氮素形态对紫花苜蓿不同生育期生长特性的影响

叶芳,刘晓静，张进霞

(甘肃农业大学草业学院,草业生态系统教育部重点实验室，甘肃省草业工程实验室，中-美草地畜牧业

可持续发展研究中心，甘肃 兰州　730070)



氮素形态对紫花苜蓿不同生育期生长特性的影响

叶芳,刘晓静，张进霞

(甘肃农业大学草业学院,草业生态系统教育部重点实验室，甘肃省草业工程实验室，中-美草地畜牧业

可持续发展研究中心，甘肃 兰州730070)

摘要：在完全营养液条件下，采用砂培法，研究了3种氮素形态配比-N以及-N为 1∶1)和3个氮素水平(0、105、210 mg/L)对‘甘农3号’紫花苜蓿整个生育期生长特性的影响.结果表明：不同形态氮素处理下紫花苜蓿的株高、地上生物量、地下生物量、根瘤数、根瘤质量均显著高于CK，表现为：-N和-N混合培养下效果最好，-N培养下次之，-N培养下最低.随着氮素水平的增加，各形态配比下紫花苜蓿的株高、地上生物量、地下生物量、根瘤数、根瘤质量均呈现增加的变化趋势.紫花苜蓿的株高、地上生物量、地下生物量、根瘤数、根瘤质量均在-N的质量浓度为210 mg/L时，达到最大值.各处理下紫花苜蓿的各指标均在苗期、现蕾期、盛花期差异比较明显，结荚期和鼓粒期差异不显著.整个生育期，紫花苜蓿的各生长指标之间有不同程度的相关性.

关键词：紫花苜蓿；-N；；；生长特性

氮是植物的结构物质，对植物生理代谢和生长有重要作用.紫花苜蓿作为重要的蛋白饲料，可以借助根瘤中的共生固氮菌直接吸收空气中的分子态氮.但是，紫花苜蓿与根瘤菌的有效共生生成根瘤往往受到生态环境与肥力的影响[1].因此，苜蓿仅靠根瘤固氮远远不能满足对氮素的需要，还必须施用氮肥.适量施氮不仅可以促进苜蓿根的分枝，增加根长，提高根质量，还能明显增加紫花苜蓿的鲜干草产量及营养品质[2].

1材料和方法

1.1供试材料

紫花苜蓿品种：‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicagosativacv.‘Gannong No.3’).

1.2试验方法

1.2.1种子处理紫花苜蓿种子先用95%乙醇浸泡5 min，再用0.1% HgCl2溶液灭菌3 min，无菌水冲洗5～6次[9].

1.2.2营养液配制Fahraeus无氮植物营养液：其中Na2HPO4·12H2O 0.15 g，MgSO4·7H2O 0.12 g，柠檬酸铁0.005 g，CaCl2·2H2O 0.1 g，KH2PO40.1 g，Gibson微量元素1 mL，H2O 1 000 mL，pH6.5～7.0[10].

1.3试验设计

2013年4月25日播种，每日补充蒸馏水，14 d后每周淋浇1次配制营养液，每次500 mL；每周用蒸馏水淋洗1次以防止砂培中盐分积累，而后浇入新配置营养液.紫花苜蓿生长至3片复叶时，每盆接种中华根瘤菌12531.分别在苗期、现蕾期、盛花期、结荚期、鼓粒期测定株高、生物量、根瘤数、根瘤质量等生长指标.

1.4测定指标和方法

植株高度：用直尺直接测量，每个处理重复30次；生物量：用滤纸吸干地上部和地下部水分，放入烘箱105 ℃下杀青15 min，再在65～75 ℃下烘干至衡质量，称其干质量.每个处理重复6次；根瘤数：统计单株根瘤数，每处理取6株；根瘤质量：将每个单株上摘下的根瘤在电子天平上称其鲜质量，每个处理重复6次.

1.5数据处理

采用Excel 2007软件进行数据整理，并用SPSS 17.0进行方差分析.

2结果与分析

2.1氮素形态对紫花苜蓿不同生育期株高的影响

图1　氮素形态对紫花苜蓿不同生育期株高的影响

2.2氮素形态对紫花苜蓿不同生育期地上生物量的影响

表1　氮素形态对紫花苜蓿不同生育期地上生物量的影响

同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05).花苜蓿的地上生物量增加最明显.

2.3氮素形态对紫花苜蓿不同生育期地下生物量的影响

表2　氮素形态对紫花苜蓿不同生育期地下生物量的影响

同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05).2.4氮素形态对紫花苜蓿不同生育期根瘤数的影响

2.5氮素形态对紫花苜蓿不同生育期根瘤质量的影响

图2　氮素形态对紫花苜蓿不同生育期根瘤数的影响

图3　氮素形态对紫花苜蓿不同生育期根瘤重的影响

2.6不同时期各生长指标的相关性分析

对不同生育期的各生长指标进行相关性分析，结果如表3所示，苗期,除地上生物量与根瘤质量之间呈显著正相关关系(P<0.05)，其余各指标间均呈极显著正相关关系(P<0.01).现蕾期，各生长指标之间均呈极显著正相关关系(P<0.01)，相关系数都达到了85.0%以上.盛花期，地上生物量与地下生物量、根瘤数，地下生物量与根瘤数、根瘤质量，根瘤数与根瘤质量呈极显著正相关关系(P<0.01)；株高与地上生物量、地下生物量、根瘤数、根瘤质量，地上生物量与根瘤质量均呈显著正相关关系(P<0.05).结荚期，株高与根瘤数、根瘤质量，根瘤数与根瘤质量呈极显著正相关关系(P<0.01)，株高与地上生物量、地下生物量，地上生物量与根瘤数、根瘤质量，地下生物量与根瘤数、根瘤质量均呈显著正相关关系(P<0.05)，鼓粒期，株高与根瘤数、根瘤质量，地上生物量与地下生物量，地下生物量与根瘤质量，根瘤数与根瘤质量呈极显著正相关关系(P<0.01)，株高与地下生物量，地上生物量与根瘤质量，地下生物量与根瘤数均呈显著正相关关系(P<0.05)，其余指标间虽然均呈正相关关系，但无显著差异性(P>0.05).

表3　不同时期各生长指标的相关分析

*表示显著相关(P<0.05)；**表示极显著相关(P<0.01)；x1：株高；x2：地上生物量；x3：地下生物量；x4：根瘤数；x5：根瘤质量.

3讨论与结论

3.1氮素形态对紫花苜蓿不同生育期生物量和株高的影响

3.2氮素形态对紫花苜蓿不同生育期根瘤数和根瘤质量的影响

3.3不同时期各生长指标的相关分析

本研究中，紫花苜蓿各生长指标在整个生育期中有不同程度的相关性.苗期、现蕾期和盛花期各生长指标之间的相关性最大，这恰恰反应了在苗期，现蕾期和盛花期各生长指标对紫花苜蓿的根系生长和生物量的积累有明显的促进作用，他们之间密切联系、彼此影响；也从侧面说明紫花苜蓿从苗期到盛花期是氮营养吸收盛期，此时及时补充外源氮素，最能满足紫花苜蓿生长发育对氮素的需求，进而促进紫花苜蓿产量和品质的形成.从结荚期到鼓粒期，各指标间的相关性越来越小，可见生长后期，植物已定型，各指标对植物生长的促进作用不大.

参考文献

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(责任编辑赵晓倩)

Effects of nitrogen forms on growth characteristics of

alfalfa at different growth stages

YE Fang,LIU Xiao-Jing,ZHANG Jin-Xia

(College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem，

Ministry of Education/Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province/Sino-U.S.Centers

for Grazingland Ecosystem Sustainability,Lanzhou 730070,China)

Abstract：Under the condition of complete nutrient solution,the cultivation of the whole growth period by sand culture,the effects of three kinds of nitrogen forms (nitrate nitrogen,ammonium nitrogen and nitrate nitrogen,ammonium nitrogen is 1∶1) and three nitrogen levels (0,105 and 210 mg/L) were studied on growth characteristics of alfalfa ‘Gannong No.3’ at different growth stages.The results showed that different nitrogen treatments had significantly higher on plant height,aboveground biomass,underground biomass,nodule number and nodule weight than those of -N and -N mixed culture showed the best,then -N training,and -N training was the lowest.Along with the increase of nitrogen level,various forms of plant height,aboveground biomass,underground biomass,nodule number,nodule weight showed a trend of increasing.The plant height,aboveground biomass,underground biomass,nodule number,root nodule weight reached a maximum in -N -N when the concentration at 210 mg/L.The indexes of plant growth under different treatments showed significantly different in seedling,budding,flowering periods；however,not significant different was found in seed podding and podding periods.It is suggested that the growth index of alfalfa have different degree of correlation.

Key words：alfalfa (Medicago sativa)；nitrate nitrogen；ammonium nitrogen；growth characteristics

收稿日期：2014-03-24；修回日期：2014-04-15

基金项目：甘肃省财政厅项目“外源氮素供应对紫花苜蓿产量和品质形成影响研究”；草业生态系统教育部重点实验室(甘肃农业大学)项目“供氮水平及氮素形态对紫花苜蓿养分吸收及根瘤特性的影响研究”(CYZS-2011012).

通信作者：刘晓静，女，博士，教授，研究方向为牧草及草坪营养与生理.E-mail：liuxj@gsau.edu.cn

中图分类号：S 541+.1

文献标志码：A

文章编号：1003-4315(2015)01-0116-07

第一作者：叶芳(1986-)，女，硕士研究生，主要从事牧草及草坪营养生理研究.E-mail：459475092@qq.com