全 文 ：山 地农 业生 物学 报　24(2):128 ～ 130, 2005
Journal o f M oun ta in Agricu lture and B iology
氮素形态对川梨培养介质 pH及根系生长发育的影响*
赵建荣 ,樊卫国*
(贵州大学 农学院 , 贵州贵阳　550025)
摘　要:以水培川梨 Pyrus. pashia Buch-H am 幼苗为试材 , 研究了氮素形态对培养介质 pH 及根系活力的影响。
结果表明 , NO -3 -N与 NH +4 -N比值为 1∶1时 pH变化不大 , NH +4 -N区 pH下降 , NO -3 -N区 pH升高 , 而 NH +4
-N引起 pH值下降的程度大于 NO -3 -N引起 pH增加的程度;NO -3 -N与 NH +4 -N比值为 7∶3时 , 根活力和根
系生长最好;以 NH +4 -N为唯一氮源时 , 根活力最低 ,且表现为 NH +4 -N毒害症状。
关键词:川梨;氮素形态;培养介质;根系活力
中图分类号:S661. 201　　文献标识码:A　　文章编号:1008 -0457(2005)02 - 0128 -03
E ffects of n itrogen form s on the pH value of culture medium and root growth ofPyrus. pashia
Buch-Ham
ZHAO J ian-rong , FAN W ei-guo(Agricu ltura l College , Gu izhou University, Guizhou Guiyang 550025, China)
Abstrac t:A so lution culture experim ent w ith sapling Pyrus. pashia Buch-H am wasm ade to study the effects o f nitrogen
form s on the pH value o f cu lture m ed ium and roo t v igor. The resu lts show ed tha t pH changed a little w hen the ra tio o f
NO -3 -N and NH
+
4 -N was 1∶1 and the pH va lue decrea sed m uch mo re on the condition of NH +4 -N than the ex ten t in-
c reased on the condition o fNO -3 -N. The roo t v igo r and g row th o fP. pa shia buch-Ham w as them aximum when the ra tio
o f NO -3 -N and NH
+
4 - N w as7∶3. The roo t v igor wa s the m inimum and the roo t ind ica ted the po ison sym ptom when
NH +4 -N w as an unique nitrogen source.
K ey words:Pyrus. pash ia Buch-H am; fo rm s o f nitrogen;cu ltu re medium;roo t vigor
氮素是植物必需的大量营养元素之一 ,通常植物在生长过程中吸收的氮要高于其它矿质元素 ,因而氮常成
为限制植物生长的主要元素。环境中的氮素以不同形态对植物有效 ,包括 NH +4 -N、NO -3 -N、酰胺态氮 、挥发性
NH3以及有机氮等[ 1] ,但氮的利用效率却由环境尤其是土壤中氮的形态所决定 ,多数植物在生长过程中吸收的
氮主要是 NO -3 -N和 NH+4 -N。虽然植物既能吸收 NO -3 -N也能吸收 NH+4 -N,但由于 NO -3 -N和 NH +4 -N
形态的差异 ,二者对植物养分吸收和生长发育的影响不同。NH+4 -N的大量吸收会抑制植物对阳离子的吸收 ,
同时 NH+4 -N的吸收也会导致根际土壤酸化。相反 ,在供 NO -3 -N时可以促进植物对阳离子的吸收 ,提高根际
pH值 ,避免根际土壤酸化发生。因而氮素形态及供应量对植物体内有机酸的含量和生长介质的 pH值都有明
显的影响。本文研究了氮素形态对营养液 pH值及根系生长的影响。现将结果报告如下:
1　材料与方法
1. 1　供试材料
试验供试材料为梨属野生种川梨 Pyrus. pash ia Buch-Ham
1. 2　试验方法
种子进行催芽后播于苗床 。待长出 4 ～ 5片真叶后 ,选择均匀一致的壮苗 ,拔出洗净基质 ,放入黑色胶
* 收稿日期:2005 - 01 - 07
作者简介:赵建荣(1979 -),男 ,山西人 ,贵州大学农学院在读硕士研究生 ,从事果树营养方面的研究。
*通讯作者
DOI牶牨牥牣牨牭牴牭牳牤j牣cnki牣sdnyswxb牣牪牥牥牭牣牥牪牣牥牥牳
桶中 ,每桶 3株 ,用泡沫固定 。实验共设 6个处理 ,每个处理 3桶 ,重复 3次 ,采用随机区组设计。各处理
分别为:1.100%尿素;2.100%NO -3 -N;3.70%NO -3 -N+30%NH+4 -N;4.50%NO -3 -N +50%NH+4 -N;
5.30%NO -3 -N+70%NH+4 -N;.6.100%NH +4 -N。营养液选用 Hong land配方 ,用符合标准的饮用水配
制 ,每天定时通气 ,每天调一次 pH ,每周更换一次营养液 , pH用 0.1mo l L -1H2 SO4或 0.05mo l L -1N aOH
调至 6.5。硝态氮用硝酸钠 ,氨态氮用硫酸氨 。
营养液 pH采用雷磁 pHS - 3C pH计测定 ,根系活力用 α-萘胺氧化法测定 。
2　结果与分析
2. 1　不同氮素形态供应对培养介质 pH的影响
从图 1可以看出 ,处理过程中培养液 pH变化:处理 2、3的 pH趋于上升 ,处理 1、4变化很小 ,而处理 5、6
则明显下降。这是由于植物对不同形态氮素的吸收引起介质 pH值的变化。根据电荷平衡原理 ,植物吸收
NO
-
3 -N时 ,放出 HCO -3 和 OH+,导致环境 pH值升高 ,而吸收 NH+4 -N时放出 H+ ,使环境 pH值降低 。
在本试验中 , pH值测定结果表明 ,营养液 NH+4 -N比例越大 ,介质的 pH值越低 ,在完全供 NH+4 -N
时介质的 pH值降至 4.3。而在完全供 NO -3 -N时介质的 pH值增加到 7.2。与初始 pH值 (6.5)相比 ,则
完全供 NH+4 -N处理的介质 pH值比初始值下降 2.2 ,而完全供 NO -3 -N处理的介质 pH值比初始值增加
0.7。看来 NH +4 -N引起 pH值下降的程度大于 NO -3 -N引起 pH增加的程度 [ 4] 。
2. 2　不同氮素形态供应对根系活力的影响
植物的根系既是吸收养分和水分的主要器官 ,也是许多物质同化 、转化 、合成的器官 ,根系的生长发育
及根系活力直接影响植物个体的生长 、发育 、营养水平和产量品质 。根系活力的大小在一定程度上反映了
植物吸收养分能力的强弱 。一般情况下 ,根系活力越大 ,吸收养分的能力越强。根系活力的大小受多种因
素的影响 ,而氮素供应有着重要作用 ,主要是由于植株吸收不同形态氮素引起了根际 pH 值的下降或上
升 ,从而影响了根系的生理代谢 。如图 2所示 ,处理 3根系活力最强 ,而在其他情况下 ,相对较低 。而且几
种混和形态氮素处理 (3、4、5),明显高于单一形态氮素的处理(1、2、6),并且在 NO -3 -N与 NH +4 -N比值
为 7∶3时根系活力达到最大 ,随着 NH +4 -N比例的升高根系活力逐渐降低 ,在 NH +4 -N比值达到 100%时
根系活力表现为最低 。
2. 3　不同氮素形态供应对根系生长的影响
试验结果表明 ,用 NO -3 -N和 NH+4 -N不同配比作氮源的处理 (3、4、5),根的鲜重和干重均显著大于
单一以 NO -3 -N、NH+4 -N和尿素作氮源的处理。从表 1可以看出 ,鲜根重和干根重都在 NO -3 -N和
NH
+
4 -N比值为 7∶3时最大 ,说明处理 3的根系生长状况最好 。而不同处理的根冠比以 100%NO -3 -N为
129第 2期　 赵建荣 ,等:氮素形态对川梨培养介质 pH及根系生长发育的影响
氮源时最大 ,并且随 NO -3 -N的比例降低 ,根冠比显著减小 ,表明 NO -3 -N能促进川梨根系生长。
氮素形态对川梨根系生长的影响比较复杂 。在本试验条件下 , NH+4 -N对根系的生长有明显的抑制
作用。 NH +4 -N的这种抑制作用可能与 NH +4 离子对根系的毒害有关 ,也可能与其它一些受氮素形态影响
的因素有关 ,如氮含量的高低 ,氮形态不同引起某些离子浓度的改变。至于何种因素对川梨根系生长起着
直接或主要作用 ,尚待进一步研究。
表 1　氮素形态对根系生长的影响
Tab. 1　Effect o f N fo rm s on the roo t g row th
处　理 1　 2　 3　 4　 5　 6　
根鲜重
根干重
根冠比
3. 87c
0. 79b
0. 576bc
3. 51c
0. 75bc
0. 678a
4. 72a
0. 89a
0. 594b
4. 49a
0. 85a
0. 573b
4. 39b
0. 81b
0. 563c
3. 57c
0. 72c
0. 519d
注:多重比较采用新复极差法 ,不同小写字母表示差异达显著水平(P =0. 05)。
从整个结果来看 , NO -3 -N和 NH+4 -N配合施用时比单一形态氮素处理为好 ,根系活力较强 ,根系生
长状况也较为良好。说明它有利于川梨根系的发育 ,但是施用 NH +4 -N的效果没有 NO -3 -N的好。而且
在处理后半期以 NH+4 -N为氮源处理的根表现为短根多 、较小 、较细 ,形成所谓虎尾根。且根褐变 ,地上
部萎焉 ,表现出明显的 NH +4 -N毒害症状。
3　讨　论
本试验结果得出 , NO -3 -N和 NH+4 -N各占 50%或在酰胺态氮 (尿素 )处理下 ,培养介质的 pH 值无
明显变化。而 NH +4 -N引起 pH值下降的程度大于 NO -3 -N引起 pH值增加的程度。
关于不同氮素形态对 pH值变化的影响有许多研究 。NO -3 -N使 pH值升高 , NH+4 -N使 pH值下降 。
但由于 NO -3 -N既可在根部同化 ,且同化产生的 OH -离子大约只有 1 /3能排出体外 ,因而在供应 NO -3 -
N时 ,植物根际的变化幅度较小 ,而 NH+4 -N对 pH变化的影响要大得多 [ 4] 。在本实验中也发现了这种现
象 ,验证了这个结果。
根系活力能在一定程度上反映根系的吸收功能 。已经证明根系活力随氮素水平升高而显著升高 [ 5] 。
本试验结果表明 ,不同形态氮素配比也影响着根系活力 , NO -3 -N与 NH+4 -N比值为 7∶3时 ,川梨根系活
力最高 。以 NH+4 -N为氮源时 ,根系活力最低 ,受到极大抑制。
植物吸收 NH +4 -N而引起介质的严重酸化被认为是 NH +4 -N抑制植物生长发育的主要原因 。因为
过酸的环境不但会影响根系自身的生长 ,而且会抑制根系对所吸收的 NH +4 -N进行同化的过程 ,使 NH+4
-N累积。而 NH+4 -N积累在高温条件下会产生较多的 NH 3使植物遭受氨害 ,但水溶态的 NH3毒害机
理尚待研究 。
参　考　文　献:
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130 山 地 农 业 生 物 学 报 　2005年