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氮(N)是影响绿叶蔬菜生长发育的重要营养元素。除无机N外,大量研究证实有机N也可以作为蔬菜直接N素的来源,在蔬菜生长发育和品质形成中起重要作用。目前蔬菜有机氮的研究主要针对单一有机N供应条件,在有机无机混合供N条件下,有机N对绿叶蔬菜无机N吸收和代谢调控的影响仍不清楚。本研究以小白菜(Brassica campestris ssp.Chinensis L.)为材料,甘氨酸为供试氨基酸有机氮源,在有机管理系统品种筛选的基础上,采用水培或琼脂培,研究了有机无机混合供N条件下,甘氨酸对小白菜生长、根系发育、氮素吸收和氮素代谢相关酶活性以及乙烯合成等的影响。主要研究结果如下:1有机管理系统中小白菜氮吸收的品种差异与常规管理系统(CON)相比,有机管理系统(ORG)栽培的小白菜产量显著降低,氮吸收效率(NUpE)显著提高;小白菜硝酸盐含量显著降低、游离氨基酸和可溶性蛋白质含量显著提高。而且产量、氮累积量、氮吸收效率、氮利用效率和氮相关生理指标均受品种影响。另外,小白菜秋季氮利用效率(NUtE)和冬季可溶性蛋白质存在显著的管理系统和品种的交互效应。有机和常规管理系统中品种间产量与NUpE均呈显著正相关关系(秋季CON除外)。Spearman秩相关分析表明冬季产量和NUpE Spearman秩相关系数显著,秋季指标秩相关系数不显著,品种在秋季有机和常规管理系统中排名差异很大。聚类分析将16个常规栽培的小白菜品种分为三类,其中‘华王’品种在有机管理系统中的产量和NUpE均较高,综合表现较好,选其用于后续研究。2混合供氮下甘氨酸对小白菜生长和根系形态的影响硝态氮存在下,供应甘氨酸(Gly)使‘华王’小白菜品种根系鲜重和长度显著降低。水培条件混合供氮下,Gly使小白菜主根长、总根长、根表面积、根体积显著减少,根直径和根冠比显著增加。琼脂培养条件混合供氮下,Gly使小白菜主、侧根伸长受到抑制,其中2.5 mM Gly的抑制效果最明显;而低中浓度Gly使侧根数显著增多。高浓度NO3--N(>1 mM)时,小白菜主根长和侧根数减少;而低浓度NO3--N(<1 mM)时,侧根数显著增多;侧根长随着NO3--N浓度增加而减少。与等N量的NO3--N相比,Gly处理使主根长显著降低,表明Gly降低主根生长与N营养效应无关。3甘氨酸对小白菜硝态氮吸收的影响混合供氮下,小白菜可以吸收15NO3--N和15N-Gly。硝态氮存在下,供应Gly(2.5 mM)使小白菜植株15NO3--N原子超、15NO3--N吸收量和吸收速率显著降低;但单位根长根尖数、根系活力和单位根长15NO3--N吸收速率显著增加。根系与茎叶间15NO3--N原子超无显著差异;根系中15N-Gly原子超高于茎叶。混合N营养处理小白菜茎叶中15N-Gly吸收贡献率为28.2-35.7%,根系中为53.2-61.7%。与15NO3--N从根系转移到地上部较高的百分比相比,15N-Gly较高的比例停留在根系。混合N营养处理使根系氮含量、茎叶和根系碳含量显著增加,茎叶氮和整株碳累积量显著降低。4甘氨酸对小白菜硝酸盐的积累和氮代谢的影响NO3--N存在下,供应Gly使小白菜硝酸盐含量显著降低,而游离态铵、植株游离氨基酸和可溶性蛋白质含量显著增加。另外,混合供氮下,Gly(2.5 mM)使植株根系谷氨酰胺合成酶(GS)、叶片和根系谷氨酸合成酶(GOGAT)活性、谷草转氨酶(GOT)活性、谷丙转氨酶活性(GPT)活性和可溶性糖含量显著增加,对植株硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性无显著影响;而添加相同浓度的NO3--N(2.5 mM)使植株根系硝酸盐含量、根系NR和GS活性显著增加,根系可溶性糖含量显著降低。5甘氨酸对小白菜根系乙烯合成的影响及其与根长和氮吸收的关系混合供氮下,Gly(2.5 mM)使小白菜根系乙烯合成酶(ACS)和乙烯氧化酶(ACO)活性提高,乙烯释放量显著增加。混合N营养处理下,添加乙烯供体(ACC)进一步抑制根系主根生长,抑制程度随浓度增加而增加;但适宜浓度的乙烯合成抑制剂(AVG和CoCl2)及识别阻断剂(AgNO3)可部分缓解Gly对主根生长的抑制,以0.5μM AVG和10μM AgNO3效果比较明显。另外,0.5μM AVG和10μM AgNO3显著增加植株对NO3--N的吸收,显著降低植株对Gly的吸收。综上所述,在有机无机混合供氮条件下,甘氨酸抑制了小白菜根系生长,降低了植株对硝态氮的吸收和硝酸盐积累,促进了游离氨基酸和可溶性蛋白质积累,提高了小白菜的安全和营养品质。植株硝酸盐含量的降低,与硝态氮在植物体内的还原无关,而是甘氨酸通过降低植株根系伸长及减少NO3--N吸收所致。甘氨酸对植物氮营养有一定的贡献,吸收的甘氨酸在植株体内经过脱氨和转氨作用转变成其它氨基酸,促进氨基酸积累和乙烯合成;乙烯增加可能参与甘氨酸对植株根系伸长和NO3--N吸收的调控。上述结果阐明了甘氨酸对小白菜根系生长和无机氮吸收的调控作用,揭示了小白菜对不同形态氮素的吸收、代谢和品质形成的生理机制,进一步完善了有机氮营养理论,为有机生产管理系统中蔬菜品质提高提供了科学理论依据。