氮肥對蘇北鹽堿地馬齒莧生長發育及氨基酸含量的影響

摘 要：為明確蘇北鹽堿地上增施氮肥對馬齒莧生長發育及氨基酸含量的影響，在土壤鹽分分別為1.5～2.5 g/kg（S1）和2.6～3.4 g/kg（S2）的海涂鹽堿地設置田間小區試驗，研究了0（N1）、75（N2）、150（N3）和225（N4） kg/hm2 4個氮肥水平對馬齒莧生長發育及氨基酸含量的影響。結果表明：（1）在不同鹽分鹽堿地上增施氮肥，馬齒莧生長發育得到改善，各項生長指標均呈現上升的趨勢；（2）2.6～3.4 g/kg土壤鹽分水平下馬齒莧游離氨基酸總量顯著高于1.5～2.5 g/kg土壤鹽分水平，增施氮肥后，游離氨基酸總量顯著提高，在150和225 kg/hm2氮肥水平下含量達到較大值；（3）2.6～3.4 g/kg土壤鹽分水平下的脯氨酸含量顯著高于1.5～2.5 g/kg土壤鹽分水平，隨著氮肥的施入，脯氨酸含量顯著增加，在75和150 kg/hm2氮肥水平達到較大值；（4）土壤鹽分從1.5～2.5 g/kg提高到2.6～3.4 g/kg水平后，馬齒莧的蘇氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸含量提高，隨著氮肥的施入，蘇氨酸、丙氨酸含量呈上升趨勢，在150 kg/hm2水平達到較大值，谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸含量變化不顯著。由此可見，在蘇北鹽堿地上增施氮肥，可顯著改善馬齒莧的生長發育，促進其生長，提高馬齒莧氨基酸含量，提高其品質，且以S2N3組合即土壤鹽分為2.6～3.4 g/kg、施氮量為150 kg/hm2的種植條件最佳。

關鍵詞：馬齒莧；氮肥；生長發育；氨基酸

中圖分類號：S647.06 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）06-0040-04

Effects of Nitrogenous Fertilizer Application on The Growth of Portulaca oleracea L. and Amino Acid Content on The Saline Alkali Land in North Jiangsu

LIU Chong，XING Jing-cheng，WANG Mao-wen，ZHU Xiao-mei，DONG Jing，HONG Li-zhou

（Institute of Agricultural Sciences in Coastal Area of Jiangsu Province； Yancheng 224002， PRC）

Abstract：A field experiment based on the saline alkali land in northern Jiangsu was carried out to study the effect of nitrogenous fertilizer on the growth and amino acid content of Portulaca oleracea L. The results were as follows： （1） After increasing nitrogen fertilizer， the growth of Portulaca oleracea L. improved. （2） When the salt concentration of soil was 2.6-3.4 g/kg， the total free amino acids of Portulaca oleracea L. at the nitrogenous fertilizer level of 75 kg/hm2 （N2）， 150 kg/hm2 （N3） and 225 kg/hm2 （N4） were significantly higher than the salt concentration of soil was 1.5-2.5g/kg （S1）. The total amount of free amino acids increased significantly after the application of nitrogen fertilizer， and the content reached a large value at the nitrogenous fertilizer level of 150 kg/hm2 （N3） and 225 kg/hm2 （N4）. （3） The content of proline at the soil salinity level of 2.6-3.4g/kg （S2） was significantly higher than that of 1.5-2.5g/kg （S1）. With the application of nitrogen fertilizer， the content of proline increased significantly， and the level of 75 kg/hm2 （N2） and 150 kg/hm2 （N3） reached a larger value. （4） When soil salinity increased from 1.5-2.5g/kg （S1） to 2.6-3.4 g/kg （S2） level， the contents of purslane threonine， glutamic acid， aspartic acid， phenylalanine and alanine increased. With the application of nitrogen fertilizer， the contents of threonine and alanine increased gradually， and reached a larger value at 150 kg/hm2 （N3） level. The content of glutamic acid， aspartic acid and phenylalanine did not change significantly. Thus， nitrogenous fertilizer in saline alkali soil， could significantly improve the growth and increase the content of amino acid of Portulaca oleracea L. And the best results were combined with S2N3， namely the soil salinity 2.6-3.4g/kg， and the nitrogen application rate of 150 kg/hm2.

Key words：Portulaca oleracea L； Nitrogenous fertilizer； Growth； Amino acid

蘇北平原位于黃海之濱，海岸線長744 km，大多為淤泥質海岸，有沿海灘涂面積約65.3 萬hm2，目前，灘涂仍在不斷淤積，全省年淤漲面積達1 334 hm2，是江蘇重要的后備土地資源[1]。馬齒莧（Portulaca oleracea L.）屬馬齒莧科馬齒莧屬草本植物，含豐富的蛋白質、氨基酸、有機酸、礦質元素等，具有獨特的營養價值[2]。馬齒莧適應性極強，對高溫、干旱、高濕、高鹽等逆境的抵抗能力強，是優良的生態修復植物[3]。在蘇北沿海岸鹽堿地上種植馬齒莧，不僅可以充分利用海涂非耕地資源，還可以產生經濟效益，實現經濟、生態雙豐收。

馬齒莧營養豐富，富含各種氨基酸[4]。氮素供應是氨基酸合成的重要保證[5]。沿海灘涂土壤具有鹽分高、養分低的特點。因此，増施氮肥就顯得格外重要。本研究通過田間試驗，探討了蘇北鹽堿地氮肥對馬齒莧生長發育及氨基酸含量的影響，以期為促進沿海灘涂馬齒莧人工栽培中氨基酸品質的提高提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點位于江蘇省大豐市金海農場灘涂實驗基地，東距黃海約6 km，處于北亞熱帶季風氣候區，年均降水量1 058.4 mm，主要集中在6～8月。供試土壤為沖積鹽土類。試驗地土壤理化性質見表1。

1.2 供試材料

供試馬齒莧品種為江蘇沿海地區農科所培育的蘇馬齒莧2號，以上年采收種子為材料。

1.3 試驗設計及田間管理

試驗用地根據土壤含鹽量設兩組，分別為1.5～2.5 g/kg（S1）和2.6～3.4 g/kg（S2）。氮肥（純氮）施用量設4個水平：0（N1）、75（N2）、150（N3）和225（N4） kg/hm2，每處理3次重復，采用完全隨機區組設計。試驗小區長4 m、寬3 m，四邊均設有保護行，以防側滲和互溢。平整小區時使用尿素作為氮肥，氮肥30%、磷肥（P2O5）135 kg/hm2作基肥。剩余的氮肥均分3次分別在馬齒莧的苗期、分枝期和花期作為追肥施入。

1.4 測定項目及方法

田間植株特性測定采用常規法。游離氨基酸含量測定采用姜天華方法[6]。

1.5 數據分析

試驗數據采用SPSS 13.0軟件進行數據統計與分析。

2 結果與分析

2.1 鹽堿地氮肥對馬齒莧生長發育的影響

由表2所示，在不同鹽分鹽堿地上增施氮肥，馬齒莧生長發育得到改善，各項生長指標均呈現上升的趨勢。以地上部鮮重為例，隨著施氮量的增加，鮮重顯著高于對照，其中，在S2土壤鹽分水平下，N2、N3、N4鮮重分別比N1水平增加7.6%、8.8%、7.5%。

2.2 鹽堿地氮肥對馬齒莧游離氨基酸總量的影響

由圖1可知，增施氮肥后，游離氨基酸總量顯著提高；總體上，S2土壤鹽分下氮肥的增產效應大于S1土壤鹽分水平，在N3、N4水平下，含量達到較大值。S1N2、S1N3、S1N4水平下的游離氨基酸總量分別比S1N1增加2.5%、7.4%、8.0%；S2N2、S2N3、S2N4水平下的游離氨基酸總量分別比S2N1增加10.3%、12.1%、11.8%；但S2N1與S1N1處理下馬齒莧游離氨基酸總量差異不顯著。

2.3 鹽堿地氮肥對馬齒莧脯氨酸含量的影響

如圖2所示，土壤鹽分S2水平下的脯氨酸含量顯著高于S1水平。隨著氮肥的施入，脯氨酸含量顯著增加，在N2、N3水平達到較大值。土壤鹽分及氮肥均能顯著提高馬齒莧脯氨酸含量，但影響馬齒莧脯氨酸含量的首要因素是土壤鹽分，氮肥次之。如S2N2、S2N3、S2N4水平下的脯氨酸含量分別比S2N1增加13.3%、16.1%、3.8%，而N1、N2、N3、N4水平下，S2處理分別比S1處理下增加35.2%、40.2%、28.3%、17.2%。

2.4 鹽堿地氮肥對馬齒莧其他氨基酸含量的影響

從表3可以看出，土壤鹽分從S1提高到S2水平后，馬齒莧蘇氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸含量均有不同程度的提高。隨著氮肥的施入，蘇氨酸、丙氨酸含量呈現上升的趨勢，在N3水平達到較大值，且S2土壤鹽分下氮肥的增產效應大于S1土壤鹽分水平。如S1N2、S1N3、S1N4水平下的蘇氨酸含量分別比S1N1增加1.6%、9.9%、9.6%，而S2N2、S2N3、S2N4水平下的蘇氨酸含量分別比S2N1增加8.1%、11.3%、9.7%。隨著氮肥的施入，谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸含量變化不顯著。

3 結論與討論

氮（N）是植物所必需的、首要的大量元素，是氨基酸、葉綠素、核物質、酶、生物激素等生命物質的重要合成原料，參與酶、輔酶和輔基如NAD+、NADP+、FAD+等的構成[7]。蘇北沿海灘涂土壤鹽分高、養分低，增施氮肥不僅可以緩解鹽分對作物生長的抑制作用，還可以補充土壤的營養成分，通過補給肥料，為作物生長提供營養需要，可以迅速、有效的提高作物的產量和品質，尤其可以提高植物體內重要的含氮化合物——氨基酸的含量[8-9]。氨基酸的含量易受環境影響，而在環境條件諸因子中，氮素供應水平對其影響最大。李煥春等[10]研究認為施氮增加了小麥籽粒蛋白質和氨基酸含量，特別是賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸等必需氨基酸含量，改善了營養品質。

試驗研究了蘇北沿海灘涂上增施氮肥對馬齒莧生長發育及氨基酸含量的影響，結果發現：2.6～3.4 g/kg

（S2）土壤鹽分水平下，馬齒莧游離氨基酸總量顯著高于1.5～2.5 g/kg（S1）土壤鹽分水平；增施氮肥后，游離氨基酸總量顯著提高，在N3、N4水平下，含量達到較大值。

脯氨酸是抗逆性的氨基酸[11]。在鹽脅迫下，植物水分吸收受到影響，為了盡可能的保持水分以進行正常代謝，細胞內往往會積累大量的滲透調節物質，如脯氨酸[12]。脯氨酸對于調節滲透平衡、防止滲透脅迫對植物造成傷害、清除自由基、保護細胞結構具有重要作用[13]。姚佳等[14]發現高濃度鹽處理下扁蓿豆葉片脯氨酸含量顯著高于對照。脯氨酸積累的機理在于提高脯氨酸的生物合成或者是降低它的氧化，而在鹽脅迫條件下，前者對脯氨酸積累的貢獻較大，成為脯氨酸積累的主要原因。而氮素供應水平與脯氨酸存在一定的關系[15]。研究表明，土壤鹽分2.6～3.4 g/kg（S2）水平下的脯氨酸含量顯著高于1.5～2.5 g/kg（S1）水平。隨著氮肥的施入，脯氨酸含量顯著增加，在75（N2）和150（N3） kg/hm2水平達到較大值。即馬齒莧脯氨酸含量與土壤鹽分濃度和施氮量之間存在正相關關系，這與鄧斌等[15]研究結果較為一致。

游離氨基酸種類繁多，各種氨基酸隨著土壤鹽分以及施氮量的變化而呈現的變化趨勢不盡一致。研究表明，土壤鹽分的提高可提高馬齒莧蘇氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸含量。但隨著氮肥施入量的增加，蘇氨酸、丙氨酸含量呈現上升的趨勢，谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸含量變化不顯著。楊恩瓊等[16]發現，在玉米子粒中，蛋氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、天門冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、亞麻酸含量比較穩定，難于因施肥而改變，其余氨基酸成分，如蘇氨酸、擷氮酸、異亮氨酸亮氨酸、丙氨酸、酪氨酸、脯氨酸等含量因施用氮肥而發生變化，它們的含量既受遺傳基因的控制，又受施用氮肥的影響，此次研究結果與他的較為一致。

綜上所述，在沿海灘涂上增施氮肥，可顯著改善馬齒莧的生長發育，促進其生長，提高馬齒莧氨基酸含量，提高其品質，起到提高沿海灘涂經濟效益的效果。在土壤鹽分與氮肥的交互作用下，以S2N3組合即土壤鹽分為2.6～3.4 g/kg、施氮量為150 kg/hm2的種植條件最佳，較有利于馬齒莧的生長和氨基酸的積累。

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（責任編輯：夏亞男）