《不同形态氮素及铵硝比例对咖啡氮吸收和生长的影响①.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《不同形态氮素及铵硝比例对咖啡氮吸收和生长的影响①.doc（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、不同形态氮素及铵硝比例对咖啡氮吸收和生长的影响氮素对植物生长发育、产量形成与品质好坏有极为重要的作用。从营养意义来讲，作物在生长发育过程中主要吸收NH4+和NO3- 2种形态氮。关于作物对NH4+和NO3-的吸收、贮存、运输和同化过程等方面已有报道1-3。NH4+和NO3-被作物吸收后，除硝态氮需先还原成NH4+（NH3）以外，其余同化过程完全相同。据报道，作物对NH4+和NO3-的吸收量因作物特性、种类和环境条件而变化4。 虽然铵、硝态氮都是植物根系吸收的主要无机氮，但不同作物对其有不同的偏好性5-7。一般情况下，同时施用铵态氮和硝态氮肥，往往能使作物获得较高的生长速率和产量。近年来，关于N
2、H4+-N和NO3-N对植物生长发育的影响，国内外已进行了大量研究，但大多集中在蔬菜、水稻等作物8-11。而在不同形态氮素对咖啡营养元素积累的影响方面尚未见系统报道。笔者采用水培研究的方法，控制体系一定的pH条件和养分离子浓度，研究不同铵态氮、硝态氮比例对咖啡吸收氮素和其它一些养分元素的影响，以期更深层次探讨铵态氮、硝态氮比例对咖啡矿质营养吸收与积累的影响，为咖啡生产中的施肥与养分管理提供理论和技术支撑。 1 材料与方法 1.1 材料 试验于2015 年在中国热带农业科学院香料饮料研究所温室中进行，供试材料为中粒种咖啡兴28。 1.2 方法 1.2.1 植株培养 咖啡种子经催芽后播于沙床中，二
3、叶一心时移栽于育苗袋中，六叶一心时移栽于营养液中。营养液采用改良的Hoaglands营养液，总氮浓度为20 mmol/L，其中铵硝（NH4+- NNO3- N）比例分别为10 0、7 3、55、3 7、0 10。各处理除铵态氮和硝态氮比例有差异外其中NH4+采用（NH4）H2PO4 、（NH4）2HPO4、NH4Cl试剂调节使其达到所需比例，营养液中PO43-、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cu2+和Fe2+等离子浓度保持一致，其中Fe2+用Fe（EDTA-Na2）代替，以7.0 mol/L的二氰胺作为硝化抑制剂。营养液用蒸馏水配置，各种养分均由分析纯（AR）试剂提供。为了维持营养液中N
4、H4+和NO3-的浓度和离子平衡，每5 d换1次营养液，每天用0.1 mmol/L NaOH或HCl溶液调营养液pH为（5.8 0.1）。水培容器采用0.5 L棕色玻璃瓶，在瓶口处用具孔糠醛泡沫板固定咖啡苗，使咖啡根系完全伸入营养液内。每瓶装营养液0.5 L，栽植1株咖啡苗，用供气泵保持通气。试验共设5个处理，每个处理10株苗。 1.2.2 生长特性测定 于2015年9月2日移栽咖啡苗，10月30日取样，一部分植株用于测定株高、茎粗、叶面积，取鲜叶测定叶绿素含量；一部分植株分为根、茎、叶3部分，于85杀青30 min后，在80条件下烘干，称重，测生物量。将干样粉碎后过0.4 mm筛，用杜马斯燃
5、烧法测定样品氮含量，用95%乙醇提取比色法测定叶绿素含量。 1.2.3 咖啡根系对NH4+和NO3-的吸收速率测定 咖啡对NH4+和NO3-的吸收动力学试验采用常规耗竭法。将咖啡（苗龄为六叶一心）苗根系经蒸馏水漂洗后，浸入蒸馏水中饥饿培养24 h；随后将其浸入含不同氮源KNO3、（NH4）2SO4、NH4NO3的营养液中，试验过程中用供气泵保持通气。NH4+（或NO3-）的浓度分别为0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0、2.0 mmol/L，共8个处理，5次重复。试验在温度30、湿度80%90%、光照强度为9 000 lx的人工气候箱（MGC-450HP-2）中进行，吸收24
6、h后，分别称量地上部分和地下部分，并测定营养液中NH4+和NO3-的含量，根据吸收前后N浓度的变化量，计算单位根重在单位时间内的N净吸收量，即根系对N的净吸收速率。营养液中NO3-采用紫外分光光度法测定，NH4+采用靛酚蓝比色法测定。 1.3 数据处理与分析 采用Excel作图，用SPSS软件对数据进行差异显著性分析。 2 结果与分析 2.1 不同单一形态氮素对咖啡吸收NH4+和NO3-的影响 从图1可以看出，以KNO3为氮源，NO3-浓度在1.46 mmol/L时，吸收速率达到最大最大吸收速率为3.91 mol/（g?h FW），FW表示鲜重。从图2可以看出，以（NH4）2SO4为氮源，NH
7、4+浓度在1.75 mmol/L时，吸收速率达到最大最大吸收速率为5.92 mol/（g?h FW）。NH4+最大吸收速率较NO3-最大吸收速率高51.4%，说明咖啡对NH4+的最大吸收速率大于对NO3-的最大吸收速率，并且达到最大吸收速率时，NH4+浓度大于NO3-浓度。 2.2 2种形态氮素同时存在对咖啡吸收NH4+和NO3-的影响 从图3和图4可以看出，以NH4NO3为氮源，NO3-浓度在1.55 mmol/L时，吸收速率达到最大1.71 mol/（g?h FW），NH4+浓度为1.66 mmol/L时，吸收速率达到最大6.08 mol/（g?h FW）。NH4+最大吸收速率较NO3-最
8、大吸收速率高255.56%，说明在2种氮源同时存在时，咖啡对NH4+的最大吸收速率显著大于对NO3-的最大吸收速率。 与单一氮源相比，2种氮源同时存在时，咖啡对NO3-的最大吸收速率是以KNO3为氮源时的44%，但对NH4+的最大吸收速率与以（NH4）2SO4为氮源时相差较小，并且达到最大吸收速率时，以NH4NO3为氮源的NH4+浓度小于以（NH4）2SO4为氮源时的NH4+浓度。说明铵态氮会抑制硝态氮的吸收，降低硝态氮最大吸收速率，硝态氮促进铵态氮的吸收。 2.3 不同形态氮素比例对咖啡叶片叶绿素含量的影响 营养液中铵硝比从100（全部为铵态氮）至010（全部为硝态氮）的过程中，叶绿素含量呈
9、现“M”型曲线变化。叶绿素a含量以铵硝比37时最高，其次为73，最低为010（表1）；叶绿素b含量以铵硝比37时最高，其次为73，最低为100；叶绿素总含量以铵硝比37时最高，其次为73，最低为010。说明不同铵硝配比对咖啡叶片叶绿素含量产生显著影响，全为铵态氮或全为硝态氮时均会抑制叶片叶绿素含量的增加。 2.4 不同形态氮素比例对咖啡生长干物质重量的影响 营养液中铵硝比从100（全部为铵态氮）至010（全部为硝态氮）的变化过程中，咖啡根系干物质重量随硝态氮增多而持续增加（表2），但咖啡叶片、茎与全株干物质重量变化趋势不同。当铵硝比100时，叶片、茎、根与全株干物质重量均为最小；当铵硝比73
10、时，叶片和茎干重分别达到最大值（分别为1.92，0.68 g/株），之后随硝态氮的增加而降低。 株高以铵硝比55最高，其次为7：3，最低为010；茎粗以铵硝比73时最高，其次为100，最低为010；叶面积以铵硝比37时最高，其次为010，最低为100。说明不同铵硝配比对咖啡形态指标产生显著影响。 2.5 不同形态氮素比例对咖啡植株全氮含量的影响 通过测量植株体内N元素的含量，分析不同铵硝比对咖啡植株氮含量影响。从表3可以看出，随着硝态氮比例提高，叶片和茎氮含量下降；根氮含量变化趋势与叶片不一致。根氮含量以铵硝比37时最高，其次为73，最低为010；叶片氮含量以铵硝比100时最高，其次为73，最
11、低为010；茎氮含量以铵硝比100时最高，其次为55，最低为010。说明不同铵硝配比对咖啡各器官氮含量产生显著影响。铵态氮比例的提高显著增加了咖啡地上部氮含量，抑制了地下部分氮含量的增加，硝态氮和铵态氮过高均会抑制根系氮含量的增加。 3 讨论与结论 离子吸收是作物吸收矿物质营养过程中极其重要的环节。在水稻12、燕麦13、蔬菜8等作物上，都已证明作物对NH4+和NO3-的吸收存在明显的差异。本研究结果表明，在单一形态氮素条件下，咖啡对NH4+的最大吸收速率大于对NO3-的最大吸收速率。当2种形态氮素同时存在时，铵态氮会抑制硝态氮的吸收，降低硝态氮的最大吸收速率，硝态氮促进铵态氮的吸收。与单一形态
12、氮素相比，2种氮源同时存在时，对NO3-的最大吸收速率产生显著影响，但对NH4+最大吸收速率影响较小，并且达到最大吸收速率时，以NH4NO3为氮源时NH4+浓度小于以（NH4）2SO4为氮源时的NH4+浓度。说明咖啡对不同形态氮吸收存在显著差异，这与在其他作物上的研究结果一致14。 本研究结果表明，在其它养分形态与浓度一定的条件下，随着铵硝比从100至010，咖啡叶绿素含量呈现“M”型曲线变化；叶片、茎与全株干物质重量呈抛物线型变化，而咖啡根系干物质重量呈直线上升趋势，说明不同铵硝比对咖啡形态指标产生影响。铵态氮促进地上部分生长，但浓度过高，反而抑制叶绿素含量和地上部分生长；硝态氮的增加有利于根系的生长，促进地下部分的生长，但抑制了咖啡植株叶、茎等地上部分的生长，从而影响咖啡的生长。 铵态氮肥被施入土壤后发生硝化反应形成硝态氮肥。中国咖啡主要种植在海南、云南省，土壤呈酸性，硝化反应相对较慢，因此施铵态氮肥后，在一定时期内土壤同时存在NH4+和NO3- 2种形态氮肥，可以有效促进咖啡生长。所以咖啡施肥宜施铵态氮肥，减少硝态氮复合肥使用量。在强酸性的咖啡园，土壤pH低，硝化能力弱，可以用石灰适当提高土壤pH，提高土壤硝化能力，促进铵态氮肥的转化，使NH4+与NO3-的比例保持在一定范围内，进而提高咖啡园肥料利用率。