呂婷婷， 施晟璐， 唐曉清， 趙雪玲， 王康才

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院， 江蘇 南京 210095)

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不同氮素形態(tài)和配比對菘藍根的生長及含氮成分含量和總量的影響

呂婷婷， 施晟璐， 唐曉清①， 趙雪玲， 王康才

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院， 江蘇 南京 210095)

以來源于安徽亳州、甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛的5個種源菘藍(IsatisindigoticaFort.)為實驗材料，采用田間試驗法對不施氮素(對照)，僅施用NO3--N(T1)或NH4+-N(T2)，混合施用氮素〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25(T3)、n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50(T4)和n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75(T5)〕以及僅施用CO(NH2)2(T6)條件下各種源菘藍的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，根折干率，根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量，以及單株根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮總量的差異進行了比較分析。結(jié)果表明：在同一施氮條件下不同種源間菘藍根的各項指標均有一定差異；而與各自的對照相比，不同施氮條件下同一種源菘藍根的各項指標也有一定差異?？傮w來看，安徽亳州和山西運城種源菘藍根的生長指標均在T6組中較高，甘肅張掖種源根的生長指標則在T2組中相對較高，安徽阜陽種源根的生長指標在T5組中最高，陜西商洛種源根的生長指標在T4組中較高。各施氮條件下安徽亳州種源菘藍的單株根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮總量均低于其對照，并在T6組中相對較高；甘肅張掖和陜西商洛種源根的上述3項指標分別在T2和T3組中最高，而安徽阜陽和山西運城種源根的上述3項指標則分別在T5和T1組中較高。研究結(jié)果顯示：不同氮素形態(tài)和配比對菘藍根生長和根中含氮成分積累的影響效應(yīng)存在種源間的差異，并且對同一種源根生長和根中含氮成分積累有益的氮素形態(tài)和配比也不同。因此，為了獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的板藍根藥材，建議在菘藍的栽培過程中針對不同種源采取適宜的施氮措施，并兼顧生長量和有效成分含量。

氮素形態(tài); 氮素配比; 菘藍； 種源; 根生長; 含氮成分

氮素是作物生長發(fā)育過程中必需的大量元素之一，能夠參與植物體內(nèi)多種有機物(如氨基酸、小分子多肽、酶類及生物堿等)的合成，對作物產(chǎn)量和品質(zhì)具有關(guān)鍵作用，并且，氮素還是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、磷脂和某些生長激素的重要組成元素[1]。硝態(tài)氮(NO3--N)和銨態(tài)氮(NH4+-N)是植物根系能夠吸收的2種主要無機氮素形態(tài)[2]。研究結(jié)果表明，配施一定比例的NO3--N和NH4+-N能夠顯著促進植物生長，明顯提高作物的生物量和產(chǎn)量[3-4]。在石灰性黃壤中種植的枳砧臍橙‘紐荷爾’(Citussinensis‘Newhall’ )幼樹根系更易吸收NO3--N，混合施用n(NO3--N)∶n(NH4+-N)=75∶25能夠明顯促進臍橙幼樹的生長發(fā)育[5]；不同氮素形態(tài)和配比對半夏〔Pinelliaternata(Thunb.) Breit.〕的氮代謝指標、產(chǎn)量和主要化學(xué)成分等均有顯著影響，其中，混合施用n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25利于其塊莖、珠芽及合計產(chǎn)量的提升，而混合施用n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50則利于總有機酸的積累[6]。此外，生產(chǎn)中常用的氮肥尿素〔CO(NH2)2〕也是氮素的一種重要有機形態(tài)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的化肥之一。

十字花科(Cruciferae)菘藍屬(IsatisLinn.)植物菘藍(I.indigoticaFort.)的干燥根為重要的中藥材板藍根[7]，其中所含的蛋白質(zhì)是一類具有生物活性的非免疫蛋白，此蛋白質(zhì)含量可作為板藍根藥材質(zhì)量評價的指標之一[8]。相關(guān)實驗結(jié)果顯示：施用不同組合的NH4+-N和NO3--N及CO(NH2)2以及采用不同的氮肥施用方式均能夠?qū)克{植株的生長、葉片的光合效率以及生理代謝、礦質(zhì)元素吸收和活性成分積累等產(chǎn)生影響[9-12]。但目前僅了解大田生產(chǎn)過程中這3種形態(tài)氮素對菘藍葉片葉綠素和光合效率的影響[13]。

為了更加深入地了解NH4+-N和NO3--N以及CO(NH2)2這3種氮素形態(tài)對板藍根藥材產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，采用大田實驗法，以來源于5個主要產(chǎn)地的菘藍種源為研究對象，通過僅施用NH4+-N、NO3--N或CO(NH2)2以及混施不同配比NH4+-N和NO3--N，研究不同氮素形態(tài)和混施比例對菘藍的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、根折干率、游離總氨基酸含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和總氮含量的影響，并綜合分析不同形態(tài)氮素對菘藍根生長及根中含氮成分總量的影響，旨在為菘藍栽培生產(chǎn)過程中合理有效施用氮肥提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。

1　材料和方法

1.1材料

供試的菘藍角果(生產(chǎn)中稱種子)來源于安徽亳州、甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛5個菘藍主要產(chǎn)地，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材研究所王康才教授鑒定。實驗地設(shè)在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江浦農(nóng)場園藝試驗站，土壤為壤土，0～30 cm土層土壤的有機質(zhì)含量為0.907 g·kg-1、全氮含量為1.5 g·kg-1、堿解氮含量為136 mg·kg-1、有效磷含量為19.5 mg·kg-1、速效鉀含量為0.16 mg·kg-1，pH 6.35。使用的試劑均為分析純。

1.2方法

1.2.1實驗設(shè)計及處理方法于2013年5月21日，采用隨機區(qū)組法對來源于不同種源的菘藍角果進行條播，行距25 cm、株距7 cm；每個小區(qū)面積為3.75 m2(1.5 m×2.5 m)；小區(qū)間距40 cm、溝深30 cm，小區(qū)四周設(shè)1 m保護行。

共設(shè)置7個施氮處理組，包括NH4+-N、NO3--N和CO(NH2)2單獨施用以及NH4+-N和NO3--N混合施用2種方式。其中，對照組(CK)不施氮肥，T1組僅施用NO3--N(由KNO3提供)，T2組僅施用NH4+-N〔由(NH4)2SO4提供〕，T3組混合施用氮素〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕， T4組混合施用氮素 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕，T5組混合施用氮素〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕，T6組僅施用CO(NH2)2。各處理組的磷肥和鉀肥用量相同(磷肥和鉀肥均由KH2PO4提供)且施氮量一致(氮肥用量為675 kg·hm-2[14]；每個種源每處理各3個小區(qū)，每個小區(qū)視為1個重復(fù)，共105個小區(qū)；采用常規(guī)田間管理，正常施用磷肥和鉀肥，并分別于2013年7月下旬和9月下旬施入氮肥，每次施氮量均為0.253 kg。施肥時，在行間挖淺溝澆入各處理組對應(yīng)的處理液后覆土，所有處理液中均加入硝化抑制劑雙氰胺(DCD)，其用量為處理液中氮含量的0.4%。

1.2.2生長指標的測定方法于2013年12月8日取樣進行根系生長指標測定。每個小區(qū)隨機選取10株樣株，根系均挖至土壤表層下約30 cm處，且保證根系完整。分別去除各植株的蘆頭和莖葉，將根系清洗干凈并吸干表面水分，使用電子天平稱量單株根鮮質(zhì)量；然后于105 ℃殺青15 min，并置于60 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量，準確稱量單株根干質(zhì)量；并按照公式“折干率=(單株根干質(zhì)量/單株根鮮質(zhì)量)×100%”計算根系的折干率。

1.2.3含氮成分的測定和計算方法將各種源10株樣株的干燥根混合后粉碎，并過60目篩，備用。采用茚三酮比色法[15]測定游離總氨基酸含量；采用Bradford法[16]測定可溶性蛋白質(zhì)含量；采用凱氏定氮法[17]，使用KjeltecTM8400 FOSS全自動凱氏定氮儀〔福斯賽諾分析儀器(蘇州)有限公司〕測定總氮含量。每個指標均重復(fù)測定3次。根據(jù)游離總氨基酸含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和總氮含量以及單株根干質(zhì)量分別計算單株根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮的總量，計算公式分別為：單株根中游離總氨基酸總量=根中游離總氨基酸含量×單株根干質(zhì)量；單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量=根中蛋白質(zhì)含量×單株根干質(zhì)量；單株根中總氮總量=根中總氮含量×單株根干質(zhì)量。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析

采用EXCEL 2007和SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件對相關(guān)實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，并采用Duncan’s新復(fù)極差法對各處理組間的數(shù)據(jù)進行多重比較。

2　結(jié)果和分析

2.1不同氮素形態(tài)及配比對菘藍根質(zhì)量的影響

施用不同形態(tài)及配比的氮素后菘藍根質(zhì)量的比較結(jié)果見表1。由表1可見：T1組(僅施用NO3--N)中甘肅張掖、安徽阜陽和山西運城種源的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均略高于各自的對照，但總體上均與對照無顯著差異(P>0.05)；T2組(僅施用NH4+-N)中甘肅張掖和安徽阜陽種源，T3組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N) =75∶25〕中安徽阜陽和陜西商洛種源，T4組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕中甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源，T5組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕中安徽阜陽種源以及T6組〔僅施用CO(NH2)2-N〕中甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量也均高于各自的對照，且大多與對照無顯著差異；此外，T5組中甘肅張掖種源的單株根鮮質(zhì)量和T6組中安徽亳州種源的單株根干質(zhì)量也略高于各自的對照。

由表1還可見：各處理條件下安徽亳州種源的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量基本上均低于其對照，而安徽阜陽種源的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量則均高于其對照；在多數(shù)處理條件下，甘肅張掖種源的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量也高于其對照。各處理條件下，安徽亳州種源的單株根鮮質(zhì)量最高值較對照下降1.57%，其單株根干質(zhì)量最高值較對照升高7.82%；而甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源的單株根鮮質(zhì)量最高值分別較各自對照升高73.22%、85.83%、56.02%和44.96%，單株根干質(zhì)量最高值分別較各自對照升高77.64%、96.48%、54.81%和45.04%。

從各處理組中的菘藍根折干率(表1)來看，在多數(shù)處理條件下，甘肅張掖和安徽阜陽種源的根折干率基本上均高于各自的對照，陜西商洛種源的根折干率則基本上均低于其對照；T5和T6組中，安徽亳州和山西運城種源的根折干率均高于各自的對照。但總體來看同一種源各處理組間菘藍的根折干率無顯著差異。

處理組2)Treatmentgroup2)各種源的單株根鮮質(zhì)量/g Rootfreshweightperplantofdifferentprovenances安徽亳州 BozhouofAnhui 甘肅張掖 ZhangyeofGansu 安徽阜陽FuyangofAnhui山西運城YunchengofShanxi陜西商洛 ShangluoofShaanxi CK17.15±5.04a 15.16±4.83bc 9.81±1.85b10.64±5.42bc20.24±5.10b T112.77±3.17ab 15.96±7.16bc12.55±6.84ab13.66±3.20ab15.40±6.15bcT211.37±3.75bc 26.26±7.49a15.62±1.95ab8.15±0.92c9.72±2.19cT311.78±3.85abc 13.10±7.04c13.95±2.80ab8.86±1.22bc28.46±7.24aT410.58±1.30bc 16.96±9.30abc14.07±5.99ab16.44±3.21a29.34±11.30aT57.23±1.56c 16.32±5.54bc18.23±4.57a9.26±2.68bc18.70±3.15bT616.88±6.03a 23.71±7.37ab11.20±1.42b16.60±5.38a12.46±3.27bc

處理組2)Treatmentgroup2)各種源的單株根干質(zhì)量/g Rootdryweightperplantofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肅張掖ZhangyeofGansu安徽阜陽FuyangofAnhui 山西運城 YunchengofShanxi陜西商洛ShangluoofShaanxiCK3.58±0.98ab3.22±1.17ab1.99±0.52b 2.39±1.59abc5.04±1.44abT12.30±0.59c3.96±2.15ab2.65±1.44ab3.31±0.93ab3.74±1.83bcT22.44±0.76bc5.72±1.97a2.82±0.66ab1.65±0.23c2.13±0.84cT32.37±0.87bc3.03±2.20ab2.95±0.85ab1.88±0.27bc7.31±2.32aT42.20±0.30c4.14±2.63ab2.85±0.94ab3.48±0.93a7.21±3.46aT51.65±0.41c2.74±0.93b3.91±1.80a2.36±1.01abc4.61±0.70bcT63.86±1.70a5.20±1.60ab2.42±0.39ab3.70±1.51a3.04±1.17bc

處理組2)Treatmentgroup2)各種源的根折干率/% Rootdryingrateofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肅張掖ZhangyeofGansu安徽阜陽FuyangofAnhui山西運城YunchengofShanxi陜西商洛ShangluoofShaanxiCK0.21±0.02ab0.21±0.03ab0.20±0.02a0.21±0.04a0.25±0.03aT10.18±0.01b0.24±0.04a0.21±0.02a0.24±0.04a0.24±0.03aT20.22±0.02a0.21±0.02ab0.18±0.03a0.20±0.02a0.21±0.04aT30.20±0.04ab0.22±0.05ab0.21±0.02a0.21±0.01a0.26±0.05aT40.21±0.02ab0.23±0.04a0.21±0.02a0.21±0.02a0.24±0.03aT50.23±0.03a0.17±0.01b0.21±0.05a0.27±0.15a0.25±0.02aT60.22±0.02a0.22±0.04a0.21±0.01a0.22±0.03a0.24±0.04a

1)同列中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different small letters in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)CK: 對照(不施氮素) The control (without applying nitrogen); T1: 僅施用NO3--N Only applying NO3--N; T2: 僅施用NH4+-N Only applying NH4+-N; T3: 混合施用氮素〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕 Mixed applying nitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕; T4: 混合施用氮素 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕 Mixedapplyingnitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕; T5: 混合施用氮素 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕 Mixed applying nitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕; T6: 僅施用CO(NH2)2Only applying CO(NH2)2.

2.2不同氮素形態(tài)及配比對菘藍根中含氮成分含量的影響

施用不同形態(tài)及配比的氮素后菘藍根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量見表2。結(jié)果表明：同一處理條件下，不同種源間菘藍根中的游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量均有差異；而同一種源菘藍根中的游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量在不同處理條件下也有差異。

2.2.1對根中游離總氨基酸含量的影響由表2可以看出：T1組(僅施用NO3--N)中甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源菘藍根中游離總氨基酸含量均高于各自的對照；T2組(僅施用NH4+-N)中安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源，T3組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕中甘肅張掖、山西運城和陜西商洛種源，T4組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕中安徽亳州、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源，T5組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕中安徽亳州、安徽阜陽和山西運城種源根中的游離總氨基酸含量也均高于或顯著(P<0.05)高于各自的對照；而T6組〔僅施用CO(NH2)2〕中5個種源的游離總氨基酸含量均顯著低于各自的對照。

由表2還可以看出：安徽亳州種源菘藍根中的游離總氨基酸含量僅在T4和T5組中高于其對照，甘肅張掖種源根中的游離總氨基酸含量僅在T1和T3組中高于其對照，安徽阜陽種源根中的游離總氨基酸含量在T1、T2、T4和T5組中均高于其對照，山西運城種源根中的游離總氨基酸含量在T1、T2、T3、T4和T5組中均高于其對照，陜西商洛種源根中的游離總氨基酸含量則在T1、T2、T3和T4組中均高于其對照。安徽亳州、甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源根中游離總氨基酸含量最高值分別較各自對照升高3.46%、6.91%、20.19%、45.82%和11.90%。

2.2.2對根中可溶性蛋白質(zhì)含量的影響由表2可見：不同處理條件下，大多數(shù)種源根中可溶性蛋白質(zhì)含量低于各自的對照，僅T1組中安徽阜陽和陜西商洛種源，T2組中甘肅張掖種源，T3組中安徽亳州、安徽阜陽和陜西商洛種源，T4和T5組中甘肅張掖和安徽阜陽種源，T6組中安徽阜陽種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量均高于各自的對照。

處理組2)Treatmentgroup2)各種源根中游離總氨基酸含量/mg·g-1 Contentoffreetotalaminoacidsinrootofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肅張掖ZhangyeofGansu安徽阜陽FuyangofAnhui山西運城YunchengofShanxi陜西商洛ShangluoofShaanxiCK6.64±0.17ab5.64±0.12b6.24±0.11c3.71±0.09d4.62±0.01cT16.12±0.08c6.03±0.08a7.40±0.10a4.06±0.10c4.65±0.04cT26.55±0.16b5.58±0.01b7.08±0.05b4.76±0.10b5.17±0.06aT35.82±0.14d5.74±0.07b5.67±0.15d5.41±0.09a4.86±0.04bT46.87±0.11a5.13±0.10c6.89±0.05b3.85±0.11cd4.82±0.04bT56.66±0.07ab4.39±0.09d7.50±0.11a4.00±0.11c3.95±0.11cT64.90±0.13e4.05±0.03e4.13±0.17e2.82±0.12e3.77±0.02d

處理組2)Treatmentgroup2)各種源根中可溶性蛋白質(zhì)含量/mg·g-1 Contentofsolubleproteininrootofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肅張掖ZhangyeofGansu安徽阜陽FuyangofAnhui山西運城YunchengofShanxi陜西商洛ShangluoofShaanxiCK8.35±0.05d3.92±0.18d3.11±0.15d5.10±0.08a3.80±0.13bcT13.71±0.06g3.45±0.08e3.95±0.05b4.10±0.08c4.44±0.12aT26.34±0.11d9.05±0.13a2.78±0.14e3.85±0.11d3.59±0.21cT38.61±0.10a3.91±0.06d6.17±0.15a4.52±0.04b3.93±0.04bT47.41±0.06c4.89±0.14b3.53±0.12c3.58±0.08e3.79±0.10bcT54.97±0.04e4.18±0.10c3.48±0.18c4.03±0.15c3.66±0.02cT64.78±0.01f3.46±0.14e3.13±0.18d5.07±0.07a3.66±0.08c

處理組2)Treatmentgroup2)各種源根中總氮含量/mg·g-1 Contentoftotalnitrogeninrootofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肅張掖ZhangyeofGansu安徽阜陽FuyangofAnhui山西運城YunchengofShanxi陜西商洛 ShangluoofShaanxi CK27.63±0.99ab23.94±0.85bc25.23±0.98d24.44±1.06cd21.03±0.96e T125.95±1.21c24.75±1.72ab32.43±1.65a26.93±1.54ab25.26±1.36bcT226.24±1.86bc25.43±1.22a30.70±0.72b27.90±2.47a27.53±1.12aT325.03±2.11c25.96±1.26a30.95±1.11b26.11±1.12b25.59±1.15bT428.55±1.27a24.34±1.24ab28.49±2.07c24.86±1.34cd24.84±1.12cdT528.40±2.51a21.80±2.23c28.89±1.94c23.13±2.27d23.24±1.32dT622.31±1.33d20.28±1.81cd24.17±2.43d19.57±1.24e20.12±2.69e

1)同列中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different small letters in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)CK: 對照(不施氮素) The control (without applying nitrogen); T1: 僅施用NO3--N Only applying NO3--N; T2: 僅施用NH4+-N Only applying NH4+-N; T3: 混合施用氮素〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕 Mixed applying nitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕; T4: 混合施用氮素 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕 Mixedapplyingnitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕; T5: 混合施用氮素 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕 Mixed applying nitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕; T6: 僅施用CO(NH2)2Only applying CO(NH2)2.

由表2還可見：安徽亳州種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量僅在T3組中顯著高于其對照，甘肅張掖種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量在T2、T4和T5組中均顯著高于其對照，安徽阜陽種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量在T1、T3、T4、T5和T6組中均高于或顯著高于其對照，山西運城種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量在供試的6個處理組中均低于其對照，陜西商洛種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量在T1和T3組中均高于其對照。安徽亳州、甘肅張掖、安徽阜陽和陜西商洛種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量最高值分別較各自對照升高3.11%、130.87%、98.39%和16.84%，而山西運城種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量最高值則較其對照降低0.59%。

2.2.3對根中總氮含量的影響由表2可見：T1、T2和T3組中甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源根中的總氮含量均顯著高于各自的對照，T4組各種源根中的總氮含量均高于或顯著高于各自的對照，T5組中安徽亳州、安徽阜陽和陜西商洛種源根中的總氮含量也均高于各自的對照，T6組中各種源根中的總氮含量則大多顯著低于各自的對照。

由表2還可見：安徽亳州種源根中的總氮含量僅在T4和T5組中高于其對照，甘肅張掖和山西運城種源根中的總氮含量在T1、T2、T3和T4組中均高于各自的對照，而安徽阜陽和陜西商洛種源根中的總氮含量則在T1、T2、T3、T4和T5組中均高于各自的對照。安徽亳州、甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源根中的總氮含量最高值分別較各自對照升高3.33%、8.44%、28.54%、14.16%和30.91%。

2.3不同氮素形態(tài)及配比對菘藍單株根中含氮成分總量的影響

施用不同形態(tài)及配比氮素后菘藍單株根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮的總量見表3。結(jié)果表明：同一處理條件下，不同種源間菘藍單株根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮總量均有差異；而同一種源菘藍單株根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮總量在不同處理條件下也有差異。

2.3.1對單株根中游離總氨基酸總量的影響由表3可以看出：T1組(僅施用NO3--N)中甘肅張掖、安徽阜陽和山西運城種源，T2組(僅施用NH4+-N)中甘肅張掖和安徽阜陽種源，T3組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕中安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源，T4組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕中甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源，T5組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕中安徽阜陽和山西運城種源，T6組中甘肅張掖和山西運城種源菘藍的單株根中游離總氨基酸總量均高于各自的對照。

由表3還可以看出：安徽亳州種源的單株根中游離總氨基酸總量在各處理組中均低于其對照，甘肅張掖種源的單株根中游離總氨基酸總量在T1、T2、T4和T6組中均高于其對照，安徽阜陽種源的單株根中游離總氨基酸總量在T1、T2、T3、T4和T5組中均高于其對照，山西運城種源的單株根中游離總氨基酸總量在T1、T3、T4、T5和T6組中均高于其對照，陜西商洛種源的單株根中游離總氨基酸總量在T3和T4組中均高于其對照。甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源的單株根中游離總氨基酸總量最高值分別較各自對照升高75.73%、 135.99%、 51.81%和52.88%，而安徽亳州種源的單株根中游離總氨基酸總量最高值則較其對照降低20.52%。

2.3.2對單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量的影響由表3可見：T1組中甘肅張掖、安徽阜陽和山西運城種源，T2組中甘肅張掖和安徽阜陽種源，T3組中安徽阜陽和陜西商洛種源，T4組中甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源，T5組中安徽阜陽種源以及T6組中甘肅張掖、安徽阜陽和山西運城種源的單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量均高于各自的對照。

由表3還可見：安徽亳州種源的單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量在各處理組中均低于其對照，甘肅張掖種源的單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量在T1、T2、T4和T6組中均高于其對照，安徽阜陽種源的單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量在6個處理組中均高于其對照，山西運城種源的單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量在T1、T4和T6組中均高于其對照，陜西商洛種源的單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量在T3和T4組中均高于其對照。甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源的單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量最高值分別較各自對照升高310.31%、194.50%、54.02%和50.00%，而安徽亳州種源的單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量最高值則較其對照降低31.66%。

2.3.3對單株根中總氮總量的影響由表3可以看出：T1和T6組中甘肅張掖、安徽阜陽和山西運城種源的單株根中總氮總量均高于其各自的對照；T2和T3組中甘肅張掖和安徽阜陽種源的單株根中總氮總量也高于各自的對照；T4組中甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源的單株根中總氮總量均高于各自的對照；T5組中安徽阜陽和陜西商洛種源的單株根中總氮總量也均高于各自的對照。

表3不同氮素形態(tài)及配比對不同種源菘藍單株根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮總量的影響1)

Table 3 Effect of nitrogen with different forms and ratios on total amounts of free total amino acids, soluble protein and total nitrogen in root per plant ofIsatisindigoticaFort. from different provenances1)

處理組1)Treatmentgroup1)各種源單株根中游離總氨基酸總量/mg Totalamountoffreetotalaminoacidsinrootperplantofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肅張掖ZhangyeofGansu安徽阜陽FuyangofAnhui山西運城YunchengofShanxi陜西商洛ShangluoofShaanxiCK23.7818.1712.428.8623.26T114.0823.8819.5413.4517.40T215.9931.9319.977.8511.01T313.8017.4016.7210.1735.56T415.1221.2319.6213.4034.77T510.9912.0429.319.4421.25T618.9021.0310.0010.4511.46

處理組1)Treatmentgroup1)各種源單株根中可溶性蛋白質(zhì)總量/mg Totalamountofsolubleproteininrootperplantofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肅張掖ZhangyeofGansu安徽阜陽FuyangofAnhui山西運城YunchengofShanxi陜西商洛ShangluoofShaanxiCK29.8812.616.1812.1819.16T18.5413.6810.4313.5816.62T215.4751.747.846.357.65T320.4211.8418.208.5028.74T416.3020.2510.0612.4627.30T58.2111.4513.629.5216.88T618.4518.007.5818.7611.13

處理組1)Treatmentgroup1)各種源單株根中總氮總量/mg Totalamountoftotalnitrogeninrootperplantofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肅張掖ZhangyeofGansu安徽阜陽FuyangofAnhui山西運城YunchengofShanxi陜西商洛ShangluoofShaanxiCK98.9377.0950.2058.40106.01T159.6897.9985.6389.1394.48T264.03145.4786.5646.0358.64T359.3378.6691.3049.08187.06T462.80100.7681.2186.52179.07T546.8759.74112.9654.58107.14T686.10105.4558.4872.4061.15

1)CK: 對照(不施氮素) The control (without applying nitrogen); T1: 僅施用NO3--N Only applying NO3--N; T2: 僅施用NH4+-N Only applying NH4+-N; T3: 混合施用氮素〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕 Mixed applying nitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕; T4: 混合施用氮素 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕 Mixedapplyingnitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕; T5:混合施用氮素 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕 Mixed applying nitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕; T6: 僅施用CO(NH2)2Only applying CO(NH2)2.

由表3還可以看出：安徽亳州種源的單株根中總氮總量在供試的6個處理組中均低于其對照，甘肅張掖種源的單株根中總氮總量在T1、T2、T3、T4和T6組中均高于其對照，安徽阜陽種源的單株根中總氮總量在供試的6個處理組中均高于其對照，山西運城種源的單株根中總氮總量在T1、T4和T6組中均高于其對照，陜西商洛種源的單株根中總氮總量則在T3、T4和T5組中均高于其對照。甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源的單株根中總氮總量最高值分別較各自對照升高88.70%、 125.02%、 52.62%和76.46%，而安徽亳州種源的單株根中總氮總量則較其對照降低12.97%。

3　討論和結(jié)論

雖然植物能夠吸收和利用的氮素形態(tài)以NO3--N為主[18]，但若在生長過程中僅單純供應(yīng)NO3--N往往會導(dǎo)致蔬菜可食部分的硝酸鹽含量偏高，對人體健康構(gòu)成潛在威脅[19]，因此，施用適當(dāng)配比的NH4+-N和NO3--N混合肥對作物生長和人類健康更為有利。Libert等[20]認為，適當(dāng)增施NH4+-N不僅能夠提高作物的產(chǎn)量，還能夠顯著降低菠菜(SpinaciaoleraceaLinn.)體內(nèi)的硝酸鹽和草酸含量。本研究中，分別單獨施用NH4+-N或NO3--N均能夠提高甘肅張掖和安徽阜陽種源菘藍的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，并且安徽阜陽種源的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量在混合施用NH4+-N和NO3--N的T5處理組〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N) =25∶75〕中最高，說明在NH4+-N和NO3--N混合施用時高比例的NO3--N對安徽阜陽種源菘藍的單株根質(zhì)量的積累具有明顯的促進作用，與李霞等[21]對黃檗(PhellodendronamurenseRupr.)的相關(guān)研究結(jié)果一致。陜西商洛種源菘藍的單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量以及根折干率在多數(shù)處理組中均低于其對照，推測這可能與不同種源存在遺傳差異，導(dǎo)致其生理代謝存在差異有關(guān)。這一結(jié)論與唐曉清等[22]的相關(guān)研究結(jié)果相似。僅施用CO(NH2)2能夠明顯提高安徽亳州、甘肅張掖、安徽阜陽和山西運城種源的單株根干質(zhì)量和根折干率，說明在菘藍栽培生產(chǎn)中適時追施CO(NH2)2有利于提高其根的產(chǎn)量。

通常，環(huán)境中的無機氮被植物吸收后首先被同化為氨基酸，經(jīng)過一系列生理代謝過程，最終被用于氮源同化和“源—庫”轉(zhuǎn)運[23]，并直接或間接影響植物的生長和發(fā)育。氨基酸是合成蛋白質(zhì)的前體物質(zhì)，其含量可直接影響植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)水平[24]，且具有減輕生物體內(nèi)重金屬離子毒害、抗氧化及鈍化病原菌毒素等作用[25]?？偟靠勺鳛殍b定板藍根藥材品質(zhì)的指標之一，能夠在一定程度上反映板藍根中氨基酸和生物堿的含量，同時也能反映菘藍體內(nèi)的氮代謝水平[26]。因此，外源氮素的供應(yīng)量與植物體內(nèi)的氨基酸、蛋白質(zhì)等含氮成分及總氮水平之間具有十分密切的關(guān)系。本研究中，單獨施用NH4+-N和NO3--N或混合施用不同配比〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25和n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕均能夠提高甘肅張掖、安徽阜陽、山西運城和陜西商洛種源菘藍根中的總氮含量；僅施用NO3--N或者混合施用不同配比NH4+-N和NO3--N〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50和n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕后，安徽阜陽種源根中的游離總氨基酸含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和總氮含量均高于對照；僅施用NO3--N或者混合施用NH4+-N和NO3--N〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕后，陜西商洛種源根中的游離總氨基酸含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和總氮含量也高于對照；在6種施氮條件下山西運城種源根中的可溶性蛋白質(zhì)含量均低于對照；而僅施用CO(NH2)2后5個種源菘藍根中的游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮含量基本上也均低于各自的對照。說明僅施用NO3--N或混合施用不同配比NH4+-N和NO3--N〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50和n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕均有利于安徽阜陽種源根中含氮成分的積累；而僅施用NO3--N或者混合施用不同配比NH4+-N和NO3--N〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕則有利于陜西商洛種源根中含氮成分含量的提高；但酰胺態(tài)氮則對5個種源根中含氮成分的積累無促進作用。

肖云華等[14]的研究結(jié)果表明：藥用植物的生長量與有效成分含量的積累過程大多不一致，且兩者之間?；橄L。例如，脅迫環(huán)境通?？蓪?dǎo)致藥用植物體內(nèi)次生代謝產(chǎn)物含量提高，而良好的生存條件對藥用植物的生長和產(chǎn)量提高卻較為有利[27]。因此，在藥用植物的栽培生產(chǎn)中，應(yīng)該綜合考慮藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量，以實現(xiàn)藥材產(chǎn)量和有效成分含量的最優(yōu)化。但在本研究中，供試6種施氮條件下，安徽阜陽種源菘藍的單株根中游離總氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和總氮總量均高于其對照，而其單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量也均高于其對照；僅施用NH4+-N、NO3--N和CO(NH2)2或者混合施用NH4+-N 和 NO3--N〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕后，甘肅張掖種源的單株根中上述3種含氮成分總量均較對照有所提高，以僅施用NH4+-N的效應(yīng)最大，而其單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量也均高于對照；在混合施用不同配比NH4+-N和NO3--N〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N) =75∶25 和n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕條件下，陜西商洛種源的單株根中3種含氮成分總量均高于其對照，并以混合施用n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25的促進效果最佳，而這2個處理組中其單株根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量也顯著高于對照和其他處理組。說明對不同種源菘藍根生長有利的施氮條件對其根中含氮成分(氨基酸和蛋白質(zhì))的合成也有利，一方面這些含氮成分與植株的生長息息相關(guān)，另一方面施氮也直接影響植株體內(nèi)含氮成分的合成及代謝。因此，施氮處理對菘藍根生長量和含氮成分含量的影響效應(yīng)與通常植物生長量和其體內(nèi)次生代謝產(chǎn)物水平的關(guān)系有所不同。

綜上所述，不同種源菘藍適宜的施氮條件有一定差異，而不同的含氮成分對應(yīng)的施肥條件也有所不同，因此，在菘藍的栽培生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)不同種源和藥材需求而采取各自適宜的氮肥施用措施，以便更好地控制菘藍植株的生長和發(fā)育，并獲取高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的板藍根藥材。

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(責(zé)任編輯： 佟金鳳)

Effect of nitrogen with different forms and ratios on growth， and content and total amount of nitrogen component in root ofIsatisindigotica

LYU Tingting, SHI Shenglu, TANG Xiaoqing①, ZHAO Xueling, WANG Kangcai

(College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China),J.PlantResour. &Environ., 2016, 25(1): 62-70

Taking five provenances ofIsatisindigoticaFort. from Bozhou of Anhui, Zhangye of Gansu, Fuyang of Anhui, Yuncheng of Shanxi and Shangluo of Shaanxi as experiment materials, differences in fresh and dry weights of root per plant, root drying rate, contents of free total amino acids, soluble protein and total nitrogen in root, and total amounts of free total amino acids, soluble protein and total nitrogen in root per plant of different provenances ofI.indigoticaunder conditions of without applying nitrogen (CK), only applying NO3--N (T1) or NH4+-N (T2), mixed applying nitrogen 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25 (T3),n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50 (T4) andn(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75 (T5)〕, and only applying CO(NH2)2(T6) were compared and analyzed by field experiment method. The results show that under same nitrogen applying condition, there is a certain difference in various indexes in root ofI.indigoticafrom different provenances. While, compared with their own control, there is also a certain difference in various indexes in root ofI.indigoticafrom the same provenance under different nitrogen applying conditions. In general, root growth indexes ofI.indigoticafrom Bozhou of Anhui and Yuncheng of Shanxi provenances are all higher in T6 group, those from Zhangye of Gansu provenance are relatively higher in T2 group, those from Fuyang of Anhui provenance are the highest in T5 group, and those from Shangluo of Shaanxi provenance are higher in T4 group. Under different nitrogen applying conditions, total amounts of free total amino acids, soluble protein and total nitrogen in root per plant ofI.indigoticafrom Bozhou of Anhui provenance are all lower than those of its control, and the three indexes are relatively higher in T6 group. The above three indexes in root from Zhangye of Gansu and Shangluo of Shaanxi provenances are the highest in T2 and T3 groups, respectively, while those from Fuyang of Anhui and Yuncheng of Shanxi provenances are higher in T5 and T1 groups, respectively. It is suggested that there is difference among provenances in effect of nitrogen with different forms and ratios on root growth and root nitrogen component accumulation ofI.indigotica, and nitrogen form and ratio beneficial to growth and nitrogen component accumulation of root from the same provenance are also different. Therefore, in order to obtain high yield and good quality indigowoad root medicinal materials, it is suggested to take appropriate nitrogen applying measure for different provenances during cultivation process, and take into account growth amount and effective component content.

nitrogen form; nitrogen ratio;IsatisindigoticaFort.; provenance; root growth; nitrogen component

10.3969/j.issn.1674-7895.2016.01.08

2015-04-27

國家自然科學(xué)基金資助項目(31171486); 國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃(201310307026)

呂婷婷(1990—)，女，江西吉安人，碩士研究生，主要從事藥用植物栽培與中藥質(zhì)量控制方面的研究。

Q945.79; S567.2； R282.2

A

1674-7895(2016)01-0062-09