不同形態氮肥對設施黃瓜生長及氮素吸收的影響

班甜甜,劉星雨,馬 超,李曉慧,陳 卓

(1.貴州省農業科學院 園藝研究所,貴陽 550006;2.貴州省園藝工程技術研究中心,貴陽 550006;3.安順學院 農學院,貴州安順 561000)

因此,選擇合適的氮肥形態,對于黃瓜生產中科學施肥,促進黃瓜生產具有重要意義。以‘中農26號’為研究對象,采用無土盆栽試驗方法,研究銨態氮、硝態氮、酰胺態氮以及兩兩混合6種氮肥處理對氮素利用的影響,揭示黃瓜對不同形態氮肥的吸收及利用特性,進而明確黃瓜對某種氮肥高效吸收的機制,為黃瓜生產中氮肥的選擇利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗黃瓜品種為‘中農26號’,由中國農業科學院蔬菜花卉研究所提供。

1.2 試驗設計

氮肥處理通過澆施不同的營養液來實現。營養液以Hoagland配方為基礎,進行適當改變。各處理氮素含量相同,均為14 mmol/L,pH 5.5,以(NH4)2SO4或者NH4H2PO4為銨態氮,Ca(NO3)2·4H2O或KNO3為硝態氮,尿素為酰胺態氮,P、K、Ca、Mg分別為1、6、3.5、2 mmol/L,Fe、B、Cu、Mn、Mo、Zn分別為110、20.6、0.16、 5.3、0.49、0.34 μmol/L。共6個處理(表1),每個處理3次重復,每個重復5株,共90株。

表1 不同處理的氮肥施用方案Table 1 Nitrogen application plan under different treatments

本試驗于2021年4-6月份在貴州省農業科學院園藝研究所溫室中進行。選取飽滿、整齊一致的黃瓜種子浸種、催芽,用育苗基質育苗。二葉一心時定植在椰糠與珍珠巖(體積比6∶4)混合的盆中(直徑25 cm,高度30 cm),每盆1株。當幼苗長到 8 片真葉時進行吊蔓。根據盆中基質的水分狀況澆入營養液,使基質含水量保持在其持水量的 60%左右。每個塑料盆的底部放置一個托盤以收集滲漏的營養液并將其重新澆入基質。氮肥處理42 d,試驗中澆施的氮肥所含的氮素包括常規N和15N,每盆黃瓜共澆施6.85 L營養液。

1.3 測定指標及方法

黃瓜植株經過不同形態氮肥處理42 d后收獲,將根、莖、葉、果各部分分開烘干稱量,計算干質量;用凱氏定氮儀(中國上海 K9840) 分析N濃度[11],并計算氮含量[12],根據植株干物質含量、植株總N積累量與介質供氮量分析計算氮素吸收效率、生理效率;并通過含15N同位素(豐度為10%)的3種不同形態氮肥處理黃瓜,根據同位素示蹤技術分析氮素(15N標記的)在各器官的轉運情況。氮素吸收速率試驗時將黃瓜幼苗根系浸入15N標記的不同形態氮肥營養液中培養一定時間,烘干,用元素分析儀測定氮15N含量并計算吸收速率。各指標的計算公式如下:

黃瓜不同部位(根、莖、葉、果)總N積累量=植株葉(莖、果、根)干物質量×葉(莖、果、根)氮素含量

黃瓜植株總N積累量 =Σ植株葉(莖、果、根)干物質量×葉(莖、果、根)氮素含量

氮素吸收效率(NUTE)=總N積累量/介質供氮量

氮素生理效率(NPE)=植株干物質量/總N積累量

器官(根、莖、葉、果)15N轉運量(g)=器官總N積累量(g)×植物樣品中15N原子百分超%/肥料中15N原子百分超%

植株15N總轉運量 =Σ器官(根、莖、葉、果)氮(15N標記)轉運量

氮素吸收速率(mg/min)=植株全氮量(mg)/浸入時間(min)×植物樣品中15N原子百分超%/肥料中15N原子百分超%

原子百分超Ndff(%)=樣品15N豐度- 0.366 3%/肥料度-0.3663%×100%

樣品15N豐度(%)在中國農業科學院農產品加工研究所測定

原子百分超Ndff指植株器官從肥料中吸收分配到的15N量對該器官全氮量的貢獻率,反映了植株器官對肥料15N的吸收征調能力,其中 0.366 3%為自然豐度。

1.4 數據分析

利用模糊數學中隸屬函數的統計方法,對各處理的指標進行隸屬函數換算,統計其加權值,來評價各處理的耐澇性。

計算公式:R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中Xi為指標測定值,Xmax和Xmin為所有處理方法某一指標的最大值和最小值。如果某一指標與氮肥的優劣呈負相關,則利用反隸屬函數進行轉換。

計算公式:R(Xi)=1-(Xi-Xmin)/ (Xmax-Xmin)

采用 Excel 2003整理數據并繪制圖表,用Spss 22.0軟件分析顯著性及相關性。

2 結果與分析

2.1 不同形態氮肥對黃瓜根、莖、葉、果及植株干質量的影響

相同部位中不同的小寫字母分別表示處理間差異顯著(P<0.05),下圖及表同此

2.2 不同形態氮肥對黃瓜氮素吸收效率及生理效率的影響

圖2 不同形態氮肥對黃瓜氮素吸收效率及生理效率的影響Fig.2 Effects of different nitrogen forms on nitrogen absorption and physiological efficiency of cucumber

表2 不同形態氮肥處理對黃瓜各器官15N轉運量的影響Table 2 Effects of different nitrogen forms on 15N transshipment volume of cucumber organs

2.3 不同形態氮肥對黃瓜氮素(15N)轉運量的 影響

2.4 不同形態氮肥對黃瓜植株不同部位總N積累量的影響

圖3 不同形態氮肥對黃瓜植株不同部位總N積累量的影響Fig.3 Effects of different nitrogen forms on total N accumulation in different positions of cucumber

2.5 不同形態氮肥對黃瓜氮素(15N標記)吸收速率的影響

圖4 不同形態氮肥對黃瓜氮素吸收速率的影響Fig.4 Effects of different nitrogen forms on N absorption rate of cucumber

2.6 黃瓜各指標的相關性分析

根據表3中對黃瓜植株各指標之間的相關性分析可知,不同指標之間的相關性不同。氮素的生理效率與其他指標之間均為負相關,與氮素吸收效率、植株15N轉運量及植株總氮積累量之間的負相關性達到極顯著水平,與其他指標之間的負相關性不顯著;植株干質量、氮素吸收效率、植株15N轉運量、植株總氮積累量、氮素吸收速率之間均呈極顯著性正相關。

表3 黃瓜植株各指標之間的相關性分析Table 3 Correlation analysis of growth indexes of cucumber plants

2.7 不同形態氮肥處理下黃瓜各指標的隸屬函數值比較

表4 不同形態氮肥處理時黃瓜各指標的隸屬函數值Table 4 Subordinate function values of cucumber indexes under treatments of different forms of nitrogen fertilizer

3 討 論

3.1 不同形態氮肥對黃瓜生長的影響

3.2 不同形態氮肥對黃瓜氮素吸收的影響

4 結 論