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1、氮磷钾对生菜生长和品质地影响1 前人研究进展1.1 氮素营养对蔬菜生长和品质地影响1.1.1 氮素营养与蔬菜生长氮在植物生命活动中占有首要地位 ,被誉为“生命元素” ,对植物地生长发育极其重要 . 氮为植物结构组分元素 ,主要构成蛋白质、核酸、叶绿素、酶、辅酶、辅基、维生素、生物 碱、植物激素等 .氮是叶绿素合成所必需地 ,作为叶绿素分子地一部分 ,氮参与光合作用 ;氮是 植物体内维生素和能量系统地组成部分;植物吸收地氮素大部分被用来合成蛋白质,氮是氨基酸地必需组成部分 ,植物体内大约 10%一 30%地总氮是以非蛋白质形式存在 （陆景 陵 ,1994）.蔬菜含有丰富地维生素、矿物质、碳水化合
2、物、蛋白质、纤维素等,是人们生活中不可替代地植物性食品 .因为蔬菜作物营养特性主要表现为喜肥性、喜硝（硝态氮 ）性、嗜钙性、需钾多、含硼量高、 养分转移率低等 （谭金芳,2003）,因此,结合蔬菜地营养特性进行科学 合理施肥 ,尤其在氮肥地施用上 ,对提高蔬菜产量和品质具有举足轻重地地位和作用.氮素高效利用地生理机制表明 :作物氮素利用效率与其体内氮素营养水平呈负相关 ,即 体内含氮率高时 ,氮素利用效率下降 .研究表明 ,施氮量地增加导致植株含氮量地增加 ,在高施 氮量下 ,含氮量通常持续增加 ,甚至产量停止增加 ,含氮量还在增加 .为了提高蔬菜产量 ,目前 蔬菜生产中普遍存在盲目地偏施滥用
3、化学肥料尤其是氮肥,造成养分比例严重失调 ,导致磷、钾、钙、铝等养分缺乏 ,迫使蔬菜生长 ,产量降低、品质恶化 ,引起蔬菜尤其是叶类和根类蔬 菜硝酸盐累积 （李会合等 ,2001） 、重金属含量超标等一系列地生态和环境问题.孙兴祥等 （2005）研究发现 ,当 氮素浓度达 15mmol/L 时 ,继续增加氮肥用量菠菜并不能增产 .氮素水平对韭菜 产量有显著影响 ,氮素水平为 2mmol/L 时 ,产量最低 ,16mmol/L 时 ,产量最高 ,氮素水平为 20mmol/L 时,产量则下降 （ 卢凤刚等 ,2005）.1.1.2 氮素营养与蔬菜品质氮对蔬菜品质影响十分重要 .业已证明 ,随着氮肥
4、施用量地增加 ,蔬菜地 Vc 、可溶糖含量 降低 ,硝酸盐含量增加 ,植株体内总氮、 非蛋白氮含量、 非蛋白氮与总氮比值、 氨基酸总量增 加 ,可滴定酸度增加 ,糖酸比下降 .王朝辉等 （2001）研究认为蔬菜硝态氮吸收与还原转化不平 衡是产生累积地根本原因 ,硝态氮累积地增加程度远大于生长量地增加程度,这种因生长滞后而引起地养分富集效应使累积过程加剧.大量研究表明 ,氮肥可对蔬菜 Vc 含量产生非常明显影响 ,而且其程度和方向随氮肥用量、种类、形态及配比等不同而有所变化 .DrewsM 等 (1996) 研究显示 ,蔬菜中糖分含量随氮肥用量地增加而增加,但当氮肥用量过高时 ,糖分含量反而会下
5、降 .因为 ,氮由植物主动吸收进入根部细胞后,或者就在根部还原 ,或者以N03形态通过本质部迅速转运至茎和叶片中被还原硝态氮还原所需要地能量分别由光照、 还原态铁氧还蛋白 (Fd) 及植物体内三碳水化合物提供 .所以 ,蔬菜吸收较多地氮必定 消耗更多地碳水化合物 ,致使可溶性糖含量降低 .另据报道 ,生菜地上部和根中氮、磷含量与 营养液中氮素形态配比密切相关,生菜地上部和根中氮、 磷含量随着营养液中硝态氮和氨态氮地比例变化而变化 ,氨态氮从 0%到 50%地比例变化过程中 ,生菜地上部和根中地有机氮和 全磷含量显著性增加 ,当氨态氮地比例达到 100%时,氮和全磷含量则显著性降低 ;生菜地上
6、部和根中全钾含量则随着氨态氮比例地增加 ,含量显著性降低 ,在氨态氮为 100%时,生菜地 上部和根中全钾地含量达到最低值 .生菜地上部和根中全钙和全镁地含量 ,与全钾含量地变 化趋势相似 .同一处理地上部中各无机养分含量均高于根系(徐加林 ,2005).1.2 磷素对蔬菜生长和品质地影响1.2.1 磷素营养与蔬菜生长磷是核酸、核蛋白、磷脂、植素、 ATP 和含磷酶地重要组成元素 ,以多种方式参与植物 体内代谢过程 .因此 ,磷不仅参与了细胞地结构组成 ,而且在新陈代谢及遗传信息传递等方面 发挥着重要作用磷参与光合磷酸化作用，与ADP结合形成ATP,将光能储藏在 ATP中，同时 形成NADPH
7、,为N 还原同化提供能量和电子供体.磷促进呼吸作用，增加有机酸和 ATP,可容纳更多地N+形成氨基酸磷是磷酸毗哆醛地组成成分，磷酸毗哆醛是氨基酸转移酶地活性基 团,通过氨基转移作用合成各种氨基酸,促进蛋白质地形成 磷素参与构成大分子物质地结构组成 ,能够促进作物根系地生长发育 ,提高根对生长环境中养分和水分地利用率 ,有利于作物 进行光合作用和能量代谢 ,从而促进作物地生长 ,提高产量 ,改善品质 据报道 ,磷肥对产量地 影响呈抛物线状 ,当磷肥增加到一定量后 ,产量不再增加 ;而且当钾固定时 ,磷可增加氮地增产 效果，但磷达一定水平后，这种作用程度逐渐减小(刘明月等，1998).磷素营养与蔬
8、菜品质ThomasW 等 (1993)研究发现 ，植物缺磷 ，根系中 ATP 浓度降低 ，根系 N 仍向地上部转移 导致NR活性降低，PEP梭化酶活性上升，氨基酸在植物叶内累积，严重影响植物生长和硝酸 盐地吸收与同化 .磷对蔬菜氮素代谢地影响具有双重性:磷不足 ，不仅抑制蔬菜生长发育 ，也减少对硝态氮地吸收 ，可能降低硝态氮积累 ;磷充足时 ，既能促进硝酸盐还原同化 ，也增强植物对 硝态氮地吸收 ，可能提高蔬菜硝态氮含量.所以 ，磷对蔬菜硝酸盐含量地影响比较复杂，与蔬菜对硝酸盐地吸收、 还原同化以及作物地生长有关.当硝酸盐吸收大于还原转化时，蔬菜体内硝态氮总量增加 ,如果这种增加超过了生长量地
9、增加,则导致蔬菜硝态氮含量升高 ,表现为施磷促进硝态氮累积 .相反 ,如果这种增加小于生长量地增加 ,则会因稀释效应引起蔬菜硝态氮 地含量降低 .李会合等 (2004) 研究发现 ,在等氮量盆栽试验条件下施磷可促进菠菜生长,使硝酸盐含量降低 37.8%,可能是菠菜对磷地吸收增加后 ,促进了糖类转化和呼吸作用 ,从而有利于各种 有机酸地形成 ,这些有机酸又可成为氨地受体 ,最终合成氨基酸和蛋白质 ,促进氮素代谢 .植株 体内无机磷含量和酸性磷酸醋酶活性能在一定程度上反映了磷地再利用能力.酸性磷酸酷酶是植物体内比较重要地水解酶类之一,它也是一种诱导酶 ,一方面可以活化生长环境中地磷 ,另一方面可以
10、促进植物体内有机磷地重复利用.在碳水化合物地转化及蛋白质地合成中起着重要地作用 . 刘景福等 (1995) 试验表明 ,大蒜施用磷肥可提高叶绿素地含量 ,其中叶绿素 b 变化不大 , 而叶绿素 a 在一定供磷水平内有随施磷量地增加呈上升地趋势.但是 ,应防止过量施用磷肥 ,因为过量磷肥较之适量磷肥处理地叶片SPS 活性反而有所降低 .磷是植物营养三要素之一 ,磷肥可以使植株根系快速扩展 ,吸收能力加强 ;磷能提高植物 体内硝态氮地转化和利用 ,从而促进氮素代谢 (蔡邵珍 ,1997).温洋等 (2005) 研究表明 ,增施磷 肥不仅可以显著增加首稽对磷地吸收 ,而且能不同程度地促进首稽对钾和钙
11、地吸收.植物对矿质元素地吸收还与阳光地辐射及大气温度等有关,溶液地温度与 P 地吸收关系更为密切 .1.3 钾素对蔬菜生长和品质地影响1.3.1 钾素营养与蔬菜生长钾是植物体内 60 多种合成酶、氧化酶和转移酶地活化剂,在碳水化合物代谢、呼吸作用及蛋白质代谢中起重要作用 ,被誉为“品质元素” .钾是植物所必需地三大营养元素之一 , 也是作物体内分布最多地一种金属元素.钾具有维持细胞膨压、提高光合效率、促进同化产物地运输、 促进蛋白质和脂肪地合成及增强植物地抗性等多方面地生理作用(何念祖 ,1987).对于正常植物来说 ,钾地主要功能体现在以下四个过程 :(l) 维持分生组织足够地膨压 ,(2)
12、韧皮 部装载光合产物 ,(3) 叶绿体中能量地转化 ,(4)多种酶地激活 .钾肥和氮磷肥配合施用对作物 高产、优质地促进作用已经得到证实 ,特别是氮钾营养地交互作用尤为明显 (祖艳群等 ,2000).1.3.2 钾素营养与蔬菜品质钾不是植物细胞结构组分 ,在植株体内不形成稳定地化合物呈离子状态存在,主要是以可溶性无机盐地形式存在于细胞中 ,也有地是以钾离子形态吸附在原生质胶体表面.钾在植物体内地功能主要是激活酶 .钾可以促进叶绿素地合成 ,提高叶绿素地含量以促进光合作用 , 提高二氧化碳地同化率 .钾对光合作用地各个环节 ,包括希尔反应、 光合电子传递、 光合磷酸化作用、 二氧化碳地固定和同化
13、以及光合产物地运输等方面都有促进作用.钾促进根对硝酸盐地吸收和转运 ,促进氨基酸向蛋白质合成地部位运输,钾还可以促进核酸和蛋白质地合成.钾在植物碳、 氮代谢过程中起重要地调节作用 ,对品质形成非常关键 .钾作为 NO3 一在植物体 内运输地陪伴离子 ,可加速 NO 3一由根部向地上部地运输 ,促进 NO 3一地还原和利用 .钾素营养 充足,对 NR 诱导合成有促进作用 ,并能增强其活性 ,有利于硝酸盐地还原 .蔬菜中地钾与硝酸 盐含量呈极显著地负相关 ,其回归模型为衰减型指数曲线方程 (Y=4709(0.0152)x) 或指数方 程 (Y=13.564e 一 0.00228x).施氯化钾和硫酸
14、钾均可降低蔬菜体内硝酸盐含量,硫酸钾地肥效优于氯化钾 .在相同氮磷供应地营养液中 ,与不施用钾相比 ,钾浓度为 4mmol/L 时小白菜和菠菜地硝态氮含量分别 降低 40.3%和 27.6%,而当钾浓度为 8mmol/L 时 ,小白菜地硝态氮含量减少 20.6%,菠菜却增加 8.2%.Cometti 等 (2004)研究发现 ,在蔬菜生产中 ,施用氯化钾和硫酸钾能明显增加蔬菜糖分地含量,对改善蔬菜品质有良好作用其原因在于钾在光合作用中起重要作用，能促进C02地同化,供应适量钾素 ,可以增加植株体内碳水化合物地含量.然而 ,植物对钾具有奢侈吸收地特点过量钾地供应 ,影响植株体内各离子间地平衡 ,
15、使植株体内能量代谢和生物合成受到影响 ,出 现可溶性搪含量降低地趋势 .施用氯化钾和硫酸钾分别提高青菜还原糖含量 7.9%和 26.6%, 施用硫酸钾地比氯化钾高17.4%,硫酸钾提高蔬菜还原糖含量地作用优于氯化钾.钾肥地施用显著影响蔬菜体内氮素代谢 ,促进游离氨基酸地合成 ,增加蔬菜氨基酸含量 ,但不同地钾肥 用量和品种效果有所不同 .增施钾肥可增加作物对氮地吸收,提高氮素地利用率 ;在高钾水平下增施氮肥也可提高钾地吸收研究证明,K+能提高植物体内硝酸还原酶地活性,充当NO 3 一地一种泵，促进NO 3 一在植物体内地同化 .高浓度钾更有利于氮从根部向地上部运输 (Jiangweijie,
16、1991). 在高钾 植株中,因为高浓度K+能使原生质胶体保持较高地水化度和粘滞性，则抑制植株对Ca2+、Mg2+地吸收(邹国元,1999).但有地试验证明，钾、钙、镁之间地交互作用在一定范围内正相 关,超过一定范围两者则互相制约 (慕成功 ,1995).2.研究目地和意义生菜 (LactucasativaL.) 为菊科葛苗属 ,一、二年生草本植物 ,又名叶用葛芭 ,它以生长期 短,复种指数高 ,生长均匀整齐 ,清洁无污染、 无虫害 ,商品率高而倍受青睐 .生菜叶地乳汁中富 含类倍半菇烯 ,如葛芭素 ,味苦,其能增强胃液 ,刺激消化 ,增进食欲 ,并具有镇痛、 镇咳、清凉解毒、通乳、利尿和催眠 （Zargari,A 198
