不同氮素形态和配比对菘蓝根的生长及含氮成分含量和总量的影响

吕婷婷， 施晟璐， 唐晓清， 赵雪玲， 王康才

(南京农业大学园艺学院， 江苏 南京 210095)



不同氮素形态和配比对菘蓝根的生长及含氮成分含量和总量的影响

吕婷婷， 施晟璐， 唐晓清①， 赵雪玲， 王康才

(南京农业大学园艺学院， 江苏 南京 210095)

以来源于安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛的5个种源菘蓝(IsatisindigoticaFort.)为实验材料，采用田间试验法对不施氮素(对照)，仅施用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)〕以及仅施用CO(NH2)2(T6)条件下各种源菘蓝的单株根鲜质量和干质量，根折干率，根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮含量，以及单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量的差异进行了比较分析。结果表明：在同一施氮条件下不同种源间菘蓝根的各项指标均有一定差异；而与各自的对照相比，不同施氮条件下同一种源菘蓝根的各项指标也有一定差异。总体来看，安徽亳州和山西运城种源菘蓝根的生长指标均在T6组中较高，甘肃张掖种源根的生长指标则在T2组中相对较高，安徽阜阳种源根的生长指标在T5组中最高，陕西商洛种源根的生长指标在T4组中较高。各施氮条件下安徽亳州种源菘蓝的单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量均低于其对照，并在T6组中相对较高；甘肃张掖和陕西商洛种源根的上述3项指标分别在T2和T3组中最高，而安徽阜阳和山西运城种源根的上述3项指标则分别在T5和T1组中较高。研究结果显示：不同氮素形态和配比对菘蓝根生长和根中含氮成分积累的影响效应存在种源间的差异，并且对同一种源根生长和根中含氮成分积累有益的氮素形态和配比也不同。因此，为了获得高产优质的板蓝根药材，建议在菘蓝的栽培过程中针对不同种源采取适宜的施氮措施，并兼顾生长量和有效成分含量。

氮素形态; 氮素配比; 菘蓝； 种源; 根生长; 含氮成分

氮素是作物生长发育过程中必需的大量元素之一，能够参与植物体内多种有机物(如氨基酸、小分子多肽、酶类及生物碱等)的合成，对作物产量和品质具有关键作用，并且，氮素还是植物体内蛋白质、核酸、磷脂和某些生长激素的重要组成元素[1]。硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)是植物根系能够吸收的2种主要无机氮素形态[2]。研究结果表明，配施一定比例的NO3--N和NH4+-N能够显著促进植物生长，明显提高作物的生物量和产量[3-4]。在石灰性黄壤中种植的枳砧脐橙‘纽荷尔’(Citussinensis‘Newhall’ )幼树根系更易吸收NO3--N，混合施用n(NO3--N)∶n(NH4+-N)=75∶25能够明显促进脐橙幼树的生长发育[5]；不同氮素形态和配比对半夏〔Pinelliaternata(Thunb.) Breit.〕的氮代谢指标、产量和主要化学成分等均有显著影响，其中，混合施用n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25利于其块茎、珠芽及合计产量的提升，而混合施用n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50则利于总有机酸的积累[6]。此外，生产中常用的氮肥尿素〔CO(NH2)2〕也是氮素的一种重要有机形态，是农业生产中常用的化肥之一。

十字花科(Cruciferae)菘蓝属(IsatisLinn.)植物菘蓝(I.indigoticaFort.)的干燥根为重要的中药材板蓝根[7]，其中所含的蛋白质是一类具有生物活性的非免疫蛋白，此蛋白质含量可作为板蓝根药材质量评价的指标之一[8]。相关实验结果显示：施用不同组合的NH4+-N和NO3--N及CO(NH2)2以及采用不同的氮肥施用方式均能够对菘蓝植株的生长、叶片的光合效率以及生理代谢、矿质元素吸收和活性成分积累等产生影响[9-12]。但目前仅了解大田生产过程中这3种形态氮素对菘蓝叶片叶绿素和光合效率的影响[13]。

为了更加深入地了解NH4+-N和NO3--N以及CO(NH2)2这3种氮素形态对板蓝根药材产量和品质的影响，采用大田实验法，以来源于5个主要产地的菘蓝种源为研究对象，通过仅施用NH4+-N、NO3--N或CO(NH2)2以及混施不同配比NH4+-N和NO3--N，研究不同氮素形态和混施比例对菘蓝的单株根鲜质量和干质量、根折干率、游离总氨基酸含量、可溶性蛋白质含量和总氮含量的影响，并综合分析不同形态氮素对菘蓝根生长及根中含氮成分总量的影响，旨在为菘蓝栽培生产过程中合理有效施用氮肥提供基础研究数据。

1　材料和方法

1.1材料

供试的菘蓝角果(生产中称种子)来源于安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛5个菘蓝主要产地，由南京农业大学中药材研究所王康才教授鉴定。实验地设在南京农业大学江浦农场园艺试验站，土壤为壤土，0～30 cm土层土壤的有机质含量为0.907 g·kg-1、全氮含量为1.5 g·kg-1、碱解氮含量为136 mg·kg-1、有效磷含量为19.5 mg·kg-1、速效钾含量为0.16 mg·kg-1，pH 6.35。使用的试剂均为分析纯。

1.2方法

1.2.1实验设计及处理方法于2013年5月21日，采用随机区组法对来源于不同种源的菘蓝角果进行条播，行距25 cm、株距7 cm；每个小区面积为3.75 m2(1.5 m×2.5 m)；小区间距40 cm、沟深30 cm，小区四周设1 m保护行。

共设置7个施氮处理组，包括NH4+-N、NO3--N和CO(NH2)2单独施用以及NH4+-N和NO3--N混合施用2种方式。其中，对照组(CK)不施氮肥，T1组仅施用NO3--N(由KNO3提供)，T2组仅施用NH4+-N〔由(NH4)2SO4提供〕，T3组混合施用氮素〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕， T4组混合施用氮素 〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕，T5组混合施用氮素〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕，T6组仅施用CO(NH2)2。各处理组的磷肥和钾肥用量相同(磷肥和钾肥均由KH2PO4提供)且施氮量一致(氮肥用量为675 kg·hm-2[14]；每个种源每处理各3个小区，每个小区视为1个重复，共105个小区；采用常规田间管理，正常施用磷肥和钾肥，并分别于2013年7月下旬和9月下旬施入氮肥，每次施氮量均为0.253 kg。施肥时，在行间挖浅沟浇入各处理组对应的处理液后覆土，所有处理液中均加入硝化抑制剂双氰胺(DCD)，其用量为处理液中氮含量的0.4%。

1.2.2生长指标的测定方法于2013年12月8日取样进行根系生长指标测定。每个小区随机选取10株样株，根系均挖至土壤表层下约30 cm处，且保证根系完整。分别去除各植株的芦头和茎叶，将根系清洗干净并吸干表面水分，使用电子天平称量单株根鲜质量；然后于105 ℃杀青15 min，并置于60 ℃条件下烘干至恒质量，准确称量单株根干质量；并按照公式“折干率=(单株根干质量/单株根鲜质量)×100%”计算根系的折干率。

1.2.3含氮成分的测定和计算方法将各种源10株样株的干燥根混合后粉碎，并过60目筛，备用。采用茚三酮比色法[15]测定游离总氨基酸含量；采用Bradford法[16]测定可溶性蛋白质含量；采用凯氏定氮法[17]，使用KjeltecTM8400 FOSS全自动凯氏定氮仪〔福斯赛诺分析仪器(苏州)有限公司〕测定总氮含量。每个指标均重复测定3次。根据游离总氨基酸含量、可溶性蛋白质含量和总氮含量以及单株根干质量分别计算单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮的总量，计算公式分别为：单株根中游离总氨基酸总量=根中游离总氨基酸含量×单株根干质量；单株根中可溶性蛋白质总量=根中蛋白质含量×单株根干质量；单株根中总氮总量=根中总氮含量×单株根干质量。

1.3数据统计和分析

采用EXCEL 2007和SPSS 17.0统计分析软件对相关实验数据进行处理和分析，并采用Duncan’s新复极差法对各处理组间的数据进行多重比较。

2　结果和分析

2.1不同氮素形态及配比对菘蓝根质量的影响

施用不同形态及配比的氮素后菘蓝根质量的比较结果见表1。由表1可见：T1组(仅施用NO3--N)中甘肃张掖、安徽阜阳和山西运城种源的单株根鲜质量和干质量均略高于各自的对照，但总体上均与对照无显著差异(P>0.05)；T2组(仅施用NH4+-N)中甘肃张掖和安徽阜阳种源，T3组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N) =75∶25〕中安徽阜阳和陕西商洛种源，T4组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕中甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源，T5组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕中安徽阜阳种源以及T6组〔仅施用CO(NH2)2-N〕中甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源的单株根鲜质量和干质量也均高于各自的对照，且大多与对照无显著差异；此外，T5组中甘肃张掖种源的单株根鲜质量和T6组中安徽亳州种源的单株根干质量也略高于各自的对照。

由表1还可见：各处理条件下安徽亳州种源的单株根鲜质量和干质量基本上均低于其对照，而安徽阜阳种源的单株根鲜质量和干质量则均高于其对照；在多数处理条件下，甘肃张掖种源的单株根鲜质量和干质量也高于其对照。各处理条件下，安徽亳州种源的单株根鲜质量最高值较对照下降1.57%，其单株根干质量最高值较对照升高7.82%；而甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源的单株根鲜质量最高值分别较各自对照升高73.22%、85.83%、56.02%和44.96%，单株根干质量最高值分别较各自对照升高77.64%、96.48%、54.81%和45.04%。

从各处理组中的菘蓝根折干率(表1)来看，在多数处理条件下，甘肃张掖和安徽阜阳种源的根折干率基本上均高于各自的对照，陕西商洛种源的根折干率则基本上均低于其对照；T5和T6组中，安徽亳州和山西运城种源的根折干率均高于各自的对照。但总体来看同一种源各处理组间菘蓝的根折干率无显著差异。

处理组2)Treatmentgroup2)各种源的单株根鲜质量/g Rootfreshweightperplantofdifferentprovenances安徽亳州 BozhouofAnhui 甘肃张掖 ZhangyeofGansu 安徽阜阳FuyangofAnhui山西运城YunchengofShanxi陕西商洛 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

处理组2)Treatmentgroup2)各种源的单株根干质量/g Rootdryweightperplantofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肃张掖ZhangyeofGansu安徽阜阳FuyangofAnhui 山西运城 YunchengofShanxi陕西商洛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

处理组2)Treatmentgroup2)各种源的根折干率/% Rootdryingrateofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肃张掖ZhangyeofGansu安徽阜阳FuyangofAnhui山西运城YunchengofShanxi陕西商洛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)同列中不同的小写字母表示差异显著(P<0.05) Different small letters in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)CK: 对照(不施氮素) The control (without applying nitrogen); T1: 仅施用NO3--N Only applying NO3--N; T2: 仅施用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: 仅施用CO(NH2)2Only applying CO(NH2)2.

2.2不同氮素形态及配比对菘蓝根中含氮成分含量的影响

施用不同形态及配比的氮素后菘蓝根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮含量见表2。结果表明：同一处理条件下，不同种源间菘蓝根中的游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮含量均有差异；而同一种源菘蓝根中的游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮含量在不同处理条件下也有差异。

2.2.1对根中游离总氨基酸含量的影响由表2可以看出：T1组(仅施用NO3--N)中甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源菘蓝根中游离总氨基酸含量均高于各自的对照；T2组(仅施用NH4+-N)中安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源，T3组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕中甘肃张掖、山西运城和陕西商洛种源，T4组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕中安徽亳州、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源，T5组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕中安徽亳州、安徽阜阳和山西运城种源根中的游离总氨基酸含量也均高于或显著(P<0.05)高于各自的对照；而T6组〔仅施用CO(NH2)2〕中5个种源的游离总氨基酸含量均显著低于各自的对照。

由表2还可以看出：安徽亳州种源菘蓝根中的游离总氨基酸含量仅在T4和T5组中高于其对照，甘肃张掖种源根中的游离总氨基酸含量仅在T1和T3组中高于其对照，安徽阜阳种源根中的游离总氨基酸含量在T1、T2、T4和T5组中均高于其对照，山西运城种源根中的游离总氨基酸含量在T1、T2、T3、T4和T5组中均高于其对照，陕西商洛种源根中的游离总氨基酸含量则在T1、T2、T3和T4组中均高于其对照。安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源根中游离总氨基酸含量最高值分别较各自对照升高3.46%、6.91%、20.19%、45.82%和11.90%。

2.2.2对根中可溶性蛋白质含量的影响由表2可见：不同处理条件下，大多数种源根中可溶性蛋白质含量低于各自的对照，仅T1组中安徽阜阳和陕西商洛种源，T2组中甘肃张掖种源，T3组中安徽亳州、安徽阜阳和陕西商洛种源，T4和T5组中甘肃张掖和安徽阜阳种源，T6组中安徽阜阳种源根中的可溶性蛋白质含量均高于各自的对照。

处理组2)Treatmentgroup2)各种源根中游离总氨基酸含量/mg·g-1 Contentoffreetotalaminoacidsinrootofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肃张掖ZhangyeofGansu安徽阜阳FuyangofAnhui山西运城YunchengofShanxi陕西商洛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

处理组2)Treatmentgroup2)各种源根中可溶性蛋白质含量/mg·g-1 Contentofsolubleproteininrootofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肃张掖ZhangyeofGansu安徽阜阳FuyangofAnhui山西运城YunchengofShanxi陕西商洛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

处理组2)Treatmentgroup2)各种源根中总氮含量/mg·g-1 Contentoftotalnitrogeninrootofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肃张掖ZhangyeofGansu安徽阜阳FuyangofAnhui山西运城YunchengofShanxi陕西商洛 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)同列中不同的小写字母表示差异显著(P<0.05) Different small letters in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)CK: 对照(不施氮素) The control (without applying nitrogen); T1: 仅施用NO3--N Only applying NO3--N; T2: 仅施用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: 仅施用CO(NH2)2Only applying CO(NH2)2.

由表2还可见：安徽亳州种源根中的可溶性蛋白质含量仅在T3组中显著高于其对照，甘肃张掖种源根中的可溶性蛋白质含量在T2、T4和T5组中均显著高于其对照，安徽阜阳种源根中的可溶性蛋白质含量在T1、T3、T4、T5和T6组中均高于或显著高于其对照，山西运城种源根中的可溶性蛋白质含量在供试的6个处理组中均低于其对照，陕西商洛种源根中的可溶性蛋白质含量在T1和T3组中均高于其对照。安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳和陕西商洛种源根中的可溶性蛋白质含量最高值分别较各自对照升高3.11%、130.87%、98.39%和16.84%，而山西运城种源根中的可溶性蛋白质含量最高值则较其对照降低0.59%。

2.2.3对根中总氮含量的影响由表2可见：T1、T2和T3组中甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源根中的总氮含量均显著高于各自的对照，T4组各种源根中的总氮含量均高于或显著高于各自的对照，T5组中安徽亳州、安徽阜阳和陕西商洛种源根中的总氮含量也均高于各自的对照，T6组中各种源根中的总氮含量则大多显著低于各自的对照。

由表2还可见：安徽亳州种源根中的总氮含量仅在T4和T5组中高于其对照，甘肃张掖和山西运城种源根中的总氮含量在T1、T2、T3和T4组中均高于各自的对照，而安徽阜阳和陕西商洛种源根中的总氮含量则在T1、T2、T3、T4和T5组中均高于各自的对照。安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源根中的总氮含量最高值分别较各自对照升高3.33%、8.44%、28.54%、14.16%和30.91%。

2.3不同氮素形态及配比对菘蓝单株根中含氮成分总量的影响

施用不同形态及配比氮素后菘蓝单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮的总量见表3。结果表明：同一处理条件下，不同种源间菘蓝单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量均有差异；而同一种源菘蓝单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量在不同处理条件下也有差异。

2.3.1对单株根中游离总氨基酸总量的影响由表3可以看出：T1组(仅施用NO3--N)中甘肃张掖、安徽阜阳和山西运城种源，T2组(仅施用NH4+-N)中甘肃张掖和安徽阜阳种源，T3组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕中安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源，T4组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=50∶50〕中甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源，T5组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=25∶75〕中安徽阜阳和山西运城种源，T6组中甘肃张掖和山西运城种源菘蓝的单株根中游离总氨基酸总量均高于各自的对照。

由表3还可以看出：安徽亳州种源的单株根中游离总氨基酸总量在各处理组中均低于其对照，甘肃张掖种源的单株根中游离总氨基酸总量在T1、T2、T4和T6组中均高于其对照，安徽阜阳种源的单株根中游离总氨基酸总量在T1、T2、T3、T4和T5组中均高于其对照，山西运城种源的单株根中游离总氨基酸总量在T1、T3、T4、T5和T6组中均高于其对照，陕西商洛种源的单株根中游离总氨基酸总量在T3和T4组中均高于其对照。甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源的单株根中游离总氨基酸总量最高值分别较各自对照升高75.73%、 135.99%、 51.81%和52.88%，而安徽亳州种源的单株根中游离总氨基酸总量最高值则较其对照降低20.52%。

2.3.2对单株根中可溶性蛋白质总量的影响由表3可见：T1组中甘肃张掖、安徽阜阳和山西运城种源，T2组中甘肃张掖和安徽阜阳种源，T3组中安徽阜阳和陕西商洛种源，T4组中甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源，T5组中安徽阜阳种源以及T6组中甘肃张掖、安徽阜阳和山西运城种源的单株根中可溶性蛋白质总量均高于各自的对照。

由表3还可见：安徽亳州种源的单株根中可溶性蛋白质总量在各处理组中均低于其对照，甘肃张掖种源的单株根中可溶性蛋白质总量在T1、T2、T4和T6组中均高于其对照，安徽阜阳种源的单株根中可溶性蛋白质总量在6个处理组中均高于其对照，山西运城种源的单株根中可溶性蛋白质总量在T1、T4和T6组中均高于其对照，陕西商洛种源的单株根中可溶性蛋白质总量在T3和T4组中均高于其对照。甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源的单株根中可溶性蛋白质总量最高值分别较各自对照升高310.31%、194.50%、54.02%和50.00%，而安徽亳州种源的单株根中可溶性蛋白质总量最高值则较其对照降低31.66%。

2.3.3对单株根中总氮总量的影响由表3可以看出：T1和T6组中甘肃张掖、安徽阜阳和山西运城种源的单株根中总氮总量均高于其各自的对照；T2和T3组中甘肃张掖和安徽阜阳种源的单株根中总氮总量也高于各自的对照；T4组中甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源的单株根中总氮总量均高于各自的对照；T5组中安徽阜阳和陕西商洛种源的单株根中总氮总量也均高于各自的对照。

表3不同氮素形态及配比对不同种源菘蓝单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量的影响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)

处理组1)Treatmentgroup1)各种源单株根中游离总氨基酸总量/mg Totalamountoffreetotalaminoacidsinrootperplantofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肃张掖ZhangyeofGansu安徽阜阳FuyangofAnhui山西运城YunchengofShanxi陕西商洛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

处理组1)Treatmentgroup1)各种源单株根中可溶性蛋白质总量/mg Totalamountofsolubleproteininrootperplantofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肃张掖ZhangyeofGansu安徽阜阳FuyangofAnhui山西运城YunchengofShanxi陕西商洛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

处理组1)Treatmentgroup1)各种源单株根中总氮总量/mg Totalamountoftotalnitrogeninrootperplantofdifferentprovenances安徽亳州BozhouofAnhui甘肃张掖ZhangyeofGansu安徽阜阳FuyangofAnhui山西运城YunchengofShanxi陕西商洛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: 对照(不施氮素) The control (without applying nitrogen); T1: 仅施用NO3--N Only applying NO3--N; T2: 仅施用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: 仅施用CO(NH2)2Only applying CO(NH2)2.

由表3还可以看出：安徽亳州种源的单株根中总氮总量在供试的6个处理组中均低于其对照，甘肃张掖种源的单株根中总氮总量在T1、T2、T3、T4和T6组中均高于其对照，安徽阜阳种源的单株根中总氮总量在供试的6个处理组中均高于其对照，山西运城种源的单株根中总氮总量在T1、T4和T6组中均高于其对照，陕西商洛种源的单株根中总氮总量则在T3、T4和T5组中均高于其对照。甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源的单株根中总氮总量最高值分别较各自对照升高88.70%、 125.02%、 52.62%和76.46%，而安徽亳州种源的单株根中总氮总量则较其对照降低12.97%。

3　讨论和结论

虽然植物能够吸收和利用的氮素形态以NO3--N为主[18]，但若在生长过程中仅单纯供应NO3--N往往会导致蔬菜可食部分的硝酸盐含量偏高，对人体健康构成潜在威胁[19]，因此，施用适当配比的NH4+-N和NO3--N混合肥对作物生长和人类健康更为有利。Libert等[20]认为，适当增施NH4+-N不仅能够提高作物的产量，还能够显著降低菠菜(SpinaciaoleraceaLinn.)体内的硝酸盐和草酸含量。本研究中，分别单独施用NH4+-N或NO3--N均能够提高甘肃张掖和安徽阜阳种源菘蓝的单株根鲜质量和干质量，并且安徽阜阳种源的单株根鲜质量和干质量在混合施用NH4+-N和NO3--N的T5处理组〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N) =25∶75〕中最高，说明在NH4+-N和NO3--N混合施用时高比例的NO3--N对安徽阜阳种源菘蓝的单株根质量的积累具有明显的促进作用，与李霞等[21]对黄檗(PhellodendronamurenseRupr.)的相关研究结果一致。陕西商洛种源菘蓝的单株根鲜质量和干质量以及根折干率在多数处理组中均低于其对照，推测这可能与不同种源存在遗传差异，导致其生理代谢存在差异有关。这一结论与唐晓清等[22]的相关研究结果相似。仅施用CO(NH2)2能够明显提高安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳和山西运城种源的单株根干质量和根折干率，说明在菘蓝栽培生产中适时追施CO(NH2)2有利于提高其根的产量。

通常，环境中的无机氮被植物吸收后首先被同化为氨基酸，经过一系列生理代谢过程，最终被用于氮源同化和“源—库”转运[23]，并直接或间接影响植物的生长和发育。氨基酸是合成蛋白质的前体物质，其含量可直接影响植物体内的蛋白质水平[24]，且具有减轻生物体内重金属离子毒害、抗氧化及钝化病原菌毒素等作用[25]。总氮含量可作为鉴定板蓝根药材品质的指标之一，能够在一定程度上反映板蓝根中氨基酸和生物碱的含量，同时也能反映菘蓝体内的氮代谢水平[26]。因此，外源氮素的供应量与植物体内的氨基酸、蛋白质等含氮成分及总氮水平之间具有十分密切的关系。本研究中，单独施用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〕均能够提高甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛种源菘蓝根中的总氮含量；仅施用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，安徽阜阳种源根中的游离总氨基酸含量、可溶性蛋白质含量和总氮含量均高于对照；仅施用NO3--N或者混合施用NH4+-N和NO3--N〔n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25〕后，陕西商洛种源根中的游离总氨基酸含量、可溶性蛋白质含量和总氮含量也高于对照；在6种施氮条件下山西运城种源根中的可溶性蛋白质含量均低于对照；而仅施用CO(NH2)2后5个种源菘蓝根中的游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮含量基本上也均低于各自的对照。说明仅施用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〕均有利于安徽阜阳种源根中含氮成分的积累；而仅施用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〕则有利于陕西商洛种源根中含氮成分含量的提高；但酰胺态氮则对5个种源根中含氮成分的积累无促进作用。

肖云华等[14]的研究结果表明：药用植物的生长量与有效成分含量的积累过程大多不一致，且两者之间常互为消长。例如，胁迫环境通常可导致药用植物体内次生代谢产物含量提高，而良好的生存条件对药用植物的生长和产量提高却较为有利[27]。因此，在药用植物的栽培生产中，应该综合考虑药材的产量和质量，以实现药材产量和有效成分含量的最优化。但在本研究中，供试6种施氮条件下，安徽阜阳种源菘蓝的单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量均高于其对照，而其单株根鲜质量和干质量也均高于其对照；仅施用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，甘肃张掖种源的单株根中上述3种含氮成分总量均较对照有所提高，以仅施用NH4+-N的效应最大，而其单株根鲜质量和干质量也均高于对照；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〕条件下，陕西商洛种源的单株根中3种含氮成分总量均高于其对照，并以混合施用n(NH4+-N)∶n(NO3--N)=75∶25的促进效果最佳，而这2个处理组中其单株根鲜质量和干质量也显著高于对照和其他处理组。说明对不同种源菘蓝根生长有利的施氮条件对其根中含氮成分(氨基酸和蛋白质)的合成也有利，一方面这些含氮成分与植株的生长息息相关，另一方面施氮也直接影响植株体内含氮成分的合成及代谢。因此，施氮处理对菘蓝根生长量和含氮成分含量的影响效应与通常植物生长量和其体内次生代谢产物水平的关系有所不同。

综上所述，不同种源菘蓝适宜的施氮条件有一定差异，而不同的含氮成分对应的施肥条件也有所不同，因此，在菘蓝的栽培生产过程中，应根据不同种源和药材需求而采取各自适宜的氮肥施用措施，以便更好地控制菘蓝植株的生长和发育，并获取高产、优质的板蓝根药材。

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(责任编辑： 佟金凤)

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

国家自然科学基金资助项目(31171486); 国家大学生创新创业训练计划(201310307026)

吕婷婷(1990—)，女，江西吉安人，硕士研究生，主要从事药用植物栽培与中药质量控制方面的研究。

Q945.79; S567.2； R282.2

A

1674-7895(2016)01-0062-09