花期追施氮肥对不同株型黑豆品种生殖生长期叶片生理生化特性的影响
花期追施氮肥对不同株型黑豆品种生殖生
长期叶片生理生化特性的影响 第29卷第4期
2010-年8月
大豆科学
S0YBEANSCIENCE
V01.29N0.4
Aug.2010
花期追施氮肥对不同株型黑豆品种生殖生长期叶片生理生化特性的影响 陈振武,钱朗,王海英,张惠君
(沈阳农业大学农学院,辽宁沈阳l10866)
摘要:选用沈黑3号(直立型)和辽黑1号(半蔓生型)2个黑豆品种为材料,设置0kg?hm(NO),45kg?hm
(N1),9Okg?hm(N2)和90kg?hm+叶面喷施22.5kg?hmI2(N3)4个追施氮肥处理,探讨了花期追施施氮
对不同株型黑豆品种叶片生理生化特性的影响.结果
明:不同施氮处理并没有显着改变黑豆叶片不同生育期叶
绿素含量,净光合速率,蒸腾速率,气孔导度和胞间CO,浓度等的变化规律,辽黑1号的各光合生理指标明显高于沈
黑3号.不同施氮处理间的叶绿素含量和净光合速率呈现明显的差异,而叶片蒸腾速率,气孔导度和胞间CO,浓度
差异不显着.在开花期,结荚期和鼓粒期,随着施氮量的增加,2个黑豆品种的SOD,POD和CAT活性均逐渐增强;
辽黑l号叶片的SOD,POD和CAT活性均高于沈黑3号.不同施氮处理相比较,N2对生理指标影响大于N3,而N3
对生化指标影响大于N2;品种间比较,辽黑1号优于沈黑3号. 关键词:黑豆;株型;氮肥;光合特性;保护酶活性
中图分类号:$565.1文献标识码:A文章编号:1000—9841(2010)04—0623.04
EffectofNitrogenFertilizeronLeafPhysiologicalandBiochemicalTraitsof BlackSoybeanduringReprOductiVeStage
CHENZhen-WU,QIANLang,WANGHai—ying,ZHANGHui-jun
(CollegeofAgronomy,ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110866,Liaoning,China)
Abstract:ErectblacksoybeanvarietyofShenheiNo.3andsemi—
rampancyvarietyofLiaoheiNo.1wereusedasmaterials.
Fournitrogenfertilizerapplicationlevels,0kg?hm一(NO),45kg?hm一(N1),90kg?hm一
(N2)and90kg?hm一plus
leafspraying22.5kg?hm(N3),wereset.Photosynthetictraitsofchlorophyllcontent(CC),netphotosyntheticrate(Pn),
transpirationrate(Tr),stomatalconductance(Cond)andintercellularcarbondioxideconcentration(Ci)aswellasprotective
enzymesofsuperoxidedismutase(SOD),peroxidase(POD)andcatalase(CAT)atreproductivestageweredetermined.The
purposeofthisstudywastodiscusstheeffectsofdifferentnitrogenfertilizerlevelsonphysiologicalandbiochemicalcharac-
teristicsindifferentblacksoybeanvarieties.Nitrogentreatmentdidn'tchangethechangingtrendofthetestedphotosynthetic
indexes,theCC,Pn,Tr,CondandCiofLiaoheiNo.1weresignificantlyhigherthanthoseofShenheiNo.3.CCandPnvaried
significantlybetweennitrogentreatments,whilenodistinctivedifferencewerefoundforTr,CondandCi.Withtheincrementof
nitrogenamount,SOD,PODandCATofbothcuhivarshowedincreasingtrend.SOD,PODandCATactivityofLiaoheiNo.1
werehigherthanthoseofShenheiNo.3.Inconclusion,N3hadmoreinfluencesonphotosynthetictraits,whileN2showsmore
effectsonprotectiveenzymes.Besides,LiaoheiNo.1performedbetterthanShenheiNo.3. Keywords:Blacksoybean;Planttype;Nitrogenfertilizer;Photosynthesischaracteristic;Pro
tectiveenzymesactivities 黑豆属豆科作物,因种皮颜色黑而得名,为一 年生草本植物.黑豆除与黄大豆一样含有丰富的 粗蛋白外,还含有人体必需的矿物质,因此具有较 高的药用保健价值和农业增值潜力..前人研究 表明,施用氮肥能促进大豆生长,提高大豆产 量,适量施加氮肥能增加大豆叶片过氧化物酶 (POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,进而增强大豆 的抗逆性;花期追施适量氮肥,能明显提高菜用 大豆品种植株花后的叶绿素含量,光合速率和荚果 可溶性糖含量等生理指标.关于氮肥对黑豆品 种影响的研究报道较少,该文以不同黑豆品种为试 材,探讨了不同施氮量对黑豆品种叶片光合生理和 生化特性的影响,旨在为黑豆高产高效栽培提供理 论依据.
1材料与
1.1供试材料
供试品种为有限结荚习性的直立型黑豆品种 收稿日期:2010一O1-l4
基金项目:辽宁省科技厅资助项目(2006201008).
第一作者简介:陈振武(1953一),男,教授,研究方向为作物栽培生
理.E-mail:ehenzhenwu2003@163 624大豆科学4期
沈黑3号和半蔓生型的黑豆品种辽黑1号.供试肥 料为辽河牌尿素(含氮量46%).
1.2试验设计
试验于2007,2008年在沈阳农业大学试验地 进行.前茬作物是玉米,地势平坦,土壤肥沃,地力 均一.土壤0—40cm耕层养分含量为速效氮98.O0
mg?kg,,速效钾57.88mg?kg一,速效磷69.16 mg?kg,,有机质1.2%.
试验设0kg?hm(N0),45kg?hm(N1),
90kg?hm(N2)和90kg?hm,+叶面喷施
22.5kg?hm(N3)4个施氮处理.播前整地时施 有机肥15t?hm,,不施种肥,各处理的氮肥在开 花期以追肥方式施人.试验采用随机区组排列,5 行区,行长5m,行距60cm,小区面积15In,种植密
,3次重复.4月28日播种,9月 度l5万株?hm,
20日收获,常规田间管理.
1.3测定项目与方法
1.3.1光合生理指标的测定在不同株型黑豆品 种的开花期,始荚期,始粒期,鼓粒期和鼓粒后期, 选取各处理主茎倒数第3片叶,利用活体叶绿素仪 (SPAD504)测定叶绿素含量,利用Li.6400光合仪 测定净光合速率(Pn),蒸腾速率(),气孔导度 (Cond)和胞间CO浓度(C)等生理指标,3次重复. 各指标均在晴朗天气的上午9:00,11:00测定. 1.3.2生化指标的测定在不同株型黑豆品种的 开花期,结荚期和鼓粒期剪取各处理的倒数第3片 叶,将剪下的叶片装于塑封袋内,带回实验室冷冻 于一70~C低温冰柜内,用于测定生化指标.其中, SOD的测定参考邹琦的方法;POD的测定参考张 宪政的邻甲氧基苯酚法;CAT的测定参考张宪政 的高锰酸钾滴定法.
2结果与
2.1不同施氮处理对黑豆叶片光合生理指标的影响 2.1.1叶绿素含量从图1可知,不同株型黑豆品 种的叶绿素含量随生育期的推进均呈单峰曲线变
化,沈黑3号在始粒期最高,辽黑1号在鼓粒期最 高.并且辽黑1号的叶绿素含量明显高于沈黑3号 (P<0.01).各施氮处理在开花期,始荚期均提高 了2个品种的叶绿素含量,其中N2处理的叶绿素 含量高于其它施氮处理;在鼓粒后期,各施氮处理 均降低了2个黑豆品种的叶绿素含量. 2.1.2净光合速率(尸)从图2可以看出,不同 株型黑豆品种的光合速率呈双峰曲线变化.施氮 50
48
量46
暑44
掣吾42古
羔40
638
36
图1施氮对不同株型黑豆叶片叶绿素含量的影响 Fig.1Effectofnitrogenfertilizeronchlorophyll
contentofdifferentplant—typeblacksoybean
处理间净光合速率表现为N1>N2>N3>NO;不同 品种间净光合速率相比较,沈黑3号在N1处理下 的始荚期达到最大值;而辽黑1号在N3处理下达 到较大值.总体来看,辽黑l号的净光合速率极显 着(P=0.0043<0.01)高于沈黑3号;各品种的净 光合速率在不同施肥处理间均达到显着水平(P< 0.05).
+NO十N1+N2,N3
22
20
祷18
g16
8
圈2施氮对不同黑豆叶片净光合速率的影响
Fig.2EffectofnitrogenfertilizeronPn ofdifferentplant-typeblacksoybean 2.1.3蒸腾速率(Tr)从图3可以看出,不同株
型黑豆品种的蒸腾速率从始花期到鼓粒后期呈逐
渐降低的变化趋势,2个品种问的蒸腾速率差异显
着(P=0.021<0.05),但2个品种各生育时期不同
施氮处理间的蒸腾速率差异均不显着(P>0.05). 图3施氮对不同株型黑豆叶片
蒸腾速率变化的影晌
Fig.3EffectofnitrogenfertilizeronTr ofdifferentplant?typeblacksoybean 2.1.4气孔导度(Cond)从图4可以看出,不同
株型黑豆品种的气孔导度从始花期到鼓粒后期呈
逐渐降低的变化趋势;辽黑1号的气孔导度显着(P
=0.036<0.05)高于沈黑3号;辽黑1号和沈黑3
号不同施氮处理的气孔导度整体表现为N2>N3> N1>NO,但2个品种各生育时期不同施氮处理间的
4期陈振武等:花期追施氮肥对不同株型黑豆品种生殖生长期叶片生理生化特性的影响
气孑L导度差异均不显着(P>0.05).
一NO+Nl+N2——N3
宅
篓营
图4施氮对不I司株型黑豆叶片气孔导度的影响
Fig.4EffectofnitrogenfertilizeronCond ofdifferentplant-typeblacksoybean
2.1.5胞间CO浓度(c)由图5可以看出,不同
株型黑豆品种的胞间CO:浓度从始花期到鼓粒后期 呈逐渐降低的变化趋势;辽黑1号的胞间CO:浓度 显着(P=0.047<0.05)高于沈黑3号;辽黑1号和 沈黑3号不同施氮处理的气孔导度整体表现为N2 >N3>N1>NO,但2个品种各生育时期不同施氮 处理间的胞间CO,浓度差异均不显着(P>0.05). +NO+N1+N2一N
图5施氮对不I司株型黑豆叶片胞间
二氧化碳浓度的影响
Fig.5EffectofnitrogenfertilizeronCi
ofdifferentplant-typeblacksoybean
2.2不同施氦处理对黑豆叶片生化指标的影响
2.2.1超氧化物歧化酶(SOD)从表1可知,在各
取样时期,随着施氮量的增加,沈黑3号和辽黑1号 叶片的SOD活性整体呈增加趋势.辽黑1号的
SOD活性高于沈黑3号.不同施氮处理间,沈黑3 号和辽黑I号SOD活性差异均显着(P<0.05). 2.2.2过氧化物酶(POD)从表2可知,随着施
氮量增加2个黑豆品种叶片POD活性在开花期,结 荚期和鼓粒期逐渐增加,鼓粒期达到最大.不同施 氮处理后,沈黑3号和辽黑1号POD活性都表现为 N3>N2>N1>NO.辽黑1号的POD活性高于沈黑 3号.沈黑3号不同施氮处理间POD活性差异显 着(P=0.028<0.05),辽黑1号不同施氮处理间
POD活性差异也显着(P=0.045<0.05). 2.2.3过氧化氢酶(CAT)从表3可知,随着施氮
量的增加,2个黑豆品种在各测定时期的叶片CAT活 性都呈逐渐上升的趋势.辽黑1号的CAT活性高于
沈黑3号.沈黑3号不同施氮处理间CAT活性差异
显着(P=0.048<0.05),辽黑1号不同施氮处理间
CAT活性差异也显着(P=0.041<0.05). 表1施氮对不同株型黑豆叶片SOD活性的影响
TableIEffectofnitrogenfertilizeronSODactivity
ofdifferentplant?typeblack soybean/U?gFW
表2施氮对不同株型黑豆叶片POD活性的影响
Table2Effectofnitrogenfertilizeron PODactivityofdifferentplant?type blacksoybean/AA470?g一FW?rain一
表3施氮对不同株型黑豆叶片CAT活性的影响
Table3EffectofnitrogenfertilizeronCAT
activityofdifferentplant?typeblack soybean/mgH2O2?g,?min一
3结论
不同施氮处理并没有显着改变黑豆叶片不同
生育期叶绿素含量,净光合速率,蒸腾速率,气孔导
度和胞问CO浓度等的变化规律.其中叶片气孔导
度和胞间CO,浓度在开花期达到最大值,净光合速
率在始荚期达到最大值.并且辽黑1号的叶绿素
含量,净光合速率,蒸腾速率,气孔导度和胞间CO,
浓度显着高于沈黑3号.不同施氮处理间的叶绿
O00O0OO0O?加
王og.0ul0呈
蛏0u厘掣
626大豆科学4期
素含量和净光合速率呈明显差异,而不同施氮处理
间的叶片蒸腾速率,气孔导度和胞间CO浓度差异
不显着.在开花期,结荚期和鼓粒期,随着施氮量
的增加,2个黑豆品种的SOD,POD和CAT活性均
逐渐增强;辽黑1号叶片的SOD,POD和CAT活性
均高于沈黑3号.不同施氮处理相比较,N2对生理
指标影响大于N3,而N3对生化指标影响大于N2;
品种间比较,辽黑1号优于沈黑3号.
参考文献
[2]
[3]
洪池.中华名贵豆.药黑豆[J].农村科技开发,1995,25(4):
31.(HongC.Chinararebeananddrug—blackbean[J].Rural
TechnologyDevelopment,1995,25(4):3I.)
覃初贤.桂西黑大豆资源主要性状观察和品质分析[J].广西
农业科学,1995(4):158—160.(TanCXMaincharacterobserva—
tionandqualityanalysisofblacksoybeanresourcesinGuixi[J]. GuangxiAgriculturalSciences,1995(4):158—160.)
王丹英,汪自强.播期,密度,氮肥用量对菜用大豆产量和品质
的效应[J].浙江大学(农业与生命科学版),2001,27
(1):69-72.(WangDY,WangZQ.Effectofplantingdate,plant densityandnitrogenapplicationrateonyieldandqualityofvegeta- blesoybean[J].JournalofZhejiangUniversity(Agriculture.& LifeScience),2001,27(1):69-72.)
刘丽君,孙聪妹,刘艳,等.氮肥对大豆结瘤及叶片氮素积累的
影响[J].东北农业大学,2005,36(2):133—137.(LiuLJ,
SunCS,LiuY,eta1.Effectsofnitrogenonnodule-~rmingandni- trogenconcentrationinsoybeanleaves[J].JournalofNortheast AgriculturalUniversity,2005,36(2):133?137.) 张瑞朋,佟斌,傅连舜,等.氮肥对不同来源大豆品种叶片保护
酶的影响[J].大豆科学,2009,28(5):833—836.(ZhangRP,
TongB,FuLS,eta1.Effectsoftop—dressingnitrogenOffprotective enzymesofsoybeanleavesfromdifferentregions[J].SoybeanSci- ence,2009,28(5):833—836.)
张建新,倪丽,翟云龙.施氮对高产春大豆氮素吸收分配的影
响[J].大豆科学,2005,24(1):3842.(ZhangJX,NiL,ZhaiY L.Effectonnitrogenfertilizerapplicationtotheabsorptionanddis-
tributionofnitrogeninspringsoybean[J].soybcanScience, 2005,24(1):38_42.)
黄正来,武立权,韩立德.花期追施氮肥对菜用大豆ACIO生理
指标及产量影响的研究[J].激光生物,2005,14(3):193-
196.(HuangZL,WuLQ,HanLD.Effectofdressingnitrogenon physiologicalindexandyieldvegetableofsoybeanvarietyAC10at anthesis[J].ActaLaserBiologySinica,2005,14(3):193—196.)
邹琦.植物生理实验指导[M].北京:中国农业出版社,2000:
208-211.(ZouQ.Plantphysiologyexperimentalguide[M].Bei—
jing:ChinaAgriculturePress,2000:208-211.) 张宪政.作物生理研究法[M].北京:农业出版社,1992:217.
220.(ZhaugXZ.Cropphysiologyresearchmethods[M].Bei—
jing:AgriculturalPublishingHouse,1992:217?220.) 欢迎订阅2011年《中国生态农业》
《中国生态农业》由中国科学院遗传与发育生物学研究所和中国生态经济学会主
办,中国科学院主
管,科学出版社出版.
《中国生态农业》主要报道农业生态学,生态学,农业资源与环境保护,农业生态经
济学及生态农业
建设等领域创新性研究成果.适于从事农业生态学,生态学,生态经济学以及环境
保护等领域科技人员,高
等院校有关专业师生,农业及环境管理工作者和基层从事生态农业建设的技术人
员阅读与投稿.
《中国生态农业》国内外公开发行,国内刊号CN13-1315/S,国际刊号ISSN1671.3990.双月刊,国
际
大16开本,192页,每期定价35元,全年210元.邮发代号:82—973,全国各地邮局均可订阅.漏订
者可直接汇款至编辑部补订(需另加邮资24.00元).
地址:(050021)河北省石家庄市槐中路286号《中国生态农业》编辑部 电话:(0311)85818007传真:(0311)85815093
网址:—mail:editor@sjziam.ae.cn ]]]]]]