甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam.）是旋花科（Convolvulaceae）甘薯属（Ipomoea L.）一年生作物,是全球重要的粮食作物、工业原料和饲料作物。菜用甘薯作为优质作物备受人们的关注,其产量和品质日益受到重视。过去几十年,在巨大的粮食需求压力下,过量施用化肥导致肥料利用率低,肥料损失严重,造成严重的生态环境污染,威胁到人类健康和农业可持续发展。氮是影响菜用甘薯产量和品质的重要因素之一。因此,合理施用氮肥是菜用甘薯提质增效、绿色生产的必然要求。本研究采用两因素裂区试验设计,以‘福菜薯18’（F18）和‘鄂薯10号’（E10）为供试材料,根据氮素的三种形态设置5个氮素配比处理,即铵态氮（NH4+-N）∶硝态氮（NO3--N）∶酰胺态氮（CONH2-N）=1∶1∶1（N1）、1∶0∶2（N2）、2∶0∶1（N3）、1∶2∶0（N4）和2∶1∶0（N5）,以不施氮肥为对照CK。通过对菜用甘薯产量、品质、碳代谢特性、氮代谢特性和内源激素的研究,阐明对菜用甘碳、氮代谢特性的影响及其生理机制,为合理配肥提高菜用甘薯品质和产量提供理论支持和技术指导。研究结果如下:测定F18和E10品种两年茎尖产量,发现两个供试品种茎尖产量变化随时间呈先增加后降低的趋势,均以N4处理下的茎尖产量最高,分别在两年中以N2和N0处理下最低,推测菜用甘薯产量与NO3--N的施用量有关。菜用甘薯茎尖的硝酸盐、可溶性糖含量、总酚和总黄酮随氮素形态和比例不同而变化。硝酸盐含量随时间变化先升高后降低,且在两个生育期中分别以N4和N5处理下的硝酸盐含量最高,以N4和N5处理下均出现硝酸盐含量最高值。可溶性糖含量随生育期进程呈先上升后下降,全生育期以N4处理下的可溶性糖含量最高,而在2020和2021年分别以N0和N3处理下最低。总酚和总黄酮含量均以N4处理下最高,且均在生育中期的含量呈显著性差异。从菜用甘薯品质相关指标可知,主要以N4处理对品质的提升具有显著促进作用。氮素形态对光合特性和干物质分配的影响存在差异。叶绿素含量变化在生育前期出现降低的趋势,随后上升后下降,以N4和N5处理下的两个品种的叶片叶绿素含量较高,以N0和N2处理下的最低。净光合速率在全生育期与叶绿素含量变化同样存在先下降后上升再下降和先上升后下降的趋势,于N4和N5处理下出现净光合速率最大值,N0、N2和N3处理出现最低值,即铵、硝配施可提高菜用甘薯的净光合速率。叶片和根部蔗糖含量在生育前、中期均出现蔗糖含量最高值,茎尖则在前、中期含量较高,而上茎和下茎则在中期的蔗糖含量处于较高水平,不同部位的蔗糖含量均以N4和N5处理下最高,而主要以N0和N2处理下的蔗糖含量处于较低水平,铵硝配施可明显提高植株蔗糖的积累和运输。以N4和N5处理主要提高地上部干物质的积累,以N1、N2和N3处理促进地下部的积累,两个菜用甘薯均在NO3--N和NH4+-N配施条件下存在较高的地上部生物量积累,在无或少NO3--N处理下有明显的地下部干物质量的积累。不同氮素形态配比处理对氮代谢的主要途径的调控作用均有明显影响。硝酸还原酶在生育前、后期活性处于较低水平,而在中期活性较高,以N4和N5处理下酶活性最高,以N0和N2处理下最低,而Ib NR同样在N4和N5处理下表达量显著上调。GS活性变化在生育期内主要呈先降低后上升再下降的趋势,在前期两个品种的的GS活性相对较低,随着生育期的延长,酶活性升高,以N4和N5处理下的GS酶活性最高,N0、N1和N2处理均出现较低的酶活性,且酶调控基因Ib GS同样在生育后期表达量显著上调,且与酶活性同样在相应处理下上调酶调控基因的表达量。GOGAT活性随生育期推移的变化趋势各不相同,在生育前期的酶活性普遍偏低,且以中、后期的酶活性普遍升高,GOGAT活性主要以N3处理在生育前期提高酶活性中起到重要作用,而在中、后期则以N4处理为主,N2处理下的酶活性则在生育期内普遍偏低,而CONH2-N则为负向调控;根据Ib GOGAT表达量可以发现,同样在N4处理下的酶调控基因显著上调,N2处理下基因表达量为较低水平,这与酶活性的在该处理下的变化一致存在关联。GDH活性主要在生育后期达到峰值,且在N4和N5处理下具有较高的酶活性,N0和N2处理下最低,而在酶调控基因表达方面,于生育后期的Ib GDH基因表达量显著上调,虽同样在N4和N5处理下的基因表达量显著上调,但以N3处理下调Ib GDH基因的表达量。不同内源激素对氮素形态的响应存在明显差异。E10主要在生育后期的IAA含量处于较高水平,而F18则主要在生育前期的含量较高,在前期以N3处理下IAA含量最高,中、后期以N4和N5处理下最高,主要以N0和N2处理下处理较低水平的激素含量。随时间变化,ABA含量变化趋势波动较IAA变化小,但E10在生育后期的ABA含量最高,而F18则以中、后期最高,两个品种分别在不同处理下达到极值,以N3、N4和N5处理下ABA含量处于较高水平,即NH4+-N在调控两个菜用甘薯内源ABA含量方面有主要影响。两个菜用甘薯品种的CTK含量在生育前中期主要以NO3--N配施居多的N4处理下最高,而E10在后期主要以N1和N5处理下的CTK含量最低,F18则以N0处理下最低,虽N1和N5处理均有NO3--N的配施,但E10在后期该处理调控下的CTK含量却处于较低水平,而F18在后期以无配施NO3--N的处理下CTK含量最低。以N2和N3处理下的GA含量相对较高,以N4和N5处理下的激素含量处于较低水平。研究结果表明,在甘薯生长发育前期,NO3--N和NH4+-N配施能够显著提高氮素积累量、代谢酶活性和调控基因表达量,N4处理即铵态氮∶硝态氮∶酰胺态氮=1∶2∶0的配施方案为本实验条件下的最佳配施组合。