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蔬菜硝酸盐积累规律及其调控的技术措施,一直是重要的研究课题。筛选硝酸盐低累积的基因型及营养调控,是降低蔬菜产品器官硝酸盐含量的重要手段。氮素效率不同的基因型间硝酸盐积累具有明显差异,深入研究硝酸盐的吸收及同化规律,对于揭示硝酸盐的积累机制具有重要的理论意义。
本研究以菜心(Brassica campestris L.ssp. chinesis va.utilis Tsen et Lee)为材料.从41个品种中筛选出高、中、低硝酸盐积累的3个品种,并对其进行营养液增铵实验,设置4个处理,即铵硝比分别为0:100(T1)、25:75(T2)、50:50(T3)和75:25(T4),研究了菜心的生长、品质及氮素效率的差异,主要研究结果如下:
1.对41个菜心品种的植株形态、产量和硝酸盐含量进行系统聚类分析,将其分为3类,从每类中选出1个品种用于后续的营养液增铵试验,即低产高硝酸盐含量品种(“绿宝70天”)、中产中硝酸盐含量品种(“油绿80天”)和高产低硝酸盐含量品种(“迟心2号”)。
2.不同铵硝配比的4个处理中,低量增铵的T2处理(铵硝比=25:75)3个品种菜心生长最好,产量最高;与T1处理(全硝)相比,中量和高量增铵的T3和T4处理(铵态氮占50%和75%)则抑制菜心生长,降低产量。
3.不同铵硝配比处理对菜心生理特性有明显影响。T1和T2两个处理菜心的根系活力显著高于中量和高量增铵的T3和T4处理。营养液增铵处理均提高了菜心叶片的光合色素含量,其中T3处理最高。
4.菜心叶片和薹茎的硝酸盐含量均随着营养液增铵量的增加而降低,且各处理间差异显著。菜心叶片中亚硝酸盐含量随着营养液增铵量的增加而降低,而薹茎中亚硝酸盐含量以T2处理最高,T1最低。产品器官中铵态氮和脯氨酸含量随着营养液中增铵量的增加而升高。
5.不同铵硝配比显著影响菜心的营养品质。营养液增铵处理提高了菜心产品器官的可溶性糖和可溶性蛋白含量,“绿宝70天”和“油绿80天”菜心叶片的可溶性蛋白含量以T2处理最高,3个品种菜心的游离氨基酸含量以T3处理最高。营养液增铵处理均降低了菜心的Vc含量。综合各项品质指标,T2处理菜心品质最佳。
6.营养液增铵处理显著提高了菜心植株的全氮和全磷含量,全钾含量则随着营养液中铵浓度的增加而显著降低。3个品种菜心全氮、全磷和全钾整株积累量均呈先升后降的趋势,受营养液增铵影响的规律一致,其中低量增铵的T2处理养分积累量最高。
7.不同铵硝配比处理对菜心植株硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性影响不同。综合各指标来看,适当增铵可以提高菜心各种代谢酶的活性。但是营养液中铵浓度过高(75%),则会抑制各种氮代谢酶的活性。
综上所述,营养液适量增铵(25%)提高了菜心的根系活力,增强根系吸收能力,从而促进了菜心的生长;营养液增铵处理提高了菜心对铵态氮的吸收,而降低了对硝态氮的吸收;提高了氮素同化酶的活性,提高氮素的同化效率,从而提高了植株氮素含量。铵硝比为25:75的营养液能有效提高菜心的产量和品质,显著降低植株的硝酸盐含量,是水培菜心的适宜氮源配方。