K3）的 APX活性與對(duì)照（N0P0K0）相比有明顯的增加，尤其在處理10（N2P2K3）下，冬油菜的APX活性比對(duì)照增加了97.4%，因此可知，當(dāng)?shù)屎土追侍幱诒容^高的水平時(shí)，配施鉀肥對(duì)冬油菜APX活性影響明顯。由圖 4C可以看出，處理4（N2P0K2）、處理 5（N2P1K2）和處理6（N2P2K2）的冬油菜APX活性與對(duì)照（N0P0K0）相比，變化不明顯，但當(dāng)磷肥水平達(dá)到最高時(shí)，即在處理7（N2P3K2）下，冬油菜APX活性比對(duì)照（N0P0K0）上升了86.7%，由此可知，當(dāng)?shù)屎外浄侍幱诒容^高的水平時(shí)，配施磷肥對(duì)冬油菜APX活性的影響不顯著。綜上所述，鉀肥對(duì)冬油菜APX活性的影響最明顯，而且在N2P2K3的處理下，APX活性達(dá)到最高，明顯高于對(duì)照和其它處理。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，氮肥和磷肥對(duì)冬油菜體內(nèi)超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性、過氧化氫酶活性、抗壞血酸過氧化物酶活性影響不是很明顯；而鉀肥對(duì)這4種酶活性影響明顯，隨著施鉀肥量的增加，4種酶的活性開始顯著升高，并均在N2P2K3的處理下達(dá)到最高，即在N、P2O5、K2O施用量分別為270.0、225.0、337.5 kg/hm2時(shí)，APX、POD、CAT及SOD活性最高，分別比對(duì)照增加了97.4%、47.2%、41.9%和52.0%；可見，鉀肥對(duì)冬油菜體內(nèi)各種酶活性有顯著的影響作用，這與前人鉀對(duì)油菜體內(nèi)多種重要的酶類起催化劑作用的研究一致［3］。

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