不同氮水平對溫州蜜柑產量、葉綠素及碳氮代謝物的影響

曾偉男等

摘要：為了研究不同施氮量對溫州蜜柑（Citrus unshiu Marcov.）產量、葉綠素和碳氮代謝產物的影響，以溫州蜜柑為試材，設計N0、N0.75、N1.0、N1.25、N1.5五個氮肥用量水平進行盆栽試驗。結果表明，在適宜范圍內，增施氮肥能提高溫州蜜柑產量，其中，N1.25水平下產量最高，達到1 274.19 g/株；產量、葉片含氮量、葉綠素總量、游離氨基酸、可溶性蛋白質含量隨施氮量增加呈先上升后下降趨勢，相關系數分別為0.858、0.928、0.867、0.895、0.837，可溶性糖含量隨施氮量增加呈下降趨勢。在N1.25水平下，產量以及葉片含氮量、葉綠素總量、游離氨基酸、可溶性蛋白質含量達到最高值，是最合理的施氮水平。

關鍵詞：溫州蜜柑（Citrus unshiu Marcov.）；氮；產量；葉綠素；碳氮代謝產物

中圖分類號：S666.106.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）03-0539-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.03.008

Effects of Different Nitrogen Levels on Production， Chlorophyll， Carbon and Nitrogen Metabolites of Satsuma Mandarin

ZENG Wei-nan，TAN Qi-ling，HU Cheng-xiao，ZHANG Ying，ZHENG Cang-song

（College of Resource and Environment， Huazhong Agriculture University，Wuhan 430070， China）

Abstact：In order to study the effects of different nitrogen application rate on Production， chlorophyll， carbon and nitrogen metabolites of satsuma mandarin（Citrus unshiu Marcov.）， satsuma mandarin and five dosage levels of nitrogen incluidng N0， N0.75， N1.0， N1.25， N1.5 were used in pot experiment. The results showed that in the appropriate range of the amount of nitrogen， fertilization could increase production. Under conditions of N1.25， the highest yield level reached 1 274.19 g/plant. The production， total chlorophyll， free amino acids， soluble protein content was increased with increase of nitrogen and then decreased. The correlation coefficients were 0.858，0.867，0.895，0.837. Under N1.25 level conditions， fruit yield and total chlorophyll， free amino acids， soluble protein content reached the highest.

Key words： satsuma mandarin（Citrus unshiu Marcov.）； nitrogen； production； chlorophyll； carbon and nitrogen metabolites

氮是作物生長的生命元素，直接影響作物生長發育，開花結實。氮也是葉綠素的重要組分，施氮有利于葉綠素的合成，從而有利于光合作用及碳水化合物的合成。碳氮代謝產生的碳水化合物是構成農作物產量、品質的物質基礎，其中，可溶性糖既是高等植物的主要光合產物，又是碳水化合物代謝和暫時貯藏的主要形式，在植物碳代謝中占據重要位置；游離氨基酸是蛋白質等含氮化合物合成與分解過程的中介物質，反映了植物體內的氮素代謝變化及植物對氮素的吸收運輸同化等狀況[1-4]。關于氮素對作物碳氮代謝影響的研究，主要側重于氮素形態對農作物碳氮代謝的影響，而不同施氮水平對農作物碳氮代謝影響的研究還較少。田昌等[5]在油菜上的研究表明，用有機肥代替化肥氮能顯著提高產量，葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量均隨有機肥用量的增加而逐漸降低，合理的有機無機肥配比能提高可溶性糖含量、游離氨基酸總量；趙藝欣等[6]在小麥上的研究發現，增施銨態氮肥能提高小麥葉片中碳氮代謝相關酶的活性，有助于小麥葉片的碳氮代謝，但施用過量就會使根系酸化，破壞小麥葉片的碳氮代謝。另外，朱根海等[7]在水稻上研究發現，葉片氮含量與葉綠素含量及凈光合速率呈顯著正相關關系，光合器官組分的合成均需氮素的參與，且作物光合產物分配、光合生產力和蔗糖的積累也均受氮素的調節；在小麥上的試驗結果得到的結論是隨著葉片含氮量的增加，凈光合速率上升，但并不呈線性關系，而是呈二次曲線關系，即達到一定含氮量后，凈光合速率不再繼續上升。因而，研究不同施氮水平對農作物碳氮代謝影響有助于揭示施氮水平對產量、葉綠素和碳氮代謝產物的影響，為溫州蜜柑合理施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

華中農業大學資源與環境學院教學研究基地。endprint

1.2 試驗設計

以四年生溫州蜜柑為研究材料，按不同施氮水平（表1）進行盆栽試驗。試驗時間為2012年11月1日至2013年11月10日，施肥時間為2013年2月24日。

1.3 樣品采集方法

葉片采集時間為春梢葉片葉齡達6～7個月時，以當年生營養枝頂部最后4片葉為樣品；果實采摘時間為2013年10月30日。

1.4 測定項目與方法

鮮葉樣品用去離子水洗凈后，稱取適量樣品測定葉綠素a、葉綠素b、游離氨基酸、可溶性糖總量、可溶性蛋白質含量。另取部分鮮葉樣品，用中性洗滌劑洗去葉片表面雜塵，再用0.2%HCl溶液漂凈洗滌劑，最后用去離子水洗凈，105 ℃殺青0.5 h，70 ℃烘干，磨碎，制成葉片待測干樣。

葉綠素含量采用分光光度計比色法測定；可溶性糖采用蒽酮比色法測定；游離氨基酸采用茚三酮比色法測定；可溶性蛋白質采用考馬斯亮藍G-250染色法測定。葉片待測干樣經濃硫酸-過氧化氫消煮，凱氏定氮法測葉片氮素含量。

所有數據采用Excel和SPSS 18.0統計分析軟件處理。

2 結果與分析

2.1 不同施氮水平對溫州蜜柑產量及葉片含氮量的影響

不同處理果實產量如圖1所示。各處理每株產量為186.9～1 274.19 g，產量隨施氮量增加先增加后下降，N1.25處理產量最高，為1 274.19 g/株。不同施氮水平下葉片全氮含量的變化趨勢與果實產量相一致（圖2），可見，施氮量與產量、葉片含氮量之間存在顯著相關性。

2.2 不同施氮水平對溫州蜜柑葉綠素含量的影響

圖3表示葉綠素含量狀況，葉綠素a和葉綠素總量含量隨著施氮量增加先上升后下降，與產量及葉片含氮量變化規律基本一致。葉綠素b含量隨施氮量增加而有所上升，但變化不大，變幅為0.663～0.778 mg/g。上述結果說明，在適宜范圍內增施氮肥能提高葉綠素含量，促進植株生長發育。

2.3 不同施氮水平對溫州蜜柑碳氮代謝產物含量的影響

從圖4可看出，低氮處理可溶性糖含量高于高氮處理，可溶性糖含量隨施氮量增加呈下降趨勢。宋小林等[8]在油菜中的研究結果指出，隨著施肥量的增加，油菜可溶性糖含量逐漸降低，在較低施肥量時達到最大值，這與本試驗結果類似，即在低氮條件下，葉片可溶性糖含量處于較高值。

由圖5、圖6可知，游離氨基酸與可溶性蛋白質含量均隨施氮量增加先增加后降低，這與果實產量、葉綠素總量變化趨勢相一致。N1.25處理游離氨基酸含量達34 734.162 mg/（100 g），而低氮處理N0、N0.75游離氨基酸含量僅為N1.25處理含量的37.66%、61.26%。N0處理可溶性蛋白質含量最低，僅為0.058 mg/g，隨后逐漸上升，至N1.25處理達到最大值，為0.088 mg/g，在N1.50處理時出現下降趨勢。可見，在一定范圍內，增施氮肥能有效地促進作物的碳氮代謝，提高游離氨基酸及可溶性蛋白質含量，但同時也降低了可溶性糖含量。

2.4 不同施氮水平下產量、葉綠素及碳氮代謝產物之間相關性

由表2可知，增施氮肥顯著提高葉中全氮含量，其相關系數為0.928。葉中全氮含量與產量、葉綠素b、游離氨基酸、可溶性蛋白質含量均達顯著或極顯著相關水平，相關系數分別為0.987、0.978、0.890、0.957，與葉綠素a、葉綠素總量也呈較強相關。上述結果說明，增施氮肥使葉中全氮及葉綠素含量上升，從而促進了葉片中光合作用及碳水化合物的形成，提高了果實產量。

3 結論與討論

在適宜范圍內，增施氮肥增加了葉綠素含量，促進樹體碳氮代謝和生長發育，提高了果實產量；氮肥過量時，C、N比例失調，影響樹體生長發育狀況。N1.25處理葉綠素及碳氮代謝產物含量高，從而保證果實產量也達到最高值，是最適宜的施氮水平。

氮是作物生長發育必需的營養元素，決定著作物產量與品質結果。Vananganudi[9]研究認為，增加氮的施用量能增加果長、果圓周長、每果種子數及果實產量，同時，Toldam等[10]和Nakhlla等[11]在柑橘及蘋果上的研究也表明施氮能增加每樹果數及每樹的產量。本試驗結果得出，隨著施氮量增加，溫州蜜柑葉中全氮含量與產量先上升后下降，N1.25水平時達到最大值。施氮水平在N1.25以下時，葉片含氮量和產量隨施氮量增加而增加，而N1.50處理產量出現下降趨勢，這是由于施氮量過高時，柑橘開花時莖葉中氮含量偏高，新梢旺長，樹體內C、N比例失調，導致落花落果嚴重，影響了樹體生長發育及果實產量。

氮是葉綠素的重要組分，施氮水平直接影響了葉綠素含量。于錫斌等[12]在蘋果上的研究發現，根外追施尿素能明顯提高蘋果葉面積及葉密度，葉綠素含量及光合作用強度都相應提高。本試驗結果表明，在N1.25水平內，葉綠素含量隨施氮量增加而增加。隨著供氮量增加，樹體養分吸收量增加，為合成葉綠素提供物質保障，且葉綠素含量的增加能促進光合作用增強，合成更多的碳水化合物從而實現產量的提高。相關分析表明，游離氨基酸、可溶性蛋白含量與葉片全氮含量呈顯著正相關，相關系數分別為0.890、0.957，與葉綠素總量隨葉片全氮含量變化趨勢類似。充足的氮源供給保證了樹體良好的生長發育狀態，有利于根系對土壤有效養分的吸收，加強了樹體氮代謝，使游離氨基酸、可溶性蛋白質含量升高，而氨基酸和蛋白質是氮在樹體內主要存在形態，葉中全氮含量直接影響游離氨基酸、可溶性蛋白質的含量。N1.50水平下出現下降趨勢的原因與果實產量、葉綠素含量變化原因相一致。

參考文獻：

[1] 唐湘如，官春云.作物產量和品質的碳氮及脂肪代謝調控的研究進展[J].湖南農業大學學報，1997，23（1）：93-103.endprint

[2] 姜 東，于振文.冬小麥葉莖粒可溶性糖含量變化及其與籽粒淀粉積累的關系[J].麥類作物學報，2001，21（3）：38-41.

[3] 申加祥，寧堂原.不同熟期玉米套作夏玉米可溶性糖含量與產量形成[J].玉米科學，2004，12（2）：65-68.

[4] 許振柱.植物氮代謝及其環境調節研究進展[J].應用生態學報，2004，15（3）：511-516.

[5] 田 昌，彭建偉.不同有機無機肥配比對‘湘雜油763產量、葉綠素和碳氮代謝產物的影響研究[J].中國農學通報，2011，27（5）：134-138.

[6] 趙藝欣，王 巖.銨態氮肥施用量對春小麥氮代謝的影響[J].貴州農業科學，2012，40（3）：51-53.

[7] 朱根海，張榮銑.葉片氮含量與光合作用[J].植物生理學通訊，1985（2）：9-12.

[8] 宋小林，劉 強.不同處理條件下油菜莖葉可溶性糖和游離氨基酸總量及其對籽粒產量的影響[J].西北農業學報，2010，19（6）：187-191.

[9] VANANGANUDI K. Influence of irrigation and nitrogen on the yield and quality of chilli fruit and seed[J].Seed Research，1990，18（2）：114-116.

[10] TOLDAM T B，HANSEN P. Source-sink relations in fruits. VⅢ.The effet of nitrogen on fruit/leaf ratios and fruit development in apple[J].Acta Horticulturae，1995，28（2）：25-33.

[11] NAKHLLA F G，ISMAIL A E. Effect of some organic and inorganic nitrogen fertilizers on growth and productivity of Balady orange trees in relation to infection of citrus nematode Tylenchulus semipenetrans[J]. Pakistan Journal of Nematology，1998，16（2）：111-126.

[12] 于錫斌，劉潤進.根外施肥對蘋果葉片的影響[J].果樹科學，1995，12（3）：171-172.endprint