不同铵硝配比对番茄苗期生长和光合特性的影响

屈亚潭，高 欣，冯晓东,2*

(1.延安大学 生命科学学院；2.陕西省红枣重点实验室(延安大学)，陕西 延安 716000)

氮(N)素是植物正常生长发育的一种重要元素[1-3]，是植物体内蛋白、核酸蛋白质及辅助因子、代谢产物的重要组成部分[4]。其中铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)是影响植物生长发育的两类主要氮源。植物对N素的喜好大致分为偏铵喜好和偏硝喜好，大多数蔬菜都表现出偏硝喜好，在供应NO3--N处理下产量较高。研究发现[5]，单一供应NH4+-N常常会抑制K+和Ca2+的吸收，甚至产生铵根毒害；也会导致土壤酸化，降低对阳离子的吸收，会抑制植物的正常生长。而单一供应NO3--N则会影响Fe3+和其他微量元素的吸收以及叶绿素的合成；使土壤胶体呈电负性，无法吸附大量NO3-，导致大量阴离子流失，水体富营养化，造成农业污染。大多数植物在混合氮源中比在单一氮源中生长效果明显，生长更加茂盛。因此，不同的铵硝配比对植物生理特性、光合特性、营养成分、产量等都有显著影响，但混合氮源的最佳比例也会因植物种类和生长时期的不同而大相径庭[6]。

番茄(LycopersiconesculentumMiller)，茄科，属于一年生草本植物。体高约0.5～2.0 m，茎易倒伏，叶羽状复叶或羽状深裂，植株有黏质腺毛，带有强烈刺激气味。花序总梗长大约2～5 cm，整株约有5～8多花，花萼和花冠呈辐状。浆果扁球状或近球状，肉质多汁液，种子呈黄色，花果期在夏秋季最为繁盛。番茄的果实营养丰富，具特殊风味，可以生食、煮食、加工番茄酱、汁或整果罐藏。目前，已成为主要的设施蔬菜品种，本试验通过研究不同铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)配比处理下，对番茄的生长、光合特性相关生理指标的影响，获得番茄生长所需的最适铵硝配比，为番茄的优质高产栽培提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

番茄(LycopersiconesculentumMill.)农博粉3号。

1.2 研究方法

1.2.1 材料培养

选取籽粒饱满，大小均匀的番茄种子，首先用75%酒精消毒10 min，后用蒸馏水反复冲洗以除去种子表面的防腐剂，然后置于盆中浸泡种子。于生化培养箱中30 ℃培养，12 h换1次水，浸泡至种子发芽。将催芽的番茄种子播种至盛有陶粒的小花盆中，定期向陶粒中加入适量水，待幼苗高度约为5 cm时，换用1/2 Hoagland营养液培养幼苗。培养7 d后，以1/2 Hoagland为基础营养液，总氮浓度为12 mmol/L，进行5个不同铵硝配比处理：NH4+-N与NO3--N浓度比值分别为100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100配制，其他元素分别为：K 3 500 μmol/L、Ca 2 500 μmol/L、P 500 μmol/L、Fe 50 μmol/L、B 12.5 μmol/L、Zn 1 μmol/L、Cu 0.25 μmol/L、Mn 1 μmol/L、Mo 0.25 μmol/L、Mg 500 μmol/L，同时加入总氮量7%的硝化抑制剂双氰胺 (DCD)，以便消除微生物活性造成 NH4+-N硝化，pH 5.5～6.1[9]。4 d浇灌1次营养液，在坐果期增加营养液量，可每3 d浇1次。处理后的第15 d开始测量各指标，每处理重复3次。

1.2.2 测量方法

苗高用直尺从茎基部量至顶芽；茎粗在番茄幼苗第一片叶下部用游标卡尺测量茎的直径；地上部分生物量有精密天平称量；叶绿素含量的测定参照张志良等的文献方法[7]；净光合速率和蒸腾速率的测定使用德国WALZGFS-3000便携式光合作用-荧光测量系统测定，3次重复测定同一高度、同一方向营养枝条的叶片中部。

1.3 数据处理与统计分析

试验结果以测定的平均值表示。用SPSS21.0软件对数据进行统计分析，采用LSD检验和Duncan法进行数据差异显著性多重比较。

2 结果与分析

2.1 对番茄苗高和茎粗的影响

由图1可知，不同铵硝配比之间对番茄苗高有显著差异，随着铵硝配比中铵态氮含量的减少，番茄幼苗苗高呈先增加后减小的趋势，铵硝配比为25∶75时，苗高最大，与铵硝配比为50∶50没有显著差异，与其他配比之间有显著差异。当单独使用铵态氮时，苗高最低，与单独使用硝态氮有显著差异。铵态氮占比较高时，番茄幼苗苗高明显较低，表明番茄幼苗生长较为缓慢。

注：不同小写字母表示处理之间的差异显著，下同。

由图2可知，不同铵硝配比之间茎粗有显著差异，随着铵硝配比中铵态氮含量的减少，番茄幼苗茎粗呈先增加后减小的趋势，铵硝配比为50∶50时，茎粗最大，与铵硝配比为25∶75没有显著差异，与其他配比之间有显著差异。当单独使用硝态氮时，茎粗最低，与单独使用铵态氮没有显著差异。

图2 不同铵硝配比对番茄苗茎粗的影响图

2.2 对番茄地上部生物量的影响

由图3可知，不同铵硝配比对番茄地上部分生物量有显著差异，随着铵硝配比中铵态氮含量减少，番茄幼苗地上部分生物量呈先增加后减小的趋势。铵硝配比为50∶50时，地上部分生物量最大，与铵硝配比为25∶75没有显著差异，与其他配比之间有显著差异。当单独使用铵态氮时，地上部分生物量最低，与单独使用硝态氮有显著差异。随着硝态氮占比增高，番茄幼苗地上部分生物量明显增加，表明硝态氮比铵态氮对促进番茄幼苗的生长效果好。无论单独使用硝态氮还是铵态氮，番茄幼苗地上部分的生物量均小于不同铵硝配比处理下的生物量。

图3 不同铵硝配比对番茄地上部分生物量的影响图

2.3 对番茄叶片叶绿素含量的影响

由图4可知，不同铵硝配比处理下，番茄幼苗叶绿素含量显著差异，随铵态氮占比的减少叶绿素含量先增加后减小，铵硝配比为50∶50时，叶绿素含量最大，与铵硝配比为25∶75和0∶100没有显著差异，与其他配比之间有显著差异。表明铵硝配比中硝态氮占比增加有利于叶绿素合成，当单独使用铵态氮时，地上部分生物量最低，与单独使用硝态氮有显著差异。

图4 不同铵硝配比对番茄叶片叶绿素含量的影响图

2.4 对番茄叶片净光合速率和蒸腾速率的影响

由图5可知，不同铵硝配比之间番茄幼苗净光合速率有显著差异，随着铵硝配比中铵态氮含量的减少，番茄幼苗净光合速率呈先增加后减小的趋势，铵硝配比为50∶50时，净光合速率最大，与其他配比之间均有显著差异。当铵硝配比为100∶0时，番茄幼苗的净光合速率最低，与其他配比之间均有显著差异，铵硝配比为0∶100时，净光合速率与铵硝配比75∶25和25∶75之间有显著差异。随着硝态氮占比增高，番茄幼苗净光合速率明显增加，表明硝态氮比铵态氮对促进番茄幼苗的光合作用效果好。

图5 不同铵硝配比对番茄叶片净光合速率的影响图

由图6可知，不同铵硝配比之间番茄幼苗蒸腾速率有显著差异，随着铵硝配比中铵态氮含量的减少，番茄幼苗蒸腾速率呈先增加后减小的趋势，铵硝配比为50∶50时，蒸腾速率最大，与其他配比之间均有显著差异。当铵硝配比为100∶0时，番茄幼苗的蒸腾速率最低，与铵硝配比为75∶25之间没有显著差异，与其他配比之间均有显著差异，铵硝配比为0∶100时，蒸腾速率与铵硝配比为25∶75之间没有有显著差异。随着硝态氮占比增高，番茄幼苗蒸腾速率明显增加，表明硝态氮比铵态氮对促进番茄幼苗的光合作用效果好。

图6 不同铵硝配比对番茄叶片蒸腾速率的影响图

3 讨论与结论

试验结果表明，在不同铵硝配比处理下，番茄幼苗在生长和光合方面存在显著差异。随着硝态氮占比的增加，番茄幼苗的苗高、茎粗、地上部分生物量、叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率均表现出先增大后减小的趋势，铵硝配比为50∶50时，苗高达到最大；其他指标均为铵硝配比为25∶75时达到最大，单独使用硝态氮比铵态氮效果好。

许多研究表明，不同氮素形态对不同植物的不同发育时期的光合特性及生长影响程度不同，同时，大量研究已证明不同铵硝配比对生菜、菠菜、黄瓜等的光合特性的影响因素。本试验研究结果也表明，铵硝配比在50∶50和25∶75时，对番茄幼苗的生长和光合最有利，宋科等[8]在研究铵硝混合营养对烤烟苗期根系生长的影响中得出有利于烤烟苗生长的最佳铵硝比为1∶1。杨兵丽等[9]在研究不同N素形态配比对娃娃菜的荧光特性参数的影响中得出结论，在铵硝配比3∶7和5∶5时叶绿素含量最高。王瑞莹等[10]对生菜的研究中也表明不同铵硝配比对N的吸收影响最小，对P和K有较大影响，其中在铵硝配比为3∶1时对N和P、K的吸收量最大，进而影响其光合和生长。

同时，研究表明，当单独使用铵态氮时，对番茄幼苗的生长起抑制作用，番茄幼苗叶片较其他处理组植株矮小，根系纤弱，这与徐子先等[11]的研究一致，过高比例的铵态氮抑制芝麻植株正常生长，长时间单独使用铵态氮会造成植株死亡；研究也表明，过度缺乏硝态氮会导致植株矮化，茎秆纤弱，叶片短小，易出现落花化果；单独使用硝态氮对番茄幼苗的生长能起促进作用，与单独使用铵态氮有明显差异，但并非硝态氮越多越好，在植物吸收同化硝态氮过程中，硝态氮需要还原成才能被植物同化，并且这一过程需要耗能，每还原一个NO3--N会消耗15个ATP，影响植物的生物量累积[12-15]。这与本试验研究结果一致，单独使用硝态氮时，对番茄幼苗的生长的促进作用显著小于铵硝配比为50∶50。

综上所述，不同铵硝配比对番茄苗期生长和光合特性有显著的影响。随硝态氮占比的增加，番茄幼苗在苗高、茎粗、地上部分生物量、叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率均表现出先增加后减少，铵硝配比为25∶75对番茄幼苗的生长和光合作用最有利，施加单一氮素对番茄幼苗的生长均不利。因此，在种植番茄时，应注意不同氮素的配比，只有在合理范围的氮素配比下，才能获得高产。