缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗生长及部分生理生化指标的影响

目录
摘要1
关键词1
引言1
1 材料和方法2
1.1 材料2
1.2 方法2
1.2.1 处理方法2
1.2.2 单株叶和根质量的测定2
1.2.3 光合和气体交换参数的测定2
1.2.4 酶活性及丙二醛(MDA)含量的测定2
1.3 数据统计及分析3
2 结果和分析3
2.1 缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗根和叶片质量的影响3
2.2 缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗叶片光合和气体交换参数的影响3
2. 3 缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗叶片部分酶活性和丙二醛含量的影响4
3 讨论和结论5
3.1 缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗生长的影响5
3.2 缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗光合作用的影响 5
3.3 缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗部分生理生化指标的影响6
致谢7
参考文献7
Abstract8
引言
缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗生长及部分生理生化指标的影响
学 生 叶冰竹
【摘 要】 目的：探讨缺氮和复氮处理对菘蓝(Isatis indigotica Fort.)幼苗生长及部分生理生化指标的影响。方法：以山西栽培居群的菘蓝为材料，采用水培方式，对正常供氮、缺氮和复氮条件下菘蓝幼苗的单株根和叶片的鲜重和干重、光合和气体交换参数、相关酶活性等指标进行分析。结果：（1）经缺氮和复氮后菘蓝幼苗的单株根及叶片的鲜重和干重均高于对照；其中，经复氮处理后单株根鲜重及单株叶片鲜重和干重均最高，经缺氮处理后单株根干重最高，且均与对照差异显著。 （2）经缺氮和复氮处理后叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率( Tr)均显著低于对照；其中，复氮处理组的Pn值最低，缺氮处理组的Gs和Tr值均最低；而3个处理组间的胞间CO2浓度(Ci)无显著差异。（3）经缺氮和复氮处理后叶片的谷氨酸脱氢(GDH)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、过氧化氢酶( CAT)、过氧化物酶( POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均低于对照、丙二醛(
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MDA)含量均显著高于对照；其中，复氮处理组叶片的GDH、GOGAT和CAT活性均最低，而缺氮组叶片的POD和SOD活性均最低，且均与对照有显著差异。结论:缺氮处理有利于菘蓝幼苗的干物质积累，但不利于其光合作用和气体交换，对GDH等相关酶活性也均有一定的抑制作用；而经复氮处理后叶片的气体交换参数及部分酶活均有所提高，因此，在菘蓝栽植过程中建议采用短期缺氮的施肥方式来提高其产量。
【关键词】: 菘蓝； 缺氮处理； 复氮处理；干物质积累；气体交换参数； 酶活性
氮素为植物生长过程中最重要的营养元素，它不但是植物最重要的结构物质，而且是各种酶类的主要组成元素，对植物的生理代谢和生长均具有重要作用。氮素可通过影响植物叶绿素含量、光合速率、暗反应主要酶活性以及光呼吸速率等直接或间接影响植物的光合作用[1] 。施肥量对于植物的产量和品质都具有一定的影响:施肥量过少，不能满足植物生长的基本需求，造成植株发育较差、矮小，叶片黄化，根部细长，产量偏低等问题，如氮素亏缺的西洋参(Panax quinquefolium L.)发育较差，植株矮小，叶片黄化，根部细长，产量较低[2]；施肥量过多，不但造成肥料浪费、增加生产成本以及污染环境等问题，且有可能影响植物的产量和品质、导致幼苗成活率下降 ，如丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge.)需大量人工种植，在移栽时若氮素过多，会影响幼苗的成活率，即使成活也会出现烧苗现象[3]，对于药用植物来说,还很可能会导致硝酸盐含量超标[4] ，降低药材的品质。在中期使用适量氮肥可利于茎叶的生长，根直径明显增粗，还可抑制丹参的衰老过程。菘蓝( Isatis indigotica Fort.) 为十字花科(Brassicaceae)菘蓝属(Isatis Linn.) 2年生草本植物，其干燥叶为常用中药材材大青叶，具有清热解毒、凉血消斑的功效;其干燥根为中药板蓝根，具有清热解毒、凉血消肿和利咽的功效[5]。在菘蓝栽培生产中不仅需要关注其根与叶的生物量积累，还需要关注其体内活性成分的积累，因而，在生产实践中为获得高产优质的板蓝根大青叶药材，必须采取适当的栽培调控措施[6]，其中，对菘蓝栽培生产中氮营养影响效应的研究也逐渐受到人们的关注[78]。肖云华等[9]的研究结果表明：氮肥追施有利于提高菘蓝植株的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度，但施氮肥量超过一定范围时其光合速率反而下降。造成菘蓝光合速率下降的原因可能是叶片氮含量增加导致其氮同化与碳同化对能量的竞争增强,最终影响CO2的同化速率[10] ；菘蓝体内靛蓝与靛玉红等活性成分积累也与其氮素营养无正相关性，持续缺氮条件下菘蓝体内的靛蓝与靛玉红含量反而提高，可见适度的缺氮处理有可能刺激其体内的次生代谢。但氮营养又是植物生长发育所必需的营养元素，因此在菘蓝的栽培生产中合理有效地利用氮营养，对菘蓝药材产量提高及药用有效成分的积累具有重要意义。鉴于此，作者采用水培法对缺氮和复氮条件下菘蓝幼苗的生长、光合及气体交换参数及叶片相关酶活性的变化进行了分析，以期为菘蓝栽培生产过程中氮肥的高效利用研究提供参考依据，并为高质量和高品质大青叶药材的生产提供施肥策略。
1 材料和方法
1.1 材料
供试菘蓝种子产自山西。2014年7月7日,选择籽粒饱满且大小均匀的种子,用体积分数 10%NaClO溶液浸泡10min，再用蒸馏水冲洗5 min后置于培养皿中,在昼温 25℃、夜温 15 ℃、光照时间18 hd1、光照度20000 lx的人工气候培养箱中催芽72 h；待幼苗萌出后移入装有等体积蛭石和有机质的32孔穴盘中,每穴栽植1株,置于上述条件的人工气候培养箱中继续培养。待幼苗长至6或7片真叶时,将幼苗移入装有相同混合基质的塑料花盆(上口径 23. 5 cm、高度27. 0 cm)中,每盆栽植3株,置于室内自然光照下培养1个月,每2天浇1次水。 在周转箱中加入6 L Hoagland基本营养液,并在培养箱上加盖具40孔的泡沫板,将幼苗分别插在泡沫板孔中,每孔1株,置于上述条件的人工气候培养箱中预培养7 d。

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