不同形态氮肥对设施黄瓜生长及氮素吸收的影响

2023-06-26班甜甜刘星雨李晓慧

西北农业学报 2023年7期

班甜甜,刘星雨,马超,李晓慧,陈卓

(1.贵州省农业科学院园艺研究所,贵阳 550006;2.贵州省园艺工程技术研究中心,贵阳 550006;3.安顺学院农学院,贵州安顺 561000)

因此,选择合适的氮肥形态,对于黄瓜生产中科学施肥,促进黄瓜生产具有重要意义。以‘中农26号’为研究对象,采用无土盆栽试验方法,研究铵态氮、硝态氮、酰胺态氮以及两两混合6种氮肥处理对氮素利用的影响,揭示黄瓜对不同形态氮肥的吸收及利用特性,进而明确黄瓜对某种氮肥高效吸收的机制,为黄瓜生产中氮肥的选择利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验黄瓜品种为‘中农26号’,由中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供。

1.2 试验设计

氮肥处理通过浇施不同的营养液来实现。营养液以Hoagland配方为基础,进行适当改变。各处理氮素含量相同,均为14 mmol/L,pH 5.5,以(NH4)2SO4或者NH4H2PO4为铵态氮,Ca(NO3)2·4H2O或KNO3为硝态氮,尿素为酰胺态氮,P、K、Ca、Mg分别为1、6、3.5、2 mmol/L,Fe、B、Cu、Mn、Mo、Zn分别为110、20.6、0.16、 5.3、0.49、0.34 μmol/L。共6个处理(表1),每个处理3次重复,每个重复5株,共90株。

表1 不同处理的氮肥施用方案Table 1 Nitrogen application plan under different treatments

本试验于2021年4-6月份在贵州省农业科学院园艺研究所温室中进行。选取饱满、整齐一致的黄瓜种子浸种、催芽,用育苗基质育苗。二叶一心时定植在椰糠与珍珠岩(体积比6∶4)混合的盆中(直径25 cm,高度30 cm),每盆1株。当幼苗长到 8 片真叶时进行吊蔓。根据盆中基质的水分状况浇入营养液,使基质含水量保持在其持水量的 60%左右。每个塑料盆的底部放置一个托盘以收集渗漏的营养液并将其重新浇入基质。氮肥处理42 d,试验中浇施的氮肥所含的氮素包括常规N和15N,每盆黄瓜共浇施6.85 L营养液。

1.3 测定指标及方法

黄瓜植株经过不同形态氮肥处理42 d后收获,将根、茎、叶、果各部分分开烘干称量,计算干质量;用凯氏定氮仪(中国上海 K9840) 分析N浓度[11],并计算氮含量[12],根据植株干物质含量、植株总N积累量与介质供氮量分析计算氮素吸收效率、生理效率;并通过含15N同位素(丰度为10%)的3种不同形态氮肥处理黄瓜,根据同位素示踪技术分析氮素(15N标记的)在各器官的转运情况。氮素吸收速率试验时将黄瓜幼苗根系浸入15N标记的不同形态氮肥营养液中培养一定时间,烘干,用元素分析仪测定氮15N含量并计算吸收速率。各指标的计算公式如下:

黄瓜不同部位(根、茎、叶、果)总N积累量=植株叶(茎、果、根)干物质量×叶(茎、果、根)氮素含量

黄瓜植株总N积累量 =Σ植株叶(茎、果、根)干物质量×叶(茎、果、根)氮素含量

氮素吸收效率(NUTE)=总N积累量/介质供氮量

氮素生理效率(NPE)=植株干物质量/总N积累量

器官(根、茎、叶、果)15N转运量(g)=器官总N积累量(g)×植物样品中15N原子百分超%/肥料中15N原子百分超%

植株15N总转运量 =Σ器官(根、茎、叶、果)氮(15N标记)转运量

氮素吸收速率(mg/min)=植株全氮量(mg)/浸入时间(min)×植物样品中15N原子百分超%/肥料中15N原子百分超%

原子百分超Ndff(%)=样品15N丰度- 0.366 3%/肥料度-0.3663%×100%

样品15N丰度(%)在中国农业科学院农产品加工研究所测定

原子百分超Ndff指植株器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率,反映了植株器官对肥料15N的吸收征调能力,其中 0.366 3%为自然丰度。

1.4 数据分析

利用模糊数学中隶属函数的统计方法,对各处理的指标进行隶属函数换算,统计其加权值,来评价各处理的耐涝性。

计算公式:R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中Xi为指标测定值,Xmax和Xmin为所有处理方法某一指标的最大值和最小值。如果某一指标与氮肥的优劣呈负相关,则利用反隶属函数进行转换。

计算公式:R(Xi)=1-(Xi-Xmin)/ (Xmax-Xmin)

采用 Excel 2003整理数据并绘制图表,用Spss 22.0软件分析显著性及相关性。

2 结果与分析

2.1 不同形态氮肥对黄瓜根、茎、叶、果及植株干质量的影响

相同部位中不同的小写字母分别表示处理间差异显著(P<0.05),下图及表同此

2.2 不同形态氮肥对黄瓜氮素吸收效率及生理效率的影响

图2 不同形态氮肥对黄瓜氮素吸收效率及生理效率的影响Fig.2 Effects of different nitrogen forms on nitrogen absorption and physiological efficiency of cucumber

表2 不同形态氮肥处理对黄瓜各器官15N转运量的影响Table 2 Effects of different nitrogen forms on 15N transshipment volume of cucumber organs

2.3 不同形态氮肥对黄瓜氮素(15N)转运量的影响

2.4 不同形态氮肥对黄瓜植株不同部位总N积累量的影响

图3 不同形态氮肥对黄瓜植株不同部位总N积累量的影响Fig.3 Effects of different nitrogen forms on total N accumulation in different positions of cucumber

2.5 不同形态氮肥对黄瓜氮素(15N标记)吸收速率的影响

图4 不同形态氮肥对黄瓜氮素吸收速率的影响Fig.4 Effects of different nitrogen forms on N absorption rate of cucumber

2.6 黄瓜各指标的相关性分析

根据表3中对黄瓜植株各指标之间的相关性分析可知,不同指标之间的相关性不同。氮素的生理效率与其他指标之间均为负相关,与氮素吸收效率、植株15N转运量及植株总氮积累量之间的负相关性达到极显著水平,与其他指标之间的负相关性不显著;植株干质量、氮素吸收效率、植株15N转运量、植株总氮积累量、氮素吸收速率之间均呈极显著性正相关。