2%2C4-表油菜素内酯对葡萄幼苗氮吸收量和转运量以及土壤氮含量的影响.pdf

引文格式 练华山 邹盼红 李欣欣 等 2 4 表油菜素内酯对葡萄幼苗氮吸收量和转运量以及土壤氮含量的影响 J 云南农 业大学学报 自然科学 2022 37 1 170 176 DOI 10 12101 j issn 1004 390X n 202105048 2 4 表油菜素内酯对葡萄幼苗氮吸收量和 转运量以及土壤氮含量的影响 练华山1 邹盼红1 李欣欣2 林立金3 廖明安4 1 成都农业科技职业学院 农业园艺学院 四川 成都 611130 2 成都市锦江区四川师大附属第一学校 四川 成都 611130 3 四川农业大学 果蔬研究所 四川 成都 611130 4 四川农业大学 园艺学院 四川 成都 611130 摘要 目的 研究2 4 表油菜素内酯 EBR 对葡萄幼苗氮吸收和土壤氮含量的影响 方法 以夏黑葡萄为 材料 通过盆栽试验分析叶面喷施不同质量浓度 0 0 5 1 0 1 5和2 0 mg L EBR对夏黑葡萄幼苗氮吸收量 和转运量以及对土壤氮含量的影响 结果 叶面喷施不同质量浓度的EBR可增加夏黑葡萄幼苗的整株氮含 量 提高葡萄幼苗根 茎 叶的氮吸收量 转运量 转运效率和转运贡献率 且当EBR质量浓度为1 5 mg L 时效果最佳 喷施不同质量浓度的EBR可降低夏黑葡萄幼苗的氮转运量系数和转运系数 喷施不同质量浓度 的EBR可提高根和茎的氮收获指数 且EBR质量浓度为1 5 mg L时效果较好 但叶的氮收获指数降低 喷 施EBR后 土壤速效氮含量增加 且在1 5 mg L EBR处理时最高 喷施EBR使土壤硝态氮含量增加 而土 壤铵态氮含量减少 结论 喷施EBR能够提高葡萄幼苗的氮转运和吸收 并以1 5 mg L EBR效果最优 同 时能够使土壤中的氮素形态朝着有利于葡萄幼苗吸收利用的方向变化 关键词 2 4 表油菜素内酯 葡萄幼苗 氮转运量 氮吸收量 中图分类号 S663 1 文献标志码 A 文章编号 1004 390X 2022 01 0170 07 Effect of 2 4 epibrassinolide on the Nitrogen Uptake and Translocation of Grape Seedlings and Nitrogen Content in Soil LIAN Huashan1 ZOU Panhong1 LI Xinxin2 LIN Lijin3 LIAO Ming an4 1 School of Agriculture and Horticulture Chengdu Agricultural College Chengdu 611130 China 2 No 1 School Attached to Sichuan Normal University in Jinjiang District Chengdu 611130 China 3 Institute of Pomology and Olericulture Sichuan Agricultural University Chengdu 611130 China 4 College of Horticulture Sichuan Agricultural University Chengdu 611130 China Abstract Purpose To study the effect of 2 4 epibrassinolide EBR on the nitrogen uptake of grape seedlings and the nitrogen content in the soil Methods Using Summer Black grape as ma terial the effects of different mass concentrations 0 0 5 1 0 1 5 and 2 0 mg L of EBR on the nitro 云南农业大学学报 自然科学 2022 37 1 170 176 Journal of Yunnan Agricultural University Natural Science E mail ynauzkxb 收稿日期 2021 05 24 修回日期 2021 07 13 网络首发日期 2021 12 28 基金项目 成都农业科技职业学院科技创新平台项目 cny19 14 作者简介 练华山 1979 男 四川大竹人 硕士 副教授 主要从事蔬菜等遗传育种及栽培技术研 究 E mail 49939450 通信作者 Corresponding author 廖明安 1957 男 四川仁寿人 博士 教授 主要从事果树生理生态 及栽培研究 E mail lman 网络首发地址 gen uptake and translocation of grape seedlings and nitrogen content in soil were studied by pot ex periment Results Foliar spraying of EBR with different mass concentrations could increase the nitrogen content of the whole plant of Summer Black grape seedlings and increase the nitrogen up take nitrogen translocation transport efficiency and transport contribution rate of the roots stems and leaves of the grape seedlings and the best effect was when the mass concentration of EBR was 1 5 mg L Spraying different mass concentrations of EBR could reduce the nitrogen translocation amount coefficient and nitrogen translocation coefficient of the Summer Black grape seedlings Spraying different mass concentrations of EBR improved the nitrogen harvest index of roots and stems and the effect was better when the EBR mass concentration was 1 5 mg L but the leaf nitro gen harvest index decreased After spraying EBR the content of soil available nitrogen increased and it was the highest at 1 5 mg L EBR treatment Spraying EBR increased the soil nitrate nitrogen con tent while the soil ammonium nitrogen content decreased Conclusion Spraying EBR can im prove the nitrogen transport and uptake of grape seedlings and the best effect is when the mass con centration of EBR is 1 5 mg L At the same time the nitrogen form in soil can change in the direction of beneficial to the uptake and utilization of grape seedlings Keywords 2 4 epibrassinolide grape seedlings nitrogen translocation nitrogen uptake 氮元素作为 生命元素 对果树的生长发 育 物质代谢以及果实产量和品质等有着不可代 替的作用 1 氮素过多或过少对果树生长均有不 利影响 缺氮时 果树的光合性能下降 2 树体 衰弱 老叶叶面积小 果实小且易早落或早熟 3 氮素过量会导致果树体内硝酸盐大量积聚 引起 土壤酸化和板结 从而降低化肥利用率 4 并引 起水体富营养化 加剧温室效应等 5 在实际生产 中 氮肥利用率较低会对环境造成严重污染 6 因此 提高作物对氮素的吸收 转运及利用率不 仅有利于果树的生长发育 还有利于减少氮肥对 生态系统的污染 油菜素内酯 brassinolide BR 是一种油菜素 甾族化合物 brassinosteroids BRs 被列为第六 大类植物内源激素 是国际上公认的高效 广谱 无毒和无副作用的植物生长调节剂 7 8 已有研究 表明 BR能够促进植物的生理代谢 抑制膜脂 过氧化 通过促进细胞壁松弛帮助细胞修复 同 时在细胞分裂 植物茎和根的伸长 器官发育和 胁迫响应等方面有重要作用 9 10 目前 已鉴定的 BRs相关化合物达60余种 其中 2 4 表油菜素 内酯 EBR 和2 8 高油菜素内酯 HBR 是活性最 强的两类油菜素内酯 广泛应用于BR功能和信 号转导的相关研究 11 EBR能够用人工合成的方 法批量生产 具有良好的应用前景 12 13 已有研究 表明 EBR能够修复Ca NO3 2胁迫对黄瓜幼苗 中参与氮代谢的酶结构损伤 14 促进小麦对氮的 吸收和开花后营养器官中氮元素向籽粒的转运 15 葡萄是葡萄科 Vitaceae 葡萄属 Vitis 多年 生落叶藤本植物 是世界上最古老的植物之一 也 是世界第二大水果 16 葡萄富含多种矿物质 氨 基酸和果酸 营养价值丰富 同时含有的聚合苯 酚和白藜芦醇能够保护细胞 防止细胞癌变 17 18 葡萄是需氮量较高的果树 氮素是影响其产量的 首要因素 19 但在葡萄种植过程中存在氮肥施用 不科学和利用率低的问题 导致葡萄产量及效益 不高 品质下降和病虫害严重等 20 前期研究发 现 叶面喷施不同质量浓度的EBR可促进夏黑 葡萄幼苗叶片生长 其生物量 光合参数以及抗 氧化酶活性均有所提高 另文发表 本研究采 用盆栽试验 分析喷施不同质量浓度EBR对葡 萄幼苗氮吸收和转运量以及对土壤氮含量的影 响 探究葡萄氮吸收及转运的EBR调控效应 以期为葡萄幼苗培育中氮肥的高效利用提供理论 依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 供试土壤取自四川农业大学成都校区农田 N30 71 E103 86 海拔470 m 按鲍士旦 21 第 1 期练华山 等 2 4 表油菜素内酯对葡萄幼苗氮吸收量和转运量以及土壤氮含量的影响171 的方法测定其基本理化性质为 pH 7 71 有机质 含量15 29 mg g 全氮含量0 85 mg g 碱解氮含 量87 99 mg kg 全磷含量11 88 mg g 速效磷含 量55 78 mg kg 速效钾含量41 96 mg kg 全钾 含量15 38 mg g 供试材料为早熟品种夏黑葡萄的当年生扦插 苗 其扦插条是四川省崇州市四川农业大学现代 农业研发基地夏黑葡萄园于2018年冬季修剪时 收集的生长健壮 长势一致且无病虫害的1年生 葡萄枝条 沙藏保存 1 2 试验设计 试验于2019年2 8月在四川农业大学成都 校区进行 2019年2月 对夏黑葡萄扦插条进行 修剪 带1个健壮饱满芽 长约7 cm 后扦插于 装有珍珠岩的50孔穴盘中 育苗所用珍珠岩是 含水量为2 6 的浮石状灰白色珍珠岩 置于 昼夜温度为21 23 的人工气候室中 2019年3月 选取植株健壮 长势一致且无 病虫害的葡萄幼苗45株 株高约15 cm 移栽至塑 料盆中 高15 cm 直径18 cm 每盆3株 然后 将葡萄幼苗置于温度为24 10 昼 夜 光周 期为12 h 12 h 光强度为200 mol m2 s 的人工 培养室内 幼苗移栽缓15 d后 分别向葡萄幼苗叶面 喷施0 清水对照 0 5 1 0 1 5和2 0 mg L的 EBR水溶液 每个处理5盆 每盆3株 重复3 次 整株均匀喷施 以叶面湿润且不滴液为宜 喷施时间为9 00 每隔7 d喷1次 连续喷施 3次 每个处理每次共喷施60 mL 喷施时注意 单独喷施避免不同质量浓度交互影响 盆栽随机 摆放于人工培养室内 每7 d交换盆栽位置以减 弱边际效应的影响 在喷施处理前和最后1次处理8 d后采收鲜 样测定植物氮含量及生物量 最后一次处理8 d 后收获整株幼苗 根 茎 叶分别用自来水洗 净 再用去离子水冲洗3次 分装 于110 杀 青15 min 80 烘干至恒质量 备用 土壤自 然风干后过1 mm筛 备用 1 3 指标测定 称取烘干 粉碎并过筛的葡萄幼苗根 茎 叶样品各0 2 g 加少量水和浓H2SO4溶液5 mL 摇匀过夜 采用硫酸 过氧化氢消煮后过滤 定 容至100 mL 21 用凯氏定氮法测定氮含量 吸取 待测液5 mL 加酒石酸钠溶液2 mL 少量KOH 溶液和蒸馏水40 mL 摇匀后加奈氏试剂2 5 mL 静置显色30 min后于420 nm处比色 21 夏黑葡 萄氮素吸收及转运的相关指标参考PAPAKOSTA 等 22 的方法并改进后进行计算 某器官单株氮吸收量 mg 某器官生物量 g 某器官氮含量 mg g 植株单株氮总吸收量 mg 根的氮吸收量 mg 茎的氮吸收量 mg 叶的氮吸收量 mg 某器官单株氮转运量 mg 某器官试验末期 氮吸收量 mg 某器官试验初期氮吸收量 mg 某器官单株氮转运效率 某器官氮转运量 mg 某器官试验初期氮吸收量 mg 100 某器官单株氮转运贡献率 某器官氮转运量 mg 某器官氮吸收量 mg 100 某器官单株氮收获指数 某器官氮吸收量 mg 植株总氮吸收量 mg 100 氮转运系数 植物地上部分氮含量 mg g 根 系氮含量 mg g 氮转运量系数 地上部氮含量 mg g 地上 部分生物量 g 株 根系氮含量 mg g 根系生物 量 g 株 土壤速效氮 铵态氮和硝态氮分别采用扩散 皿法 KCl浸提 靛酚蓝比色法和双波长紫外分 光光度法测定 21 1 4 数据处理 数据采用Excel 2010记录与整理 采用SPSS 21 0进行方差分析 Duncan新复极差法进行多重 比较 P 0 05 2 结果与分析 2 1 EBR对夏黑葡萄幼苗氮含量的影响 由表1可知 随着喷施EBR质量浓度的增 加 葡萄幼苗根 茎及整株氮含量呈先增加后减 少的趋势 地上部分和叶的氮含量呈先减少后增 加再减少的趋势 根 茎 叶 地上部分及整株 氮含量均在EBR质量浓度为1 5 mg L时最高 分别较对照显著增加52 68 34 79 5 65 9 76 和22 84 P 0 05 叶氮含量在EBR质 量浓度为0 5和1 0 mg L时均低于对照 地上部 分氮含量仅在EBR质量浓度为0 5 mg L时低于 对照 172云南农业大学学报第 37 卷 2 2 EBR对夏黑葡萄幼苗氮吸收量的影响 由表2可知 随着喷施EBR质量浓度的增 加 葡萄幼苗根 茎 叶及整株氮吸收量均呈先 增加后减少的趋势 且均高于对照 并在EBR 质量浓度为1 5 mg L时最高 较对照分别显著 增加132 10 190 34 36 57 和75 11 P 0 05 不同质量浓度 0 5 2 0 mg L 的EBR使幼 苗整株氮吸收量较对照分别显著增加20 63 53 45 75 11 和37 33 P2 0 mg L 0 5 mg L 1 0 mg L 1 5 mg L 2 4 EBR对夏黑葡萄幼苗氮转运效率和转运系 数的影响 由表4可知 喷施EBR后 葡萄幼苗根 茎和叶的氮转运效率均高于对照 但氮转运系 数均低于对照 葡萄幼苗根 茎和叶的氮转运效 率均在EBR质量浓度为1 5 mg L 时最高 其中 各处理根和茎的氮转运效率排序为 1 5 mg L 1 0 mg L 2 0 mg L 0 5 mg L 0 mg L 各处理幼 苗氮转运系数排序为 0 mg L 2 0 mg L 0 5 mg L 1 0 mg L 1 5 mg L 表 1 EBR对夏黑葡萄幼苗氮含量的影响 Tab 1 Effects of EBR on the content of nitrogen in Summer Black grape seedlings mg g EBR质量浓度 mg L 1 EBR mass concentration 根 root 茎 stem 叶 leaf 地上部分 aboveground part 整株 whole plant 0 0 3 69 0 03 d 3 66 0 02 e 3 93 0 04 b 3 90 0 04 cd 3 84 0 03 e 0 5 3 99 0 02 c 3 74 0 07 d 3 88 0 05 bc 3 86 0 03 d 3 91 0 02 d 1 0 4 78 0 08 b 4 58 0 05 b 3 82 0 03 c 3 95 0 02 bc 4 23 0 01 b 1 5 5 64 0 04 a 4 94 0 05 a 4 15 0 03 a 4 28 0 02 a 4 72 0 02 a 2 0 4 02 0 04 c 4 08 0 01 c 3 95 0 05 b 3 97 0 04 b 3 98 0 02 c 注 同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 下同 Note Datas within a column followed by different lowercase letters indicate the significant difference P 1 0 mg L 2 0 mg L 0 5 mg L 0 mg L 而叶氮转 运贡献率的排序为1 5 mg L 2 0 mg L 1 0 mg L 0 5 mg L 0 mg L 葡萄幼苗根 茎和叶的氮转运 贡献率均在1 5 mg L EBR时最高 较对照分别增 加2 03倍 4 32倍和0 64倍 2 6 EBR对夏黑葡萄幼苗氮收获指数的影响 由表6可知 喷施EBR后 葡萄幼苗根和 茎的收获指数均高于对照 但叶的收获指数均 低于对照 根收获指数在喷施EBR质量浓度为 1 5 mg L时最高 1 0 mg L时次之 分别较对照 显著增加32 56 和31 24 P 0 05 茎收获 指数在喷施EBR质量浓度为1 0 mg L时最高 1 5 mg L时次之 分别较对照显著增加70 03 和65 55 P 0 05 叶收获指数在喷施EBR质 量浓度为1 5 mg L处理时最低 1 0 mg L处理时 次之 分别较对照显著降低21 98 和21 88 P 0 05 2 7 EBR处理对土壤中不同形态氮素含量的影响 由表7可知 喷施EBR处理后 葡萄幼苗 土壤速效氮和硝态氮含量较对照均增加 而铵态 氮含量则均低于对照 土壤速效氮含量在1 5 mg L EBR时最高 较对照显著增加8 22 P 0 05 土壤硝态氮在2 0 mg L EBR时最高 1 5 mg L EBR时次之 较对照分别显著增加42 43 和 23 00 P 0 05 土壤铵态氮在1 0 mg L EBR时 最低 1 5 mg L EBR时次之 分别较对照显著减 少43 05 和41 12 P根 茎 这表明 EBR处理后葡萄幼苗茎仅作为氮贮藏的 临时 库 用于氮的运输通道 在一定范围内 EBR质 量浓度不高于1 5 mg L 随着EBR质量浓度的 提高 在葡萄幼苗各器官氮转运量均提高的同 时 氮转运系数显著降低 根系的收获指数显著 提高 表明适宜质量浓度的EBR可促进葡萄幼 苗茎 叶和根系的氮转运能力 尤其是根的氮吸 收及转运能力 说明EBR对葡萄幼苗根的生长 发育可以产生积极影响 36 4 结论 喷施EBR能够增加夏黑葡萄幼苗的整株氮 含量 提高幼苗根 茎 叶的氮转运能力 并且 使土壤中速效氮和硝态氮含量提高 而铵态氮含 量减少 且当EBR质量浓度为1 5 mg L时效果 最佳 所以EBR可以通过改善根际土壤环境 使土壤中的氮素形态朝着有利于葡萄幼苗吸收利 用的方向变化 从而促进夏黑葡萄幼苗对氮的吸 收和转运 参考文献 李文庆 张民 束怀瑞 氮素在果树上的生理作用 J 山东农业大学学报 2002 33 1 96 1 杨阳 氮素形态对葡萄生长发育的影响 D 泰安 山东 农业大学 2010 2 唐小宁 果树缺素症的诊断与矫治 J 河北果树 2004 4 48 DOI 10 19440 ki 1006 9402 2004 04 046 3 张北赢 陈天林 王兵 长期施用化肥对土壤质量的影 响 J 中国农学通报 2010 26 11 182 4 LIU X J ZHANG Y HAN W X et al Enhanced nitro gen deposition over China J Nature 2013 494 10 459 DOI 10 1038 nature11917 5 LIU J G YOU L Z AMINI M et al A high resolution assessment on global nitrogen flows in cropland J Pro ceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2010 107 17 8035 DOI 10 1073 pnas 0913658107 6 杨吉安 张艳 罗小华 化学调控技术在我国葡萄生产 上的应用及研究进展 J 西北林学院学报 2009 24 5 92 7 SASSE J M Recent progress in brassinosteroid resea rch J Physiologia Plantarum 1997 100 3 696 DOI 10 1034 j 1399 3054 1997 1000333 x 8 MITCHELL J W MANDAVA N WORLEY J F et al Brassins a new family of plant hormones from rape pol len J Nature 1970 225 5237 1065 DOI 10 1038 2251065a0 9 MANDAVA N B Plant growth promoting brassinoster oids J Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology 1988 39 1 23 DOI 10 1146 an nurev pp 39 060188 000323 10 李巧丽 外源油菜素内酯对黄瓜耐盐性的调控 D 兰 州 西北师范大学 2020 11 林恬逸 周认 柴明良 油菜素甾醇对沟叶结缕草长期 培养愈伤组织生长和再生的影响 J 核农学报 2020 35 1 83 12 第 1 期练华山 等 2 4 表油菜素内酯对葡萄幼苗氮吸收量和转运量以及土壤氮含量的影响175 TAO Y YU Q X ZHOU Y et al Application of 2 4 epibrassinolide decreases the susceptibility to cucumber mosaic virus in zucchini Cucurbita pepo L J Scientia Horticulturae 2015 195 116 DOI 10 1016 j scienta 2015 09 005 13 YUAN L Y YUAN Y H DU J et al Effects of 2 4 epi brassinolide on nitrogen metabolism in cucumber seed lings under Ca NO3 2 stress J Plant Physiology and Biochemistry 2012 61 29 DOI 10 1016 j plaphy 2012 09 004 14 李勇 王红光 李瑞奇 等 表油菜素内酯对冬小麦产量 及氮素吸收 积累和分配的影响 J 麦类作物学报 2015 35 2 239 DOI 10 7606 j issn 1009 1041 2015 02 13 15 陈绍莉 刘金昌 关于葡萄砧木资源的研究进展 J 辽 宁农业科学 2006 4 30 DOI 10 3969 j issn 1002 1728 2006 04 009 16 陈珂 多种果形葡萄品种果实品质分析与比较 D 南 京 南京农业大学 2018 17 王霄倩 王恒振 刘丽娜 等 葡萄皮渣的营养价值及综 合利用 J 中国农学通报 2017 33 27 147 DOI 10 11924 j issn 1000 6850 casb16080042 18 史祥宾 巨峰葡萄需氮规律及不同砧木的氮素吸收利 用特征 D 泰安 山东农业大学 2012 19 张勇 刘志刚 吐鲁番无核白葡萄 2 X 氮肥总量控制 肥效研究 J 安徽农业科学 2016 44 3 160 DOI 10 13989 ki 0517 6611 2016 03 058 20 鲍士旦 土壤农化分析 M 北京 中国农业出版社 2000 21 PAPAKOSAT D K GAGIANAS A A Nitrogen and dry matter accumulation remobilization and losses for Mediterranean wheat during grain filling J Agronomy Journal 1991 83 5 864 DOI 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