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        氮磷鉀施用量對冬油菜幾種酶活性的影響

        2015-12-25 12:21:52韓順昌李學(xué)才
        甘肅農(nóng)業(yè)科技 2015年6期
        關(guān)鍵詞:冬油菜混合液施用量

        韓順昌, 李學(xué)才

        (1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省永昌縣清河現(xiàn)代農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)管委會,甘肅 永昌 737200)

        油菜是需肥較多的作物,要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),必須滿足油菜對養(yǎng)分的需要。其中以氮、磷、鉀的作用尤其突出,氮能促進(jìn)有機(jī)體生長發(fā)育,增加分枝[1],磷主要是對能量傳遞體系起介質(zhì)的作用[2],鉀對油菜體內(nèi)多種重要的酶類起催化劑的作用[3]。因此,如何施用氮、磷、鉀肥,一直是人們廣泛關(guān)注的問題。有研究表明,單施氮肥可促進(jìn)冬油菜的生長,而從越冬情況來看,冬前單施氮肥對冬油菜越冬不利;磷、鉀配施可使冬油菜成熟期推遲,全生育期延長;氮、磷、鉀肥配施對與冬油菜抗性有關(guān)的超氧化物歧化酶、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等都有顯著的影響[4-6]。氮、磷、鉀配施比單施一種肥料明顯改善生長狀況并提高產(chǎn)量和抗性[7],主要是因為氮、磷、鉀肥配施能夠促進(jìn)油菜對養(yǎng)分的均衡吸收。我們研究不同氮、磷、鉀配比對冬油菜酶活性的影響,以期為指導(dǎo)油菜合理施肥提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        氮肥為尿素(N≥46.4%),劉家峽化工集團(tuán)生產(chǎn);磷肥為顆粒狀普通過磷酸鈣(P2O5≥12%),白銀天豐磷復(fù)肥有限公司生產(chǎn);鉀肥為硫酸鉀(K2O=50%),俄羅斯進(jìn)口。指示油菜品種為隴油7號。

        1.2 試驗地概況

        試驗設(shè)在蘭州市秦王川試驗基地,位于北緯36°13′~36°53′,東經(jīng) 103°27′~104°21′,海拔1 900 m。年日照時數(shù)2 660~2 768 h,夏季平均日照時數(shù)8~9 h,年總輻射量543.4~557.3 kJ/cm2,年平均氣溫5.9℃,年平均無霜期125~175 d,最高氣溫33.3℃,最低氣溫-23.5℃,≥0℃的年平均積溫為3 324.5℃,≥10℃的年平均積溫為2 798.3℃。年降水量260~290 mm,年蒸發(fā)量1 950 mm。土壤為大白土和砂壤土相間。土壤中性偏堿,其中有機(jī)質(zhì)9.7 g/kg、全氮0.714 g/kg、全磷0.924 g/kg,pH 8.7。前茬作物為小麥。

        1.3 試驗方法

        采用“3414”試驗設(shè)計,以不施肥為對照(CK),共14個處理,小區(qū)面積15 m2(2.5 m×6.0 m),行距20 cm,株距10 cm,不設(shè)重復(fù),播種方式為開溝點(diǎn)播。2013年8月20日播種。

        酶液提取參照Zhu等的方法[8-9],并稍作改動。稱取不同處理的樣品葉片0.5 g,在冰浴條件下置于預(yù)冷過的研缽中,加入50 mmol/L的pH 7.8磷酸緩沖液(內(nèi)含1%聚乙烯吡咯烷酮)5 mL研磨至勻漿,轉(zhuǎn)入離心管,在4℃、12 000 r/min條件下離心15 min,上清液即為酶液。

        超氧化物歧化酶(SOD)活性測定參照Huang等的方法[10],并稍作改動。配制反應(yīng)混合液(50 mmol/L的pH 7.8磷酸緩沖液15 mL、0.1 mmol/L的EDTA 3 mL、0.75 mmol/L的氮藍(lán)四唑3 mL、130 mmol/L的甲硫氨酸3 mL、0.02 mmol/L的核黃素3 mL及蒸餾水2.5 mL),吸取3 mL反應(yīng)混合液,加入20μL酶液,在4 000 Lx條件下光照30 min,之后在560 nm處測定吸光度,其中SOD活性以抑制氮藍(lán)四唑50%為1個酶活性單位。

        表1 不同處理的施肥量

        過氧化物酶(POD)活性測定參照Shi等的方法[11],并稍作改動。配制反應(yīng)混合液(0.1 mol/L的pH 6.0磷酸緩沖液50 mL、愈創(chuàng)木酚28μL和30%H2O219μL),吸取3 mL反應(yīng)混合液加入20μL酶液,在470 nm處測定吸光度,每隔30 s讀數(shù)1次,以30 s吸光度的增加值來表示酶活性的大小。

        過氧化氫酶(CAT)活性測定參照Aebi的方法[12],并稍作改動。配制反應(yīng)混合液(0.1 mol/L的pH 7.0磷酸緩沖液20 mL和0.1 mol/L的H2O25 mL),吸取3 mL反應(yīng)混合液,加入100μL酶液,在240 nm處測定吸光度,每隔1 min讀數(shù)1次,以1 min內(nèi)1μmol H2O2的分解量來表示酶活性的大小。

        抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性測定參照Nakano和 Asada的方法[13]。配制反應(yīng)混合液(50 mmol/L pH 7.0的PBS緩沖液 1.8 mL、15 mmol/L AsA 0.1 mL、0.3 mmol/L H2O21 mL),吸取3 mL反應(yīng)液,加入0.1 mL酶液(以不加酶液為對照),在290 nm處測定吸光度,每隔1 min讀數(shù)1次,以1 min OD290變化0.01為1個酶活性單位。

        圖1 不同施肥水平對冬油菜SOD活性的影響

        2 結(jié)果與分析

        2.1 氮、磷、鉀不同施用量對冬油菜SOD活性的影響

        氮、磷、鉀不同施用量對冬油菜SOD活性的影響不同。由圖1 A可以看出,處理2(N0P2K2)、處理3(N1P2K2)、處理6(N2P2K2)和處理11(N3P2K2)的SOD活性隨施氮量的增加呈現(xiàn)上升趨勢,當(dāng)?shù)仕竭_(dá)到最高時,即在處理11(N3P2K2)下,冬油菜SOD活性比對照升高26%,因此可知,當(dāng)磷肥和鉀肥處于比較高的水平時,配施氮肥對冬油菜SOD活性有影響。由圖1 B可以看出,處理8(N2P2K0)、處理9(N2P2K1)、處理6(N2P2K2)和處理10(N2P2K3)的SOD酶活性隨施鉀量的增加呈現(xiàn)先上升后下降而后再上升的變化趨勢,在處理10(N2P2K3)下,冬油菜的SOD活性比對照增加了52.0%,因此可知,當(dāng)?shù)屎土追侍幱诒容^高的水平時,配施鉀肥對冬油菜SOD活性有明顯的影響。由圖 1 C可以看出,處理4(N2P0K2)、處理5(N2P1K2)、處理6(N2P2K2)和處理7(N2P3K2)的 SOD酶活性隨施磷量的增加呈現(xiàn)先下降后上升再下降的變化趨勢,而且當(dāng)磷肥水平達(dá)到最高時,即在處理7(N2P3K2)下,冬油菜SOD酶活性比對照(N0P0K0)下降了20%,由此可知,當(dāng)?shù)屎外浄侍幱诒容^高的水平時,配施磷肥對冬油菜SOD酶的活性有抑制作用。綜上所述,鉀肥對冬油菜SOD活性的影響最明顯,而且在N2P2K3的處理下,SOD酶活性達(dá)到最高,明顯高于對照和其它處理。

        2.2 氮、磷、鉀不同施用量對冬油菜POD活性的影響

        由圖2A可以看出,處理2(N0P2K2)、處理3(N1P2K2)和處理6(N2P2K2)的冬油菜 POD活性隨施氮量的增加呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢,當(dāng)?shù)实乃竭_(dá)到最高時,即處理11(N3P2K2)下,冬油菜POD活性反而比對照下降40.8%,因此可知,當(dāng)磷肥和鉀肥處于比較高的水平時,配施氮肥對冬油菜POD活性有抑制作用。由圖2B可以看出,處理8(N2P2K0)、處理9(N2P2K1)、處理6(N2P2K2)和處理10(N2P2K3)的冬油菜POD活性隨施鉀量的增加呈現(xiàn)出先下降后升高的趨勢,尤其是在處理10(N2P2K3)下,冬油菜的POD活性比對照增加了47.2%,因此可知,當(dāng)?shù)屎土追侍幱诒容^高的水平時,配施鉀肥對冬油菜POD活性影響明顯。由圖 2C可以看出,處理4(N2P0K2)、處理5(N2P1K2)和處理6(N2P2K2)的冬油菜POD活性隨施磷量的增加呈現(xiàn)先下降后升高而后下降的趨勢,而且當(dāng)磷肥水平達(dá)到最高時,即在處理7(N2P3K2)下,冬油菜POD活性比對照(N0P0K0)下降了20.4%,由此可知,當(dāng)?shù)屎外浄侍幱诒容^高的水平時,配施磷肥對冬油菜POD的活性有抑制。綜上所述,鉀肥對冬油菜POD活性的影響最明顯,而且在N2P2K3的處理下,冬油菜POD活性達(dá)到最高,明顯高于對照和其它處理。

        圖2 不同施肥水平對冬油菜POD活性的影響

        圖3 不同施肥水平對冬油菜CAT活性的影響

        2.3 氮、磷、鉀不同施用量對冬油菜CAT活性的影響

        由圖 3A可以看出,處理2(N0P2K2)、3(N1P2K2)和6(N2P2K2)的CAT活性隨施氮量的增加,呈先下降后升高的變化趨勢,當(dāng)?shù)实乃竭_(dá)到最高時,即在處理11(N3P2K2)下,冬油菜的CAT活性比對照升高32.3%,因此可知,當(dāng)磷肥和鉀肥處于比較高的水平時,配施氮肥對CAT活性的影響不明顯。由圖 3B可以看出,處理8(N2P2K0)、處理 9(N2P2K1)、處理6(N2P2K2)和處理10(N2P2K3)的 CAT活性隨施鉀量的增加呈現(xiàn)先升高后下降而后升高的變化趨勢,尤其是在處理10(N2P2K3)下,冬油菜的CAT活性比對照增加了41.9%,因此可知,當(dāng)?shù)屎土追侍幱诒容^高的水平時,配施鉀肥對冬油菜的CAT活性影響明顯。圖3C可以看出,處理4(N2P0K2)、處理 5(N2P1K2)和處理6(N2P2K2)的CAT活性隨施磷量的增加呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢,當(dāng)磷肥水平達(dá)到最高時,即在處理7(N2P3K2)下,冬油菜CAT活性比對照(N0P0K0)上升了30.2%,由此可知,當(dāng)?shù)屎外浄侍幱诒容^高的水平時,配施磷肥對冬油菜CAT活性的影響不明顯。綜上所述,鉀肥對冬油菜CAT活性的影響最明顯,而且在N2P2K3處理下,CAT活性達(dá)到最高,明顯高于對照和其它處理。

        圖4 不同施肥水平對冬油菜APX活性的影響

        2.4 氮、磷、鉀不同施用量對冬油菜APX活性的影響

        由圖4A可以看出,處理2(N0P2K2)、處理3(N1P2K2)和處理6(N2P2K2)的冬油菜APX活性隨施氮量的增加變化不明顯,當(dāng)?shù)实乃竭_(dá)到最高時,即在處理11(N3P2K2)下,冬油菜APX活性比對照升高87.4%,因此可知,當(dāng)磷肥和鉀肥處于比較高的水平時,配施氮肥對APX活性的影響不明顯。由圖 4B可以看出,處理8(N2P2K0)、處理9(N2P2K1)、處理6(N2P2K2)和處理10(N2P2K3)的 APX活性與對照(N0P0K0)相比有明顯的增加,尤其在處理10(N2P2K3)下,冬油菜的APX活性比對照增加了97.4%,因此可知,當(dāng)?shù)屎土追侍幱诒容^高的水平時,配施鉀肥對冬油菜APX活性影響明顯。由圖 4C可以看出,處理4(N2P0K2)、處理 5(N2P1K2)和處理6(N2P2K2)的冬油菜APX活性與對照(N0P0K0)相比,變化不明顯,但當(dāng)磷肥水平達(dá)到最高時,即在處理7(N2P3K2)下,冬油菜APX活性比對照(N0P0K0)上升了86.7%,由此可知,當(dāng)?shù)屎外浄侍幱诒容^高的水平時,配施磷肥對冬油菜APX活性的影響不顯著。綜上所述,鉀肥對冬油菜APX活性的影響最明顯,而且在N2P2K3的處理下,APX活性達(dá)到最高,明顯高于對照和其它處理。

        3 小結(jié)與討論

        試驗結(jié)果表明,氮肥和磷肥對冬油菜體內(nèi)超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性、過氧化氫酶活性、抗壞血酸過氧化物酶活性影響不是很明顯;而鉀肥對這4種酶活性影響明顯,隨著施鉀肥量的增加,4種酶的活性開始顯著升高,并均在N2P2K3的處理下達(dá)到最高,即在N、P2O5、K2O施用量分別為270.0、225.0、337.5 kg/hm2時,APX、POD、CAT及SOD活性最高,分別比對照增加了97.4%、47.2%、41.9%和52.0%;可見,鉀肥對冬油菜體內(nèi)各種酶活性有顯著的影響作用,這與前人鉀對油菜體內(nèi)多種重要的酶類起催化劑作用的研究一致[3]。

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