菠菜叶片中硝态氮还原与叶柄中硝态氮累积的关系
蔬菜的硝态氮累积及菜地土壤的硝态氮残留
Ａｈｈｏｕｇｈ １０ｗｅｒ
１ｈａｌｌ Ｉ．ｅｖ。ｌ ３（Ｎ０３ Ｎ＜３２５ ｍｇ＋ｋｇ １）ｍ【刚ｅ ｂ【ａｄ惴 Ｆｕｒｔｈ…ｎｖｃｓｔｌｇａｔ啪ｓｈｏｗｅｄ ｔｂａｔ ｖｅｇｅｔａｂＩｅ ｓ０Ｉｌｓ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ
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ｃｍ ｔｏ ２００ ｃｍ ｔｈａｎ ｄｌｄ ｃｃｒｅａｌ ｃｒ－叩ｓｏＥＩ Ｔｈｅ ｔｏｔａ【ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒ舒Ｉｄｕａｌ ｎｉｔｒａｔｅ Ｎ ｗａ５
叶菜类、根菜类、瓜类、茄果类、豆类、花菜类、葱 在不同季节采样测定的结果（表１）表明，累积
蒜类、芽菜类、薯芋类、水生类和食用菌类等１ｌ 硝态氮的数量因蔬菜种类和品种不同而有极大
类，４８种蔬菜每次采样时，各种蔬菜在１个市 差异．从各类蔬菜不同品种硝态氮含量的平均
场选取２～３个样品，分别装人塑料袋、标记密 值来看，叶菜类的硝态氮含量较高。平均为
重：未被作物吸收而残留在土壤中的氨素是水 体和大气氮污染的重要来源．据估计，每年随径 流或降水流人河、湖中的氮素约有６０％来自施 人农田的化肥…Ｊ．京、津、唐地区６９个观测点的 地下水，半数以上硝态氮含量超标，高者达
等对我国３４种蔬菜进行了检测，发现１０种蔬６７·７ｍｇ。ｋｇ一１…；黄土高原中南部的渭北旱塬
１．２菜地上壤样品的采集和测定
３２６．３ｍｇ·ｋｇ；５种瓜菜中，西葫芦的含量为
分别自南庄村、杨陵、西北农林科技大学蔬 ５４３．１ｍｇ·ｋｇ，而黄瓜为５２．Ｏｍｇ‘ｋｇ’；５种葱 菜试验站，选取５年大棚、２年大棚和常年露地 蒜类蔬菜中，蒜苔的硝态氮含量为５８８．５ｍｇ·
３种菜田，并以距菜地２００ｍ的一般农田为对 ｋｇ，洋葱却仅为５．９ｍｇ·ｋｇ～同一种蔬菜的 照，研究不同种植年限和栽培方式菜田上壤的 硝态氮含量因采样季节不同也有明显差异．春
不同菠菜品种硝态氮累积差异的生理机制研究的开题报告
不同菠菜品种硝态氮累积差异的生理机制研究的开题报告
一、研究背景
硝态氮是植物生长过程中必不可少的营养元素之一，在菠菜生产中，硝态氮的合理利
用能够提高菠菜的产量和质量，降低硝酸盐污染，保护环境。
然而，在不同品种的菠
菜中，硝态氮的累积存在较大差异，影响着其产量和品质。
因此，本研究旨在探究不
同品种菠菜中硝态氮累积差异的生理机制，为菠菜产量和品质优化提供科学依据。
二、研究内容
1.不同品种菠菜的硝态氮累积差异分析：选取若干品种的菠菜进行培养，采用紫外分
光光度法测定不同品种菠菜的硝态氮含量，以探究品种间硝态氮累积的差异。
2.菠菜硝态氮代谢相关酶活性的研究：通过酶活性测定，分析菠菜硝态氮代谢相关酶（如硝酸还原酶、硝酸脱酸酶、谷氨酸酰胺合成酶等）的活性，从而探究品种差异产
生的生理机制。
3.菠菜硝态氮代谢相关基因的研究：利用基因芯片技术和实时荧光定量PCR技术，筛
选出不同品种菠菜硝态氮代谢相关基因，探究基因水平上，品种间硝态氮累积的差异。
三、研究意义
本研究可以为提高菠菜种类的硝态氮利用率、减少硝态氮污染、提高菠菜产量和品质
等方面提供重要参考意义，同时也能够深化菠菜硝态氮代谢的生理机制研究，并拓展
菠菜育种的新思路。
尿素不同施用量对菠菜硝酸盐积累及产量的影响
尿素不同施用量对菠菜硝酸盐积累及产量的影响作者：刘舒娅于锡宏蒋欣梅等来源：《江苏农业科学》2015年第01期摘要：以菠菜品种超越608为试材，研究尿素不同施用量（0、56、112、168、224kg/hm2）对其体内硝酸盐积累及产量的影响。
结果表明，菠菜体内硝酸盐含量和全氮含量均随着生育期的延长呈现先增高后降低的趋势；随着尿素施用量的增加，菠菜的根系活力和硝酸盐含量均增加；当尿素施用量为112 kg/hm2时，产量高且采收时硝酸盐含量不超标。
关键词：尿素；施用量；菠菜；硝酸盐；产量中图分类号：S636.106 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）01-0180-02收稿日期：2014-02-12基金项目：吉林省世行贷款农产品质量安全应用研究项目（编号：2011-Z15）。
作者简介：刘舒娅（1986—），女，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，研究方向为蔬菜栽培与生理。
E-mail：86557218@。
通信作者：蒋欣梅，副研究员，研究方向为蔬菜栽培与生理。
E-mail：jxm0917@。
叶菜类蔬菜主要以叶片为食用部位，维生素含量丰富，生产上主要以调控其营养生长为主，营养生长过程中常常大量施用氮肥以补充生长所需的氮素，由于其生育期较短，一旦氮肥施用量过大，易造成硝酸盐的积累[1]，若人食用后在人体内会被转化为亚硝酸盐，引起亚硝酸盐中毒现象，或在体内与胺类化合物结合形成致癌性化合物亚硝胺，对人类健康和生态环境构成了潜在威胁。
科学控制氮肥用量已成为发展优质商品蔬菜生产急需解决的重要问题[2]。
植物根系活力强度是植物吸氮能力的一个重要标志，间接影响体内氮素营养的吸收利用[3]。
本试验以藜科的菠菜为试材，研究尿素不同施用量的条件下，菠菜体内硝酸盐积累量、全氮含量、根系活力及产量的变化规律，旨在为研究叶菜类蔬菜安全氮肥用量提供理论依据。
1材料与方法1.1试验材料试验于2012年在东北农业大学设施中心及蔬菜生产设施工程与环境调控实验室进行试验，供试土壤为北方黑土，试验前测定的基本理化性状：全氮含量0.121%，全磷含量0120%，碱解氮含量153.4 mg/kg，有效磷含量183.8 mg/kg，速效钾含量163.2 mg/kg，有机质含量39.48 g/kg，pH值 6.25。
氮肥形态及施用方式对菠菜生长和硝酸盐累积的影响
氮肥形态及施用方式对菠菜生长和硝酸盐累积的影响
艾绍英;黄小红;柯玉诗;凌德全;姚建武;黄庆
【期刊名称】《中国农学通报》
【年(卷),期】2001(17)5
【摘要】氮肥形态及施用方式的盆栽试验研究表明 ,石灰性土壤上施用硝态氮肥菠菜生长量大 ,硝态氮累积量低 ;大量的铵态氮肥对菠菜的生长有明显的抑制作用 ;施用铵态氮肥可造成菠菜对氮素的吸收、利用滞后 ;硝态氮肥基施和适当推迟采收时间都能有效减少菠菜体中的硝态氮累积量。
因此应以施用硝态氮肥为主 ,同时配合少量铵态氮肥 ,并结合重基施轻追肥、适当延长采收期 ,不仅能够获得高产 ,而且还能明显减少硝态氮累积量。
【总页数】3页(P11-13)
【关键词】氮肥形态;施用方式;菠菜;生长;硝酸盐累积
【作者】艾绍英;黄小红;柯玉诗;凌德全;姚建武;黄庆
【作者单位】广东省农科院土壤肥料所
【正文语种】中文
【中图分类】S636.106.2
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晓棠;张福锁
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5.马铃薯—大白菜双季栽培体系中大白菜氮肥施用量对其产量、氮肥利用、硝酸盐累积的影响 [J], 胡博;郝云凤;樊明寿
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不同品种菠菜叶肉及叶柄中硝态氮累积与硝酸还原酶活性的关系
不同品种菠菜叶肉及叶柄中硝态氮累积与硝酸还原酶活性的关
系
王海华;魏永胜;王朝辉
【期刊名称】《植物生理学通讯》
【年(卷),期】2006(42)2
【摘要】盆栽试验条件下,菠菜体内的硝态氮含量及硝酸还原酶(NR)活性因品种和部位而异。
硝态氮含量以短缩茎中最高,叶和叶柄中次之,根中最低,且根/冠比越大的品种,其整体植株中的硝态氮含量越低;根尤其是侧根NR活性较高;叶肉和叶柄中硝态氮含量均与根中以内、外源硝酸盐为底物的NR活性呈一定的负相关。
【总页数】4页(P217-220)
【关键词】菠菜;根;硝酸还酶活性;叶柄;硝态氮
【作者】王海华;魏永胜;王朝辉
【作者单位】西北农林科技大学生命科学学院;西北农林科技大学资源环境学院【正文语种】中文
【中图分类】S512.101;S153.61
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1.不同施氮水平下黄瓜叶片SPAD值与硝态氮含量及硝酸还原酶活性的关系 [J], 张延丽;田吉林;翟丙年;诸海涛
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不同品种菠菜叶柄和叶片的硝态氮含量及其与植株生长的关系
不同品种菠菜叶柄和叶片的硝态氮含量及其与植株生长的关系王西娜;王朝辉;陈宝明;李生秀【期刊名称】《植物营养与肥料学报》【年(卷),期】2005(11)5【摘要】温室盆栽试验研究了我国北方不同菠菜品种叶柄和叶片的硝态氮含量及其与植株生长的关系.结果表明,30个菠菜品种地上部分的生长量和硝态氮含量存在显著差异.叶柄和叶片在反映品种间生长量和硝态氮含量变异方面的作用并不相同.叶片占植株地上部鲜重的比例高于叶柄,品种间叶片生长量的差异亦大于叶柄,叶片与植株生长量的正相关关系更为显著.但与生长量的情况不同,叶柄的硝态氮含量、累积总量均显著高于叶片,是菠菜累积硝态氮的主要器官.叶柄硝态氮含量的品种间差异远大于叶片,与植株地上部硝态氮含量的正相关性更为显著.菠菜不同品种之间,叶柄硝态氮含量与地上部鲜重、干重及水分均表现出显著的正相关关系,而叶片硝态氮含量与植株生物量及其各组分之间却无这种关系.【总页数】7页(P675-681)【作者】王西娜;王朝辉;陈宝明;李生秀【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨陵,712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨陵,712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨陵,712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨陵,712100【正文语种】中文【中图分类】Q945.3【相关文献】1.不同油菜品种苗期叶柄硝态氮含量与产量及品质的关系 [J], 朱飞飞;王朝辉;李生秀2.菠菜叶片硝态氮还原对叶柄硝态氮含量的影响 [J], 刘忠;王朝辉;李生秀3.不同氮肥水平下SPAD读数与菠菜硝态氮含量关系的初步研究 [J], 刘艳菊;朱永官;丁辉;童依平4.不同品种菠菜叶肉及叶柄中硝态氮累积与硝酸还原酶活性的关系 [J], 王海华;魏永胜;王朝辉5.菠菜叶片中硝态氮还原与叶柄中硝态氮累积的关系 [J], 刘忠;王朝辉;陈宝明;李生秀因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
蔬菜的硝态氮累积及菜地土壤的硝态氮残留_王朝辉
蔬菜的硝态氮累积及菜地土壤的硝态氮残留王朝辉,宗志强,李生秀,陈宝明(西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨陵712100,E -mail:zhao -huiw @)摘要:在不同季节对11类、48种蔬菜的测定表明,硝态氮含量高于325mg #kg -1,达到4级污染水平的有20种,占调查总数的4117%,包括全部叶菜类、部分瓜类、根菜类和葱蒜类蔬菜.其中硝态氮含量高于700mg #kg -1,超过4级污染水平的有5种,均为叶菜类蔬菜.叶菜硝态氮累积虽为严重,但其中部分蔬菜叶片的硝态氮含量却低于3级污染水平.对不同类型菜地和农田土壤的测定发现,菜地0~200cm 各土层的硝态氮残留量均高于农田土壤,常年露天菜地200cm 土层的硝态氮残留总量为135818kg #hm -2,2年大棚菜田为141118kg #hm -2,5年大棚则达152019kg #hm -2,而一般农田仅为24514kg #hm -2.菜地土壤的硝态氮残留严重威胁菜区地下水环境.关键词:蔬菜;土壤;硝态氮累积;硝态氮残留中图分类号:S15813 文献标识码:A 文章编号:0250-3301(2002)03-05-0079基金项目:国家重点基础研究专项经费资助项目(G1999011707);国家自然科学基金项目(49890330,39970429,30070429)作者简介:王朝辉(1968~),男,河北元氏人,博士,副教授,从事旱地土壤和作物系统氮素动态及其生态环境效应方面的研究.收稿日期:2001-04-13;修订日期:2001-07-27Nitrate Accumulation in Vegetables and Its Residual in Vegetable FieldsWang Zhaohui,Zong Zhiqiang,Li Shengx iu,Chen Baom ing (Colleg e of Resources and Env ironmental Sc-i ences ,Nort hw estern Science and T echnology U niversity of A griculture and Forestry ,Yang ling,Shaanx i 712100,China,E -mail:zhaohuiw @public.x )Abstract:Deter minations o f 11kinds,48varieties o f vegetables w ere car ried out at different seaso ns.T he results show edt hat nitr ate -N concentrations in 20veg etables reached Pollution L evel 4(N O -3-N>325mg #kg-1),w hich accounted for 4117%of the total number of the sampled veg etables and included all of the leafy ,and most of the melon,root,onionand garlic v eg etables.Among them,5leafy vegetables even ex ceeded L evel 4(N O -3-N >700mg #kg-1).A lthough leafy vegetables w er e usually apt to heavily accumulate nitrate,most of them w er e w ith nitrate -N concentrations lowert han Level 3(NO -3-N <325mg #kg -1)in leav e blades.Fur ther investig ation show ed that vegetable soils accumulated mor e nitrates in each lay er fro m 0cm to 200cm t han did cer eal crop soil.T he total amount of residual nitrate -N was135818kg #hm -2in the 200cm soil profile of usual v egetable fields,and 141118kg #hm -2and 152019kg #hm -2in the 2-yaers and the 5-years long plastic greenhouse fields r espectiv ely,how ever that in t he cereal crop fields was only 24514kg#hm -2.N itrate residual in vegetable soils for med ser ious threats to underground water in vegetable grow ing ar eas.Keywords:v eg etable;soil;nitrate accumulation;nitrate residual人类摄入的硝态氮有72%~94%来自蔬菜[1],蔬菜硝态氮累积对人类健康的危害已引起世界各国的重视[2,3]:荷兰规定莴笋的硝态氮含量不能超过1017mg #kg -1;德国规定菠菜不能超过791mg #kg -1[4].1997年欧共体对叶类蔬菜规定了更为严格的标准[5].1982年沈明珠等对我国34种蔬菜进行了检测,发现10种蔬菜硝态氮含量超过325mg #kg -1,达4级污染水平[6].近年来,为了提高蔬菜产量,满足市场不断增长的需求,菜农大量施用化学肥料,特别是氮肥,一些地方施氮量高达3300kg #hm -2[7],超过作物需求量的数倍.伴随着过量施用氮肥,环境污染也日益严重:未被作物吸收而残留在土壤中的氮素是水体和大气氮污染的重要来源.据估计,每年随径流或降水流入河、湖中的氮素约有60%来自施入农田的化肥[8].京、津、唐地区69个观测点的地下水,半数以上硝态氮含量超标,高者达6717m g #kg-1[9];黄土高原中南部的渭北旱塬第23卷第3期2002年5月环 境 科 学ENVIRONM ENTAL SCIENCEV ol.23,N o.3M ay,2002和关中灌区,近30%的地下水硝态氮超标[10].目前,我国蔬菜播种面积达1100万hm2,占全国农作物总面积的1/10[11].蔬菜生产中氮肥用量大,灌水数量和频率又高,菜地土壤的硝态氮残留一直受到人们关注.本文根据对多种蔬菜和不同类型菜地土壤的测定,讨论当前蔬菜生产中氮素污染的严重性.1材料及方法111蔬菜样品的采集和测定选取西北农林科技大学蔬菜市场、杨陵区康乐路蔬菜批发市场、西安市胡家庙蔬菜批发市场、炭市街农副产品批发市场等4个较大的蔬菜市场,分别于2000-04~2000-06(春季)、2000-11~2000-12(冬季),采集人们普遍食用的叶菜类、根菜类、瓜类、茄果类、豆类、花菜类、葱蒜类、芽菜类、薯芋类、水生类和食用菌类等11类,48种蔬菜.每次采样时,各种蔬菜在1个市场选取2~3个样品,分别装入塑料袋、标记密封,放入致冷箱.带回实验室,用自来水冲去根系表面粘附的泥土,并迅速用无氮吸水纸吸干,地上部分不冲洗.根据分析目的把蔬菜按器官、部位分开,迅速称重.然后将样品分别切碎混匀,装入塑料袋,标记密封,放于冰箱,在0e~ 4e保存.硝态氮在采样后当日或次日浸取.采用研磨浸提法[12],制成待测液.待测液中的硝态氮用连续流动分析仪测定.112菜地土壤样品的采集和测定分别自南庄村、杨陵、西北农林科技大学蔬菜试验站,选取5年大棚、2年大棚和常年露地3种菜田,并以距菜地200m的一般农田为对照,研究不同种植年限和栽培方式菜田土壤的硝态氮残留.3种不同类型的菜田在建棚或露天种植蔬菜前亦为小麦-玉米轮作的一般农田.土壤采样时间为2000-03-20~2000-04-10.此时,5年大棚菜地内生长着黄瓜、番茄和芹菜等;2年大棚内生长着菠菜、小白菜和芹菜;露地菜田经过冬季休闲、即将整地移栽甘蓝、辣椒和茄子;对照农田正值冬小麦生长季节.采样时,各种类型的菜田和农田分别选取4~5个不同的田块,根据其面积大小,每块地采3~5个样点.每个样点按20cm深度为一层取样,直至200cm.同一田块各样点同一土层的土壤分别混匀作为分析样品,每一分析样品约1000g左右鲜土.取好的土壤样品分别装入塑料袋、标记密封,放入致冷箱,带回实验室后,迅速过2mm 筛,取1/2放入冰箱,在0e~4e保存,用于测定土壤的硝态氮.土壤的硝态氮用1mol/L的KCl浸取[13],连续流动分析仪测定.2结果与分析211蔬菜可食部分的硝态氮累积硝态氮是蔬菜吸收的主要氮素形态,在氮素用量合适时,吸入的硝态氮会很快被还原转化.但在过量施用氮肥情况下,蔬菜吸收的硝态氮不能及时还原,便累积在体内.对48种蔬菜在不同季节采样测定的结果(表1)表明,累积硝态氮的数量因蔬菜种类和品种不同而有极大差异.从各类蔬菜不同品种硝态氮含量的平均值来看,叶菜类的硝态氮含量较高,平均为57614mg#kg-1;其次是根菜类、瓜类、葱蒜类和薯芋类蔬菜,平均值介于16513~27610mg# kg-1;茄果类、豆类、芽菜类、花菜类、水生类和食用菌类蔬菜的硝态氮含量较低,介于1915~ 10817mg#kg-1之间.同一类蔬菜中不同品种的硝态氮含量也存在显著差异.检测的15种叶菜中,芹菜的含量最高,达108917mg#kg-1,甘蓝含量最低,仅32613mg#kg-1;5种瓜菜中,西葫芦的含量为54311mg#kg-1,而黄瓜为5210mg#kg-1;5种葱蒜类蔬菜中,蒜苔的硝态氮含量为58815mg# kg-1,洋葱却仅为519mg#kg-1.同一种蔬菜的硝态氮含量因采样季节不同也有明显差异.春季的菠菜为112210mg#kg-1,而冬季的仅为29216mg#kg-1,相差数倍之多.芹菜、芫荽、茼蒿、西葫芦、蒜苔等多种蔬菜也有类似情况.其原因除蔬菜品种、肥水管理、光温等环境气候因素外[14],还与蔬菜从采收到销售之间的贮存期长短有关,贮存期延长,硝态氮因有充分的还原时间而含量降低,但这又有使蔬菜累积亚硝态氮的危险[15].根据蔬菜的食用卫生标准[6],调查的48种表148种蔬菜可食部分(鲜重)的硝态氮含量/mg#kg-1 Table1Nitrate-N contents in the edible parts of48vegetables 蔬菜采样时间类别名称春季冬季平均叶菜类芹菜14481073114108917小白菜927167851285614芫荽1254153431079818小茴香658177991072818菠菜1122102921670713空心菜5841458414大青菜5261952619生菜544174921051813油白菜458115241149111黄心菜4741847418茼蒿179147191144912莴笋433124201542619莴笋苗3361533615大白菜3301633016甘蓝344183071932613根菜类白萝卜597145001854911心里红2361423614白山药1861818618胡萝卜144101191513118瓜类西葫芦898191871354311佛手瓜1831418314苦瓜1001610016冬瓜91159115黄瓜241479175210葱蒜类蒜苔113113451858815蒜苗694112611347717韭菜571121061633819大蒜241824172417大葱42196152417韭黄1019819919洋葱516613519薯芋类生姜441181641330310土豆241430192716茄果类茄子246181221918418蕃茄1615139167810甜椒3911109197415尖辣椒301626142815豆类四季豆29012981819415芸豆1011610116肉豆73137313豇豆54145414豆角王351042103815花菜类菜花15213861411914绿菜花8912106189810芽菜类豆芽菜241575124918豆芽5810153615水生类莲藕281210181915蔬菜中,达到4级污染水平(硝态氮含量> 325mg#kg-1),既不宜生食、盐渍,也不宜熟食的蔬菜有20种,占被调查蔬菜总数的4117%,包括全部的叶菜类、部分根菜类和葱蒜类;其中有5种叶菜还超过4级污染水平(硝态氮含量>700mg#kg-1).硝态氮含量低于98mg#kg-1的优质蔬菜仅18种,占被调查蔬菜总数的3715%.可见,蔬菜的硝态氮累积比20世纪80年代初更加严重[6];叶菜类、根菜类和葱蒜类蔬菜的硝态氮累积更为突出.这些情况提示,硝态氮在蔬菜中的累积已对人类健康构成严重威胁.212叶菜类蔬菜不同部位的硝态氮累积和其它蔬菜相比,叶菜类蔬菜的硝态氮累积更为严重,但并非其可食部分各器官部位的硝态氮含量都一样高.10种叶菜不同器官硝态氮的测定(表2)表明,叶片的硝态氮含量均显表2叶菜不同部分的硝态氮含量(NO-3-N,鲜重)/mg#kg-1 Table2Nitrate-N contents in the di fferentparts of leafy vegetables蔬菜叶柄和茎秆1)叶片范围平均范围平均小白菜93511~1005179701441013~4651643810茼蒿86513~961159121544810~7381360212芹菜42412~1092117841927614~10371757619黄心菜60212~88315742198512~1751913015油白菜65013~755137021811818~1851815213大青菜35713~99717677155810~2011512917生菜59318~743126681537818~3941638617菠菜33011~65013501189413~1261711114大白菜25715~63812414121216~166119016甘蓝12219~847124071510313~20311130141)茼蒿和芹菜的测定值包括茎秆部分,其它蔬菜仅为叶柄.著低于叶柄和茎杆.如硝态氮累积量较高的小白菜叶柄含量为97014mg#kg-1,而叶片的含量仅为43810mg#kg-1,比叶柄低5419%;黄心菜叶柄的硝态氮含量为74219mg#kg-1,而叶片的含量只有13015mg#kg-1,比前者低8214%.虽然10种叶菜叶柄或茎秆的硝态氮含量均达到4级污染水平,但黄心菜、油白菜、大青菜、菠菜、大白菜和甘蓝的叶片硝态氮含量均不到3级污染水平(硝态氮含量<325mg #kg -1),既可盐渍,也可熟食.看来,即使在叶菜硝态氮污染较为严重的情况下,叶片仍是比较安全的食用部分.213 菜地土壤的硝态氮残留200cm 土层硝态氮总残留量计算:先根据所测定的各土层硝态氮含量和土壤容重计算每一土层(20cm)的硝态氮残留量(R i ):R i =c @(D @H @A )@10-6R i :每一土层的硝态氮(NO -3-N )残留量,单位:kg #hm -2;c :该土层土壤硝态氮含量,单位:mg #kg -1;D :该土层土壤容重,单位:kg #m -3;H :每一土层的厚度:012m;A :每公顷土地的面积:100m @100m;再由0~2m 深土壤中各土层的硝态氮残留量之和,求出200cm 土层硝态氮总残留量.不同类型菜地和农田0~200cm 土层硝态氮的测定(图1)表明,随土层深度增加,土壤硝态氮残留量降低,但下降速度因土层深度而异,在0~60cm 的土层中,硝态氮残留量迅速降低,在60~200cm 的土层中降低速度较慢,呈逐渐下降趋势,且不同类型菜地各土层的硝态氮残留量均高于农田.一般农田不同土层的硝态氮残留量介于11312~112kg #hm -2,而5年大棚菜田的硝态氮残留量介于50914~6116kg #hm -2,2年大棚菜地介于33219~5314kg #hm -2,常年露天菜地介于46716~5610kg #hm -2.从200cm 土层的硝态氮残留总量(各土层残留量之和)来看,常年露天菜地为135818kg #hm -2,2年大棚菜田为141118kg #hm -2,5年大棚为152019kg #hm -2,一般农田的残留总量仅为24514kg #hm -2.可见,菜田土壤的硝态氮残留量显著地高于一般农田,大棚菜地更为突出.如调查的两处大棚,种菜史虽然仅有2年和5年,硝态氮残留总量已分别比农田高出418和512倍;露天菜地也比农田土壤高出415倍.一般作物,如小麦、玉米的根系在土壤中的分布可达200cm 以上,而叶菜类、根菜类、葱蒜类、茄果类、瓜类和豆类等蔬菜的根系分布较浅,主要集中在表层0~40cm 的土层中[16],在菜地土壤中淋洗到40cm 以下的硝态氮就难以再被作物吸收;而且硝态氮又不易被土壤胶体吸附[17].因此会不断在雨水和灌溉水的淋洗作用下向土壤深层迁移,污染菜区地下水环境.调查的常年露地、2年和5年大棚菜田中,180~200cm 土层的硝态氮残留量分别为5610kg #hm -2,8913kg #hm -2和6713kg #hm -2以上,远高于一般农田土壤(213kg #hm -2).可见,菜区土壤的硝态氮淋洗现象非常严重.图1 不同类型菜地和农田土壤的硝态氮残留Fig.1 Nitrate -N residual in different vegetablesoils and cereal crop soil3 结论不同季节测定了48种蔬菜硝态氮的含量.结果表明,不同种类蔬菜可食部分的硝态氮累积存在明显差异.叶菜类蔬菜的硝态氮含量较高,平均为57614mg #kg -1;其次是根菜类、瓜类、葱蒜类和薯芋类蔬菜,平均值介于16513mg #kg -1~27610mg #kg -1;而茄果类、豆类、芽菜类、花菜类、水生类和食用菌类蔬菜的含量较低,介于1915m g #kg -1~10817mg #kg -1.蔬菜的硝态氮含量因品种、采样季节不同也有明显差异.叶菜类蔬菜的硝态氮累积还因器官部位而异,10种叶菜中,叶片的硝态氮含量均显著低于叶柄和茎秆.调查的48种蔬菜中,20种蔬菜的硝态氮含量达到4级污染水平,占被调查蔬菜总数的4117%,包括全部的叶菜类、部分瓜菜类、根菜类和葱蒜类蔬菜.其中硝态氮含量高于700mg #kg -1,超过4级污染水平的有5种,均为叶菜类蔬菜.而硝态氮含量低的优质蔬菜仅18种,占所调查蔬菜的3715%.叶菜的硝态氮累积虽为严重,但其中黄心菜、油白菜、大青菜、菠菜、大白菜和甘蓝的叶片硝态氮含量均低于3级污染水平,既可盐渍,也可熟食.蔬菜生产中过量施用氮肥,频繁和过量灌水,不仅使硝态氮在蔬菜体内大量累积,还在菜地土壤中大量残留,使菜田土壤的硝态氮残留量明显高于一般农田.常年露天菜地200cm土层的硝态氮残留总量可达135818kg#hm-2,2年大棚菜田为141118kg#hm-2,5年大棚为152019kg#hm-2,而一般农田仅为24514kg# hm-2.蔬菜作物的根系分布较浅,残留在菜地土壤深层的硝态氮难以被重新吸收利用;加之硝态氮又不易被土壤胶体吸附,在雨水和灌溉水的淋洗作用下会不断向土壤深层迁移,污染菜区的地下水环境.参考文献:1Walker R.Nitrate,nitrite and N-nitroso compounds:A re-view of the occurrence in food and diet and the tox i cologi cal implications.Food Add.Cont.,1990,7:717~768.2Dich J,Jrvinen R,Knekt P et al.Dietary intakes of nitrate, nitri te and NDM A in the Finish M obile Cli nic Health Exam-i nation Survey.Food Add.Contam.,1996,13:541~552. 3Choi B C K.N-nitroso compounds and human cancer:a molecular epidemiological approach.Am.J.Epidem., 1985,121:737~743.4Lillie A,Niels E N.A new cultivation method for the pro-ducti on of vegetables w ith low content of nitrate.S cientia Horticulturae,1992,49:167~171.5Santamari a P,Elia A,Parente A et al.Fertilizati on strate-gies for low ering nitrate accumulati on in leafy vegetables:Chicory and rocket salad cases.Journal of Plant Nutrition., 1998,21(9):1791~1803.6沈明珠,翟宝杰,东惠茹等.蔬菜硝酸盐累积的研究Ñ.不同蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐含量评价.园艺学报,1982,9(4):41~48.7贾继文,李文庆等.山东省蔬菜大棚土壤养分状况与施肥状况的调查研究.见谢建昌,陈际型主编.菜园土壤肥力与蔬菜合理施肥.南京:河海大学出版社,1997.73~75. 8马立珊,钱敏仁.太湖流域水环境硝态氮和亚硝态氮污染的研究.环境科学,1987,8(2):60~65.9张维理,田哲旭,张宁等.我国北方农田氮肥造成地下水硝酸盐污染的调查.植物营养与肥料学报,1995,1(2): 80~87.10吕殿青,同延安,孙本华等.氮肥施用对环境污染影响的研究.植物营养与肥料学报,1998:4(2):8~15.11李国庆.我国人均占有蔬菜超过二百五十公斤.科技日报.1998年12月17日(第1版).12王朝辉,李生秀.蔬菜不同器官的硝态氮含量与水分、全氮、全磷含量的关系.植物营养与肥料学报,1996,2(2): 144~152.13李生秀,贺海香,李和生等.关于供氮指标的研究Ò.评价EUF析滤出的矿质氮在反映土壤供氮能力方面的效果.土壤学报,1993,30(4):447~452.14Blom-Zands tra M.Ni trate accumulation in vegetables and its relationship to quality.Ann.Appl.Biol.,1989,115:553 ~561.15M inotti P L.Potential nitrate levels in edible plant parts.Donald R,Ni elson J G,M acDonald(eds).Nitrogen in the Environment:Vol.2Soi-l Plant-Nitrogen Relationship.Aca-demic Press,New York,Son Francisco,London.1978.235~252.16庄舜尧,孙秀廷.肥料氮在蔬菜地中的去向及平衡.土壤,1997,29(1):80~83.17文启孝.土壤氮素的含量和形态.见朱兆良,文启孝主编.中国土壤氮素.南京:江苏科技出版社,1992.3~26.。
不同氮形态配比对菠菜生长及氮代谢的影响
安徽农业科学 ． ｕｎｌｆＡ ｈｉ ．ｃ．０ ８３ ｛０ ：０６—４４ Ｊ ｒａｏ ｎｕ Ａ Ｓｉ２０ ．６ １）４４ ０７ ｏ
责任编辑
庆珞
责任校对
马君叶
不 同氮 形态 ｉ 对 菠 菜生 长及 氮代 谢 的影 响 ＥＩ ； １ ：
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Ｎ ｒ ｕｅ ，ｔ ｃｍ ｕ ｔｎａ ｏｎ ｆ ｉａ ｄｃｄ ＷｈｎⅡｅｒｔ ｆ ｄｃ ｅ ｄ ｈ ａｃ ｎｌ ｉ ｍ ｕ ｔ ｎｈ ｔｒ ｕｅ ． ｅ １ ａ ｉ ｏ ｅ ａｏ ｏ ｅｅ ｏ
赵建荣， 秦改花 安 科 学 ，徽 阳 ３【 （徽 技 院安 凤 ２ｌ） ３） ｘ
摘要 ［ 目的］ 探讨硝 态氮和铵 态氮在叶 菜类蔬 菜上的营养特 性及联合 效应 。［ 方法 ］ 用凯 氏定氮法测 定总 氮含量 。［ 采 结果 ］ 加铵 态 增
氮比 例 对 菠 菜地 上 部 的 生 物 量 影 响 很 大 在 Ｎ ３ 一Ｎ Ｎ 一Ｎ比 例 为 １００的 处 理 中 ， 菜 的 鲜 重 、 重 均 最 高 ， 物 量 最 大 。 随 着 Ｏ ／ Ｈｌ ０／ 菠 干 生
Ｎ 一 ／ Ｉ 一 ３ Ｏ 一Ｎ Ｎ ￣ Ｎ比例 的减 小， 菠菜的鲜重 、 干重和生物量递 减， 而根冠 比升 高。增加 铵 态氮比例 对菠 菜根 和叶 中硝酸 盐的 累积有 明 显影响 ， 同配 比间差异显著。硝酸盐 的累积量随着 Ｎ ３ 一 ／ Ｈ 一 不 Ｏ 一 Ｎ Ｎ ￣ Ｎ比例 的降低 而减 小，Ｏ 一 ／ Ｈ 一Ｎ比例 为 ０ １ 时 ， Ｎ ３ 一Ｎ Ｎ ￣ ／０ ０ 累积 量 最小， 显著低 于 １／５ 且 ５７ 比侧的 处理 ［ 结论 ］ 全铵培养对 菠菜生长有明显的抑制作 用 ， 态氮对菠菜生长有促进作 用。 硝
硝态氮难以在菠菜叶柄中还原的原因初探
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0 引言
【本研究的重要意义】蔬菜体内过量累积的硝态 氮对其本身危害不大，却严重危害人体健康[1～5]。叶 柄是蔬菜硝态氮累积的主要器官，揭示其累积硝态氮 的原因，会为降低蔬菜硝态氮累积、选育硝态氮含量 低的优良品种提供理论依据。【前人研究进展】硝态氮 在植物体内的还原是影响累积的重要因素。硝酸还原 酶是还原过程中的关键酶[6,7]。自 1953 年发现以来[8]， 一直受到研究者的关注。由于硝酸还原酶主要分布在 植物叶片中，目前关于硝态氮累积与还原的研究主要 集 中 在 硝 态 氮 含 量 与 叶 片 硝 酸 还 原 酶 活 性 （ nitrate reductase activity，NRA）的关系[9～12]。【本研究切入 点】除叶片外，叶柄也是叶类蔬菜的主要构成部分， 占植株生物量的 30%以上[13]。不少研究表明菠菜各个 器官的硝态氮含量有明显差异，叶柄中的硝态氮含量 最高[14～16]，可占整株累积总量的 60%～80%以上[13]， 远高于根和叶片。叶柄硝态氮含量的高低，直接影响 蔬菜整株的硝态氮累积水平。叶柄硝态氮含量为何如 此高？叶柄中的硝态氮为何难以在叶柄被还原，或者 难以转移到叶片中被还原呢？至今尚未见这方面的报 道。除硝酸还原酶活性外，硝态氮在植物细胞中的分 布也是影响其还原、转化和累积的重要因素。植物细 胞内硝态氮呈区域化分布，大部分进入液泡，小部分 存在于细胞质中。而硝酸还原酶则主要存在于细胞质 膜内侧[17,18]，可将细胞质中的硝态氮迅速还原，而液 泡内因没有硝酸还原酶存在，其中的硝态氮难以被还 原。因此，一般称细胞质为硝态氮的代谢库（metabolic pool），液泡为硝态氮的贮存库（storage pool）[19,20]。 硝态氮代谢库的大小（metabolic pool size，MPS）是 影响植物硝态氮累积的主要内在因素[21]。蔬菜叶柄的 硝态氮累积与这些因素又是何种关系？累积于液泡中 的硝态氮只有重新进入细胞质才能被还原，并参与氮 素代谢。虽然硝态氮可以离开液泡，但离开液泡进入 细胞质的速率又如何？均未见报道。【拟解决的关键问 题】本文主要从不同菠菜品种叶柄内外源硝酸还原酶 活性高低，叶柄的硝态氮代谢库大小，以及加入外源 硝酸还原酶后叶柄组织亚硝态氮的生成速率来探讨叶 类蔬菜叶柄硝态氮大量累积的原因。
降低菠菜硝态氮含量制剂研究
降低菠菜硝态氮含量制剂研究硝酸盐对于人体的危害被大量研究所证实,本试验在了解蔬菜硝酸盐积累规律的基础上,分析影响硝态氮累积差异的生理原因,尝试研制一种安全、高效的制剂,为降低菠菜的硝酸盐含量提供方便。
以菠菜为材料,采用盆栽的培养方法,通过叶面喷施的方式,研究了80组三种组分不同配方对菠菜硝酸盐含量的影响,最终目标是删选出一种最佳配比,并进行验证。
试验主要内容包括初步筛选,研究降低机制与配方最终确定及验证试验。
通过测定硝态氮含量和硝酸还原酶(Nitrate Reductase,NR)活性及根系活力,研究不同处理对菠菜硝态氮累积的影响;最后,为研究钾对菠菜硝酸盐积累的影响,采用圆片法,测定了不同浓度酒石酸钾处理后菠菜叶片中硝酸盐含量,以及最佳浓度、时间处理下,菠菜硝酸还原酶活性、叶绿素含量、维生素C、可溶性糖及可溶性蛋白含量。
结果表明:1.初步筛选:通过测定80组处理的产量与硝酸盐含量,最终筛选出的五种处理是第49、50、68、78、80组。
分析得出,组分Ⅰ与组分Ⅱ为主要试剂,对降低菠菜的硝酸盐含量起到主要作用,组分Ⅲ为辅助试剂。
2.降低机制研究与配方的最终确定:通过对菠菜不同器官硝酸盐,硝酸还原酶活性的测定,得出叶柄中硝酸盐含量最高,叶片最低,叶片的硝酸还原酶活性是叶柄的两倍之多,是还原硝态氮的主要器官。
这就使叶片中的硝态氮能很快被还原,叶片可保持相对较低的硝态氮水平。
从而说明,硝酸盐含量与硝酸还原酶活性呈负相关。
各个处理均提高了菠菜的根系活力,并在一定程度上提高了菠菜的品质。
另外,初步筛选中的五种处理均能显著降低菠菜的硝态氮含量,最终确定的制剂为第50组,即组分Ⅰ浓度为2mg·L~-1、组分Ⅱ浓度为1mg·L~-1、组分Ⅲ浓度为0.20%。
3.验证试验:通过对3个来自不同省份的菠菜品种进行喷施试验,表明制剂对不同品种的菠菜硝酸盐含量都有明显的降低作用,对不同品种品种菠菜的品质提高程度不同。
不同菠菜基因型硝酸盐积累与氮吸收、利用效率的比较
不同菠菜基因型硝酸盐积累与氮吸收、利用效率的比较周建建;蔡晓锋;徐晨曦;葛晨辉;戴绍军;王全华;王小丽【摘要】采用不同硝态氮(NO3--N)浓度水培试验,比较4个菠菜基因型(菠10号、菠13号、菠18号及菠57号)硝酸盐积累和氮素利用效率的差异.结果表明,0.5和15 mmol·L-1NO3--N浓度水平下,菠13号硝酸盐含量均最高,菠10号硝酸盐含量最低,菠18号硝酸盐含量在低硝态氮处理下与菠13号差异不显著,高硝态氮处理下与菠57号差异不显著,介于菠13号与菠10号之间.菠13号15NO3--N吸收速率在高、低硝态氮浓度水平下均显著高于其他基因型,而其氮素生理利用效率(NutE)、氮素利用效率指数(NUR)显著低于菠18和菠57号;菠18和菠57号地上部分干重(SDW)、硝酸还原酶活性、NutE、NUR显著高于菠13号和菠10号,而15 NO3--N吸收速率低于菠13号;菠10号地上部分于重、硝酸还原酶活性、NutE、NUR 显著低于菠18和菠57号,15NO3--N吸收速率及氮素吸收效率(NupE)显著低于菠13号.综上,不同菠菜基因型的硝酸盐积累和氮素利用效率存在差异,供试材料中菠57号在高、低硝态氮浓度下均具有较高的NutE和较低的硝酸盐含量,可用于菠菜高产优质品种选育.%A hydroponic experiment was conducted to study the difference of nitrate accumulation,nitrogen uptake and utilization efficiency between four spinach (Spinacia oleracea L.) genotypes(So10,So13,So18 and So57).Results showed that So13 had the highest nitrate contents under two nitrate (NO3--N) level (0.5 mmol · L-1,15mmol · L-1) conditions,whereas So10 had the lowest nitrate contents.So18 had the similar nitrate contents with So13 under low NO3-level,while it showed no significant difference of nitrate contents with So57 under high NO3-treatment.The 15 NO3--N uptake rates of So13 were the highest oneamong four genotypes,while the N utilization efficiency (NutE) and N utilization ratio (NUR) of So13 were significantly lower than those of So18 and So57.The shoot dry mass,nitrate reductase activity,NutE,NUR of So18 and So57 were high.er than those of So13 and So10,while their 15NO3--N uptake rates were lower than those of So13.The shoot dry mass,nitrate reductase activity,NutE,N utilization ratio of So10 were significantly lower than those of So18 and So57,and its 15NO3--N uptake rate was significantly lower than those of So13.Among the four spinach genotypes,the So57 can be selected as elite germplasm using for spinach production for its relatively lower nitrate content and higher N efficiency.【期刊名称】《上海师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】7页(P611-617)【关键词】菠菜;基因型;硝酸盐;硝酸还原酶;氮素利用效率【作者】周建建;蔡晓锋;徐晨曦;葛晨辉;戴绍军;王全华;王小丽【作者单位】上海师范大学生命与环境科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234【正文语种】中文【中图分类】S636.1;S603.7菠菜(Spinacia oleracea L.)为苋科藜亚科菠菜属,是以绿叶为主要产品器官的一、二年生草本植物.菠菜营养生长过程需要大量氮素,但过量施氮会降低蔬菜氮素利用效率,多余的氮素还会通过土壤径流、淋洗、反硝化、挥发等途径污染环境,影响蔬菜生产的可持续性[1-2].如何提高蔬菜氮肥利用效率,降低氮肥损失,充分发挥其增产作用,降低环境风险,是蔬菜生产中亟待解决的重大问题[3].此外,由于菠菜本身的喜硝特性,过量的氮素供应极易造成菠菜硝酸盐的大量积累,对人类健康形成潜在威胁[4-5].广义的氮素利用效率反映植物将供应氮素转化为产量的能力,是植物氮素吸收和同化能力的综合表现[6],而植物硝酸盐积累本质上是吸收能力大于同化能力的结果.影响植物氮素吸收及同化能力的因素均会影响植物氮素利用效率和硝酸盐积累.因此,理论上来说,平衡植物氮素吸收和同化水平,能够在提高菠菜氮素利用效率的同时,降低植物硝酸盐积累量.供氮浓度是影响植物硝酸盐积累和蔬菜氮素利用效率的重要因素[7].过量供氮是蔬菜硝酸盐积累的主要外部因素,而合理的供氮水平下蔬菜氮素利用效率最高,过高或过低氮素浓度均不利于氮素利用效率的提高.光照、CO2、水分等环境因素也会通过影响植物光合作用、氮素吸收同化等过程影响植物对氮素的利用及硝酸盐积累量.生产上通过改变光质[8]、合理施肥[9]、喷施水杨酸[10]、双氰胺[11]等化学物质以及其他农艺措施能有效降低硝酸盐含量且提高产量.但由于菠菜自身的喜肥、喜硝特性,很难通过常规方法从根本上解决问题.已有研究表明菠菜不同基因型在氮素利用[12-13]及硝酸盐积累[14-15]方面存在显著差异.因此,利用菠菜品种间生理特性的差异,通过遗传改良手段培育高效低硝型蔬菜品种是解决上述问题的有效途径.到目前为此,关于菠菜氮素利用效率与硝酸盐积累特性的关系及相应的生理机制仍不清楚.本研究采用不同硝态氮浓度水培试验,通过比较4个基因型菠菜硝酸盐积累和氮素利用效率相关指标的差异,筛选高氮效率低硝酸盐品种,为揭示不同基因型间硝酸盐积累差异的可能生理原因及菠菜高效高品质生产提供依据.1.1 试验材料试验于2015年在上海师范大学种质资源开发中心人工气候室进行.以上海师范大学种质资源开发中心保存的4个菠菜基因型:菠10号、菠13号、菠18号、菠57号为实验材料,其中菠10号和菠13号为戟型叶,菠18号和菠57号为椭圆形叶. 1.2 材料培养菠菜种子播于穴盘后,置于玻璃温室内育苗.待幼苗长至4片真叶时,选取长势一致的植株,洗净根部基质,转入10 L水培箱,每箱20株.营养液组成为2 mmol·L-1Ca(NO3)2、2.5 mmol·L-1 KNO3、2 mmol·L-1 MgSO4、2 mmol·L-1KH2PO4、50 μmol·L-1 NaFeEDTA、46 μmol·L-1 H3BO3、9.1 μmol·L-1 MnCl2、0.76 μmol·L-1 ZnSO4、0.31μmol·L-1 CuSO4、0.1μmol·L-1 NaMoO3.每3～4 d更换一次营养液.生长过程全部在人工气候室完成,环境条件设置为白天21 ℃,晚上18 ℃,10 h光照,14 h黑暗,光照强度5 000 lx,相对湿度71%.1.3 试验处理水培约两周后,每个基因型选取长势一致的幼苗,去离子水洗净根系,转入无氮处理液中饥饿4 d,再分别以0.5、15 mmol·L-1的KNO3为氮源进行低硝态氮和高硝态氮处理,其他营养成分同前.处理24 h后采样测定地上部分干鲜重、总氮含量、硝酸还原酶活性及硝酸盐含量.硝态氮的吸收能力测定采用15N示踪法.水培条件同上,不同的是将氮饥饿处理后的植株转移入15NO3-标记的营养液中(以15KNO3形式施入,99%原子百分超,购自Cambridge Isotope Laboratories有限公司),除将NO3-替换为15NO3-外,其他均与原有营养液相同.分别于15N处理0、1、4、7、12 h采样,用0.1 mmol·L-1 CaCl2和双蒸水反复冲洗根系,去除表面残留15N,将叶片、叶柄及根系样品冻干,粉碎过筛,供15N丰度和总氮含量测定用.1.4 理化指标的测定硝酸盐含量(每千克 (鲜重,FW)菠菜中硝酸盐质量,mg·kg-1)采用水杨酸硝化法测定.植株总氮含量、15N丰度(每克(干重,DW)菠菜中15N质量,μg·g-1)采用元素分析同位素质谱联用仪(德国Elementary Vario EL Ⅲ)测定.硝酸还原酶活性参考李合生[16],以每克鲜重每小时产生的亚硝态氮的量表示,单位为μg·g-1·h-1.1.5 氮素吸收和利用效率的相关指标计算氮素吸收和利用效率的相关指标按以下公式计算:NUE为地上部分干重(SDW)与地上部分氮含量百分数的比值;NupE为样品15N吸收总量与总15N供氮量之比,单位μg·g-1;氮素生理利用效率(NutE)为SDW与植株氮累积量之比,单位g·g-1 ;氮素利用效率指数(NUR)为SDW×(SDW/地上部分氮累积量)[13].1.6 数据处理数据采用 Microsoft Excel及 SPSS13.0进行统计分析.2.1 不同菠菜基因型硝酸盐含量比较低硝态氮水平下,菠13号与菠18号硝酸盐含量显著高于其他2个菠菜材料,分别达4 679.85和4 705.89 mg·kg-1,其次是菠57号(3 781.29 mg·kg-1),菠10号的硝酸盐含量最低(2 939.42 mg·kg-1),如图1(a)所示.高硝态氮水平下,菠13号硝酸盐含量最高,达5 809.80 mg·kg-1,其次为菠18号和菠57号,平均为4 865.67 mg·kg-1;菠10号硝酸盐含量最低(3 883.81 mg·kg-1).除菠18号外,高硝态氮处理下供试菠菜品种的硝酸盐含量均高于低硝态氮处理.低硝态氮水平下,菠18号硝酸盐积累量显著高于其他品种,菠13号与菠57号间无显著差异,菠10号显著低于其他品种,如图1(b)所示.高硝态氮水平下,菠13号、菠18号和菠57号硝酸盐积累量显著高于菠10号.高硝态氮处理下供试菠菜品种的硝酸盐积累量均显著高于低硝态氮处理.2.2 不同菠菜基因型硝酸还原酶活性、硝态氮吸收能力比较硝酸还原酶是还原途径的限速酶,因此本试验比较了不同菠菜基因型硝酸还原酶活性及硝态氮吸收速率,如图2所示.由图2可知,低硝态氮水平下,硝酸还原酶活性由大到小依次为菠57号、菠18号、菠10号、菠13号.高硝态氮水平下,菠57号硝酸还原酶活性显著高于其他品种,其次是菠13号与菠18号,菠10号硝酸还原酶活性最低.高硝态氮处理下菠13号、菠57号硝酸还原酶活性显著高于低硝态氮处理,但菠10号和菠18号的硝酸还原酶活性在不同硝态氮浓度处理间差异不显著.图3为不同菠菜基因型地上部分15N丰度随时间变化曲线图.由图3(a)可知,低硝态氮水平下,处理时间0～4 h内4个供试菠菜基因型地上部分15N丰度均迅速升高,4～12 h内各基因型15N丰度积累减缓.处理时间分别为1、4 h时,4个菠菜基因型间15N丰度没有显著差异,处理时间为7 h时,各基因型15N丰度依次为菠13号、菠18号、菠57号和菠10号,但未达到差异显著水平.处理时间为12 h时,基因型间15N丰度差异显著,菠13号15N丰度最大,其次是菠18号和菠10号,菠57号的15N丰度值最低.高硝态氮条件下各基因型15N丰度远高于低硝态氮处理条件下的,约为其10倍.由图3(b)处理时间为1 h时各基因型间15N丰度差异不大,处理时间为4 h时菠13号15N丰度显著高于其他基因型,处理时间为7 h时菠13号和菠57号的15N丰度显著高于菠10号和菠18号;随着处理时间的延长,菠13号15N吸收速率显著高于其他三个基因型.2.3 不同菠菜基因型氮素利用相关指标比较处理时间为24 h时,供试菠菜基因型SDW及氮素利用效率相关指标存在差异,如表1所示.同一硝态氮浓度处理下的植物干重可作为评价植物氮效率的指标[17-18],由表1可知,0.5 和15 mmol·L-1硝态氮处理下,菠18号、菠57号基因型SDW显著均高于菠10号和菠13号.4个菠菜基因型的NUE在两个硝态氮浓度处理下均未达到差异显著水平.无论低硝态氮还是高硝态氮处理,菠18号、菠57号基因型NutE均显著高于菠10和菠13号.除菠10号与菠13号外,各基因型NupE在低硝态氮处理下差异不显著,高硝态氮下菠13号NupE显著高于其他3个基因型,与15N吸收速率表现一致.无论高硝态氮或低硝态氮处理,各基因型NUR均为菠18号、菠57号大于菠10号、菠13号,与干重及NutE结果表现一致.优良的菠菜品种应该是兼顾硝酸盐含量和氮素效率,无论高、低硝态氮浓度水平下均具有较低的硝酸盐含量和较高的NUE.综合4个菠菜基因型在不同硝态氮浓度下的硝酸盐含量及氮素利用效率差异,可将这4个菠菜材料菠10号、菠57号、菠13、号、菠18号划分为低产(产量)低硝(硝酸盐含量),高产低硝、低产高硝、高产高硝4种类型.菠13号属于典型的低产高硝型,无论高低氮素水平下均具有最高的硝酸盐含量和较低的氮效率;菠57号正好相反,在高低硝态氮浓度下硝酸盐含量较低而氮效率较高,属于高产低硝型,是培育兼顾产量和硝酸盐品质的优良菠菜材料;菠10号为低产低硝型,无论高低硝态氮浓度下硝酸盐含量及氮效率均最低;菠18号在低硝态氮处理下属于典型的高产高硝,高硝态氮浓度下硝酸盐含量有所降低,介于菠13号与菠57号之间.本研究发现供试硝态氮浓度(0.5和15 mmol·L-1)处理下,4个菠菜基因型硝酸盐含量和氮素吸收、利用效率相关指标存在显著差异.从生理学来看,菠菜中硝酸盐的累积主要取决于硝酸盐的吸收和同化,可以简单地认为当吸收大于同化就会促进累积,反之则不会.菠13号无论在高硝态氮还是低硝态氮浓度下均具有最高的硝酸盐含量,可能与其较高的硝态氮吸收能力(如15N吸收速率、NupE)和较低的硝态氮利用能力(如较低的NutE、NUR及硝酸还原酶活性)有关,过量吸收的硝酸盐导致菠13号的NutE低于同样高硝酸盐积累材料菠18号;菠18号硝态氮同化能力在高、低硝态氮浓度处理下差别不大,且均高于菠13号,但其硝酸盐含量在不同硝态氮浓度处理下表现不一致.菠18号硝酸盐含量在低硝态氮下与菠13号差别不大,可能是由于其硝态氮吸收能力大于还原能力;而菠18号硝酸盐含量在高硝态氮处理下明显低于菠13号,可能是由于其硝态氮吸收量明显低于菠13号.菠10号在高低氮浓度处理下硝酸盐含量均最低,与其整体较弱的硝态氮吸收能力和同化能力有关,其15N吸收速率、NupE、干重、NutE、NUR均较低.与高硝酸盐积累材料相比,菠57号较低的硝态氮吸收能力和较高的硝酸还原酶活性,是其硝酸盐含量较低的主要原因,同时由于其整体较高的吸收、同化能力,使其干重、NutE以及NUR均较高.以往研究结果发现,不同蔬菜种类或品种硝酸盐累积原因不同.如芜菁、油菜的硝态氮累积是由于硝酸盐吸收速度快,胡萝卜则是由于还原速度过低所致[19].陈新平等[20]发现菠菜地上部分硝酸盐含量与硝酸还原酶活性呈显著的负相关,也有研究认为与硝态氮的吸收、还原都相关[21].本研究结果发现,尽管吸收和还原能力的差异也是不同菠菜基因型间硝酸盐积累的主要原因,但特定条件下,品种间差异的主要原因可能不同.如高硝态氮条件下,菠13号和菠18号硝酸盐积累差异主要源于吸收大于还原,菠18号和菠57号硝酸盐积累差异主要是因为还原能力的差异;而低硝态氮条件下,菠18号和菠57号硝酸盐积累差异主要是因为吸收能力的差异.这为研究菠菜硝酸盐积累机制提供思路,即可针对特定菠菜材料组合,以影响硝酸盐积累的主要生理过程作为研究对象,逐步研究其分子机制.此外,氮素利用相关指标中,NutE、NUR可能更适用于叶菜氮素利用效率的评价.因为作物的生长情况取决于体内的氮浓度,而植物组织内氮浓度的变化可迅速反映作物对氮的利用状况[22].以菠10号为例,尽管其NUE与其他菠菜基因型差异不大,但其硝态氮吸收速率、NR活性以及干重均较低,NutE、NUR也相应较低,能较好地反映菠10号实际生长表现.研究结果还表明,供试4个菠菜基因型硝酸盐含量与干重、NUR无明显相关性,说明不同氮素利用效率的菠菜基因型均可能存在高硝酸盐和低硝酸盐积累情况.因此应综合氮素利用效率和硝酸盐含量,筛选低硝酸盐高氮利用效率菠菜优良品种.供试材料中,菠57号可作为高产低硝型材料用于菠菜硝酸盐品质育种,进一步优良材料的筛选需在更全面的菠菜种质资源基础上进行.【相关文献】[1] 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叶类蔬菜的硝态氮累积及成因研究.
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叶类蔬菜的硝态氮累积及成因研究
王朝辉 3 田霄鸿 3 李生秀
西北农林科技大学资源环境学院 3 陕西杨凌 6 # " ! " $ $ 7 摘要8 在菜园土壤上进行的田间试验3 用禾谷类作物冬小麦 作 比 较3 研究了菠菜> 小白菜> 大青菜和油菜等叶类蔬菜累积 硝态氮累积是一般旱作作物的共性 3 苗期更为明显 3 无论蔬菜还是冬小麦均有较高的硝态氮含 硝态氮的特点 B结果表明 8 量6 但随生育期后延 3 蔬菜的硝态氮含量波动升高 3 冬小麦波动降低 B盆栽试验表明 3 施入土壤的氮 = @ # 2 < A" ; " = 2 ; E 7 : C D D 肥是蔬菜硝态氮累积的主要来源 : 过量施用氮肥 所 导 致 的 蔬 菜 硝 态 氮 吸 收 与 还 原 转 化 不 平 衡 是 产 生 累 积 的 根 本 原 因 : 吸 收与生长不协调更使累积过程加剧 B 关键词 8 叶类蔬菜 : 硝态氮累积
菠菜品种间叶柄硝态氮累积差异的营养生理基础
菠菜品种间叶柄硝态氮累积差异的营养生理基础一、引言叶柄硝态氮累积是菠菜生长与发育过程中的重要指标之一。
菠菜是一种常见的叶菜类蔬菜，其叶柄硝态氮累积差异影响着菠菜的品质和产量。
在不同品种的菠菜中，存在着叶柄硝态氮累积差异。
为了深入了解这种差异的营养生理基础，本文将从菠菜品种的生理特征、硝态氮的吸收与转运、硝酸还原酶的活性以及植物内源激素的作用等方面进行探讨。
二、菠菜品种的生理特征不同品种的菠菜在叶柄硝态氮累积上存在差异，这一差异可能与菠菜品种的生理特征有关。
菠菜品种的生理特征包括生长速率、根系结构、叶片性状等方面。
2.1 生长速率生长速率是影响叶柄硝态氮累积的重要因素。
研究发现，生长速率较快的菠菜品种叶柄硝态氮累积较低，而生长速率较慢的品种叶柄硝态氮累积较高。
这是因为生长速率快的品种在生长过程中对硝态氮的吸收和利用较高，减少了硝态氮在叶柄中的累积。
2.2 根系结构根系结构对硝态氮的吸收和转运起到重要的影响。
研究表明，根系发达的品种叶柄硝态氮累积较低，而根系较弱的品种叶柄硝态氮累积较高。
这是因为根系发达的品种能够更好地吸收土壤中的硝态氮，并将其转运到地上部分，减少了硝态氮在叶柄中的堆积。
2.3 叶片性状叶片性状也与叶柄硝态氮累积有关。
研究发现，叶片较大且厚度较大的品种叶柄硝态氮累积较高，而叶片较小且厚度较小的品种叶柄硝态氮累积较低。
这是因为叶片较大的品种具有更大的硝态氮吸收面积和储存空间，能够更有效地吸收和利用硝态氮。
三、硝态氮的吸收与转运菠菜通过根系吸收土壤中的硝态氮，并通过根系和茎部的转运将其输送到叶柄中。
硝态氮的吸收和转运过程中涉及到一系列的生物分子和代谢途径。
3.1 硝态氮的吸收硝态氮的吸收主要通过根系中的硝酸盐转运蛋白完成。
这些转运蛋白可以主动地将土壤中的硝酸盐转运到细胞内，并进一步转运到茎部和叶柄中。
3.2 硝态氮的转运硝态氮在茎部和叶柄中的转运主要依靠树脂和维管束系统完成。
树脂可以吸附硝态氮，并在茎部和叶柄中形成硝态氮的输送通道。
叶菜硝态氮吸收、溢泌及还原转化与品种间叶柄硝态氮累积差异的关.
叶菜硝态氮吸收、溢泌及还原转化与品种间叶柄硝态氮累积差异的关系硝态氮是植物的主要氮源,可在体内大量累积,以叶类蔬菜更为严重。
人体摄入的硝态氮约有80%以上来源于蔬菜,因此,蔬菜累积过多的硝态氮既影响植物氮素有效利用,也不利于人体健康。
植物体内硝态氮累积是多种内源和外源因子共同作用的结果,主要包括水分、光照、温度、氮素供应、基因型、硝态氮的还原及吸收等。
由于外源因子终究要通过内源因子起作用,因此,从植物本身出发来研究硝态氮累积才是解决问题的关键。
不同蔬菜品种间的硝态氮含量存在显著差异,这表明选育出低硝态氮累积品种是完全有可能的。
因此,查明品种间硝态氮累积差异原因,可为低硝态氮累积品种的选育提供理论依据。
植物对硝态氮的吸收和还原同化不平衡是造成其在体内累积的主要原因。
硝态氮进入植物根系后,主要有4种去向:在根系细胞质直接被还原;细胞质中的硝态氮通过质膜又流入质外体,即根系溢泌;进入液泡被贮存起来;转运至茎、叶等器官,被还原同化。
目前,大量研究集中于上述一个或两个过程和硝态氮累积的关系。
特别是在研究硝态氮吸收时,往往忽略根系硝态氮溢泌。
本研究在以往研究工作的基础上,选出两个硝态氮累积差异较大的油菜和菠菜品种,采用土培和水培相结合的方法,从根系硝态氮吸收和溢泌,及其在植物体内的转移、还原、累积等过程进一步揭示叶类蔬菜品种间硝态氮累积差异的原因。
取得的主要结论有:1.对两个蔬菜品种苗期的研究发现,叶片是其地上部分生物量的决定器官,侧根是整个根系的主要构成部分。
硝态氮累积的情况却不同,叶柄是主要累积器官,其次是主根。
品种间叶柄硝态氮含量和地上部分及整株的含量相关性更好。
2.蔬菜品种间叶柄硝态氮含量差异随植株生长呈先增加而后减小的趋势,和地上部分干重、鲜重及水分含量的关系也因生长时期而异。
比较两个油菜品种不同时期的生物量发现,品种间叶柄、叶片、主根、地上部分及整株的鲜重差异均不显著,但高硝态氮累积品种的侧根鲜重却显著高于低硝态氮累积品种,侧根所占整株干重的比例及根冠比均显著高于低累积品种。
不同氮素对叶菜硝酸盐积累及品质的影响
不同氮素对叶菜硝酸盐积累及品质的影响叶菜易富集硝酸盐,人体摄入的硝酸盐大部分来源于蔬菜,硝酸盐是致癌物亚硝胺的前提底物,长期摄入会影响身心健康。
因此,本试验以小白菜、菠菜、茼蒿和芹菜为试材,通过氮素的不同形态、硝铵比例以及施肥时期为处理方式,研究不同氮素对叶菜硝酸盐积累及品质的影响,为叶菜类蔬菜安全稳产提供理论依据。
试验得出以下结论:(1)施用不同氮素处理后,叶菜体内硝酸盐积累均随生长时间呈先增后降的趋势。
所有处理中酰胺态氮素处理最低,铵态氮素处理次之,硝态氮素处理最高;各叶菜中茼蒿体内硝酸盐累积最低,小白菜和菠菜次之,芹菜最高。
每种叶菜的NRA和根系活力与硝酸盐积累呈正相关,GSA与硝酸盐积累有间接关系。
施用不同形态氮素处理后,对叶菜的可溶性糖和可溶性蛋白来说,施用硝态氮和铵态氮素处理较高,四种叶菜中芹菜最高;对叶菜的VC来说,施用硝态氮素处理最高,四种叶菜中菠菜最高;对叶菜的叶绿素来说,多为不施肥处理较高;对叶菜的开展度、叶片夹角、鲜重、干重和产量来说,小白菜的施用硝态氮处理最高,其他叶菜的施用酰胺态氮处理最高。
(2)施用不同硝铵比例氮素会增加叶菜体内硝酸盐积累。
各处理中施用硝铵比为1:1处理最低,硝铵比为1:2处理次之,硝铵比为2:1处理较高;各叶菜中茼蒿体内硝酸盐累积最低,小白菜和菠菜次之,芹菜最高。
各叶菜的NRA和根系活力与硝酸盐积累呈正相关,GSA与硝酸盐积累无直接规律性。
对叶菜的可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素以及叶片夹角来说,施用硝铵比为1:1处理最高,四种叶菜中菠菜最高;对叶菜的VC含量来说,施用硝铵比为1:1处理最高,四种叶菜中小白菜最高;对叶菜的叶绿素来说,多为不施肥处理较高;对叶菜的开展度、鲜重、干重和产量来说,施用硝铵比为1:1处理最高,四种叶菜中芹菜最高。
(3)在不同施用时期氮素方面,基肥处理的各叶菜体内硝酸盐含量均随生长时间呈先增后降的趋势,一次性追肥处理随生长时间呈先降后增再降的趋势,分两次追肥处理随生长时间呈先增后降再增再降的趋势,且第一次峰值高于第二次峰值。
菠菜品种间叶柄硝态氮累积差异的营养生理基础
菠菜品种间叶柄硝态氮累积差异的营养生理基础
菠菜是一种常见的蔬菜，具有丰富的营养价值和药用价值。
在菠菜的生长过程中，不同品种之间叶柄硝态氮的累积存在差异。
这种差异的营养生理基础是什么呢？
首先，我们需要了解什么是叶柄硝态氮。
叶柄硝态氮是指菠菜叶柄中的硝酸盐含量。
硝酸盐是植物生长过程中的重要营养元素之一，对植物的生长发育和产量有着重要的影响。
研究表明，不同品种的菠菜在叶柄硝态氮的累积上存在差异。
这种差异的营养生理基础主要有以下几个方面：
1.基因遗传因素。
不同品种的菠菜在基因上存在差异，这些差异会影响植物对硝酸盐的吸收和利用能力。
一些品种的菠菜在硝酸盐的吸收和利用方面表现更为优异，因此叶柄中的硝态氮含量也更高。
2.环境因素。
菠菜生长的环境条件对叶柄硝态氮的累积也有着重要的影响。
例如，土壤中硝酸盐的含量、氮肥的使用量、光照强度、温度等因素都会影响菠菜叶柄中硝态氮的累积。
3.生长阶段。
菠菜在不同生长阶段对硝酸盐的吸收和利用能力也存在差
异。
一般来说，菠菜在生长初期对硝酸盐的吸收能力较弱，而在生长后期则会逐渐增强。
4.管理措施。
菠菜的管理措施也会影响叶柄硝态氮的累积。
例如，适当控制氮肥的使用量、加强土壤管理、合理施肥等措施都可以提高菠菜叶柄中硝态氮的含量。
总之，菠菜品种间叶柄硝态氮累积差异的营养生理基础是多方面的，包括基因遗传因素、环境因素、生长阶段和管理措施等。
了解这些基础知识，可以帮助我们更好地种植和管理菠菜，提高菠菜的产量和品质。
叶菜类蔬菜不同部位的硝态氮累积对氮肥的响应
叶菜类蔬菜不同部位的硝态氮累积对氮肥的响应
陈宝明;王朝辉;王西娜;李生秀
【期刊名称】《植物生理学通讯》
【年(卷),期】2006(42)4
【摘要】土壤盆栽油菜、小白菜和菠菜的叶柄对施氮的响应最为敏感。
叶柄中硝态氮的累积量占整株蔬菜的一半以上(从54.9%到75.0%)。
叶柄中硝态氮累积量与植物整株的硝态氮累积量呈极显著正相关。
【总页数】4页(P657-660)
【关键词】硝态氮;氮肥;叶柄;蔬菜;菠菜
【作者】陈宝明;王朝辉;王西娜;李生秀
【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院
【正文语种】中文
【中图分类】S153.61;S636
【相关文献】
1.不同氮肥水平对黄瓜产量、土壤硝态氮累积及土壤水溶液硝态氮含量的影响 [J], 蔡万涛;陈阜;张海林;雷杰;文新亚
2.不同浓度硝态氮供应下小麦生长、硝态氮累积及根系钙信号特征 [J], 江华波;王盛锋;杨峰;张中华;邱亨池;乙引;汪洪;
3.不同氮肥用量下冬小麦土壤剖面累积硝态氮及其与氮素表观盈亏的关系 [J], 刘瑞;戴相林;周建斌;张鹏;崔亚胜;王天泰
4.不同氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响 [J], 王朝辉
5.不同氮肥用量对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响 [J], 姜慧敏;张建峰;杨俊诚;宋效宗;刘兆辉;江丽华
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说明潜在硝态氮还原能力实际表达的程度越高，还 原的硝态氮就越多，植株的硝态氮累积就越少， 是影响硝态氮累积的一个重要因素。 ３ 叶柄中硝态氮含量与叶片中硝态氮代谢库的关系
在施氮０．６ ｇ ．ｋｇ－１（土）的情况下（表２），植株叶 柄的硝态氮含量依然是 Ｓ１ 最高，Ｓ２０ 次之，Ｓ１９ 最低，与前述结果（ 图 １ 、表 １ ） 均一致；而叶片 硝态氮含量在品种间仍无确定顺序。测定叶片细 胞中硝态氮贮存与代谢库的结果（表 ２）表明，两者 与叶柄的硝态氮含量间无确定的关系。虽然品种 Ｓ１ 和 Ｓ１９ 、Ｓ１９ 和 Ｓ２０ 之间，叶片代谢库硝态氮 含量高时，叶柄的硝态氮含量较低，但在品种 Ｓ１ 和 Ｓ ２ ０ 之间，这一趋势并不存在，且品种 Ｓ １ 和 Ｓ１９ 的硝态氮代谢库差异亦不明显。就叶片代谢 库与贮存库的硝态氮含量比值来看，第 ２ 次采样
小是植物氮素代谢能力高低的重要标志，颇受人 们关注。它与叶类蔬菜硝态氮累积的关系又是如 何呢？本文以硝态氮含量差异显著的３个菠菜品种 为试验材料，探讨了叶片中内源和外源硝酸还原 酶活性，以及硝态氮代谢库大小与叶柄硝态氮含 量的关系。
材料与方法
培养试验在本校农业试验站温室进行。土壤 采自大田耕层。土壤有机质含量为１４．４ ｇ．ｋｇ－１，全 氮为 １．４ ｇ．ｋｇ－１，硝态氮为 ４７．５ ｍｇ．ｋｇ－１，铵态氮 为１１．２ ｍｇ．ｋｇ－１，Ｏｌｓｅｎ－Ｐ 为２５．３ ｍｇ．ｋｇ－１，速效钾 为 １０７．７ ｍｇ．ｋｇ－１，ｐＨ 值为 ７．７。菠菜（Ｓｐｉｎａｃｉａ
（２）叶柄中硝态氮含量与叶片内源硝酸还原酶活 性呈明显的负相关，与外源硝酸还原酶活性呈正相 关。由于内源酶活性反映了植物实际生长条件下的 酶活性，外源酶活性代表着硝酸还原酶的潜在或最 高还原能力，所以内源与外源硝酸还原酶活性的比 值反映了潜在硝酸还原酶活性得以实际表达的程 度。３ 个品种间，叶柄硝态氮含量与叶片内源 ／ 外 源硝酸还原酶活性的比值呈明显的负相关（表 １），
表２ 菠菜不同器官中硝态氮含量与叶片细胞硝态氮代谢库和贮存库大小 Ｔａｂｌｅ ２ Ｎｉｔｒｉｃ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ， ａｎｄ ＭＰＳ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｏｏｌ ｓｉｚｅ （ＳＰＳ） ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｆ ｂｌａｄｅ ｃｅｌｌ ｏｆ ｓｐｉｎａｃｈ
植物生理学通讯 第 ４０ 卷 第 ３ 期，２００４ 年 ６ 月
283
表１ 菠菜不同器官中硝态氮含量与叶片硝酸还原酶活性 Ｔａｂｌｅ １ Ｎｉｔｒｉｃ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ａｎｄ ｎｉｔｒａｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｌｅａｆ ｏｆ ｓｐｉｎａｃｈ
８７０９２４７５）。
282
植物生理学通讯 第 ４０ 卷 第 ３ 期，２００４ 年 ６ 月
ｏｌｅｒａｃｅｒ）来自我国北方不同地区的 ３ 个品种：Ｓ１、 Ｓ１９、Ｓ２０。试验在每公斤土施磷 ０．３０ ｇ Ｐ２Ｏ５ 的 基础上，设每公斤土施 ０．３０、０．４５ 和 ０．６０ ｇ Ｎ ３ 个氮水平，每处理重复 ４ 盆。２００１ 年 ８ 月 ２６ 日 种植，试验用盆为红棕色、硬质、不透光塑料 盆，每盆装土 ４ ｋｇ（以干土计）。磷肥为过磷酸钙 （含 Ｐ２ Ｏ５ １２％），全部与土壤混匀作基肥；氮肥为 尿素，１／２ 作基肥，１／２ 于四叶期定苗后（每盆定植 ６ 株），随灌水施入。蔬菜生长期间，视土壤干湿 情况灌水，每次灌水保持土壤水分含量为 ２ ０ ％ 。
叶类蔬菜累积的硝态氮是人类摄入硝态氮的 主要来源［１￣３］，严重危害人类健康［４，５］。我们的调 查表明当前蔬菜中硝态氮污染依然严重［ ６ ］ 。作为 植物体内硝态氮还原的限速酶，硝酸还原酶主要 分布于叶片中，其活性与硝态氮累积的关系一直 是植物营养生理研究的热点问题。硝酸还原酶活 性按测定方法可分为内源和外源酶活性。前者代 表实际生长条件下的酶活性；后者则反映了叶片 硝酸还原酶的潜在或最高还原能力。目前研究的 主要是内源酶活性［７￣９］，而忽视了外源酶活性与硝 态氮累积的关系，因而难以全面说明两者的关系。
贮存库／ｍｇ（Ｎ）．ｋｇ－１ 代谢库／贮存库（％）
１１月２５日
Ｓ１９
１ １９６
植物生理学通讯 第 ４０ 卷 第 ３ 期，２００４ 年 ６ 月
281
研究报告Original Papers
菠菜叶片中硝态氮还原与叶柄中硝态氮累积的关系
刘忠 王朝辉＊ 陈宝明 李生秀
西北农林科技大学资源环境学院，杨凌 ７１２１００
提要 测定了不同生长期在不同施氮水平下３个菠菜品种各器官的硝态氮含量、叶片的硝酸还原酶活性、叶片细胞硝态 氮的贮存库和代谢库大小。结果表明：叶柄中硝态氮含量远高于其它器官，其含量与叶片内源／外源硝酸还原酶活性的 比值呈负相关；叶片细胞中硝态氮代谢库的大小与叶柄中硝态氮含量之间没有确定的关系。 关键词 叶柄；硝态氮；硝酸还原酶活性；硝态氮代谢库
除叶片外，叶柄也是叶类蔬菜的主要构成部 分，占植株生物量的 ３０％ 以上［１０］。叶柄中硝态氮 含量高低，直接影响蔬菜整株的硝态氮累积水 平。但叶片对硝态氮的还原如何影响叶柄的硝态 氮累积，至今未见报道。植物叶片细胞内的硝态 氮呈区域化分布［ １ １ ］ ，大部分进入贮存库（ 液泡） ， 小部分位于代谢库（ 细胞质） 中。硝态氮代谢库大
Relationship Between Nitric Nitrogen Reduction in Leaf and Its Accumulation in Petiole of Spinach
LIU Zhong, WANG Zhao-Hui*, CHEN Bao-Ming, LI Sheng-Xiu College of Resources and Environment Science, Northwestern Science and Technology University of Agriculture and Forestry, Yangling 712100
１１月２６日
Ｓ１９
９４４
５７１
１８．１
Ｓ２０
１ ４７３
６０６
１７．７
Ｓ１
１ ４８１
５９３
１４．１
１２ 月 １３ 日
Ｓ１９
６８６
３４２
１０．４
Ｓ２０
１ １７１
２３２
８．５
Ｓ１
１ ４５４
３４５
９．９
３６．４
４９．７
４２．７
４１．３
６１．１
２３．１
１７．８
５８．４
１８．９
４５．１
２９．０
收稿 ２００３－０７－３１ 修定 ２００３－１１－２４ 资助 国家重点基础研究专项经费项目（Ｇ１９９９０１１７０７） 和国家
自然科学基金项目（３０３７０８４３、３９９７０４２９和３００７０４２９）。 ＊通 讯 作 者（Ｅ－ｍａｉｌ：ｗ－ｚｈａｏｈｕｉ＠２６３．ｎｅｔ， Ｔｅｌ：０２９－
Abstract The results showed that nitrate concentration in petiole is much higher than that in the other organs, nitrate concentration of petiole was negatively correlated with the ratio of in vivo nitrate reductase activity (NRA) to in vitro NRA in blade, and the nitrate metabolic pool size (MPS) in blade cell showed no certain relationship with nitrate concentration in petiole. Key words petiole; nitrate; nitrate reductase activity; nitrate metabolic pool
测定时间 品种
硝态氮含量／ｍｇ．ｋｇ－１ 叶片硝酸还原酶活性
叶柄 叶片 内源／µg（ＮＯ２）．ｇ－１（ＦＷ）．ｈ－１ 外源／µg（ＮＯ２）．ｇ－１（ＦＷ）．ｈ－１ 内源／外源（％）
植株各部位硝态氮含量采用研磨浸提法［６］ ， 将新鲜植物样制成待测液，用连续流动分析仪测 定待测液中的硝态氮含量。
叶片中硝酸还原酶活性分别采用内源和外源 基质法［１０］，硝酸还原酶活性以每小时每克鲜样形 成的亚硝酸根微克数表示［µg（ＮＯ２）．ｇ－１（ＦＷ）．ｈ－１］。
叶片细胞中硝态氮代谢库的测定参照 Ｓｔｅí－ ｎｇｒövｅｒ ［１２］、陈宝明等［１３］的方法；贮存库的大小 根据叶片中硝态氮含量与代谢库硝态氮含量的差值ｇ－１（土）。
（１）叶柄的硝态氮含量依然是 Ｓ１最高，Ｓ２０次 之，Ｓ １ ９ 最低，与图 １ 的顺序一致；叶片的硝态 氮含量则无确定顺序。进一步说明，叶柄的硝态 氮含量可以反映品种间硝态氮累积的差异。不同 时间采样，品种间叶片硝态含量高低变化的不确 定性，可能是叶片硝态氮含量与硝酸还原酶之间 没有确定相关关系的原因之一。
菠菜不同器官中硝态氮含量于２００１年１１月２９ 日和 ２００１ 年 １２ 月 １４ 日测定，硝酸还原酶活性于 ２００１ 年 １１ 月 ２６ 日和 ２００１ 年 １２ 月 １３ 日测定，叶 细胞代谢库与贮存库的测定在 ２００１ 年 １１ 月 ２５ 日 和 ２００１ 年 １２ 月 １３ 日进行。采样前 ２ ｄ 灌水 １ 次， 以使采样时土壤湿度适宜，便于取出菠菜根系。 采样在晴天早上 ８：３０￣９：３０ 之间进行，采下的植株 立即挂好标签，装入塑料袋，密封袋口，以防 水分散失，带回实验室。根据分析目的将菠菜按 器官分开，以防止硝态氮在各器官之间转移。用 自来水洗去根系表面粘附的泥土，并立即用吸水 纸擦干。迅速称量各器官、部位鲜重后，用于 测定硝态氮含量的样品分别切碎混匀，装入塑料 袋，贴好标签，放入 ０￣４ ℃冰箱中保存。硝态氮 的浸取在采样的次日进行，硝酸还原酶活性和叶 细胞代谢库、贮存库的测定在采样当天进行。