不同红菜薹品种对15N吸收总量的差异初探

张 丹，石 柱，汪端华，郑明福

（1. 长沙县农业局，湖南 长沙 410100；2. 湖南省蔬菜研究所，湖南 长沙 410125）

红菜薹（Brassica campestris L. var. purpuraria L.H.Bariley）又名紫菜薹、红油菜薹，属白菜类（B. Campestris），是十字花科芸薹属蔬菜的一个变种，为二年生草本植物。红菜薹是华南地区居民十分喜爱的薹类蔬菜之一，在湖南冬、春两季叶类蔬菜消费中占居十分重要的地位。收获的红菜薹是营养生长体，菜薹的营养生长主要依赖于氮素养分，谢坚等[1]研究表明，红菜薹施氮600 kg/hm2比不施氮肥的处理增产96.6%，说明氮素是红菜薹产量形成的关键要素，且需氮量较大。

氮（原子质量单位：14.006 7）共有17个同位素，其中有两个是稳定的，即14N 和15N。在自然界中，14N 的丰度（原子百分数）为 99.625%，15N 的丰度为0.366%[2]，分别作为14N 和15N 的标准丰度。15N 是一种罕见的氮稳定同位素，因其稳定参与土壤—植物氮的系统循环，被认为是研究植物吸收、利用氮素理想的示踪标记氮，15N 示踪技术在小麦[3-4]、玉米[4-5]、水稻[6]、棉花[7]、油菜[8]、烟草[9]等作物上被广泛应用，说明作物对15N 的吸收与分配可在较大程度上反映所施氮肥和土壤氮素的去向。而有关红菜薹对氮素的吸收运转规律和不同品种类型的红菜薹对15N 的吸收差异，至今尚无研究报道。笔者应用15N示踪技术，采用分栽试验，试图通过3种15N 施入方法，探知不同类型红菜薹品种对氮素的吸收和转移差异，以期为不同类型红菜薹品种的大田施肥提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为长沙红菜薹（长沙安沙地方品种）、湘潭红菜薹（湘潭九华地方品种），均为主薹生长型品种；五彩紫薹2 号、五彩红薹2 号（湖南省蔬菜研究所选育的杂交红菜薹品种），均为侧薹生长型（主薹退化型）品种。

供试土壤为老菜园土，肥力中等偏上，土壤氮（总N）含量为0.320%（容重百分数），其中15N 丰度为0.380%。供试肥料为钙镁磷肥（三环牌，含P2O512%）、氯化钾（中化化肥，含K2O 60%）、尿素（含N 46%）、稳定同位素标记氮（形态类似尿素的酰氨类颗粒剂15N，丰度为5.090%）。

其他供材料：塑料盆钵（口径380 mm×高260 mm）36个，放置在设施大棚内。

1.2 试验方法

采用盆栽试验，设3种15N 施入方法（处理）， M1：根际施入法，每钵施入15N 总量为 3.26 g，移栽前，土壤施入15N 总量的1/2，移栽15 d 后再施入余下的1/2 量；M2：主薹注射法，在主薹现蕾薹高达10 cm 时，用小号注射器将15N 3.26 g 稀释液从主薹中部分多次注入；M3：主薹叶片涂抹法，在主薹抽出高达10 cm 时，将15N 3.26 g 稀释液涂抹在主薹叶片上，通过叶片气孔吸入；设4个参试品种，品种代号Va1长沙红菜薹，Va2湘潭红菜薹，Vb1五彩紫薹2 号，Vb2五彩红薹2 号。Va 为主薹型品种（主薹生长型，地方品种），Vb 为侧薹型品种（侧薹生长型，杂交品种）。每处理重复3 次，共36 钵。按等距离排列盆钵，钵与钵的间隔20 cm（折合株行距为39 cm×39 cm）。

1.3 试验操作与管理

试验于2012年在湖南省蔬菜研究所大棚内进行，4个红菜薹品种于9月9日播于穴盘，10月3日移栽于盆钵，每钵栽1 株，移栽时真叶4～5 片。移栽前，所有盆钵装入老菜园土（离盆钵顶口高空5 cm 左右），加入少量珍珠岩；每钵施钙镁磷肥6.25 g、氯化钾1.25 g、尿素1.63 g 作基肥，施入15 cm 土层中，充分拌匀，移栽15 d 后再施尿素1.63 g。按大棚盆栽设施管理，各处理、各品种栽培管理水平一致。

1.4 样品采样与测定

于菜薹采收期分别按重复、品种、主薹、侧薹、孙薹全部采收，各品种因生长类型不同全生育期共采收4～7 批，对每批采收的菜薹样品烘干、粉碎，密封，备用。采用凯氏定氮法测定菜薹的含氮量（全氮），15N 的丰度由河北省农林科学院采用质谱仪进行样品检测，提供检测数据。根据15N 的丰度、菜薹干物质量和单株全氮含量（总氮量）计算单株15N 吸收累积量（g/株），参照王富林等[10]的方法进行计算，计算公式如下。

菜薹中15N 的原子百分超A1（%）= 菜薹样品15N 的丰度 –15N 标准丰度0.366；

肥料中15N 的原子百分超A2（%）= 肥料样品15N 的丰度5.09 –15N 标准丰度0.366；

植株吸收来自肥料的15N 占总吸氮量的百分比Ndff（%） = A1/ A2× 100；

菜薹吸收的总氮量(g/株) = 菜薹干物质量(g/株) × N（%）；

菜薹中吸收来自肥料的15N 总量( g/株 ) = 菜薹吸收的总氮量( g/株) × Ndff（%）。

1.5 数据处理与分析方法

采用Excel 2003 软件处理数据，用SPSS 13.0 软件进行统计分析，用LSD 检测数据差异的显著性。

2 结果与分析

2.1 15N 不同施入方法对红菜薹吸收15N 总量的影响

由表1 可知，M1（土壤施入法）的红菜薹每品种平均吸收15N（肥料中的15N，下同）总量为1.007 3 g/株，极显著（P ＜0.01）大于M2（主薹注射法）和M3（主薹叶片涂抹法），M2和M3的每品种平均吸收15N 总量基本相同，差异不显著，说明土壤施入法的效果最好。这可能有两种原因：一是土壤施入法易于操作、无损失。主薹注射法要分多次注射，难免造成少量注射液的损失，主薹叶片涂抹法也难免有少量肥液流失的现象；二是根际吸收比薹茎和叶片吸收的时间更早、更长。土壤施入法在移栽前就已施入1/2量，红菜薹在未抽薹时就可通过根际吸收15N，从而能较早吸收利用氮素。另外，土壤氮素也发生了微小变化，施肥前土壤15N 丰度为0.380%，原子百分超为0.380%－0.366% = 0.014%，（略高于自然土壤的15N丰度），施肥并全部采收后土壤15N 丰度为0.414%，百分超为0.414%－0.366% = 0.048%，比施肥前土壤15N 提高了0.034个百分点，即提高了1.43 倍。

3种不同施入方法在各品种内的差异趋势完全一致。各品种内M1与M2和M3的差异均达极显著水平。

2.2 红菜薹不同品种对15N 吸收总量的影响

由表2 可知，在M1方法下，侧薹型品种（Vb）吸收15N 总量平均为1.247 3 g/株，极显著（P ＜0.01）大于主薹型品种（Va），说明侧薹型品种比主薹型品种对氮素需求量大。这可能与品种组成有关，侧薹型品种由杂交品种组成，而主薹型品种由地方（常规）品种组成，杂交品种的生长势明显强于地方品种，表现出生长速度快，叶片大，菜薹等营养体粗壮，故吸氮水平高。4个参试品种中，以Vb2吸收15N 总量最大，为1.305 9 g/株，极显著（P ＜0.01）大于Va 类品种，其次，Vb1极显著大于Va1，同类型品种间，Vb 类差异不显著，而Va2显著（P ＜0.05）大于Va1，这可能是其种质差异所致。

表1 15N 3种施入方法对红菜薹吸收15N 总量的差异比较

表2 红菜薹不同品种在15N 3种施入方法下对吸收15N 的差异比较 （g/株）

在M2方法下，Vb 类品种吸收15N 总量平均值略大于Va 类品种，但差异不显著，其均值较M1低，说明M2方法不及M1方法好，不能发挥出品种的吸氮潜力。在4个参试品种中，以Vb2的15N 吸收总量最大，为0.388 9 g/株，显著（P ＜0.05）大于Vb1和Va1，不具规律性，而Va 类品种间差异不显著，这可能与品种的特性或操作的误差有关，与品种类型的关系不大。

在M3方法下，Vb、Va 两种类型品种吸收15N 总量平均值略小于M2方法，差异趋势同M2方法一致。略为不同的是4个品种的差异均不显著。说明该方法的吸氮水平最低，更不利于需氮量大的品种发挥吸氮优势。

2.3 不同品种主薹与侧薹15N 吸收量的差异

红菜薹主薹与侧（孙）薹吸收15N 总量在M1、M2、M33种方法下表现出较大差异（图1），在M1方法下，侧（孙）薹吸收15N 总量显著（P ＜0.05）大于主薹，而在M2和M3方法下，主薹吸收15N 总量显著（P ＜0.05）大于侧（孙）薹。说明主薹注射法（M2）和主薹叶片涂抹法（M3）不利于氮素向侧薹转移运输，根际施入法（M1）较主薹注射法和主薹叶片涂抹法更能有效实现氮素的全株吸收和运转，另外也说明侧薹的氮素累积主要来自根系的吸收，主薹向侧（孙）薹转移运输的氮量极小。

在M1方法下，4个红菜薹品种中以Vb2侧薹累积15N 量最高，为0.626 7 g/株，其次为Vb1，为0.451 0 g/株，显著（P ＜0.05）高于其他品种和其他薹位，说明侧薹型品种的侧薹比主薹吸收利用氮素更多，且侧薹型（Vb）品种比主薹型（Va）品种的吸氮水平高；孙薹的吸氮规律也有相同的趋势。在M2和M3方法下，各品种吸收15N 总量均表现为主薹＞侧薹＞孙薹，其中主薹与侧薹的差异达显著水平（P ＜0.05），说明主薹注射法（M2）和主薹叶片涂抹法（M3）均不利于侧薹尤其是孙薹对氮素的吸收利用（详见图1）。

图1 红菜薹主薹与侧薹吸收15N 总量的差异比较

3 结论与讨论

3.1 结 论

在设施大棚内的盆栽条件下，在M1（根际施入法）、M2（主薹注射法）和M3（主薹叶片涂抹法）3种施入15N 的方法中，红菜薹吸收15N 的总量依次为M1（1.007 3 g/株）＞ M2（0.253 7 g/株）＞ M3（0.231 2 g/株），M1与M2和M3的差异达极显著水平（P ＜0.01），M2与M3差异不显著，说明土壤（根际）施氮比植株施氮更利于红菜薹对氮素吸收、利用。

在3种施入方法条件下，红菜薹吸收15N 的总量Vb（侧薹型品种，0.588 5 g/株）＞Va（主薹型品种，0.402 6 g/株），差异显著（P ＜0.05）。其中以M1条件下的侧薹型品种吸收15N 的总量最大（1.247 3 g/株），与主薹型品种的差异达极显著水平（P ＜0.01）。说明侧薹型品种比主薹型品种对氮素的吸收利用水平更高。

在参试的4个品种中，吸收15N 的总量依次为Vb2（五彩红薹2 号，0.649 7 g/株）＞Vb1（五彩紫薹2 号，0.527 2 g/株）＞Va2（湘潭红菜薹，0.496 3 g/株）＞Va1（长沙红菜薹，0.316 3 g/株）。其中，以在M1条件下的Vb2的15N 总量最大，为1.305 9 g/株。说明不同品种对氮素的吸收利用水平存在差异。

3种15N 施入方法中，根际法有利于侧薹对氮素的吸收利用，主薹注射法和主薹叶片涂抹法只利于主薹对氮素的吸收利用。试验以根际法处理的Vb2（五彩红薹2 号）的侧薹累积15N 量最高，为0.626 7 g/株，其次为Vb1（五彩紫薹2 号），为0.451 0 g/株，显著（P＜0.05）高于其他品种和其他薹位。

3.2 讨 论

红菜薹生长类型一般由遗传基因决定，杂交品种的生长优势都集中在侧薹和孙薹上，因而侧薹型品种具有较强的吸氮优势，其吸氮途径主要是通过根系从土壤中获取，从本研究探知，主薹及其叶片累积的氮素转移到侧薹和孙薹上的极少，这对杂交品种在栽培上氮肥的施用有实现的指导意义。

地方（常规）品种一般都是主薹型品种，主薹型品种主要通过主薹吸收氮素，因而通过主薹注射或其叶片涂抹氮素，有利于主薹对氮素的累积，这可能是地方品种的根系不发达，从而使根外施氮促进了主薹的被动吸氮。

试验是在大棚内盆栽条件下完成的，排除了气温、土温、水分等外界因素对氮素吸收的影响，有关环境因素和氮素利用率等问题有待大田试验进一步探索。

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