枇杷及其不同野生种质对不同形态氮肥的选择吸收与利用特性

来源 :贵州大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:gzhguozhihong
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为了探究枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)对不同形态氮肥的选择吸收与利用特性和发掘氮高效枇杷种质,为枇杷栽培中氮肥管理和发掘利用高效吸收利用氮肥的枇杷种质资源提供科学依据,论文研究以‘大五星’枇杷和不同种源地的野生枇杷实生苗为材料,采用离子耗竭法测定了枇杷实生苗根系对硝态氮和铵态氮的吸收动力学参数;采用避雨土培和砂培的方法,设置不同形态氮肥及其配比的6个施氮处理,研究不同形态氮肥及其配比对‘大五星’枇杷实生苗的吸收动力学、生长及根系形态特征、光合特性、叶片和根系酶活性及根系活力、各器官营养元素的含量、氮素的吸收量及利用效率、根际土主要微生物种群及数量、有机酸含量及酶活性的影响。综合比较了‘大五星’枇杷实生苗对不同形态及其配比氮肥的选择吸收与利用特性,对10个野生枇杷种质的氮素吸收特性与利用效率进行了鉴定,评价了这些种质的氮素吸收与利用效率,得出以下结果。1、在不同NH4+及NO3-离子浓度及其配比的供氮条件下,‘大五星’枇杷实生苗根系吸收NH4+-N、NO3--N及总氮的规律均符合Michaelis-Menten酶动力学方程。无论NH4+和NO3-离子浓度如何变化,‘大五星’枇杷实生苗根系对NH4+吸收的内在潜力及亲和力和NH4+在根中的流速均比NO3-的大。在单纯供给NO3--N的条件下,根系对NO3-离子的吸收并没有得到增强。在供给不同硝铵配比的条件下,随NH4+-N比例的增加,‘大五星’枇杷实生苗根系中总氮的最大吸收速率(Imax)和根系中流速(α)明显增大,而米氏常数值(Km)明显减小;随NO3--N比例的增加,根系中总氮的Imax和离子流动速率(α)明显降低,Km值明显增大。增加NH4+-N的比例能够促进‘大五星’枇杷实生苗根系对氮素的吸收,而增大NO3--N的比例对根系吸收氮素营养有抑制作用。枇杷具有优先选择吸收NH4+-N的特性。2、枇杷根系具有在较低温度下吸收氮素的特性。在5-15℃的环境温度范围内,随着营养液温度的升高,根系对NH4+的吸收速率、NH4+流入枇杷根系中的速率和对NH4+的亲和力都显著增大;环境温度超过15℃,根系对NH4+吸收速率、NH4+流入根系中速率和对NH4+的亲和力降低。枇杷的根系在较低的温度条件下能够快速吸收NH4+。在环境温度15℃时吸收能力最强,而在环境温度30℃时对NH4+吸收及流速最慢,与NH4+的亲和力最低。在环境温度5℃和10℃条件下,‘大五星’枇杷实生苗根系不能吸收NO3-,NO3-吸收速率、流入根系中的速率、离子亲和力为零,而只有在环境温度上升至15-30℃,枇杷实生苗根系对NO3-的吸收速率、流入根系中的速率、离子亲和力才有少量的增加。NO3--N不是枇杷优先吸收的氮源。3、土培和砂培条件下,施用不同形态及其配比的氮肥后,‘大五星’枇杷实生苗的植株高度、基径、生物量、根冠比、根系形态指标和叶片生长指标的差异显著。增大NH4+-N的施肥比例能够显著增大植株高度、基径、生物量、根冠比、叶宽、叶长、单叶面积、总叶面积、主根长、一级侧根长、一级侧根数、一级侧根密度、二级侧根长、二级侧根数、二级侧根密度、根的总长度、总表面积、总体积、平均直径、总根尖数及根系分形维数。施用100%NH4+-N的枇杷实生苗的上述指标最大;在配施NH4+-N和NO3--N的条件下,随NO3--N比例的增大上述指标降低,硝铵比为100%NO3--N时上述指标最低。单纯施用100%尿素的上述指标比混合配施硝铵态氮的都小。NH4+-N能够显著促进枇杷实生苗的生长发育。4、施用不同形态及其配比的氮肥能够明显影响‘大五星’枇杷实生苗叶片的净光合速率(Pn)、叶绿素(Chl)、可溶性糖及淀粉的含量和叶绿素荧光参数的大小。施以100%NH4+-N最有利于促进枇杷的光合作用,提高枇杷的光合效能,使Pn、Chl、可溶性糖和淀粉的含量、PSⅡ光能转换效率、Fo’、Fm’、Fs、Fv’/Fm’、q P、Phi PS2增加至最大;在配施硝铵比中,随NO3--N比例的增大上述指标明显减少,硝铵比为100%NO3--N时上述指标最小。不同形态氮肥及其配比对枇杷叶片光饱和点和光补偿点的影响差异不显著。不同形态及其配比的氮肥对‘大五星’枇杷实生苗根系有机酸、叶片和根系酶活性以及根系活力有明显的影响。施用100%NH4+-N的枇杷根系中有机酸的种类及含量明显增大,叶片和根系的谷氨酰胺合成酶、碱性磷酸酶活性、酸性磷酸酶活性及根系活力明显增强,与单纯施用CO(NH2)2、NO3--N和混施硝铵态氮的处理的差异达到显著水平(p<0.05)。5、施以不同形态及其配比的氮肥后,枇杷实生苗根际土中有机酸种类及含量、p H值、主要微生物种群及数量、根际土中的多种酶活性和根际土中营养元素的含量差异明显。不同形态及其配比的氮肥处理中根际土中均检测出草酸,且含量最高。施用100%NH4+-N后,枇杷根际土中的有机酸有草酸、酒石酸、柠檬酸和丙二酸,有机酸的总量最大,而单纯施用NO3--N的枇杷根际土中只检测出草酸,含量也比其他硝铵比的低;施100%CO(NH2)2的根际土中也只检测出草酸,有机酸的总量最小、种类最少。不同形态及其配比的氮肥可以明显改变枇杷根际土中微生物数量和土壤酶活性。其中施100%NH4+-N的氮肥处理后根际土中细菌、真菌和放线菌的数量最多,单纯施用NO3--N的在混合供氮的处理中细菌、真菌和放线菌的数量最少,随NO3--N比例的增大细菌、真菌和放线菌的数量减少;根际土中蛋白酶、蔗糖酶、淀粉酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、中性磷酸酶的活性在100%NH4+-N最强,随NO3--N比例的增大上述酶的活力明显减弱。单纯施以CO(NH2)2根际土中的脲酶活性最强。施以100%NH4+-N氮肥处理增加了根际土N、P、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn有效含量,而100%(CONH2)2和100%NO3--N对却对上述元素的有效含量没有促进作用。对于根际土中有效K来说,在50%NO3--N+50%NH4+-N的处理中含量最多,NH4+-N比例超过50%不利于根际土中有效K含量的增加。6、在单纯施用NH4+-N的条件下,‘大五星’枇杷实生苗地上部、地下部和全株中的N、P、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn元素含量最高,而地上部、地下部和全株中的K和B的含量以50%NO3--N+50%NH4+-N配施的含量最大。在单纯施用NO3--N的条件下,地上部分、地下部和全株中的N、P、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn元素含量比其他混施硝铵氮肥的都低。施用NH4+-N能够促进大部分营养元素的吸收。单纯施用NH4+-N后枇杷实生苗的全株、地上部和地下部的N吸收量和利用效率最高。7、枇杷属于喜氨植物。10个野生枇杷种质对NH4+-N的吸收及利用效率有明显差异,其中,单株-1对NH4+的最大吸收速率、根系对NH4+的亲和力及NH4+在根系中流速最大,N的吸收量多,N的利用效率最高。10个野生枇杷种质对NH4+-N的吸收及利用效率大小依次为单株-1>单株-2、单株-7>单株-4、单株-5、单株-6>单株-3、单株-8>单株-9>单株-10。相对而言,在鉴定的10个野生枇杷种质中,单株-1是对NH4+-N吸收利用最高效的基因型。本文还对枇杷实生苗对不同形态及配比氮肥的生长、生理及重要根际生态环境因子的响应及其相互作用的关系进行了讨论,并分析探索了枇杷高效吸收和利用铵态氮的吸收机理及机制。
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