魏顯珍，趙 斌,2，武曉燕,2,宋運(yùn)濤

(1.中華全國(guó)供銷合作總社天津再生資源研究所， 天津 300191; 2.天津市電子廢物資源再生技術(shù)工程中心， 天津 300191)

不同鹽度下施氮量對(duì)甜菜生長(zhǎng)發(fā)育及氮素吸收利用特性的影響

魏顯珍1，趙 斌1,2，武曉燕1,2,宋運(yùn)濤1

(1.中華全國(guó)供銷合作總社天津再生資源研究所， 天津 300191; 2.天津市電子廢物資源再生技術(shù)工程中心， 天津 300191)

本研究以NaCl為鹽分模擬不同鹽度環(huán)境(輕度S1：2.5 g·kg-1；中度S2：5.0 g·kg-1；重度S3：7.5 g·kg-1)，研究了施氮對(duì)鹽環(huán)境下甜菜生長(zhǎng)發(fā)育與氮素吸收利用狀況的影響。結(jié)果表明：(1) 在實(shí)驗(yàn)的三種鹽度條件下，在N1(0.3 g·kg-1)～N4(2.4 g·kg-1)的范圍內(nèi)施氮可顯著緩解鹽脅迫對(duì)甜菜造成的傷害或顯著增強(qiáng)其在鹽脅迫下的生存能力，甜菜在輕度與中度鹽脅迫下的最佳施氮量均為N3(1.2 g·kg-1)，在重度鹽脅迫下的最佳施氮量為N2(0.6 g·kg-1)；(2) 在輕、中、重三種鹽度下，隨著施氮水平(0～2.4 g·kg-1)的提高，甜菜葉片滲透勢(shì)隨之降低，滲透調(diào)節(jié)能力呈增強(qiáng)趨勢(shì)；(3) 在各鹽度環(huán)境下，施氮均可促進(jìn)甜菜葉片(同化枝)光合色素的合成，增加光合色素含量，從而提高光合效率，同時(shí)增強(qiáng)其對(duì)鹽漬環(huán)境的適應(yīng)能力；(4)在三種鹽度下，隨著施氮量的增加甜菜氮素生產(chǎn)力與氮肥農(nóng)學(xué)利用效率均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，在N1(0.3 g·kg-1)～N3(1.2 g·kg-1)水平下表現(xiàn)為大幅度下降，并且氮素生產(chǎn)力與氮肥農(nóng)學(xué)利用效率均隨著鹽度的增加而下降；(5) 在三個(gè)鹽度環(huán)境下，甜菜塊根、葉柄、葉的含氮量均隨著施氮量(0～2.4 g·kg-1)的增加而升高，且同一施氮水平下甜菜各部位含氮量總體表現(xiàn)為：葉>葉柄>塊根；(6) 在輕、中、重三種鹽度脅迫下的最高施氮限量分別為1.39、1.33 g·kg-1和1.24 g·kg-1(其最高干物質(zhì)產(chǎn)量分別為90.09、72.86 g·pot-1和32.47 g·pot-1)。

甜菜；鹽脅迫；施氮量；氮素利用率；生長(zhǎng)發(fā)育；滲透勢(shì)

據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織和聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織的不完全統(tǒng)計(jì)，世界鹽漬土面積為9.5438×108hm2[1]，且鹽堿地在全球以每年1.0×106～1.5×106hm2的速度不斷增長(zhǎng)[2]。中國(guó)是世界上鹽漬化危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，鹽漬土主要集中分布于我國(guó)西北、華北、東北及沿海地區(qū)，總面積約有3 600×104hm2，占全國(guó)可利用土地面積的4.88%。我國(guó)耕地中鹽漬化面積達(dá)到920.9×104hm2，占全國(guó)耕地面積的6.62%，尤其是西北地區(qū)的甘肅、寧夏、新疆等地的耕地鹽漬化危害尤為嚴(yán)重[3-4]。鹽漬土壤普遍特征是植被覆蓋度差、土壤有機(jī)質(zhì)含量低、土壤呈堿性、氮素供應(yīng)缺乏[5-6]，鹽漬化土壤主要通過(guò)滲透脅迫和離子毒害對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生危害[7]，以及抑制固氮菌和根瘤菌等有益微生物活動(dòng)，有研究表明當(dāng)土壤pH值超過(guò)8.5時(shí)，就會(huì)使土壤中許多有效養(yǎng)分變?yōu)椴荒鼙恢参镂绽玫男螒B(tài)[8]。由于鹽漬土地的改良利用存在著頑固性、反復(fù)性、復(fù)雜性和脫鹽的不確定性等因素，目前能夠有效利用的鹽漬土壤資源仍然很少[8-9]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)尚有80%左右的鹽漬土地資源未得到有效地開(kāi)發(fā)利用[10]。

甜菜(Betavulgaris. L)是雙子葉藜科植物，是具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的糖料作物之一，主要在我國(guó)西北、東北和華北等干旱和半干旱地區(qū)種植，因其抗鹽能力較強(qiáng)而成為鹽堿地開(kāi)發(fā)利用時(shí)重要的輪作作物之一[11]。從目前的文獻(xiàn)資料中只能了解到氮素可能是鹽堿地區(qū)影響植物生長(zhǎng)的主要因素之一，或者鹽堿地區(qū)植物生長(zhǎng)的主要限制因子之一可能是鹽堿土地本身氮素營(yíng)養(yǎng)的缺乏[12-15]，以及甜菜在氯化鈉脅迫下耐鹽生理指標(biāo)的部分研究成果，對(duì)于利用施加氮素對(duì)甜菜在不同鹽度下生長(zhǎng)發(fā)育情況影響的量化指標(biāo)還未見(jiàn)報(bào)道。因此，為能更好地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，有必要在前期研究基礎(chǔ)上，研究探索不同鹽度下的施氮量對(duì)甜菜生長(zhǎng)發(fā)育及氮素吸收特性的影響，旨在進(jìn)一步探明甜菜在鹽漬土壤中生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氮素的需求規(guī)律，明確鹽堿脅迫對(duì)氮代謝和氮素的吸收利用效率影響，為進(jìn)一步提高甜菜在鹽堿地上的生長(zhǎng)能力、塊根產(chǎn)量和含糖率，擴(kuò)大鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用效率提供更多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考[16]。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用沙土采自新疆古爾班通古特沙漠腹地，古爾班通古特沙漠地表沙粒集中值為在50～250 μm的細(xì)沙，實(shí)驗(yàn)用沙在裝盆前均用去離子水反復(fù)淋洗過(guò)，含氮量為零。供試甜菜品種為“KWS2409”(新疆康地種業(yè)提供)。

1.2 方法

試驗(yàn)采用砂培盆栽方法，塑料盆高26.8 cm，口內(nèi)徑25.0 cm，底內(nèi)徑19.5 cm，底部有6個(gè)小孔以保證通氣性，每盆裝風(fēng)干沙12 kg。試驗(yàn)過(guò)程中除氮素營(yíng)養(yǎng)外，其它養(yǎng)分由缺氮的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液及Arnon微量元素配方供應(yīng)[17]。選擇大小一致、飽滿的甜菜種子，播種于準(zhǔn)備好的各組盆中，每盆播20粒種子，在人工溫室中培養(yǎng)至高7 cm左右時(shí)定苗2株。待長(zhǎng)高至15 cm左右時(shí)(播種后40 d)正式進(jìn)行處理。處理時(shí)鹽與氮分5次隨水施入盆中，分別在苗期與成熟期進(jìn)行采樣及各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)因子：氮素以硝酸銨(NH4NO3，含氮35%)形式加入，根據(jù)中國(guó)不同地區(qū)土壤全氮平均含量(0.6～2.6 g·kg-1)和一般田間施氮量(164 kg·hm-2)[18]，本實(shí)驗(yàn)以每千克沙子中加入純N計(jì)，設(shè)6個(gè)水平，即不施氮(N0)、施氮0.3 g·kg-1(N1)、0.6 g·kg-1(N2)、1.2 g·kg-1(N3)、2.4 g·kg-1(N4)；鹽度以加入NaCl形式調(diào)節(jié)，根據(jù)《新疆灌區(qū)土壤鹽漬化及改良治理模式》設(shè)3個(gè)水平，即輕度鹽(含NaCl 2.5 g·kg-1，S1)、中度鹽(含NaCl 5.0 g·kg-1，S2)、重度鹽(含NaCl 7.5 g·kg-1，S3)[8]?？偣?×3個(gè)處理，每處理重復(fù)4次。

1.3 指標(biāo)測(cè)定及分析

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo) 首先將甜菜植株小心從盆缽中取出，用米尺測(cè)量株高。再將根部用去離子水沖洗干凈，分別稱量其根部與地上部分的質(zhì)量(即鮮重)，然后在105℃下殺青15 min，再在75℃下烘干至恒定后分別稱取根部與地上部分的質(zhì)量(即干重)。

1.3.2 葉片滲透勢(shì) 取同化枝，用潮濕紗布輕輕擦去表面灰塵，放入潔凈的塑料袋中，立即于-30℃下靜置3 h以上，以殺死植物細(xì)胞。從冰箱中取出材料，融冰后，用剪刀剪碎，放入注射器內(nèi)，將細(xì)胞液壓出，置入容積為1 mL的測(cè)定管內(nèi)，塞好，用冰點(diǎn)滲透儀(Osmomat030，Gonotec，德國(guó))測(cè)定滲透勢(shì)，計(jì)算公式如下：

ψs=-iCRT

(1)

式中，ψs為溶液的滲透勢(shì)(MPa)；R為氣體常數(shù)(0.008314 J·mol-1·K-1)；T為開(kāi)氏溫度(273+t℃，t為測(cè)定時(shí)環(huán)境溫度)；C為溶液的質(zhì)量摩爾深度(mol·kg-1)；i為溶液電解質(zhì)的等滲系數(shù)[19]。

1.3.3 光合色素含量 葉綠素和類胡蘿卜素含量的測(cè)定：稱取新鮮的同化枝0.1 g剪碎置于盛有10 mL丙酮∶乙醇等體積混合提取液的試管中，加塞置于黑暗處，于室溫(10℃～30℃)下浸提12～24 h，待葉片完全變白后，測(cè)定663、645、470 nm處的光密度(OD值)，據(jù)此計(jì)算光合色素的含量[19-20]。

1.3.4 植株含氮量測(cè)定及氮素利用率計(jì)算 采集待測(cè)甜菜樣本，將其在75℃下進(jìn)行烘干，再將植物樣品磨碎，用硫酸-高氯酸消煮法對(duì)磨碎的樣品進(jìn)行消化，采用半微量凱氏定氮法測(cè)定樣品全氮量[21]。

用施氮植物干物質(zhì)產(chǎn)量與施氮量的比值表示氮素生產(chǎn)力；氮肥農(nóng)學(xué)利用率為(施氮植物干物質(zhì)產(chǎn)量-未施氮干物質(zhì)產(chǎn)量)/施氮量；氮吸收量為每株植物生物量與植株中氮濃度的乘積；氮素吸收效率為(施氮時(shí)植物的氮吸收量-未施氮時(shí)植物的氮吸收量)/施氮量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)中所獲得每處理4個(gè)重復(fù)的數(shù)據(jù)均采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)(Duncan法，α=0.05)，圖形均采用Origin軟件繪制。數(shù)據(jù)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同鹽度施氮水平下氮素調(diào)控對(duì)甜菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.1.1 甜菜地上部及塊根干重的變化 在輕、中、重三個(gè)鹽度環(huán)境下，與N0相比N1、N2、N3、N4施氮處理均顯著地促進(jìn)了甜菜地上部干重的增加(如圖1a所示)。輕度鹽S1與中度鹽S2環(huán)境下，N0～N3施氮范圍內(nèi)，甜菜地上部干重隨施氮量的增加而增加，與N0相比，此時(shí)施氮使地上部干重最大分別可達(dá)到對(duì)照的19.20倍、14.34倍，當(dāng)施氮量超過(guò)N3(1.2 g·kg-1)時(shí)地上部干重開(kāi)始減少，S3鹽度環(huán)境下，N0～N2施氮范圍內(nèi)，甜菜地上部干重隨施氮量的增加而增加，與N0相比，此時(shí)施氮使地上部干重最大可達(dá)到對(duì)照組的10.22倍，當(dāng)施氮量超過(guò)N2時(shí)地上部干重開(kāi)始減少；不同鹽度環(huán)境、同一施氮水平下甜菜地上部干重還與鹽度有一定關(guān)系，在N1、N2、N3及N4處理下，甜菜在S1、S2、S3三個(gè)鹽度環(huán)境下的地上部干重均表現(xiàn)為S1>S2>S3。

在輕、中、重三個(gè)鹽度環(huán)境下，施氮對(duì)甜菜塊根干重也產(chǎn)生顯著影響(如圖1b所示)。輕度鹽S1與中度鹽S2鹽度環(huán)境下，N0～N2施氮范圍內(nèi)，甜菜塊根干重隨施氮量的增加而增加，與N0相比，此時(shí)施氮使塊根干重最大分別可達(dá)到對(duì)照的14.36倍、7.38倍，當(dāng)施氮量超過(guò)N2時(shí)塊根干重開(kāi)始減少，重度鹽S3鹽度環(huán)境下，N0～N1施氮范圍內(nèi)，甜菜塊根干重隨施氮量的增加而增加，與N0相比，此時(shí)施氮塊根干重最大可達(dá)到對(duì)照組的6.25倍，當(dāng)施氮量超過(guò)N1時(shí)塊根干重開(kāi)始減少；S1、S2、S3三個(gè)鹽度環(huán)境下，同一施氮水平下甜菜塊根干重均表現(xiàn)為S1>S2>S3。

圖1 不同鹽度施氮水平下甜菜地上部及塊根干重的變化

2.1.2 葉片滲透勢(shì)及滲透調(diào)節(jié)能力的變化 如圖2a所示，在輕、中、重三個(gè)鹽度環(huán)境條件下，N0～N4的施氮范圍內(nèi)隨著施氮量的增加甜菜葉片滲透勢(shì)變化相似，均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，在同一施氮水平下，隨著鹽度的增加葉片滲透勢(shì)表現(xiàn)出S1>S2>S3，而且這種趨勢(shì)在高氮條件下表現(xiàn)得更加明顯；在S1、S2、S3三個(gè)鹽度處理?xiàng)l件下，隨著施氮量的增加甜菜葉片滲透調(diào)節(jié)能力均呈現(xiàn)出顯著增加趨勢(shì)，而在同一施氮水平下，隨著鹽度的增加葉片滲透調(diào)節(jié)能力并無(wú)顯著性差異(如圖2b所示)。

圖2 不同鹽度施氮水平下甜菜葉片滲透勢(shì)及滲透調(diào)節(jié)能力的變化

2.1.3 光合色素的變化 在S1、S2、S3三個(gè)鹽度處理?xiàng)l件下，各施氮水平均顯著增加了甜菜功能葉葉綠素、類胡蘿卜素含量及葉綠素a/葉綠素b值，且在N0～N3范圍內(nèi)，葉綠素與類胡蘿卜素含量隨施氮水平的增加而表現(xiàn)出顯著上升，但施氮量超過(guò)1.2 g·kg-1后，即使氮素水平成倍增加至2.4 g·kg-1，對(duì)葉綠素和類胡蘿卜素的影響仍然不顯著，甚至在輕度和中度鹽環(huán)境下葉綠素a/葉綠素b值下降了(如表1所示)；同一施氮水平下，隨著鹽度的增加各光合色素指標(biāo)表現(xiàn)為S3>S2>S1(表1)。在輕度鹽S1條件下，各施氮處理葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素、類胡蘿卜素含量及葉綠素a/葉綠素b值與不施氮相比，最大分別可以達(dá)到不施氮時(shí)的2.20倍、1.68倍、2.07倍、2.10倍及0.19倍；S2鹽環(huán)境下，各光合色素指標(biāo)與不施氮時(shí)相比，分別可以達(dá)到不施氮時(shí)的2.13倍、1.27倍、1.85倍、1.97倍及0.33倍；S3鹽環(huán)境下，各光合色素指標(biāo)與不施氮時(shí)相比，分別可以達(dá)到不施氮時(shí)的2.09倍、1.63倍、1.85倍、1.71倍及0.19倍。

2.2 不同鹽度施氮水平下氮素調(diào)控對(duì)甜菜氮素吸收利用的影響

2.2.1 甜菜干物質(zhì)產(chǎn)量與施氮量的關(guān)系 由圖3可知，在輕度鹽S1、中度鹽S2及重度鹽S3三個(gè)鹽度環(huán)境下，隨施氮量的增加甜菜干物質(zhì)產(chǎn)量表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)，均隨施氮量的增加呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，在0～2.4 g·kg-1的施氮范圍內(nèi)，隨著鹽度的增加干物質(zhì)產(chǎn)量表現(xiàn)為S1>S2>S3，而且不同鹽度環(huán)境下施氮所能達(dá)到的最高干物質(zhì)產(chǎn)量及最高施氮限量也不同，分別為S1(最高干物質(zhì)產(chǎn)量90.09 g·pot-1，最高施氮限量1.39 g·kg-1)、S2(72.86 g·pot-1，1.33 g·kg-1)、S3(32.47 g·pot-1，1.24 g·kg-1)。

2.2.2 甜菜各部位含氮量的變化 由圖4可知，S1、S2、S3三個(gè)鹽度處理?xiàng)l件下，同一施氮水平甜菜各部位含氮量總體表現(xiàn)為葉>葉柄>塊根，在N0～N4(2.4 g·kg-1)的施氮范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加塊根、葉柄及葉含氮量均呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)。輕度鹽S1與中度鹽S2鹽度環(huán)境下，葉含氮量在整個(gè)施氮范圍內(nèi)隨施氮量的增加呈現(xiàn)出大幅度上升趨勢(shì)，與N0相比葉含氮量最高分別可以達(dá)到對(duì)照的3.97倍、3.62倍，而塊根與葉柄含氮量在N0～N3(1.2 g·kg-1)的施氮范圍內(nèi)隨施氮量的增加上升幅度較大，當(dāng)施氮量超過(guò)N3(1.2 g·kg-1)時(shí)呈現(xiàn)出緩慢增加趨勢(shì)，塊根最高含氮量分別可以達(dá)到對(duì)照的2.75倍、3.08倍，葉柄含氮量最高分別可以達(dá)到對(duì)照的3.29倍、3.31倍；在重度鹽S3鹽度環(huán)境下，葉含氮量在N0～N3的施氮范圍內(nèi)隨施氮量的增加上升幅度較大，當(dāng)施氮量超過(guò)N3時(shí)增加緩慢，此時(shí)葉含氮量最大可以達(dá)到對(duì)照的3.46倍，塊根與葉柄含氮量在N0～N2的施氮范圍內(nèi)隨施氮量的增加上升幅度較大，當(dāng)施氮量超過(guò)N2時(shí)增加較為緩慢，最高含氮量分別可以達(dá)到對(duì)照的3.60倍、2.75倍。

表1 不同施氮水平對(duì)鹽環(huán)境下甜菜葉片光合色素含量的影響

圖3 不同鹽度施氮水平下甜菜干物質(zhì)產(chǎn)量的變化

2.2.3 吸氮量及氮素吸收效率的變化 由表2可知，在S1、S2、S3三個(gè)鹽度環(huán)境下，施氮均顯著增加了甜菜塊根、葉柄、葉及植株的吸氮量，具體來(lái)看，輕度鹽S1與中度鹽S2鹽度環(huán)境下，N0～N3施氮范圍內(nèi)，塊根、葉柄、葉及植株的吸氮量均隨施氮量的增加而顯著增加，最大分別可達(dá)到對(duì)照的35.95倍、63.63倍、55.28倍、49.50倍與14.06倍、41.80倍、37.20倍、26.86倍，而當(dāng)施氮量超過(guò)N3時(shí)各部位吸氮量開(kāi)始下降；在重度鹽S3鹽度環(huán)境下，甜菜塊根、葉柄、葉及植株的吸氮量在N0～N2的施氮范圍內(nèi)均隨施氮量的增加而增加，最大分別可達(dá)到對(duì)照的14.57倍、24.25倍、28.78倍及23.04倍，而當(dāng)施氮量超過(guò)N2時(shí)各部位含氮量開(kāi)始下降；從表2還可看出，輕度鹽S1與中度鹽S2鹽度環(huán)境下，甜菜植株氮素吸收效率均在N2處理下達(dá)到最大，而重度鹽S3鹽度環(huán)境下，氮素吸收效率則在N1處理下達(dá)到最大。

2.2.4 甜菜氮素生產(chǎn)力及氮肥農(nóng)學(xué)利用效率的變化 由圖5可知，S1、S2及S3三個(gè)鹽度處理?xiàng)l件下，隨著施氮量的增加甜菜氮素生產(chǎn)力與氮肥農(nóng)學(xué)利用效率均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，在N1～N3水平下表現(xiàn)為大幅度下降，并且隨著鹽度的增加氮素生產(chǎn)力與氮肥農(nóng)學(xué)利用效率均表現(xiàn)為S1>S2>S3，而在N3～N4水平下二者呈現(xiàn)出緩慢下降趨勢(shì)，并且隨著鹽度的增加氮素生產(chǎn)力與氮肥農(nóng)學(xué)利用也呈現(xiàn)出S1>S2>S3。

圖4 不同鹽度施氮水平下甜菜各部位含氮量的變化

表2 不同鹽度施氮水平下甜菜吸氮量及氮素吸收效率的變化

圖5 不同鹽度施氮水平下甜菜氮素生產(chǎn)力及氮肥農(nóng)學(xué)利用率的變化

3 結(jié)論與討論

氮素是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、磷脂和某些生長(zhǎng)激素的重要組成部分，是植物生長(zhǎng)發(fā)育所需最重要的大量元素之一，其對(duì)作物最終產(chǎn)量的貢獻(xiàn)為40%～50%[22-24]。有研究指出，增加施氮量雖有助于甜菜干物質(zhì)量的積累，但過(guò)量施加氮肥則對(duì)甜菜的含糖率有負(fù)面影響[25]。本研究結(jié)果表明，在輕度和中度鹽脅迫下，當(dāng)施氮量為0.6 g·kg-1時(shí)，甜菜的根冠比達(dá)到最大；在重度鹽脅迫中，甜菜的根冠比則在施氮量為0.3 g·kg-1水平下達(dá)最大。

試驗(yàn)結(jié)果中，在輕、中、重三種鹽度下，隨著施氮水平的提高，葉片滲透勢(shì)隨之降低，葉片的失水狀況緩解，即甜菜滲透調(diào)節(jié)能力呈增強(qiáng)趨勢(shì)。這充分證明了在鹽堿地區(qū)施加氮肥有利于提高甜菜對(duì)鹽脅迫的抵抗能力，施氮可顯著提高甜菜的滲透調(diào)節(jié)能力與耐鹽能力。在三個(gè)鹽度環(huán)境下隨著施氮量的增加供試甜菜葉片滲透勢(shì)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)槭┘拥乜纱龠M(jìn)脯氨酸、可溶性糖、硝酸根離子和鈉離子等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的吸收積累，同時(shí)限制吸收有毒離子或促使有毒離子外排，從而顯著提高耐鹽植物的滲透調(diào)節(jié)能力與耐鹽能力[26-28]。而且在高鹽高氮的環(huán)境下下降幅度明顯增大，同時(shí)滲透調(diào)節(jié)能力隨施氮量的增加而明顯增強(qiáng)，這可能是因?yàn)槭┑龠M(jìn)了甜菜同化枝或葉片細(xì)胞內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的累積，從而增強(qiáng)滲透調(diào)節(jié)能力，或者高鹽高氮的環(huán)境下導(dǎo)致細(xì)胞失水，細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度增大，從而使葉片細(xì)胞滲透勢(shì)顯著下降。適量的施加氮肥可以提高甜菜的葉綠素含量、光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度，以及提高單位葉面積的RuBP羧化酶的活性等，這些都會(huì)使葉片的光合能力和植物體的生理機(jī)能增強(qiáng)，從而提高農(nóng)作物的抗鹽能力[29-31]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在輕、中、重三種鹽度下，各施氮處理下葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素、類胡蘿卜素含量及葉綠素a /葉綠素b值均隨著施氮水平的提高而升高，尤其是施氮量在0～1.2 g·kg-1范圍內(nèi)時(shí)，葉綠素和類胡蘿卜素等指標(biāo)值上升尤為顯著，超過(guò)1.2 g·kg-1后指標(biāo)值增量則不顯著。

氮素對(duì)作物形態(tài)建成、生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)等起到了至關(guān)重要的作用[32-34]，所以最佳施氮量的研究對(duì)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際有著十分重要的意義。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，在輕、中、重三種鹽度下，隨著施氮量的增加甜菜氮素生產(chǎn)力與氮肥農(nóng)學(xué)利用效率均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，在N1～N3水平下表現(xiàn)為大幅度下降，并且隨著鹽度的增加氮素生產(chǎn)力與氮肥農(nóng)學(xué)利用效率均表現(xiàn)為S1>S2>S3；在三個(gè)鹽度處理?xiàng)l件下，隨著施氮量(0～2.4 g·kg-1)的增加，甜菜塊根、葉柄、葉及植株的含氮量均呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，且同一施氮水平下甜菜各部位含氮量總體表現(xiàn)為：葉>葉柄>塊根；在輕度鹽環(huán)境下的最高施氮限量1.39 g·kg-1(最高干物質(zhì)產(chǎn)量為90.09 g·pot-1)，中度鹽環(huán)境下的最高施氮限量1.33 g·kg-1(最高干物質(zhì)產(chǎn)量72.86 g·pot-1)，重度鹽脅迫環(huán)境下的最高施氮限量1.24 g·kg-1(最高干物質(zhì)產(chǎn)量32.47 g·pot-1)。另外，氮肥的施用量對(duì)甜菜的含糖率也有重要影響[35]，所以對(duì)于鹽脅迫環(huán)境下，保證甜菜產(chǎn)量和質(zhì)量的最佳氮肥施用量還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。

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Growthofsugarbeetanditsnitrogenuptakeandutilizationinfluencedbynitrogenlevelunderdifferentsalinity

WEI Xian-zhen1, ZHAO Bin1,2, WU Xiao-yan1,2, SONG Yun-tao1

(1.TianjinRecyclableResourcesInstitute,ChinaCO-OP,Tianjin300191,China; 2.TianjinResourcesRecyclingTechnologyofElectronicWasteEngineeringCenter,Tianjin300191,China)

In a pot experiment, sodium chloride was used to imitate three salinity level: mild(S1), medium (S2) and serious(S3) to investigate the effect of nitrogen fertilization on the growth and development, nitrogen uptake and utilization in sugar beet in salt environment. The main results were shown as follows: (1) Nitrogen application (0.3～2.4 g·kg-1) can significantly alleviate the damage caused by salt stress to sugar beet and enhance its ability to survive under salt stress. In mild(S1) and medium(S2) salt concentration, the optimum nitrogen application of sugar beet was 1.2 g·kg-1. In high (S3) salt concentration, the optimum nitrogen application was 0.6 g·kg-1. (2) The osmotic potential of sugar beet leaves decreased with nitrogen application increasing (0～2.4 g·kg-1) in three concentration of NaCl and osmotic adjustment ability showed an trend of increase. (3) Nitrogen application could promote the synthesis of photosynthetic pigments in beet assimilation branches under different salinity, resulting in a high photosynthetic efficiency. (4) Both nitrogen productivity and agronomic nitrogen use efficiency showed a descending trend with nitrogen application increasing in three concentration of NaCl. They dropped dramatically when nitrogen application was 0.3～1.2 g·kg-1. Both nitrogen productivity and nitrogen agronomic efficiency ranked as S1～S2～S3in the same nitrogen level. (5) Nitrogen content in tuber, petiole and leaf of sugar beet increased with nitrogen application increasing (0～2.4 g·kg-1) in three concentration of NaCl. Nitrogen content generally appeared as leaf>petiole>tuber in the same nitrogen level. (6) The upper limit of nitrogen application was 1.39, 1.33 g·kg-1and 1.24 g·kg-1in the S1, S2and S3salinity, and for each of them, the highest yield of sugar beet of 90.09, 72.86 g·pot-1and 32.47 g·pot-1respectively, was harvested.

sugar beet; salt stress; nitrogen fertilizer application level; nitrogen use efficiency; growth and development; osmotic potential

1000-7601(2017)03-0204-08doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2017.03.32

2016-04-27

：2017-03-10

：國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2015GA184003)

魏顯珍(1987—)，女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士，主要從事環(huán)境污染的生物修復(fù)及生態(tài)環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域相關(guān)的研究。 E-mail: xianzhenwei@163.com。

趙 斌(1981—)，男，天津人，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)廢棄物處理等領(lǐng)域相關(guān)的研究。 E-mail: rrtjrd@163.com。

S143.1； S566.3

： A