不同銨硝配比氮素營養對生菜氮、磷和鉀含量的影響

王瑞瑩，劉瑩瑩，過昱辰，王 賽，馬 行，王 波

（蘇州大學園藝系，江蘇 蘇州 215123）

氮素是作物生長所必需的營養元素之一。在一般情況下，作物能夠吸收利用的氮素形態有多種，且主要氮源為NH4+-N和NO3--N[1]。旱地土壤中主要氮源為NO3--N，在旱地土壤中施入NH4+-N，在硝化細菌及亞硝化細菌的作用下，很快就會被硝化成NO3--N。因此，旱生植物吸收的氮素營養一般是NO3--N。生菜是一個典型的旱生植物，無論施何種形態氮肥，其可吸收氮素形態主要還是NO3--N[2]。但也有試驗指出，施用NO3--N，植物K+、Mg2+、Ca2+等陽離子含量會明顯變高，但SO42-、Cl-的含量會逐步降低；而施用NH4+-N，植物體內的Cl-、SO42-、PO43-等陰離子含量會逐漸增加，同時往往會抑制植物對K+、Ca2+的吸收，進而導致其含量降低[2]。此外，供氮形態還會影響礦質營養元素在作物體內的分布[3]。因此，混合態氮素營養可以明顯地影響植物生長及其植物體內N、P、K等元素的含量[4-6]。本研究試圖探明不同銨硝比處理對生菜植株中N、P、K含量的影響，進而明晰氮素形態配比與生菜礦質營養代謝之間的關系。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試生菜品種為申選1號，為長江中下游常見生菜品種，由南京農業大學資源與環境學院實驗室引種培育。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

根據氮素形態的不同，將水培營養液設4個處理，即NH4+-N︰NO3--N分別為0︰100，10︰90，25︰75，50︰50（質量比），其他元素據Hogland營養液配方和Arnon營養液配方稍加調整后配入[7]。NO3--N用Ca（NO3）2·4H2O、KNO3及HNO3提供，NH4+-N用NH4H2PO4及（NH4）2SO4提供，總氮濃度均為70 mg/L。保持所有處理配方中的K、Ca、Mg的比例與原始配方一致，同時在所有營養液中分別加入二氰胺（DCD）并保持其濃度為7 μmol/L，以防止營養液中NH4+轉化為N。

將種子消毒后播于盛有干凈石英砂的育苗箱中，然后放在18 ℃恒溫培養箱中發芽，20 d后移到日光溫室中，定期澆水，并在移栽前2 d分別用總氮濃度為1 mg/L的不同配比的營養液噴灑。移到日光溫室1周后選擇長勢均勻的生菜苗移栽到有供氧裝置的20 L周轉箱中水培，周轉箱上覆蓋26孔的PVC蓋板，每塊板上栽24株苗（另2個孔用來通氣）。植株的根基部分用海綿包裹，使其固定在板上。每處理設4個重復，每2 d測定1次pH，并用稀Ca（OH）2或H2SO4溶液調節pH至6.5左右，每周換1次營養液，第1次采用1/4強度營養液。試驗用水均為去離子水。在生長過程中用去離子水補充被蒸發掉的水分。

1.2.2 樣品采集、制備與測定

生菜移栽30 d后采樣，將植株從根頸斷開，先將根系用去離子水洗凈后再用吸水紙吸干表面水分，分別稱量植株地上、地下部的鮮質量后，立即在105 ℃烘箱中烘干30 min以殺青，然后60 ℃烘干至恒重，并磨細過篩備用。

全氮量采用水楊酸-鋅粉還原法測定，銨態氮采用半微量蒸餾法定量測定（測定的結果包括硝態氮）；全磷和全鉀均用H2SO4-H2O2消煮法測定，磷采用釩鉬黃比色法測定，鉀采用火焰光度計法測定[8]。

1.3 數據處理

試驗所測得的數據均經過SPSS11.5統計分析，方差分析采用Fisher’s LSD test。

2 結果與分析

2.1 不同銨硝比對生菜含氮量的影響

由表1可以看出，不同銨硝比處理對生菜地上部、地下部和全株的含氮量存在一定影響，以25︰75處理的全株氮含量最高，50︰50處理的全株氮含量最低，但不同處理間沒有顯著性差異（P＜0.05）。說明氮素供應的形態對含氮量影響不大。

2.2 不同銨硝比對生菜含磷量的影響

不同銨硝比處理對生菜植株的含磷量產生了一定的影響（表2）。全硝營養（0︰100）處理生菜地上部的含磷量要低于其他3個處理。隨著銨硝比的降低，生菜地下部的含磷量增加，至銨硝比為25︰75時，達最高值。若以全株計，則銨硝配合處理的生菜植株的含磷量要高于全硝營養的處理。說明銨硝配合有利于生菜植株對磷素營養的吸收和累積。

2.3 不同銨硝比對生菜含鉀量的影響

不同銨硝比氮素營養對于生菜含鉀量的影響顯著（表3）。4個不同的銨硝比處理，生菜地上部和地下部中含鉀量均以銨硝配比為50︰50處理為最低；隨著營養液中NO3--N含量的增加，生菜植株中含鉀量有升高的趨勢，至銨硝比為25︰75時生菜的含鉀量最高，地上部和地下部的含鉀量均在50︰50處理與25︰75處理時差異顯著。隨著營養液中NO3--N含量的進一步增加，植株地上部和地下部含鉀量均下降，10︰90處理和0︰100處理的地上部和地下部含鉀量均與25︰75處理差異不顯著。說明適度增加銨態氮，可能有利于生菜對鉀素的吸收。

表1 不同銨硝比對生菜含氮量的影響 g/kg

表2 不同銨硝比對生菜含磷量的影響 g/kg

表3 不同銨硝比對生菜含鉀量的影響 g/kg

3 討論與結論

作為植物生長三要素，氮磷鉀的有效與平衡吸收是獲得高產的前提。植物對礦質養分的吸收和累積因供氮形態不同而產生很大差別，如施用硝態氮，植物鉀、鈣、鎂等陽離子含量明顯較高，而施用銨態氮，則往往會抑制鉀和鈣的吸收。在菠菜上的試驗結果表明，隨著銨硝比的下降，菠菜吸收累積的氮素顯著增加，而磷、鉀的累積量隨著銨硝比的降低也呈現增加的趨勢，但在25︰75的處理達最大值。說明銨硝配合的氮素營養，有利于菠菜植株對磷、鉀等礦質營養元素營養的吸收和累積[9]。曹翠玲等[10]的研究表明，供給硝態氮時，玉米幼苗體內氮素轉化快，植株氮素累積量最大。艾紹英等[11]也發現，在其他條件不變的情況下，隨著營養液中銨態氮數量的增加，菜心植株吸收硝態氮的量減少，而吸收銨態氮的量則在增加。在番茄上的研究結果表明，當銨態氮或酰胺態氮占營養液總氮量的75%時，植株生長受到抑制；另外，隨著銨態氮或酰胺態氮比例的提高，番茄葉片中全氮含量則增加。此外，添加低濃度NaCl和增加光照強度，可以顯著減低韭菜等的硝酸鹽積累[12-13]。推測可能是不同種類植物對硝態氮的敏感程度不同所致，本研究結果表明，隨著銨硝比的下降，生菜累積的氮素顯著增加。

本研究還發現，隨著銨硝比的降低，生菜地上部和地下部組織中硝態氮含量顯著上升，且與營養液中硝態氮含量之間呈現顯著的直線相關，而生菜根部銨態氮的含量則急劇下降；地上部中銨態氮的含量也有一定變化，但差異不顯著。硝態氮有利于植物生長的重要原因可能就是因為伴隨著硝態氮的吸收，植物吸收了大量的陽離子，這些陽離子增加了細胞的滲透勢，從而有利于細胞的伸長和植株的生長[3]。而當營養液中銨態氮含量較高時，會引起生菜地下部累積大量的銨態氮，且銨態氮難以向地上部轉移，因此，地下部常常遭受銨毒害，使正常的生理功能難以發揮，養分吸收受阻，并進而使植株生長受到抑制。

由此可見，適宜的銨硝比可使生菜植株內氮、磷、鉀等礦質營養的代謝趨于協調，生菜生理代謝旺盛，養分吸收能力增強，植物可以吸收更多的礦質養分。同時，良好的氮素代謝狀況也促進了光合作用系統功能的發揮，并有利于碳水化合物的形成和干物質累積，最終表現為生菜的產量增加。