全 文 ：黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 27 卷
氮素是影响作物生长发育和产量最主要元素之
一[1]。 对于豆科作物，其所需氮素可通过土壤、氮肥、
根瘤固氮三种途径获得， 并且施用氮肥是获得高产
的必要手段[2]。 氮肥施用量对于豆科作物氮素构成和
积累的影响非常显著 [3]， 并且与干物质积累密切相
关[4-5]，而干物质积累又是产量形成的基础 [6-7]，因此合
理施用氮肥是保证作物幼苗健壮、 建立合理群体结
构、 获得高产的基础。 红小豆作为主要豆科作物之
一， 与其他豆科作物如大豆一样具有相似的氮素营
养特性， 但关于氮素水平对红小豆幼苗质量影响的
相关报道较少。 试验以黑龙江省红小豆主栽品种小
丰 2 号为供试材料，采用沙培的方法，研究了氮素水
平对红小豆幼苗形态指标、 保护酶活性， 以及 MDA
含量的影响， 以期明确氮素水平与红小豆幼苗质量
的关系，为实际上产提供参考。
氮素水平对红小豆幼苗质量的影响
张玉先，金喜军，屈春媛，张明聪，栗文霞，张俊杰，薛远财，金毅
（ 黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319）
摘 要：试验小丰 2 号为试验材料，采用沙培培养的方法研究了氮素水平对红小豆幼苗生长相关形态指标和保护酶活性的影
响。结果表明：低氮处理（ N0 和 N50）限制了红小豆幼苗生长相关形态指标和保护酶活性的提高；高氮处理（ N200）虽显著提高
了红小豆幼苗株高、地上部鲜重和干重、叶面积，促进了叶片、茎部、根部 SOD、POD、CAT 活性，并降低了叶片中 MDA 含量，但
对茎粗、根长、须根数和须根总长、根系鲜重和干重均起抑制作用。 中氮处理（ N100 和 N150）在形态指标、保护酶活性、MDA
含量方面均表现良好。 综合分析认为，中氮处理（ 100~150 mg·L-1）可促进红小豆幼苗全面发育，有利于壮苗。
关键词：氮素水平；红小豆；生长；保护酶活性
中图分类号：S31 文献标识码：A 文章编号：1002-2090（ 2015）05-0010-05
Effects of Nitrogen Levels on Seedlings Equality of Adzuki Beans
Zhang Yuxian，Jin Xijun，Qu Chunyuan，Zhang Mingcong，Li Wenxia，Zhang Junjie，Xue Yuancai，Jin Yi
（ College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）
Abstract:This experiment was conducted by using Xiaofeng NO.2 with sand culture to study the effects of nitrogen levels
morphological index related to growth and activities of protective enzymes. The results showed that the morphological indexe related
to growth and activities of protective enzymes were inhibited by the low nitrogen treatments （ N0 and N50） . Although some
morphological indexes including plant height，fresh and dry weight of shoot，leaf area，and activities of SOD，POD，CAT in leaf，stem，
root were promoted by high nitrogen treatment （ N200） ，and MDA content in leaf was inhibited by high nitrogen treatment（ N200） ，
other morphological index including stem diameter，root length，fibrous root number，fibrous root length，and fresh and dry weight of
root were inhibited by high nitrogen treatment （ N200） . The middle nitrogen treatments （ N100 and N150） showed the good
performance in terms of morphological index，activities of protective enzymes and MDA content. In conclusion，the middle nitrogen
treatments（ 100-150 mg·L-1） could promote the growth and improve the equality of adzuki beansseedlin.
Key words：nitrogen levels；adzuki beans；growth；activities of protective enzymes
收稿日期：2015-02-05
基金项目：国家“ 十二五”科技支撑计划项目（ 2014BAD07B05-**） ；公益性行业（ 农业）科研经费项目（ 20133007） ；黑龙江省垦区科
研项目（ HNK125B-07-18） ；国家杂粮工程技术研究中心组建项目（ 2011FU125X07） 。
作者简介：张玉先（ 1968-） ，男，教授，沈阳农业大学毕业，现主要从事作物栽培方面的研究工作。
doi:10.3969/j.issn.1002-2090.2015.05.003
第 27 卷 第 5 期
2015 年 10 月
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报
Journal of Heilongjiang Bayi Agricultural University
27（ 5） ：10~14
Oct. 2015
第 5 期
1 材料方法
1.1 供试材料
试验于 2014 年在黑龙江八一农垦大学校内进
行，供试红小豆品种为小丰 2号。 采用沙培的方法培
养红小豆，塑料桶高 0.4 m，直径 0.36 m，桶底钻 3 个
1 cm直径的小孔。所用江沙先用自来水冲洗干净，再
用蒸馏水冲洗 3 遍，每桶装沙至桶沿 3 cm 处。 每桶
播种 10粒种子，至真叶期定苗 6株。
所有沙培材料均放置在玻璃防雨棚内、 并埋在
泥土中，桶沿高出地面 3 cm。自播种开始每天每盆淋
浇 400 mL 蒸馏水，至真叶完全展开时每天每盆淋浇
400 mL营养液，营养液的组分和浓度参考金喜军 [8]的
方法，其中氮素含量依据试验设计有所不同。
1.2 试验设计
真叶完全展开时， 将均匀一致的试验材料平均
分成 5 等份，每份 8 盆（ 其中 5 盆用于形态指标和干
物质测量，另外 3 盆用于酶活性测定） ，分别开始淋
浇含纯 N 0 mmol 和 0 mg·L-1 （ 记为 N0） 、50 mg·L-1
（ 记为 N1） 、100 mg·L-1（ 记为 N2） 、150 mg·L-1（ 记为
N3） 、200 mg·L-1（ 记为 N4）的营养液，至第 3 片复叶
完全展开时进行取样。
1.3 取样
选择晴天上午 10：00 开始取样， 自子叶痕处将
红小豆幼苗剪断，地上部直接用于测量株高、茎粗、
叶面积等形态指标，并按照叶（ 包括叶片和叶柄） 、茎
分解后称量鲜重，而后烘干称量干重；根部先用自来
水冲洗干净，再用蒸馏水洗 3 遍，滤纸吸干后称量鲜
重， 而后测量根系形态相关指标， 最后烘干称量干
重。所有烘干材料均用粉碎机粉碎。用于酶活性测定
的叶片、茎尖和根尖用锡纸包好后放入液氮中冷冻，
转移到-80 ℃冰箱中保存待用。
1.4 测定指标及方法
株高、茎粗采用直尺测量；分枝数采用人工数；
植株鲜、干重采用天平称量；叶面积采用重量法；根
系相关形态指标采用 LC-4800 多参数植物根系扫描
仪测量；SOD活性测定参照 Seyed [9] 的方法，POD 和
CAT 活性测定参照 ZsoltIstván[10]的方法，APX 活性测
定参照 Celina[11]的方法，MDA 含量的测定参照 Stew－
art的方法[12]。
2 结果与分析
2.1 氮素水平对红小豆幼苗形态指标的影响
如表 1 所示， 比较各处理红小豆地上部形态指
标可知，株高随氮素水平升高而增加，N0 最低，N200
最高，并且各处理之间均达到极显著水平（ P＜0.01） 。
N0 和 N200 茎粗显著低于 N100 和 N150， 达到显著
水平（ P＜0.05） 。 分枝数表现为 N50、N150 和 N200 极
显著高于 N0 处理（ P＜0.01） ，N100 显著高于 N0 处理
（ P＜0.05） 。
表 1 氮素水平对红小豆幼苗形态指标的影响
Table 1 Effects of nitrogen levels on morphological index of adzuki beans
项目
株高/cm
茎粗/cm
分枝数
根长/cm
须根总长/cm
须根数
叶鲜重/g·plant-1
茎鲜重/g·plant-1
根鲜重/g·plant-1
叶干重/g·plant-1
茎干重/g·plant-1
根干重/g·plant-1
叶面积/cm2
N0
5.00±0.32 aA
0.30±0.02 abA
2.33±0.33 aA
8.84±0.61 aA
17.16±1.22 aA
5.33±0.20 aA
0.67±0.04 aA
0.24±0.05 aA
0.73±0.04 aA
152.00±8.56 aA
52.00±4.60 aA
66.00±2.64 aA
26.33±1.71 aA
N50
6.63±0.52 bB
0.32±0.03 abA
3.33±0.21 bB
9.10±0.98 aA
20.61±2.19 aA
6.67±0.40 bB
1.81±0.15 bB
0.65±0.07 bB
1.85±0.47 bAB
260.00±10.40 bB
96.00±5.92 bB
112.00±3.36 bB
61.16±3.87 bB
N100
9.77±0.30 cC
0.34±0.02 bA
3.00±0.01 bAB
15.48±1.97 bB
39.77±2.40 cC
10.67±0.38 eD
1.75±0.29 bB
0.74±0.09 bB
2.47±0.21 bB
272.00±19.04 bB
118.00±7.08 cB
136.00±2.72 cC
72.17±6.14 bB
N150
13.90±0.46 eE
0.34±0.02 bA
3.33±0.18 bB
17.56±1.92 cB
47.93±3.22 cD
8.67±0.43 dC
4.57±0.42 cC
1.04±0.12 cC
2.68±0.92 bB
398.00±27.86 cC
258.00±10.32 dC
238.00±14.28 dD
125.55±11.19 cC
N200
12.53±0.62 dD
0.30±0.01 aA
3.34±0.29 bB
14.67±1.16 bcB
33.33±2.82 bB
7.33±0.31 cB
4.69±0.12 cC
1.29±0.07 dD
2.15±0.30 bB
470.00±18.80 dD
178.00±12.46 eD
150.00±9.00 cC
151.44±2.01 dD
注：平均值±标准误；横行比较；不同大、小写字母分别表示差异达 1%、5%显著水平；下同。
张玉先等：氮素水平对红小豆幼苗质量的影响 11
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 27 卷
比较各处理根系相关指标可知，N0 和 N50 根长
极显著低于其他三个各处理（ P＜0.01） ，N150最高。须
根数和须根总长均随氮素水平的提高呈先增加、后
下降的趋势，N100 和 N150 均极显著高于其他处理
（ P＜0.01） 。
比较各处理红小豆各器官鲜、干重可知，叶、茎
鲜重和干重均随氮素水平的提高而增加，N0 最低，
N200 最高， 而根鲜重和干重则表现为 N150 最高，
N100和 N200次之，N50再次，N0最低。
比较各处理叶面积可知，N0 最小，N200 最大，并
且呈现叶面积随氮素水平的提高而增大的趋势。
2.2 氮素水平对红小豆保护酶活性的影响
如图 1所示，比较各处理 SOD性可知，叶片 SOD
活性随氮素水平的提高呈现明显增加趋势，N0最低，
N200 最高， 且各处理之间均达到极显著水平 （ P＜
0.01） 。 茎和根 SOD活性大体上随氮素水平的提高而
增加，也表现为 N0 最低，N200 最高，与叶略有不同
的是茎 SOD 活性在除 N50、N100、N150， 以及 N150
和 N200 处理之间未达到显著差异水平， 而根 SOD
在 N100和 N150之间也未达到显著差异水平。
图 1 不同氮素水平处理红小豆幼苗 SOD 活性
Fig.1 SOD activities of adzuki bean seedling of different N levels treatments
如图 2所示， 比较各处理 POD活性可知， 叶片
POD 活性随氮素水平的提高而增加，N0 最低，N200
最高，且各处理之间均达到极显著水平（ P＜0.01） 。 而
茎 POD 活性则表现为 N100 和 N200 显著高于其他
处理（ P＜0.05） ，N0最低，N50和 N150 介于二者之间。
根 POD 活性表现为 N150 最高，显著高于其他处理，
其次为 N200，再次为 N50和 N100，N0最低。
图 2 不同氮素水平处理红小豆幼苗 SOD 活性
Fig.2 POD activities of adzuki bean seedling of different N levels treatments
如图 3所示，比较各处理 CAT活性可知，叶、茎、 根 CAT 活性均随氮素水平的提高呈逐渐增加趋势，
叶 茎 根
叶 茎 根
SO
D
/u
·g-
1 F
W
PO
D
/u
·m
in
-
1 ·g
-
1 F
W
12
第 5 期
N0 最低，N200 最高，除根 CAT 活性在 N150 和 N200
之间未达到极显著水平外， 其他处理之间均达到极
显著水平（ P＜0.01） 。
如图 4所示， 比较各处理 APX活性可知， 叶片
APX 活性以 N50 和 N100 最高， 极显著高于其他处
理 （ P＜0.01） ，N200最低， 显著低于 N0 和 N150。 茎
APX 表现为 N100 和 N200 极显著高于其他处理（ P＜
0.01） ，N0最低，极显著低于 N50和 N150。 根 APX活
性则表现为随氮素水平的提高呈逐渐增加趋势，N0
最低，N200最高。
图 4 不同氮素水平处理红小豆幼苗 APX 活性
Fig.4 APX activities of adzuki bean seedling of different N levels treatments
2.3 氮素水平对红小豆MDA含量的影响
如图 5 所示，比较各处理红小豆各器官 MDA 含
量可知，叶片 MDA 含量随氮素水平的提高呈下降趋
势，其中 N0 最高，极显著高于其他处理（ P＜0.01） ，
N50 次之， 而 N100、N150 和 N200 之间未达到显著
水平。 茎 MDA 含量表现为 N0 极显著高于除 N200
以外的其他处理（ P＜0.01） ，N50 最低，其他处理介于
二者之间。 根 MDA含量随氮素水平的提高呈明显的
先下降、后升高趋势，N100极显著低于其他四个处理
（ P＜0.01） ， 而 N0 和 N200 极显著高于 N50 和 N150
（ P＜0.01） 。
3 讨论
营养元素供应状况影响作物的生长发育 [13]，氮素
尤为重要的 [14-15]。 对于豆科作物，土壤氮和肥料氮是
苗期氮素主要来源 [16]，由于北方春季低温、降雨等对
张玉先等：氮素水平对红小豆幼苗质量的影响
叶 茎 根
图 3 不同氮素水平处理红小豆幼苗 CAT 活性
Fig.3 CAT activities of adzuki bean seedling of different N levels treatments
叶 茎 根
13
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 27 卷
图 5 不同氮素水平处理红小豆幼苗 MDA 含量
Fig.5 MDA content of adzuki bean seedling of different N levels treatments
土壤中微生物活动起一定抑制， 进而限制了自然条
件下土壤中可利用氮数量， 因此施用氮肥成为保证
大豆幼苗氮素需求的重要途径。 适宜的施氮量可以
促进作物生长 [17]，改善品质 [18]，并获得较提高产量 [19]。
提高施氮水平可促进生长、增加叶面积 [20]，而氮素缺
乏限制干物质积累 [21]。 试验所得数据与前人结论一
致，并且值得注意的是，虽然高氮处理（ N200）显著提
高了红小豆幼苗株高、地上部鲜重和干重、叶面积，
并促进了叶片、茎部、根部 SOD、POD、CAT 活性，降
低了叶片中 MDA 含量，但对茎粗、根长、须根数和须
根总长、 根系鲜重和干重均起抑制作用， 不利于壮
苗，而中氮处理（ N100 和 N150）在形态指标、保护酶
活性、MDA含量方面均表现良好。
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GFP 连接，得到了含有目的基因的重组表达载体，并
成功的将其导入到农杆菌中。 重组农杆菌的获得，可
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