水氮配合對春小麥灌漿期旗葉生理特性的影響

摘要:在盆栽條件下，研究不同水分條件下氮素營養對春小麥灌漿期旗葉生理特性的影響。結果表明土壤相對含水量低于45%時，施氮處理的春小麥旗葉脯氨酸和MDA含量增加，可溶性蛋白含量降低。由于光合產物積累減少，增施氮肥使旗葉可溶性糖含量降低。當土壤相對含水量在45%~75%之間時，增施氮肥使春小麥旗葉的滲透調節能力增強，MDA含量降低，可溶性蛋白含量增加。當土壤相對含水量高于75%時，氮肥的效應隨著土壤相對含水量的增加而降低。

關鍵詞:生理特性;氮素營養;土壤相對含水量;春小麥

中圖分類號:S512.1+2.01 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2008)08-0887-03

水和肥是高產麥田生態系統中可人為調控的兩個重要的生產因素，但兩個因素對生態系統的作用不是孤立的，而是相互影響和制約的[1-3]。因此旱地農田施肥及水肥耦合效應研究就一直為國內外許多研究者關注。以往雖然關于水分和氮素營養交互作用的研究相對較多，但由于試驗設計#65380;作物品種和肥料水平的差異，研究結果并不一致[4-6]，并且很多試驗的水分控制為階段控水，對全生育期水分脅迫條件下小麥生長發育規律的研究較少[7]。本試驗不僅在春小麥全生育期控制土壤水分，而且設置了6種連續的水分梯度，在每種水分條件下又設置了4種氮肥施用量，以此來研究不同的水分條件下氮素營養對春小麥灌漿期旗葉生理特性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于2005年在沈陽農業大學農學院田間試驗基地內進行。供試作物為遼春10號春小麥。供試土壤田間持水量為24.17%。試驗采用盆栽在防雨旱棚中進行，每盆裝土5 kg。

1.2 試驗設計

本試驗共設水分和氮肥施用量兩個因素，其中水分設置6個水平，氮肥施用量設置4個水平，共24個處理，每個處理8次重復。

土壤相對含水量的6個水平分別是:W1為35%~40%，W2為45%~50%，W3為55%~60%，W4為65%~70%，W5為75%~80%，W6為85%~90%。W1~W4為干旱脅迫處理，W5為正常水分處理，W6是水分過量的處理。

氮肥的4個水平分別是:不施氮肥(N0);輕施氮肥(N1)，每盆施尿素0.25 g;適量施用氮肥(N2)，每盆施尿素0.5 g;重施氮肥(N3)，每盆施尿素1 g。每盆各加入1.4 g過磷酸鈣。

出苗后每盆定苗13株，三葉期以后開始采用稱重法控制土壤水分，在灌漿期測定生理指標。

1.3 測定項目和方法

脯氨酸含量測定采用酸性茚三酮比色法[8]，可

溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[8]，丙二醛(MDA)

的測定采用硫代巴比妥酸(TBA)法[8]，可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍G-250法[8]。

2 結果與分析

2.1 水氮配合對春小麥旗葉脯氨酸含量的影響

春小麥在灌漿期旗葉脯氨酸含量隨著土壤含水量的降低迅速增加(表1)。水分和氮肥對春小麥旗葉脯氨酸含量的交互作用受土壤含水量的制約。在土壤含水量低的W1和W2條件下，旗葉脯氨酸含量顯著高于正常水分處理，說明春小麥受到了嚴重的水分脅迫，需要通過大量合成脯氨酸來增加滲透調節能力，而施氮處理的脯氨酸含量急劇升高，這應該是增施氮肥加重了水分脅迫而導致的后果。在W3和W4條件下，增施氮肥能夠提高旗葉的滲透調節能力，但隨著土壤相對含水量的增加，氮肥的效應降低。在沒有水分脅迫的W5和W6條件下，施用氮肥對旗葉脯氨酸含量的影響不顯著。

2.2 水氮配合對春小麥旗葉可溶性糖含量的影響

春小麥旗葉可溶性糖含量隨著土壤含水量的降低而增加，但當土壤含水量較低時，施用氮肥使可溶性糖含量的變化規律與脯氨酸含量的變化規律相反(表2)。水分和氮肥的交互作用表明，在水分脅迫嚴重的W1和W2條件下，氮肥的施用使可溶性糖含量降低，由于可溶性糖來源于植株體的光合作用，這說明施用氮肥抑制了葉片的光合作用。隨著水分脅迫的改善，在W3和W4條件下，增施氮肥可以提高旗葉可溶性糖含量，有利于緩解春小麥的水分脅迫。在W5和W6條件下，氮肥處理的旗葉可溶性糖含量增加不明顯。

2.3 水氮配合對春小麥旗葉丙二醛含量的影響

水分脅迫顯著提高春小麥旗葉MDA含量，水分和氮素營養對旗葉MDA含量的交互作用受土壤含水量的影響(表3)。在W1和W2的嚴重水分脅迫下，施用氮肥使MDA大量積累，增施氮肥加重了膜脂過氧化。隨著水分脅迫的減輕，在W3和W4條件下，隨著氮肥施用量的增加，MDA含量不斷下降，說明氮肥能夠減輕水分脅迫對生物膜的傷害。在W5和W6條件下，重施氮肥的處理反而會出現水分脅迫的情況，使得MDA含量并不是最低的。

2.4 水氮配合對春小麥旗葉可溶性蛋白含量的影響

氮肥對旗葉可溶性蛋白含量影響受水分條件的制約(表4)。在W1和W2條件下，低的可溶性蛋白含量影響了春小麥的正常生理功能，特別是光合作用，而氮肥加重了這個不利的影響。在W3和W4條件下，隨著氮肥施用量的增加，旗葉中可溶性蛋白含量不斷的提高，有助于改善植株的光合能力。在W5和W6條件下，增施氮肥使可溶性蛋白含量增加的幅度減少，水已經不是制約植株生長發育的限制因素了，過量施用氮肥對提高光合作用不大。

3 小結與討論

黃明麗和張歲歧等的研究表明，施肥可以提高小麥葉片的滲透調節能力，降低MDA含量，延緩旗葉衰老[3，6]。但是薛青武和陳培元的研究表明，盡管高氮處理的小麥葉片的滲透調節能力較高，但在中度以上干旱條件下高氮增加了葉片對低水勢的敏感性[9]。本試驗的結果顯示，氮素營養對春小麥旗葉生理特性的影響受到土壤含水量的制約。土壤含水量低于45%時，施用氮肥使得原本已經很嚴重的水分脅迫進一步惡化，春小麥通過增加脯氨酸的含量來增強滲透調節能力[10，11]。雖然此水分條件下可溶性糖含量高于正常水分處理，但因為在較低的土壤含水量下，增施氮肥加重了水分脅迫，進而影響光合產物的積累，所以引起了可溶性糖含量的降低，這說明葉片的滲透調節能力與同化物的供應有關[12]。由此也說明，在春小麥灌漿期脯氨酸應該是其主要的滲透調節物質，對維持細胞的正常水分代謝的作用要大于可溶性糖。當土壤含水量在45%~75%之間時，增施氮肥可以提高滲透調節物質的含量，部分緩解水分脅迫對膜脂的傷害進而有利于增強植株的光合效率。當土壤相對含水量高75%時，氮肥的作用不明顯，特別是重施氮肥的處理，由于地上部生長旺盛，蒸騰劇烈，反而會使MDA含量增加，可溶性蛋白含量降低，所以并非在任何條件下氮肥施用量越多越好[13]。

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(責任編輯 鄭 威)