氮肥形态及配比对菠菜生长和安全品质的影响

邢素芝， 汪建飞， 李孝良， 邹海明

(1 安徽科技学院农学院， 安徽凤阳 233100； 2安徽科技学院城建与环境学院， 安徽凤阳 233100；3 农业部生物有机肥创制重点实验室，安徽蚌埠 234000)

氮肥形态及配比对菠菜生长和安全品质的影响

邢素芝1， 汪建飞2,3*， 李孝良2， 邹海明2

(1 安徽科技学院农学院， 安徽凤阳 233100； 2安徽科技学院城建与环境学院， 安徽凤阳 233100；3 农业部生物有机肥创制重点实验室，安徽蚌埠 234000)

铵态氮肥； 硝态氮肥； 菠菜； 生物量； 生理代谢

1 材料与方法

1.1 供试菠菜苗培育

供试菠菜品种为“银川大圆”，其育苗步骤为：1)种子消毒，将菠菜种子浸泡于50℃的温水中30min；2)种子清洗，将消毒后的菠菜种子用去离子水冲洗3次，再浸泡约12h；3)种子催芽，将浸泡后的种子置于培养箱中25℃催芽约1周；4)种苗培养，将催芽后的种子置于苗床上培育约30 d，供试验时移栽。

1.2 水培试验装置

本试验采用自行设计的水培试验装置(图1)，该装置长、 宽、 高分别为50 cm、 30 cm、 12 cm，有效容积为12 L，为聚乙烯材质。每个栽培孔中移栽3棵菠菜，每批次试验共移栽30棵。试验过程中，每天用曝气泵曝气两次(8时和16时)，每次30 min，保持溶液中溶解氧为4 mg/L左右，曝气流速为1.5 L/min；pH控制在6.5±0.1；营养液每10天更换一次。

图1 水培试验装置Fig.1 Hydroponics experimental configuration

1.3 营养液的配制

营养液元素含量为：N 12 mmol/L、 P 1 mmol/L、 K 6 mmol/L、 Ca 5 mmol/L和Mg 2 mmol/L；微量元素为B 0.5 mg/L、 Fe 2.8 mg/L、 Mn 0.5 mg/L、 Zn 0.05 mg/L、 Cu 0.02 mg/L和Mo 0.09 mg/L，此外，加入7 μmol/L DCD 抑制硝化反应。

1.4 测定项目和方法

菠菜移栽后30d，采集菠菜样品用蒸馏水洗净，测量生长形态(株高和根系长)；部分样品用于鲜重(Fresh weight, FW)条件下生物量、 硝酸盐、 亚硝酸盐、 有机酸和氨基酸的测定；剩余样品置于烘箱中105 ℃下杀青30 min，然后在65 ℃下烘干至恒重，约48 h，用于干重生物量测定。

1.4.1 硝酸盐和亚硝酸盐的测定 按照《水果、 蔬菜及其制品 亚硝酸盐和硝酸盐含量的测定》GB/T 15401-1994国家标准处理样品，用德国布朗卢比Bran+Luebbe 生产的AutoAnalyzer 3连续流动分析仪测定。

1.4.2 有机酸的测定 称取菠菜样品2.0 g于研钵中， 加5mL超纯水研磨后无损地转移至离心管中，在20,000×g 4℃超速离心20 min；转移上清液至新离心管，在冰箱4 ℃下冷藏，测定前用0.45μm滤膜抽滤。

有机酸含量用高效液相色谱仪(美国Waters公司) 测定；色谱柱为Hibar® column RT 250 mm×4.6 mm(德国Merck公司)， 柱温为30℃； 流动相为用0.45 um滤膜抽滤后的pH为 2.5的0.5% (NH4)2HPO4-H3PO4缓冲液， 流速 1 mL/min、 进样量约20 μL、 测定波长为214 nm(紫外)。

1.4.3 氨基酸的测定 称取菠菜样品0.5 g于研钵中；加入液氮和5 mL 80%(v/v)预冷乙醇，充分研磨后离心，取上清液待测，测定前用0.45μm滤膜抽滤。

氨基酸含量用高效液相色谱仪(美国Waters公司) 测定；色谱柱为HydrosphereTMC18柱，150 mm×4.6 mm，柱温为30℃， 流动相为用0.45 μm滤膜抽滤后的pH 为6.5 的20 mmol/L KH2PO4-K2HPO4和pH为6.5的 20 mmol/L KH2PO4-K2HPO4/乙腈(50/50)梯度淋洗， 流速 1 mL/min、 进样量约20 μL、 激发波长为470 nm、 发射波长为530 nm。

2 结果与讨论

2.1 不同氮素形态配比对菠菜生物量和生长形态的影响

植物的生物量约92.5%来自光合作用结果，而氮肥的不合理施用往往会导致光合器官与植物器官生长不协调[19-20]，姜琳琳等[21]也指出氮肥及其形态是影响植物生长及其产量的首要因素。本实验结果见图2、表1和图3。

图2 不同铵态氮与硝态氮配比处理菠菜生物量的变化Fig.2 Variation of spinach biomass with ratio

表1 不同氮素形态配比处理茎叶、 根系鲜重与干重比以及根系长度与株高比

Table 1 Ratio of fresh weight to dry weight of shoot and root and root length to shoot height of spinach

铵态氮∶硝态氮RatiosofNH+4-N/NO-3-N茎叶鲜重与干重比RFDS根系鲜重与干重比RFDR根长与株高比RRLPH100∶04．775．001．5275∶255．235．551．1450∶504．105．921．2325∶755．235．851．400∶1006．085．931．38

注(Note): RFDS—Ratios of fresh to dry yields of stem; RFDR—Ratios of fresh to dry yields of root; RRLPH—Ratios of root length to plant height.

图3 不同铵态氮与硝态氮配比处理菠菜株高和根系长度Fig.3 Variation of shoot height and root length

2.2 不同氮素形态配比对菠菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响

图4 不同铵态氮与硝态氮配比处理菠菜茎叶中硝酸盐和亚硝酸盐含量的变化Fig.4 Variation of nitrate and nitrite content of

有机酸在植物组织中的含量要高于其他生物有机体，在植物体内发挥着重要的、 基础性的生理代谢功能[29]，如光合和呼吸作用、 代谢活性溶质、 调节渗透压和平衡阳离子等。为此，研究不同氮素形态配比条件下对菠菜有机酸含量的影响，探究氮肥形态及其配比对菠菜生理代谢机能的影响。

图5 不同铵态氮与硝态氮配比条件下菠菜茎叶中有机酸含量的变化Fig.5 Variation of organic acids content of shoot

表2 硝态氮的比例与有机酸含量回归分析

2.4 不同氮素形态配比对菠菜中氨基酸含量的影响

氨基酸是蔬菜中重要的营养成分，其氨基酸种类、 含量及其组成对蔬菜营养价值有着很重要的影响[30]。施用的氮肥形态不同，作物就会合成并累积不同的氨基酸类型[31]。

图6 不同铵态氮与硝态氮配比条件下菠菜茎叶中游离氨基酸含量的变化Fig.6 Variation of free amino acids content of

在以铵态氮肥为主时，菠菜茎叶中氨基酸主要以谷氨酰胺(占39.8%)、 精氨酸(占20.2%)和谷氨酸(占8.9%)为主，总计占氨基酸总量的68.9%；而在以硝态氮肥为主时，菠菜茎叶中有机酸主要以谷氨酸(30.3%)、 天冬氨酸(18.6%)和丝氨酸(8.5%)为主，总计占氨基酸总量的57.4%。此外，氨基酸总量与铵态氮肥的比例有着一定的正相关关系。

3 结论

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Different nitrogen fertilizers and ratios effect on growth, safety and quality of spinach

XING Su-zhi1,2, WANG Jian-fei2,3*, LI Xiao-liang2, ZOU Hai-ming2

(1CollegeofAgriculture,AnhuiScienceandTechnologyUniversity,Fengyang,Anhui233100,China; 2CollegeofUrbanConstructionandEnvironment,AnhuiScienceandTechnologyUniversity,Fengyang,Anhui233100,China; 3KeyLaboratoryofBio-organicFertilizerCreation,MinistryofAgriculture,Bengbu,Anhui234000,China)

ammonium fertilizer; nitrate fertilizer; spinach; biomass; physiological metabolism

2014-07-04 接受日期： 2014-08-26

安徽省长三角联合科技攻关项目(1101c0603046)；国家公益性行业(农业)专项经费项目(201103004)；安徽省教育厅重大科研项目(KJ2012ZD04) 资助。

邢素芝(1967—)，女，安徽太和人，副教授，主要从事作物栽培和植物营养学等方面教学和研究。E-mail: wmz2415@sina.com *通信作者 Tel: 0550-6733037, E-mail: jykwjf@sina.com

S606+.2； S636.1

A

1008-505X(2015)02-0527-08