硝铵比对菜用大豆发育过程中籽粒的生理响应研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:waterdrop505
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菜用大豆[Glycine max(L.)Merr.]是以幼嫩荚果和豆粒作为蔬菜食用的一种大豆,营养丰富,栽培面积正迅速增加。氮肥的施用及氮素形态的配比均会影响到莱用大豆的根、根瘤及叶片的生长,且菜农粗放的肥水管理和过量化学肥料的施用,使得菜用大豆产量和品质下降。如何利用合理的栽培措施和肥水管理来提高菜用大豆的产量和品质已经成为学者十分关注的话题。本研究以‘理想95-1’菜用大豆为试材,采用蛭石栽培方法,对营养液不同硝铵比处理下菜用大豆不同发育时期籽粒的发育及生理生化特性进行了研究,并对各指标与氮素形态的关系进行了深入探讨,旨在为菜用大豆氮素利用机制的完善和深入研究奠定基础,同时对提高菜用大豆产量和品质而进行合理施用氮肥提供理论依据。主要研究结果如下:   1.用不同硝铵比处理对菜用大豆生长(茎叶、根系、籽粒干鲜重;花数、荚数、荚-花比;籽粒长度、宽度和厚度等)进行了比较。结果表明,营养液中适宜的硝铵比(75:25)有利于菜用大豆的生长发育,植株茎叶、根系和百粒籽粒干鲜重均显著增加;而在硝铵比为25:75处理下,植株的干重、鲜重及百粒重均显著降低。硝铵比为25:75处理时,菜用大豆花数、荚数、荚-花比值及籽粒形态(长度、宽度和厚度)均显著降低,而硝铵比为75:25处理的菜用大豆具有较高的花数、荚数、荚-花比值且籽粒长度、宽度和厚度值也较大。   2.研究了不同硝铵比对菜用大豆籽粒发育过程中氮碳同化的影响。结果表明,在高比例的铵态氮(75%)或硝态氮(100%)处理下,菜用大豆籽粒的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性分别显著升高,氮代谢显著增强,可溶性蛋白含量迅速增加,但同期的籽粒淀粉酶活性较低,可溶性糖和淀粉含量显著下降,碳代谢受到显著抑制。在硝铵比为75:25时,菜用大豆籽粒氮代谢强度适中,同期碳代谢显著增强,籽粒可溶性糖和淀粉含量显著升高,能维持籽粒正常的生理代谢,从而有利于菜用大豆籽粒发育过程中营养物质的积累。   3.研究了营养液不同硝铵比对菜用大豆籽粒矿质营养元素含量的影响。结果表明:在营养液中较高比例的铵态氮(75%)处理下,籽粒对总N、P等元素的含量显著增加,K、Ca、Mg等矿质营养含量却显著减少,而在适宜的硝铵比(75:25和50:50)处理下则相反,菜用大豆籽粒K、Ca、Mg等矿质营养含量均维持在较高水平。可见,这些矿质营养的积累有利于促进菜用大豆籽粒的发育,而营养液中过多的铵态氮显著抑制了菜用大豆籽粒对K、Ca、Mg等矿质营养的吸收。   4.对不同硝铵比处理的菜用大豆籽粒抗氧化酶活性及活性氧代谢进行了比较。结果表明,在适宜的硝铵比(75:25和50:50)处理下,菜用大豆籽粒具有较低的抗氧化酶活性,活性氧代谢产物O2·、过氧化氢(H2O2)和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量也较低,表明植株受到的氧化胁迫程度较低;而在硝铵比为25:75处理中,抗氧化酶活性最高,O2·生成速率、H2O2和MDA含量也最高,表明过多的铵态氮对细胞膜造成了伤害,所受的氧化损伤程度较重。   5.研究了不同硝铵比对菜用大豆籽粒抗坏血酸-谷胱甘肽代谢的影响。在高比例的铵态氮(75%)或硝态氮(100%)处理下,菜用大豆籽粒AsA、脱氢抗坏血酸(DHA)含量以及DHA/AsA值均显著增加,而在硝铵比为75:25和50:50处理时,AsA、DHA含量及DHA/AsA值无显著变化;不同硝铵比处理下,菜用大豆籽粒中GSH含量均呈上升趋势,但在高比例的铵态氮(75%)或硝态氮(100%)处理下,籽粒中氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量增加尤为显著,同时其GSSG/GSH值也显著升高;营养液中较高比例的铵态氮(75%)或硝态氮(100%)处理下,抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈显著上升趋势,尤以硝铵比为25:75处理最为显著,而适宜硝铵比(75:25和50:50)处理的菜用大豆籽粒中均保持较低的APX、DHAR和GR活性。   6.研究了不同硝铵比对莱用大豆籽粒多胺代谢的影响。在硝铵比为25:75和100:0处理下,菜用大豆籽粒发育过程中游离态Put和Spd含量呈下降趋势,尤以硝铵比为25:75处理最为显著,而游离态Spm含量变化趋势则相反;硝铵比为75:25和50:50处理对菜用大豆籽粒结合态和束缚态多胺含量影响不大,而同期硝铵比为25:75和100:0处理的菜用大豆籽粒结合态和束缚态多胺含量却显著上升。可见,营养液中不同氮素形态处理下菜用大豆籽粒三种形态多胺的积累与氮素施用关系密切;而营养液中较高比例的铵态氮(75%)或硝态氮(100%)处理下籽粒游离态Spd、Spm向结合态和束缚态PAs的转化可能是菜用大豆籽粒适应不协调的硝铵比环境的一种防御表现。
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