硝铵态氮不同配比对葡萄幼树生长及成花的影响
2019-11-30智红宁吴立国
智红宁,吴立国,潘 静
(宁夏葡萄酒与防沙治沙职业技术学院,宁夏永宁 750001)
“夏黑”葡萄原产日本,是欧美杂交三倍体品种,由日本山梨县果树试验场于1968 年用巨峰与无核白杂交选育而成,于1997 年获得品种登记[1]。‘夏黑’作为早熟鲜食葡萄品种在我国有一定的栽培面积[2]。氮素被称为“生命元素”,是构成氨基酸、蛋白质、核酸、叶绿素、激素、维生素、生物碱等物质的重要组分,其主要作用是促进营养生长,提高光合效能,保证植株的正常生长发育。硝态氮和铵态氮是植物生长的2 种主要的氮素形态,植物对这2 种形态氮素的吸收主要受植物品种、土壤理化性质、植株生长情况的影响[3]。有关氮肥施用量对植物生长及产量的影响已有许多报道[4-6]。李亚东等[7]研究显示,NH4+-N/NO3--N 为4︰2 处理时越桔植株延长枝的净生长量、基生枝长度、基生枝数量及叶面积均明显增加,产量最高,为779.31g/株。目前在冬枣[8]、脐橙[9]、刺梨[10]、甜瓜[11]等果树上研究表明,硝态氮和铵态氮以适宜比例混合施用能更好地促进作物的生长发育,提高果实品质。黎冰等[12]研究表明,NH4+-N 与NO3--N 配施能促进赤霞珠葡萄新梢和叶片的生长,提高葡萄叶片光合特性,其中NH4+-N/NO3--N 为75︰25处理的效果较优。目前的相关研究对象均为酿酒葡萄,有关硝铵态氮不同配比对温室鲜食葡萄幼树成花影响的研究报道几乎未见,现以夏黑葡萄为试材研究硝铵态氮不同配比对葡萄幼树生长成花的影响,探明适宜温室夏黑葡萄幼树期生长的氮素形态及配比,为合理施用氮肥提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2017 年在宁夏贺兰县设施农业基地新平园区内35 号日光温室内进行,供试品种为欧美杂交种鲜食葡萄夏黑,1 年生自根苗。2015 年2 月定植,株行距为1m×1.5m,东西行向,篱架古约特式整形,5 月10日后揭膜,苗木生长期间正常管理。
1.2 试验设计
试验共设5 个处理,按硝态氮铵态氮分别为:T1处理(硝铵比100︰0),T2处理(硝铵比75︰25),T3处理(硝铵比50︰50),T4处理(硝铵比25︰75),T5处理(硝铵比0︰100)。采用随机区组设计,每处理5 株为1 个小区,3 次重复。氮肥种类为硝酸钾、硫酸铵及硝化抑制剂脒基硫脲(ASU)。葡萄苗观察到形成卷须后开始施用上述配方肥,10 天1 次直到8 月8 日立秋为止,每次施氮量为纯氮2g/株,硝化抑制剂用量为铵态氮肥有效成分的2%。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 生长指标。①枝条节间长的测定:落叶后测量供试植株第2~10 节位之间枝条的长度(皮尺)并除以节数。②节间粗度量测定:落叶后测量供试植株第2 芽位的粗细度(游标卡尺),取平均值。③萌芽率、果枝率调查:于2016 年2 月15 日温室升温2 个月后对各处理从剪口开始第1~5 节位萌芽率、果枝率和双穗率进行统计。萌芽率(%)=萌发芽眼数/总芽眼数×100,果枝率(%)=果枝数/新梢数×100。
1.3.2 生理指标。待夏黑葡萄幼树长至12 片叶时,进行摘心。10 天后(2015 年6 月20 日)采样,按区组对供试植株8~10 节分别取1 枚叶片,用液氮冻存,带回实验室冰箱保存。叶绿素a、b 及总叶绿素含量用直接浸提法测定,可溶性总糖和可溶性淀粉含量用蒽酮比色法测定。可溶性蛋白用考马斯亮蓝G-250 染色法测定。
1.4 数据处理与分析
试验数据采用DPS7.0 软件进行分析处理,差异显著性分析采用Duncan’s 新复极差法(p≤0.05),做图采用Excel 2016 软件。
2 结果与分析
2.1 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄新梢生长的影响
2.1.1 对新梢节间长度的影响。硝铵态氮不同配比对新梢节间生长的影响如图1 所示。高比例的硝态氮有利于夏黑新梢的生长,T2处理(硝铵比75︰25)的夏黑葡萄新梢节间长度达到最大,与T1处理全硝营养无差异,T3处理居中。T5处理全铵营养和T4处理(硝铵比25︰70)接近相等,与T2处理相比节间长度短13.5%。各个处理有随着铵态氮比例的增加节间长度缩短的趋势。也就是说高比例的铵态氮有制约新梢生长的倾向。
2.1.2 对新梢节间粗度的影响。硝铵态不同配比对新梢基部粗度的影响如图2 所示。混合比例的处理有利于夏黑新梢基部粗度的生长,T2处理(硝铵比70︰25)的夏黑葡萄新梢基部粗度达到最大,与T5处理全铵营养和T1处理全硝营养相比基部粗度分别增加22.3%、19.7%。葡萄新梢节间的平均长度和基部粗度是表证植株生长量和生长势的2 项指标。
图1 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄新梢节间长度的影响
图2 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄新梢基部粗度的影响
2.2 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄叶绿素含量的影响
作为合成叶绿素的必需元素之一,氮素形态对夏黑幼树叶片的叶绿素含量有一定影响,由表1 可以看出,在各混合氮素处理中,叶绿素a 含量总体由高到低依次为T3处理(硝铵比50︰50)>T2处理(硝铵比75︰25)>T4处理(硝铵比25︰75),其中T3处理(硝铵比50︰50)时叶绿素a 含量是全硝T1处理的1.2 倍,是全铵T5处理的1.16 倍,全铵T5处理比全硝T1处理的叶绿素a 含量提高了3.9%。各施氮处理中,全铵T5处理(硝铵比0︰100)叶片叶绿素b 含量总体最低;全硝T1处理(硝铵比100︰0)与T3处理(硝铵比50︰50)叶绿素b 含量均相等,均低于T2处理(硝铵比75︰25)和T4处理(硝铵比25︰75),与全铵T5处理间差异达到显著水平(P<0.05)。叶绿素总量也以混合态氮处理的较高,三者之间无显著差异。各处理夏黑幼树叶片总叶绿素含量由高到低依次为:T2处理(硝铵比70︰25)=T3处理(硝铵比50︰50)>T4处理(硝铵比25︰75)>T5全铵处理>T1全硝处理。
表1 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄叶绿素含量的影响
2.3 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄叶片碳水化合物的影响
2.3.1 可溶性总糖含量。由图3 可知,试验中各施氮处理能提高夏黑幼树叶片中可溶性总糖的含量。与混合氮处理总体比全硝、全铵处理有利于夏黑叶片中可溶性总糖含量的增加。混合氮素处理T3(硝铵比50︰50)叶片可溶性总糖含量最高,处理T3(硝铵比50︰50)>T2(硝铵比75︰25)=T4硝铵比(25︰75)>全铵处理T5(硝铵比0︰100)>全硝处理T1(硝铵比100︰0)。
2.3.2 可溶性淀粉含量。由图4 可看出,试验中各施氮处理叶片中可溶性淀粉含量以混合氮素处理为高,与全硝T1、全铵T5处理相比,混合氮处理有利于夏黑叶片中淀粉含量的增加。T4处理(硝铵比25︰75)的叶片可溶性淀粉含量最高,T2处理(硝铵比75︰25)次之,T3处理(硝铵比50︰50)最低。高比例的铵态氮有利于叶片中淀粉含量的增加,T4处理(硝铵比25︰75)分别是全铵T5处理、全硝T1处理的1.06 倍、1.12 倍。其中T2处理与T3处理无显著性差异外,其它各处理间均差异显著(P<0.05)。
图3 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄可溶性总糖的影响
图4 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄可溶性淀粉的影响
2.4 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄成花的影响
由图5 可知,混合比例的处理可以提高夏黑葡萄果枝率,T3处理的夏黑葡萄的果枝率最高,T5处理全铵营养的果枝率最低,T3处理与T1、T2、T5处理差异显著,与T4处理差异不显著。综上所述,T3处理(硝铵比50︰50)可以提高夏黑葡萄果枝率。
由图6 可知,混合比例的处理可以提高夏黑葡萄的结果系数,T2处理的夏黑葡萄的结果系数最高,T1处理全铵营养的果枝率最低,T2处理与T1、T4、T5处理差异显著,与T3处理差异不显著。综上所述,T2处理(硝铵比75︰25)可以提高夏黑葡萄的结果系数。
图5 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄果枝率的影响
图6 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄结果系数的影响
3 讨论与结论
3.1 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄生长的影响
许多研究结果表明,单一的氮素营养不利于植物的生长。Tabatabaei[13]和Britt[14]认为,全硝或全铵营养时,NO3-或NH4+的转移、同化要消耗大量能量,将导致蛋白质和糖类的合成量减少,最终使作物减产。混合氮营养更有利于植物生长。Clausse[15]研究表明NO3--N 和NH4+-N 以合适的比例施用,植株才能更好地生长。硝铵比75︰25 时可以促进番茄的生长发育[16]。本试验结果表明:对夏黑葡萄来说,T2处理(硝铵比75︰25)可以促进新梢节间长度及新梢基部粗度的生长。T2处理(硝铵比75︰25)新梢节间长度与T1全硝处理差异不显著,比T5全铵处理高13.5%。T2处理(硝铵比75︰25)新梢基部粗度比T1全硝处理高19.7%,比T5全铵处理高22.3%。
3.2 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄叶绿素含量的影响
葡萄叶片进行光合作用时吸收、传递和转化光能都需要叶绿素的参与[17],作为合成叶绿素的必需元素之一,氮素的形态和量直接影响叶绿素的含量。张春兰[18]等的研究表明,硝态氮根系被吸收后土壤溶液pH值升高,影响铁和其他微量元素的吸收使叶绿素减少。而硝态氮和铵态氮混合配施可以降低根系pH 值,有助于植株吸收氮素营养提高叶绿素含量。本试验结果显示,混合氮营养T2处理(硝铵比75︰25)和T3处理(硝铵比50︰50)可以增加叶绿素的含量。这与马作敏等[19]和杨阳[20]的研究结果一致。
3.3 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄叶片碳水化合物的影响
植物体内氮代谢为碳代谢提供光合色素和酶,而碳代谢为氮代谢提供能量和碳源。有研究表明,NO3-在叶片中可能作为信号物质[21],对碳水化合物的代谢进行调节;另外,植物为了缓解NH4+毒害,需要大量碳水化合物与NH4+形成氨基酸[22]。本研究表明,混合氮素处理有利于夏黑葡萄可溶性总糖及可溶性淀粉含量的增加,且与T1全硝处理T5全铵处理差异显著。这与前人研究结果一致。其中,T3处理(硝铵比50︰50)夏黑葡萄的可溶性总糖最高,T4处理(硝铵比25︰75)可溶性淀粉的含量最高。
3.4 硝铵态氮不同配比对夏黑葡萄成花的影响
营养是花芽分化以及花器官形成与生长的物质基础,其中碳水化合物对花芽的形成尤为重要。已有很多报道指出,施氮肥也可促进葡萄的花芽形成[23-24],这可能与施氮肥促进根部合成CTK 有关,并且施氮肥可促进核酸、蛋白质合成[24]。这与本试验的测定结果混合氮素处理有利于夏黑葡萄可溶性总糖及可溶性淀粉含量的增加相符合。在对葡萄成花的调查也显示混合氮素处理可以提高夏黑葡萄的果枝率和结果系数,促进葡萄的成花。其中T3处理(硝铵比50︰50)可以提高夏黑葡萄果枝率,T2处理(硝铵比75︰25)可以提高夏黑葡萄的结果系数。综上所述,混合氮素处理可促进夏黑葡萄碳水化合物的形成,从而促进了葡萄的成花。