摘 要：在日光溫室盆栽條件下，研究了尿素（U）、硫包膜控釋尿素（SCU，控釋期4個(gè)月）和樹(shù)脂包膜控釋尿素（RCU，控釋期6個(gè)月）混施（各提供50%氮素）在同等氮素及減氮30%、50%條件下，對(duì)番茄生長(zhǎng)、光合作用及氮代謝相關(guān)酶活性的影響。結(jié)果表明，所有取樣時(shí)期，番茄葉片中葉綠素a（Chla）、葉綠素b（Chlb）和類胡蘿卜素（Car）含量、凈光合速率（Pn）及硝酸還原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）活性均隨氮素用量減少而下降，進(jìn)而表現(xiàn)為番茄株高和莖粗隨之降低。同等氮素條件下定植30 d后，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理其NR、GS和GOGAT活性均低于尿素處理，Chla、Chlb、Car含量和Pn無(wú)顯著差異；定植60 d 和90 d后，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理所有指標(biāo)均高于尿素，且定植60 d后，在減氮30%條件下，其葉片中Chla、Chlb、Car含量、Pn及NR、GS和GOGAT活性與100%尿素處理差異不顯著，番茄株高和莖粗長(zhǎng)勢(shì)良好。綜上所述，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施在番茄生長(zhǎng)中后期養(yǎng)分釋放規(guī)律與番茄需肥規(guī)律基本一致，能促進(jìn)光合色素合成和氮代謝相關(guān)酶活性，延緩葉片衰老，更有利于番茄產(chǎn)量的提高。

關(guān)鍵詞：番茄；硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施；光合特性；氮代謝相關(guān)酶

中圖分類號(hào)：S641.206+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2012）10-0070-06

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，北方設(shè)施栽培條件下，每生長(zhǎng)季氮素施用量一般在1 000 kg/hm2以上，個(gè)別農(nóng)戶近3 000 kg/hm2，超過(guò)植株需求量的幾倍[1，2]，氮素利用率低，對(duì)環(huán)境污染大。采用控釋技術(shù)生產(chǎn)的包膜控釋氮肥，因其在減少肥料用量，提高養(yǎng)分利用率，降低氮素向環(huán)境中的淋失風(fēng)險(xiǎn)，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)等方面的突出效果[3，4]，而成為 21 世紀(jì)肥料科學(xué)的研究熱點(diǎn)。

氮素供應(yīng)狀況與植株光合作用的關(guān)系十分密切[5]。有研究表明，施用氮肥可提高植株葉片的葉綠素含量和光合速率，延長(zhǎng)綠葉功能期，增加光合產(chǎn)物的積累[6～10]。硝酸還原酶（NR）活性高低可反映植株?duì)I養(yǎng)狀況和氮素代謝水平[11]。谷氨酰胺合成酶（GS）是處于氮代謝中心的多功能酶，參與多種氮代謝的調(diào)節(jié)。GS活性的提高可帶動(dòng)氮代謝運(yùn)轉(zhuǎn)增強(qiáng)，促進(jìn)氨基酸的合成和轉(zhuǎn)化[12]。衛(wèi)麗等[13]研究表明，與常規(guī)施肥技術(shù)相比，控釋肥能有效協(xié)調(diào)玉米吐絲期至成熟期植株體碳、氮代謝，葉片可溶性蛋白含量增加2.20%～10.39%， NR活性提高3.22%～32.10%。

綜上可見(jiàn)，施氮對(duì)作物光合特性和氮代謝相關(guān)酶的影響方面前人已做了大量研究，并取得了許多重要的結(jié)果?？蒯屇蛩卦谧魑锷系膽?yīng)用效果已有大量報(bào)道，但這些研究均以單一的控釋尿素為試材，從應(yīng)用效果來(lái)看，單一的控釋肥料很難滿足不同作物各生育期的需肥要求，所以應(yīng)根據(jù)不同作物各生育期的需肥規(guī)律，將不同養(yǎng)分釋放速率的肥料配合施用，才能有效調(diào)節(jié)養(yǎng)分供應(yīng)速率[14]。故本試驗(yàn)以番茄為試材，在日光溫室盆栽條件下，研究硫包膜尿素和樹(shù)脂包膜尿素混施（即各提供50%氮素）不同用量對(duì)番茄生長(zhǎng)、光合特性及氮代謝相關(guān)酶活性的影響，以期為硫包膜尿素和樹(shù)脂包膜尿素混施在生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論和科學(xué)依據(jù)。1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及處理

試驗(yàn)于2009年8月～2010年2月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)站日光溫室內(nèi)進(jìn)行。供試番茄品種為‘超群粉冠’。供試土壤理化性狀為：pH值7.5，堿解氮94.2 mg/kg、速效磷103.5 mg/kg、速效鉀112.9 mg/kg。

2009年8月15日育苗，9月30日選取生長(zhǎng)一致的5葉1心幼苗定植，采用盆栽方式。番茄氮肥用量按照每666.7m2施入純氮45 kg計(jì)算，氮、磷、鉀肥按N∶ P2O5∶ K2O=1∶ 0.5∶ 1.75施入，每666.7m2按照150 t土計(jì)算，每盆（直徑30 cm×高25 cm瓦盆）裝入風(fēng)干土11 kg。

尿素（U，含N 46%）分3次施入，用量的50%作基肥， 第一穗果坐住時(shí)施入30% ，第三穗果坐住時(shí)施入20%?？蒯屇蛩?[硫包膜尿素和樹(shù)脂包膜尿素各提供50%氮素，硫包膜尿素（SCU，含N 34%，控釋期4個(gè)月）；樹(shù)脂包膜尿素（RCU，含N 42%，控釋期6個(gè)月）（山東金正大公司生產(chǎn)的控釋肥）]一次性施入；磷肥（過(guò)磷酸鈣，含P2O5 12%）一次性施入；鉀肥（硫酸鉀，含K2O 52%）施用方法同尿素。

所有控釋尿素處理方式為：將每盆所需肥料（包括磷肥和鉀肥）與6 kg土充分混勻后，裝入盆中，上覆不摻任何肥料的5 kg土。尿素肥處理方式為：將每盆所需肥料（包括磷肥和鉀肥）與11 kg土混勻，裝入盆中。每行定植18盆，行距60 cm，株距35 cm，其它管理措施一致。

試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理：T1為不施肥（空白對(duì)照，CK）；T2為100%尿素，T3為100%包膜控釋尿素；T4為70%尿素；T5為70%包膜控釋尿素；T6為50%尿素；T7為50%包膜控釋尿素。每盆具體用量詳見(jiàn)表1。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

植株生長(zhǎng)勢(shì)的測(cè)定：定植后，各處理隨機(jī)取樣5株（作好標(biāo)記），測(cè)定株高和莖粗；然后于定植后30、60、90 d再分別測(cè)定上述5株番茄植株的株高和莖粗。

分別于定植后30、60、90 d取上述3～4片功能葉，進(jìn)行葉綠素含量、氮代謝相關(guān)酶活性的測(cè)定。

葉綠素含量采用80%丙酮提取法[16]測(cè)定。

氮代謝相關(guān)酶活性的測(cè)定：硝酸還原酶（NR）活性采用磺胺比色法測(cè)定[16]；谷氨酰胺合成酶（GS）活性采用Shapiro等[17]方法測(cè)定；谷氨酸合成酶（GOGAT）活性采用Jiao等[18]方法測(cè)定。

凈光合速率的測(cè)定：分別于定植后30、60、90 d，用Li- 6400型光合速率測(cè)定儀（美國(guó)Li-Cor公司生產(chǎn)），于晴天上午9～10時(shí)，測(cè)定見(jiàn)光一致的植株上數(shù)第3片平展葉的凈光合速率（Pn），測(cè)定時(shí)光強(qiáng)約為（800±10） μmol/（m2·s）；測(cè)定溫度為（25±1）℃，CO2濃度為390 μl/L。每處理選取上述標(biāo)記的5株番茄植株進(jìn)行測(cè)定，即重復(fù)5次，求平均值。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003 軟件處理和繪圖，DPS 7.55軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)番茄株高和莖粗的影響

如圖1所示，同等氮素條件下，定植后30 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施條件下番茄株高、莖粗稍低于尿素處理，但均顯著高于空白對(duì)照（T1）。定植后60 d和90 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理的番茄株高和莖粗均高于同等用量尿素處理，且T5處理株高和莖粗增幅與T2基本相同，差異不顯著。

2.2 不同處理對(duì)番茄葉片光合色素含量和凈光合速率的影響

圖2所示，同等氮素條件下，定植后30 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理其葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量和凈光合速率稍低于同等用量尿素處理，但差異不顯著；定植后60 d和90 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理其葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量和凈光合速率均高于同等用量尿素處理。定植后60 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理的番茄葉片光合色素含量和凈光合速率均高于同等用量尿素處理，且T5處理增幅與T2基本相同，差異不顯著。

2.3 不同處理對(duì)番茄葉片氮代謝相關(guān)酶活性的影響

由圖3可知，所有取樣時(shí)期，NR、GS和GOGAT活性均隨氮素用量減少隨之降低，均高于空白對(duì)照（T1）。同等氮素條件下，定植后30 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理其NR、GS和GOGAT活性均低于同等用量尿素處理。定植后60 d和90 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理的NR、GS和GOGAT活性均高于同等用量尿素處理，且差異顯著。3 討論與結(jié)論

氮是植物合成蛋白質(zhì)、核酸及各種生理活性物質(zhì)的重要成分[19]。硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是高等植物根系吸收無(wú)機(jī)氮的主要形態(tài)，有研究表明，大多數(shù)蔬菜從土壤中吸收的氮以呈高度氧化態(tài)的硝態(tài)氮為主[20]。因此，硝態(tài)氮是蔬菜所吸收氮素的主要形態(tài)，硝酸鹽進(jìn)入蔬菜體內(nèi)，在硝酸還原酶的作用下經(jīng)過(guò)還原才能被用來(lái)合成各種含氮有機(jī)物，其還原過(guò)程主要在葉片中進(jìn)行。植物葉片中的NO-3在胞質(zhì)中NR的作用下形成NO-2，NO-2再進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)體中經(jīng)亞硝酸還原酶（NiR）的催化還原成NH+4，生成的NH+4經(jīng)GS/GOGAT或GDH途徑轉(zhuǎn)化成其它氨基酸[21，22]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，所有取樣時(shí)期，番茄葉片中NR、GS和GOGAT活性均隨氮素用量減少而降低；同等氮素條件下定植后30 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理其NR、GS和GOGAT活性均低于尿素處理（圖3），其原因可能是尿素前期養(yǎng)分釋放較快，供肥充足，而NR與土壤含氮量關(guān)系密切，后者越高，植株體內(nèi)NR活性也越強(qiáng)，氮素代謝也越旺盛[23]；趙宏偉等[24]也研究表明，隨氮素營(yíng)養(yǎng)水平的提高，NR活性有增加的趨勢(shì)。同等氮素條件下定植后60 d 和90 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理的NR、GS和GOGAT活性均高于尿素處理。定植后60 d，在減氮30%的控釋肥處理（T5）條件下，其NR、GS和GOGAT活性與100%尿素（T2）處理相比，差異不顯著。以上結(jié)果表明，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施，其前期養(yǎng)分釋放較平穩(wěn)，故在定植后30 d，

其氮代謝相關(guān)酶活性（圖3）和長(zhǎng)勢(shì)（圖1）略低于尿素處理；但在番茄生長(zhǎng)的中后期，定植后60 d和90 d，其養(yǎng)分釋放規(guī)律更有利于促進(jìn)番茄的生長(zhǎng)發(fā)育。本試驗(yàn)結(jié)果與顏冬云等[25]在控釋復(fù)合肥上的研究結(jié)果相一致。

另外，氮代謝亦是葉綠體內(nèi)依賴于光合電子傳遞、僅次于CO2同化之外的另一個(gè)重要光合反應(yīng)（photosynthetic reaction）[26，27]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，同等氮素用量條件下，定植后30 d，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施其葉片中葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量和凈光合速率亦稍低于尿素處理，但差異不顯著（圖2）；定植后60 d，在減氮30%的硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施處理（T5）條件下，其光合色素含量及凈光合速率均與100%尿素（T2）處理無(wú)顯著差異；這與番茄葉片內(nèi)氮代謝關(guān)鍵酶（圖3）及株高和莖粗（圖1）長(zhǎng)勢(shì)變化規(guī)律基本一致，其原因可能為在番茄生育的中后期，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素混施其養(yǎng)分釋放規(guī)律與番茄需氮規(guī)律基本一致，更有利于其體內(nèi)葉綠素合成，延緩其降解，進(jìn)而增強(qiáng)光合作用。

綜上所述，硫包膜控釋尿素和樹(shù)脂包膜控釋尿素各提供50%氮素混施，一次性基施摻入盆中6 kg土中，上覆5 kg未摻肥的土在番茄上是可行的，可以滿足番茄整個(gè)生育期對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)的需要，可在一定程度上節(jié)省勞力。且定植后60 d，在減氮30%條件下，其葉片中光合色素含量、光合作用及氮代謝相關(guān)酶活性與100%尿素處理差異不顯著，番茄株高和莖粗長(zhǎng)勢(shì)良好。

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