氨基酸态氮对油茶嫁接苗生长的影响

李安亮，陈永忠 ，王 瑞，王爱云

（1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；3.国家油茶工程技术研究中心，湖南 长沙 410004)

氨基酸态氮对油茶嫁接苗生长的影响

李安亮1,2,3，陈永忠2,3，王 瑞1,2,3，王爱云1

（1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；3.国家油茶工程技术研究中心，湖南 长沙 410004)

以1年生油茶嫁接苗为研究对象，通过施肥试验，研究不同氨基酸态氮对油茶苗木生长的影响。结果表明：甘氨酸作为氮源能够促进油茶嫁接苗苗高、地径、生物量的增长，随施氮水平提高，苗高、地径、植株鲜重与干物重均随之增加，但浓度超过3 mmol/L后，促进作用有所减弱。等氮条件下，不同氮源对油茶各生长和生理指标的影响显著不同，其中甘氨酸、赖氨酸和丙氨酸对促进油茶嫁接苗苗高、地径和生物量的增长效果最好，赖氨酸态氮处理的油茶苗木叶片叶绿素含量、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均最高，故在试验所采用的6种氨基酸态氮中，甘氨酸、赖氨酸和丙氨酸态氮能够被油茶嫁接苗较好地吸收利用。

油茶；嫁接苗；氨基酸态氮；硝态氮；施肥

油茶Camellia oleiferaAbel.是指山茶科、山茶属植物中油脂含量与经济价值较高的常绿灌木或小乔木，是中国原产且最为重要的木本食用油料树种[1]。近年来，学者们在油茶施肥方面进行了大量研究[2-5]，其栽培、管理措施也受到了广泛的关注。许多研究表明，氮肥对油茶苗木生长和产量的提高有着非常重要的作用[6-7]。

氮是维持植物正常生长代谢必不可少的营养元素之一，土壤中氮的形态主要有无机态氮（包括铵态氮和硝态氮）和有机态氮（包括氨基酸态氮）。长期以来，学者们普遍认为无机态氮是植物主要吸收利用的氮素形态，并在无机态氮的植物营养效应方面进行了大量的研究。而对于有机态氮的看法则是有机态氮必须分解为无机态氮后，才能够被植物吸收，因而学者们在植物对有机态氮的吸收和利用方面的研究相对较少，且这些研究主要是针对特殊环境下的特殊植物（莎草）、模式之物（拟南芥）、大田作物（小麦、水稻）以及一些蔬菜作物（番茄、白菜）上[8]。随着科学技术的发展和研究的深入，越来越多的证据显示，植物在生长发育过程中能够很好的吸收有机态氮[9-11]。氨基酸态氮作为有机态氮的一种，对植物生长发育有着重要的影响[12-16]。此外，氨基酸作为生物蛋白质的基本组成成分之一，原料来源充足，若能够在经济林木上推广使用，不但价格低廉，而且无污染，因此具有广阔的应用前景。本试验以1年生油茶嫁接苗为材料，研究不同浓度甘氨酸、不同种类氨基酸态氮对油茶的生长和生理指标的影响，以期为阐述油茶对氨基酸态氮的吸收利用情况、丰富和完善油茶施肥理论提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1年生油茶芽苗砧嫁接苗，穗条品种为朝霞。

1.2 试验设计

1.2.1 不同浓度甘氨酸施肥处理试验

试验共设置3个甘氨酸浓度处理，分别在营养液中加入1、3、5 mmol甘氨酸，另以无氮处理为对照，每个处理45株（3个重复，每个重复15株）。于2014年7月16日开始第一次施肥处理，之后每隔1周施肥1次，共10次。除施肥外，试验过程中进行正常浇水，除草等管护。营养液配方如表1所示。

表1 营养液配方Table 1 Elements of the nutrient solution mg/L

1.2.2 不同种类氨基酸施肥处理试验

以无氮处理为对照，选择甘氨酸（Gly）、赖氨酸（Lys）、谷氨酸（Glu）、丙氨酸（Ala）、色氨酸（Trp）、亮氨酸（Leu）6种氨基酸进行氨基酸种类对油茶生长影响研究。同时设置硝态氮处理，用于比较无机氮和氨基酸态氮对油茶的不同影响。除CK外，各处理间氮的含量相同，都是42 mg/L即3 mmol，只是形态不同，其他必须大量和微量元素保持在相同水平，具体配方同不同浓度甘氨酸施肥试验。每个处理45株（3个重复，每个重复15株）。于2014年7月16日开始第一次施肥处理，之后每隔1周施肥1次，共10次。除施肥外，试验过程中进行正常浇水，除草等管护。

1.3 调查指标及方法

1.3.1 生长指标的测定

于2014年11月底苗木生长基本停止时进行取样调查。记录新梢长、叶片数、新梢数；用游标卡尺测定地径，直尺测定苗高；将取样的油茶苗小心去除无纺布和基质，放入水中浸泡，待根系周围泥土软化后用水冲洗干净，尽量避免损坏根系，用吸水纸吸去植株表面残余的水分，分别称量地上部分和地下部分的鲜重，然后放入105 ℃烘箱中杀青30 min，再在80 ℃下烘干至恒质量，称量地上部分和地下部分的干质量。

1.3.2 生理指标的测定

叶绿素含量采用无水乙醇法测定[17]；根系活力采用亚甲基蓝染色法测定[18]。

1.4 数据分析

数据用Excel 2003和SPSS 19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 甘氨酸浓度对油茶嫁接苗生长的影响

2.1.1 不同浓度甘氨酸态氮对油茶嫁接苗苗高、地径和叶片数的影响

如表2所示，施肥后，与无氮对照相比，油茶嫁接苗苗高在低浓度（1 mmol/L）甘氨酸处理下与对照差异不显著，高浓度时差异极显著，浓度为3 mmol/L时，苗高达到最大值，随后又降低。这表明，甘氨酸可以促进油茶嫁接苗地上部的生长，但浓度超过3 mmol/L后，油茶嫁接苗苗高有所下降。

表2 不同浓度甘氨酸态氮对油茶苗高、地径和叶片数的影响†Table 2 Effects of different Gly-N concentrations on plant height, number of leaf and ground diameter of Camellia oleifera

在地径方面，各浓度甘氨酸处理的油茶嫁接苗地径均极显著高于对照，以3 mmol/L处理的地径最大，但不同浓度间差异不显著。这表明，甘氨酸可以促进油茶嫁接苗地径的增长，但提高甘氨酸浓度，其地径的增加并不显著。

在叶片数方面，随甘氨酸浓度增加，叶片数也随之增加，但不同浓度甘氨酸处理的油茶叶片数与对照没有显著差异。

2.1.2 不同浓度甘氨酸态氮对油茶嫁接苗生物量分配的影响

生物量是表征植物生长发育的数量指标。氮素浓度过高或过低都影响着植株的鲜质量和干质量。如表3所示，不同浓度甘氨酸态氮对油茶嫁接苗生物量的影响不同，与对照相比，低浓度时地上部鲜质量与对照差异不显著，当甘氨酸浓度达到3 mmol/L时，地上部鲜质量极显著高于对照；地下部鲜质量随甘氨酸浓度的升高而增加，浓度为3 mmol/L时，达到最大值，浓度为5 mmol/L时略有下降；植株鲜质量以3 mmol/L时最大，植株鲜质量为6.46 g，比对照增加了87.2%；植株干物质量以5 mmol/L时最大，植株干质量为2.20 g，比对照增加了88.0%。

表3 甘氨酸浓度对油茶地上、地下部鲜重和干物重的影响Table 3 Effects of different Gly-N concentrations on shoot, root FW and DW of Camellia oleifera

2.2 不同氮源对油茶嫁接苗生长的影响

2.2.1 不同氮源对油茶嫁接苗苗高、地径和叶片数的影响

等氮条件下，不同氮源对油茶嫁接苗苗高的影响有所不同（见表4）。由表4可以看出，甘氨酸、赖氨酸、丙氨酸、色氨酸和亮氨酸处理的苗高均极显著高于对照，谷氨酸处理的苗高显著高于对照，硝态氮处理与对照无显著差异。由此可见，作为氮源，各氨基酸态氮均可促进油茶嫁接苗苗高的增长，且促进作用优于硝态氮处理，其中又以甘氨酸态氮的效果最佳。

在地径方面，甘氨酸、赖氨酸和亮氨酸处理极显著高于对照，其余各处理与对照均无显著差异。说明甘氨酸、赖氨酸和亮氨酸处理可以极显著促进油茶嫁接苗地径的增长，其余各氨基酸及硝态氮处理下，地径虽有所增加，但同对照相比均没有显著差异。

表4 不同氮源处理对油茶苗高、地径和叶片数的影响Table 4 Effects of different nitrogen sources on plant height, ground diameter and number of leaf of Camellia oleifera

在叶片数方面，甘氨酸处理极显著高于对照，色氨酸处理显著高于对照，其余各处理与对照均无显著差异。这表明，与对照相比，甘氨酸和色氨酸处理加速了油茶嫁接苗叶片的分化和生长。

2.2.2 不同氮源对油茶嫁接苗地上、地下部鲜质量和干物质量的影响

如表5所示，各处理地上部鲜重顺序为赖氨酸＞丙氨酸＞甘氨酸＞亮氨酸＞色氨酸＞谷氨酸＞硝态氮＞CK。赖氨酸处理的油茶地上部鲜质量最大，极显著高于对照；其次为丙氨酸和甘氨酸处理，显著高于对照；亮氨酸、色氨酸、谷氨酸和硝态氮处理与对照无显著差异。这表明，作为氮源，赖氨酸、丙氨酸和甘氨酸能够显著的促进油茶嫁接苗茎叶的生长。

各处理根系鲜质量顺序为丙氨酸＞谷氨酸＞亮氨酸＞赖氨酸＞甘氨酸＞硝态氮＞色氨酸＞CK。以丙氨酸处理最高，显著高于对照，其余各处理与对照均无显著差异。这表明，除丙氨酸能够显著促进油茶嫁接苗根系鲜质量增加外，其余氨基酸和硝态氮处理对油茶嫁接苗根系鲜质量无显著影响。

各处理地上部干质量顺序为丙氨酸＞赖氨酸＞甘氨酸＞亮氨酸＞色氨酸＞谷氨酸＞硝态氮＞CK。其中丙氨酸和赖氨酸处理的油茶嫁接苗地上部干重显著高于对照；其余各处理与对照差异不显著。说明作为氮源，丙氨酸和赖氨酸可以显著地促进油茶嫁接苗地上部干物质的积累。

各处理根系干质量的顺序为丙氨酸＞谷氨酸＞亮氨酸＞赖氨酸＞甘氨酸＞色氨酸＞CK＞硝态氮。以丙氨酸处理最高，显著高于对照，其余各处理与对照均无显著差异。说明丙氨酸能够显著促进油茶嫁接苗根系干物质的积累。

表5 不同氮源处理对油茶地上、地下部干鲜质量的影响Table 5 Effects of different nitrogen sources on shoot, root FW and DW of Camellia oleifera

2.2.3 不同氮源对油茶嫁接苗叶片光合色素含量的影响

由表6所示，从各处理油茶叶片中光合色素的含量来看，除亮氨酸外，其余5种氨基酸及硝态氮处理，都极显著提高了油茶叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量，其中又以赖氨酸处理为最佳，这表明这5种氨基酸均有利于油茶嫁接苗叶片中光合色素的积累。

2.2.4 不同氮源对油茶嫁接苗根系活力的影响

如表7所示，在根系总吸收面积方面，赖氨酸和谷氨酸处理极显著高于对照，丙氨酸、硝态氮处理显著高于对照，其余各处理与对照无显著差异。在根系活跃吸收面积方面，赖氨酸处理显著高于对照，其余各处理与对照差异不显著；各处理之间也无显著差异。在活跃吸收面积占总吸收面积的比例方面，除丙氨酸处理显著低于对照外，其余各处理与对照无显著差异。在比面积方面，赖氨酸、谷氨酸和亮氨酸处理极显著低于对照，甘氨酸、丙氨酸、色氨酸和硝态氮处理显著低于对照。由此可见，对照比面积相对其他各处理的要大，这是由于缺乏氮素营养对根系体积生长不利，根系的空间生长受到较大影响而导致的结果。

表6 不同氮源对油茶叶片光合色素含量的影响Table 6 Effects of different nitrogen sources on leaf photosynthetic pigment contents of Camellia oleifera

表7 不同氮源对油茶根系活力的影响Table 7 Effects of different nitrogen sources on root activity of Camellia oleifera

3 结论与讨论

（1）甘氨酸作为氮源可以促进油茶嫁接苗苗高和地径的生长，当氮素浓度为3 mmol/L时，苗高和地径均达到最大值，极显著高于对照。但浓度浓度超过3 mmol/L后，二者均有所下降，但仍极显著优于对照，没有出现抑制苗高和地径生长的现象。不同浓度甘氨酸态氮处理的油茶叶片数与对照无显著差异。在生物量方面，各施肥处理植株鲜重和干物重均随甘氨酸态氮浓度的升高而升高，当浓度超过3 mmol/L后，鲜重略有下降，但显著高于对照。

（2）等氮条件下与无氮对照相比，不同氮源对油茶嫁接苗各生长和生理指标的影响不同。在苗高方面，以甘氨酸处理的效果最佳，其次为赖氨酸、丙氨酸、色氨酸和亮氨酸，均极显著高于对照。在地径方面，甘氨酸、赖氨酸和亮氨酸处理可以极显著促进油茶嫁接苗地径的增长。在叶片数方面，甘氨酸和色氨酸处理显著高于对照，加速了油茶嫁接苗叶片的分化和生长。在生物量方面，赖氨酸、丙氨酸和甘氨酸能够显著的促进油茶嫁接苗茎叶的生长；丙氨酸能够显著促进油茶嫁接苗根系鲜重的增加和根系干物质的积累；丙氨酸和赖氨酸可以显著地促进油茶嫁接苗地上部干物质的积累。在光合色素含量方面，除亮氨酸外，其余5种氨基酸及硝态氮处理，都极显著提高了油茶叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量。在根系活力方面，根系总吸收面积和活跃吸收面积均以赖氨酸处理下最高，与对照相比差异显著。

氮素是植物体内氨基酸、蛋白质、核酸、叶绿素等物质的组成成分之一，氮素营养状况对植物生长发育、光合速率和生物量分配等都有着直接的影响[19]。甘氨酸作为分子量最小，结构最简单的一种游离氨基酸，在土壤中含量最高，是植物氨基酸态氮研究的理想氮源[20]。本试验对不同浓度甘氨酸态氮的施肥研究发现，甘氨酸浓度超过3 mmol/L后，苗高和地径均有所下降，但没有出现抑制苗高和地径生长的现象。这与王华静[21]发现的营养液中谷氨酰胺态氮浓度超过10 mmol/L后，会对小白菜的生长产生抑制作用的结果不同，这可能与试验所选用的氨基酸种类和植物类型不同有关。在生物量方面，当浓度超过3 mmol/L后，鲜重略有下降，但显著高于对照，这可能是由于氮素浓度较高而导致植株含水量减小造成的。

吴良欢和陶勤南研究发现无菌条件下水稻可以吸收甘氨酸和谷氨酸态氮[22-23]。莫良玉等以水稻、小麦、绿豆和大白菜为材料进行试验，结果显示甘氨酸、谷氨酸、赖氨酸等氨基酸态氮都能够被上述植物吸收[24]。刘伟的试验结果证实番茄和小白菜可以吸收利用分子态的甘氨酸[8]。张政的试验结果发现黄瓜也可以直接吸收利用甘氨酸[20]。本研究所得结果与上述研究相一致，在试验所采用的6种氨基酸态氮中，甘氨酸、赖氨酸和丙氨酸态氮均能够被油茶嫁接苗较好地吸收利用。

氨基酸态氮肥具有安全、无污染等优点，在生产上存在巨大的潜力和广阔的应用前景。本试验表明，油茶嫁接苗可以吸收利用有机营养，但目前对于其吸收机理尚不清楚，还有待进一步研究。

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Effects of amino acid-N sources on growth of grafted seedling inCamellia oleifera

LI An-liang1,2,3, CHEN Yong-zhong2,3, WANG Rui1,2,3,WANG Ai-yun1
（1.Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China; 2.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, Hunan, China; 3.National Oil-tea Camellia Engineering &Technology Research Center, Changsha 410004, Hunan, China）

Through the fertilization experiment, the effect of different amino acid-N sources on the growth of one-yearCamellia oleiferagrafting seedlings was studied.The results showed that glycine as the nitrogen source could be improved the growth of height, ground diameter and biomass ofCamellia oleiferagrafting seedlings, and the seedlings height, ground diameter, plant FW and DW increased with the increase of N-fertilizer use, while these parameters decreased when the concentration of glycine exceed 3 mmol/L.Furthermore,under the same nitrogen conditions, the effects of different nitrogen sources on the growth and physiological indexes ofCamellia oleiferawere signi fi cantly different.The glycine, lysine and alanine in promoting the growth of height, ground diameter and biomass ofCamellia oleiferagrafting seedlings were best.Under the lysine-N treatment, the leaf chlorophyll content, total root absorption area and root active absorption area were the highest.These results indicated that in the six amino acid nitrogen, glycine, lysine and alanine nitrogen can be better absorption and utilization by theCamellia oleiferagrafting seedlings.

Camellia oleifera; grafting seedlings; amino acid-N; nitrate-N; fertilization

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.07.005

http: //qks.csuft.edu.cn

A

1673-923X(2016)07-0025-06

2015-05-26

湖南省科技重大专项“油茶良种繁育与生态高效培育关键技术研究与示范”(2013FJ1006)

李安亮，硕士研究生

王爱云，教授，博士；E-mail：aiyunwang87@163.com

李安亮, 陈永忠, 王 瑞,等.氨基酸态氮对油茶嫁接苗生长的影响[J].中南林业科技大学学报，2016, 36(7): 25-30.

[本文编校：吴 毅]