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氮素对蔬菜作物的生长发育和产量品质形成具有重要影响。蔬菜特别是叶菜生产中往往过量施用氮肥,导致氮肥利用效率较低,产品器官硝酸盐超标,并进一步引起土壤次生盐渍化等环境问题。合理氮肥的施用,可以改善以致解决上述问题。植物的生长介质中广泛存在无机态氮素和有机态氮素,植物对其吸收利用特征一直是研究的热点。 本试验以华南特产的叶菜芥蓝(Brassica alboglatra Bailey)为材料,在水培条件下,研究芥蓝对有机态氮、无机态氮的吸收动力学,从转运载体与离子亲和性角度,揭示芥蓝对不同形态氮素的吸收性能;以前期筛选出的不同氮素效率的三个芥蓝品种为材料,以营养液中全硝态氮为对照,研究不同形态的氮素(铵态氮、酰胺态氮、氨基酸态氮)部分替代(20%)硝态氮对芥蓝生长、品质和氮素利用效率的影响。主要研究结果如下: 1.芥蓝对有机、无机态氮素的吸收动力学均符合米氏方程规律,吸收速率、最大吸收速率(Vmax)及亲和指数(1/Km)均表现为NO3--N>NH4+-N>Urea-N>Gly-N,处理间差异均达到显著水平(P<0.05)。 2.营养液中添加有机、无机态氮素对芥蓝吸收硝态氮的1/Km的影响不显著,但显著改变了芥蓝根系对硝态氮的Vmax,NO3--N>NO3-+NH4+> NO3-+Urea>NO3-+Gly。水培营养液硝态氮浓度变化的结果表明,不同形态氮素替代处理下芥蓝对硝态氮的吸收量与其Vmax的变化规律一致。 3.与NO3-处理相比,NH4+/NO3-促进了芥蓝生长,增加了生物量,Urea/NO3-、Gly/NO3-处理则抑制了芥蓝生长,降低了生物量。不同形态的氮素部分替代硝态氮均提高了芥蓝叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量,但叶绿素a/b值却呈降低趋势。 4.不同形态的氮素部分替代硝态氮显著影响了芥蓝的营养品质。与NO3-处理相比,Urea/NO3-处理显著提高了芥蓝产品器官的Vc含量,其余两处理则降低了Vc含量;替代的三个处理均提高了可溶性糖含量;Gly/NO3-处理显著提高了游离氨基酸含量,而NH4+/NO3-、Urea/NO3-处理则不显著。氮素替代的三个处理均提高了芥蓝表皮的类黄酮含量,其中Gly/NO3-处理最大。 5.不同形态的氮素部分替代硝态氮显著影响了芥蓝的硝酸盐和铵态氮含量。与NO3-处理相比,Gly/NO3-处理芥蓝产品器官的硝酸盐含量降幅最大,Urea/NO3-处理居中,NH4+/NO3-处理降幅最小;NH4+/NO3-处理显著提高了芥蓝的铵态氮含量,Urea/NO3-、Gly/NO3-处理则降低了芥蓝铵态氮含量。 6.不同形态的氮素部分替代硝态氮在一定程度上提高了芥蓝氮素代谢相关酶的活性,包括硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和谷氨酸合成酶(GOGAT)。综合来看,NH4+/NO3-处理芥蓝的氮素同化效率最高。 7.与NO3-处理相比,NH4+/NO3-处理显著提高了芥蓝对全氮、全磷、全钾的积累量,而Urea/NO3-、Gly/NO3-处理则降低了三种养分的积累量。 综上所述,芥蓝对有机、无机态氮素的吸收动力学均符合米氏方程规律,营养液中添加有机、无机态氮素显著降低了芥蓝对硝态氮的吸收能力。铵态氮替代20%硝态氮提高了芥蓝氮素同化效率和氮素吸收量,提高了产量和营养品质并降低了其硝酸盐含量,是水培芥蓝适宜的氮源配方;酰胺态氮和氨基酸态氮替换硝态氮处理虽然在一定程度上改善了芥蓝的品质,但是抑制了芥蓝的生长,所以不适合作为整个生育期的氮源配方。