全 文 :櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
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不同氮素形态对凤仙花生长及某些生理指标的影响
何会流1,2
(1.重庆城市管理职业学院,重庆 401331;2.三峡库区生态环境与生物资源省部共建国家重点实验室,重庆 400715)
摘要:为探讨不同氮素形态对凤仙花生长及次生代谢产物的影响,在不同硝铵比条件下测定凤仙花生物量、可溶
性蛋白质含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及总黄酮含量。结果表明:随着硝铵比的下降,生物量总体呈下降
趋势,但硝铵比 50 /50 时出现最大值;可溶性蛋白质(处理后 12、16 d)、可溶性糖含量在硝铵比 50 /50 时最高,MDA含
量在全铵态氮处理时显著增高;硝铵比≥50 /50 时,总黄酮含量显著高于 CK。表明硝态氮更有利于凤仙花生长、干物
质积累和总黄酮含量提高。
关键词:凤仙花;硝铵比;生物量;生理指标
中图分类号:S681. 101 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2013)07 - 0163 - 03
收稿日期:2013 - 03 - 13
基金项目:三峡库区生态环境与生物资源省部共建国家重点实验室
基金(编号:SKL2012 - 01)。
作者简介:何会流(1968—) ,男,重庆人,硕士,副教授,主要从事园林
植物逆境生理研究。E - mail:45461035@ qq. com。
凤仙花(Impatiens balsamina L.)别称急性子、指甲花、凤
仙透骨草,原产中国、印度和马来西亚,一年生草本,茎粗壮,
肉质,叶互生,花单生或 2 ~ 3 朵簇生于叶腋,无总花梗,白色、
粉红色或紫色,单瓣或重瓣,我国各地庭园广泛栽培,为常见
的观赏花卉[1]。植物吸收利用的氮素主要是硝态氮和铵态
氮[2]。氮素是植物最重要的结构物质,也是酶的主要成分,
对植物生理代谢和生长发育有重要作用[3]。不同氮素形态
对植物生长代谢的影响不同[4]。目前,国内外对凤仙花药用
成分、水分及钙盐胁迫等研究较多[5 - 7],但不同氮素形态对凤
仙花生长的影响研究未见报道。本研究测定了不同硝铵比处
理下凤仙花生物量及某些生理指标的变化,同时还测定了次
生药用代谢产物的情况,以期为凤仙花栽培设施中氮肥施用
提供依据和参考。
1 材料与方法
1. 1 材料
供试材料为洋凤仙(Impatiens holstii Engler et Warb.) ,取
自于重庆市九龙坡区白市驿草花基地的绿点花卉公司。将带
土的长势一致的凤仙花苗移栽于盛有充分混匀的介质(珍珠
岩 ∶ 土壤 = 1 ∶ 3,体积比)的黑色营养袋(12 cm × 13 cm)中,
放于西南大学生命科学学院苗圃内培养,Hoagland 完全营养
液每隔 4 d浇 1 次。恢复生长后,2012 年 7 月 12 日将长势一
致的凤仙花幼苗设置 6 个处理组,在对其进行外施氮素前测
定各个指标的含量,之后对各组喷施氮素(CK 喷等量清水) ,
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DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.07.124
先采样,后喷施。6 个处理组分别是 CK(100% H2O)、T1(全
硝态氮,100% NO3
- )、T2 (硝铵比 75 /25)、T3 (硝铵比
50 /50)、T4(硝铵比 25 /75)、T5(全铵态氮,100% NH4
+) ,每
个处理重复 3 次。由 KNO3 提供 NO3
-、(NH4)2 SO4 提供
NH4
+,两者均为分析纯。各处理总氮浓度均为 5 mmol /L。
1. 2 方法
1. 2. 1 生物量 处理后 16 d,每样随机取 5 株植株,洗净擦
干,分别测定株高、全株鲜重以及地下部分、地上部分鲜重,并
计算根冠比。80 ℃处理 2 h,60 ℃烘至恒重后,分别称量其
干重。
1. 2. 2 可溶性蛋白、可溶性糖及丙二醛(MDA)的含量测定
测定 5 次,即处理后 0、4、8、12、16 d 随机取 3 株凤仙花的
相同位置的功能叶片。可溶性蛋白质含量测定参照 Bradford
的方法[8],以单位 mg /g 表示可溶性蛋白质含量。可溶性糖
含量及 MDA 含量测定采用张志良等的方法[9],以单位
μmol /g 表示可溶性糖含量、MDA含量。
1. 2. 3 总黄酮含量的测定 随机取处理后 16 d的凤仙花茎
和叶片,80 ℃烘 2 h,60 ℃烘至恒重,粉碎,过 50 目筛,然后参
照李晓明等的方法[10]以芸香苷为标准测定。
本试验指标均重复测定 3 次,数据采用 SPSS 11. 5 进行
统计分析和方差检验,以 Duncans 新复级差法对 6 个处理组
间的差异性进行分析。
2 结果与分析
2. 1 不同氮素形态对凤仙花苗期生物量的影响
不同硝铵配比对不同植物的生物量有不同效应。凤仙花
生长对不同氮素营养的反应差异显著。由表 1 可知,随着硝
态氮所占比例的不断减少,全株鲜重和株高总体呈下降趋势,
但在 T3(硝铵比 50 /50)处理出现了 1 个最大峰值;全铵(T5)
条件下全株鲜重则显著低于其他氮素处理,且试验组株高均
大于 CK。全株干物质重在 T2(硝铵比 75 /25)处理时达到最
大,不同氮素形态之间无显著差异,但均显著高于 CK。T1、
T2 处理根冠比显著低于 CK。以上情况表明,全硝态氮处理
和硝铵配施均比单施铵态氮有利于凤仙花生物量的增加。
表 1 不同铵硝配比对凤仙花苗期生物量的影响
处理 株高(cm) 全株鲜重(g) 干物质重(g) 地上部分鲜重(g) 地下部分鲜重(g) 根冠比
CK 15. 033 ± 0. 921c 15. 924 ± 0. 621b 0. 473 ± 0. 086b 14. 337 ± 0. 448b 1. 443 ± 0. 108ab 0. 1 ± 0. 004a
T1 17. 633 ± 0. 657ab 18. 320 ± 1. 069a 0. 749 ± 0. 028a 17. 025 ± 1. 089a 1. 315 ± 0. 045abc 0. 078 ± 0. 006b
T2 17. 6 ± 0. 351ab 15. 970 ± 1. 036b 0. 789 ± 0. 037a 13. 437 ± 0. 992bc 1. 058 ± 0. 111c 0. 079 ± 0. 005b
T3 17. 933 ± 0. 371a 20. 466 ± 0. 185a 0. 751 ± 0. 042a 18. 121 ± 0. 416a 1. 583 ± 0. 074a 0. 087 ± 0. 003ab
T4 17. 233 ± 0. 581ab 15. 346 ± 0. 211b 0. 721 ± 0. 039a 13. 310 ± 0. 528bc 1. 210 ± 0. 101bc 0. 091 ± 0. 007ab
T5 15. 833 ± 0. 145bc 12. 390 ± 0. 956c 0. 635 ± 0. 042a 11. 240 ± 0. 862c 0. 996 ± 0. 126c 0. 088 ± 0. 008ab
注:表中同列数据后不同小写字母表示差异达显著水平(P < 0. 05)。下表同。
2. 2 不同氮素形态对凤仙花可溶性蛋白含量的影响
蛋白质是植物体内十分重要的结构及功能性物质。从表
2 可以看出,在处理后 4 d 时,T2 处理可溶性蛋白含量最大,
与其他氮素处理差异显著;在处理后 8 d 时,T5 处理可溶性
蛋白含量显著高于 CK;处理后 12 d时 T3 处理可溶性蛋白含
量显著高于 CK;处理后 16 d 时各处理间可溶性蛋白含量无
显著差异,含量大小变化是 T3 > T5 > CK > T4 > T1 > T2。
2. 3 不同氮素形态对凤仙花可溶性糖含量的影响
可溶性糖是植物体内重要的渗透调节物质,对植物增强
逆境适应和减少逆境伤害有非常重要的作用[11]。从表 3 可
以看出,T3、T5 处理可溶性糖含量在各次检测中均较高,T3
处理可溶性糖含量在处理后 4、8 d均和 CK有显著差异;处理
后 12、16 d时各处理之间无显著差异;处理后 16 d 各处理可
溶性糖含量从高到低依次是 T3 > T5 > T1 > T4 > T2 > CK。说
明 T3(硝铵比 50 /50)和全铵态氮处理 T5 对可溶性糖有聚集
作用,提高了植物对环境条件的适应。
表 2 不同氮素形态对凤仙花可溶性蛋白含量的影响
处理
可溶性蛋白含量(mg /g)
0 d 4 d 8 d 12 d 16 d
CK 3. 700 ± 0. 116a 4. 536 ± 0. 027ab 3. 934 ± 0. 088b 4. 168 ± 0. 249b 4. 217 ± 0. 199a
T1 3. 701 ± 0. 115a 4. 406 ± 0. 490bc 4. 186 ± 0. 044ab 4. 275 ± 0. 054b 4. 186 ± 0. 013a
T2 3. 701 ± 0. 115a 4. 711 ± 0. 014a 4. 930 ± 0. 021ab 4. 482 ± 0. 005ab 4. 084 ± 0. 052a
T3 3. 701 ± 0. 117a 4. 307 ± 0. 037c 4. 703 ± 0. 129ab 4. 748 ± 0. 158a 5. 002 ± 0. 749a
T4 3. 703 ± 0. 117a 3. 055 ± 0. 007d 4. 979 ± 0. 037ab 4. 407 ± 0. 030ab 4. 193 ± 0. 044a
T5 3. 703 ± 0. 116a 4. 293 ± 0. 150c 5. 305 ± 0. 895a 4. 497 ± 0. 028ab 4. 229 ± 0. 029a
表 3 不同氮素形态对凤仙花可溶性糖含量的影响
处理
可溶性糖含量(μmol /g)
0 d 4 d 8 d 12 d 16 d
CK 0. 054 ± 0. 004a 0. 068 ± 0. 011bc 0. 070 ± 0. 017bc 0. 047 ± 0. 008a 0. 055 ± 0. 015a
T1 0. 054 ± 0. 004a 0. 066 ± 0. 005bc 0. 058 ± 0. 010c 0. 069 ± 0. 015a 0. 070 ± 0. 013a
T2 0. 059 ± 0. 004a 0. 059 ± 0. 010c 0. 059 ± 0. 010c 0. 075 ± 0. 009a 0. 061 ± 0. 019a
T3 0. 059 ± 0. 004a 0. 114 ± 0. 002a 0. 104 ± 0. 003a 0. 081 ± 0. 009a 0. 086 ± 0. 004a
T4 0. 059 ± 0. 004a 0. 049 ± 0. 009c 0. 075 ± 0. 004abc 0. 069 ± 0. 010a 0. 063 ± 0. 015a
T5 0. 059 ± 0. 004a 0. 090 ± 0. 005ab 0. 094 ± 0. 003ab 0. 072 ± 0. 010a 0. 081 ± 0. 009a
—461— 江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 7 期
2. 4 不同氮素形态对凤仙花丙二醛( MDA) 含量的影响
MDA是膜脂过氧化的产物,其含量高低与胁迫伤害存在
着直接相关,反映了膜脂过氧化的程度,常作为胁迫伤害的重
要指标。由表 4 可以看出,经过各种不同处理后的凤仙花苗
叶片 MDA含量产生了不同的变化。随着硝态氮所占比例的
不断减少,MDA含量出现升降升的变化过程,全铵态氮时达
到最大值,处理后 4、8、16 d 时与 CK 比有显著差异。T3(硝
铵比 50 /50)处理的 MDA含量总体在不同氮素形态处理下最
低。说明 T3(硝铵比 50 /50)过氧化程度最低,而全铵态氮
(T5)过氧化程度最高,细胞膜受损比较严重,表现出一定程
度的铵中毒现象。
表 4 不同氮素形态对凤仙花丙二醛(MDA)含量的影响
处理
丙二醛(MDA)含量(μmol /g)
0 d 4 d 8 d 12 d 16 d
CK 1. 439 ± 0. 159a 1. 089 ± 0. 214bc 1. 525 ± 0. 327b 1. 375 ± 0. 343a 1. 219 ± 0. 144b
T1 1. 440 ± 0. 159a 1. 056 ± 0. 096bc 1. 579 ± 0. 141b 1. 848 ± 0. 214a 1. 733 ± 0. 167ab
T2 1. 599 ± 0. 159a 0. 946 ± 0. 195c 1. 638 ± 0. 059b 1. 933 ± 0. 105a 1. 708 ± 0. 225ab
T3 1. 599 ± 0. 159a 0. 783 ± 0. 175c 1. 506 ± 0. 013b 1. 387 ± 0. 291a 1. 603 ± 0. 146ab
T4 1. 599 ± 0. 159a 1. 477 ± 0. 097ab 2. 094 ± 0. 237ab 1. 916 ± 0. 130a 1. 874 ± 0. 020a
T5 1. 599 ± 0. 159a 1. 878 ± 0. 029a 2. 611 ± 0. 132a 2. 127 ± 0. 128a 2. 127 ± 0. 128a
2. 5 不同氮素形态对凤仙花次生代谢产物总黄酮含量的影响
有研究表明,凤仙花含有大量黄酮类、萘醌类、香豆素类、
甾醇类等成分,黄酮、香豆素、萘醌为主要成分,且为凤仙花主
要药理作用的物质基础[5]。从图 1 可以看出,随着硝态氮所
占比例的不断减少,总黄酮含量逐渐降低;硝铵比≥50 /50 处
理的总黄酮含量显著高于 CK。结果表明,硝态氮有助于总黄
酮含量的积累。
3 讨论
有研究表明,大多数药用植物喜好硝态氮,本研究结果亦
证实这一点。在全铵处理时植物生物量最小,全硝和硝铵配
施可以促进药用植物生物量积累,这与于曼曼等对夏枯
草[4]、赵丽莉等对黄芩幼苗[12]的研究结果一致。本研究中
T3(硝铵比 50 /50)处理凤仙花苗可溶性糖、可溶性蛋白质含量
高,和梁雄等的研究结果相似[13];MDA 含量在 T3 处理下比较
小,而在全铵处理时最高,这和张英鹏等[14 -15]对菠菜的研究结
果一致。在全铵处理时可能导致 MDA 的积累,说明此时细胞
中活性氧产生和清除的平衡被打破,膜脂过氧化程度严重,细
胞受伤害程度明显增加,表现出一定的铵中毒现象。
在全铵处理时,凤仙花生物量最小,可溶性糖含量、可溶
性蛋白质含量均较高。这可能是因为过量 NH4
+阻碍植物叶
片扩展致使叶片变小,显示铵态氮并不改变叶片中叶绿体数
量,只是增大叶绿体的体积,使单位面积中叶绿素的含量及可
溶性蛋白质含量等提高[16]。总之,不同形态的氮素处理对凤
仙花苗的生长有比较显著的影响,硝态氮更有利于凤仙花生
长、干物质积累和次生代谢产物总黄酮含量提高。关于不同
氮素形态对凤仙花叶绿素的影响将另文报导。
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