氮对胶东卫矛光合作用的影响

唐 燕，魏淑花

(1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏农林科学院 植物保护研究所，宁夏 银川 750002)

氮对胶东卫矛光合作用的影响

唐 燕1，魏淑花2

(1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏农林科学院 植物保护研究所，宁夏 银川 750002)

研究了不同施氮量对胶东卫矛光合作用的影响规律，以2年生胶东卫矛苗木为试材，选用城市处理后的生活污水进行灌溉，设置氮肥追施量0、4、8、12、16 g/株5个处理，小区试验设计，生长季节追肥3次，3次重复。结果表明：试验期间12 g/株处理的净光合速率处于最高值，与对照相比差异显著，4 g/株处理与对照之间无显著差异；在蒸腾速率方面，12 g/株处理在4、7、8月显著高于对照和4 g/株处理，4 g/株处理与对照间无显著差异；在气孔导度方面，12 g/株处理整个试验期间均显著高于对照，其余施氮处理在6～8月与对照间无显著差异；胞间CO2浓度在6～7月份12 g/株处理比对照降低22.44%、27.59%，差异显著，其余月份与对照之间无显著差异。由此可知，胶东卫矛氮肥追施量为12 g/株时，对胶东卫矛光合能力提高效果最佳。

氮肥；胶东卫矛；光合作用

氮是植物生长过程中必不可少的营养元素之一，其施用量的高低直接影响植物光合产物的合成与植物营养生长的好坏[1]。尹丽等[2]研究认为，增加氮肥施用量可以显著提高麻疯树幼苗叶片光合水平，同时光合产物数量也显著升高，幼苗株高和地径显著高于对照，说明氮肥对促进幼苗生长效果显著。郝龙飞等[3]研究认为，白桦在生长季节追施氮肥可以显著促进叶片光合效率，与对照相比提高幅度达到了7.30%，差异显著。陈静等[4]从对棉花的研究中发现，棉花叶片光合速率和气孔导度受氮素影响比较大，试验中表现为随着氮肥施用量的增加，棉花叶片光合速率显著提高，光合产物数量比对照提高5.31%，差异显著。孙瑶等[5]认为，卡特兰生长前期用氮、磷、钾比例为20∶10∶20的肥料,有利于碳水化合物及可溶性蛋白的积累,促进营养生长，生长后期用氮、磷、钾比例为9∶45∶15的肥料有助于提高植株中C/N比,为花器官形成提供充足的养分,促进花芽分化。王晓伟等[6]研究认为，大豆生长季节随着氮肥施用量的增加光合速率表现出一直升高的变化趋势，特别是对大豆生育后期的影响效果最佳，其次是生育中期，生育前期效果较差。郭盛磊等[7]研究认为，落叶松随着氮肥施用量的增加，净光合速率表现出显著升高的变化趋势，同时胞间二氧化碳浓度显著降低，说明增加氮肥施用量对促进油松光合效率提升具有显著作用。从前人的相关研究中发现，关于氮对胶东卫矛光合作用影响规律的相关研究较少，本文通过研究氮对使用城市污水灌溉的胶东卫矛光合作用影响的规律，以期为胶东卫矛合理施用氮肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验选用2年生的胶东卫矛作为试验材料，试验田内幼苗的栽培密度为0.20 m×0.20 m，试验田位于宁夏青铜峡胜邦苗圃，试验时间为2016年3～8月，试验地土壤有机质含量为13.24 g/kg、碱解氮39.85 mg/kg、速效磷9.11 mg/kg、速效钾69.37 mg/kg、pH值7.86。

1.2 试验设计

试验设计5个处理，氮肥施用量分别为T1(CK)0 g/株、T2为4 g/株、T3为8 g/株、T4为12 g/株、T5为16 g/株，以T1为对照，施肥时间为3月20日、5月20日、7月20日，试验所用氮肥为尿素，含氮量46%，施肥后立即灌水，灌水量为每次每小区18 L。本试验采用小区设计方式，小区面积为30 m×30 m，3次重复。

1.3 试验取样

试验期间，分别在当年的4～8月份每个月的20日在田间选取20株胶东卫矛的幼苗，每株幼苗选择上、中、下3个部位各3片叶子进行光合指标的测定，光合作用测定仪器为CIB-1102便携式光合仪测定系统，光合作用的最终结果取所有测定植株的平均值。

1.4 数据分析

本试验数据分析使用Excel 2013软件，方差分析使用DPS 7.05版软件。

2 结果与分析

2.1 氮对胶东卫矛净光合速率的影响

由图1可知，各氮肥处理净光合速率均高于对照，但不同处理之间存在差异。4月份，T4、T5处理之间无显著差异，2个处理分别比对照高1.08、0.72 μmol CO2/(m2·s)，均与对照间存在显著差异，T2、T3分别比对照高0.42、0.21 μmol CO2/(m2·s)，无显著差异，其中T3与T4、T5处理之间差异显著；5月份T4处于最高值，其次为T5，2个处理分别比对照高1.56、1.08 μmol CO2/(m2·s)，差异显著，T5与T4之间无显著差异，T2、T3与之间无显著差异；6～7月份T4处理分别比对照高1.98、1.82 μmol CO2/(m2·s)，差异显著，T3与T4之间无显著差异，2个处理分别比对照高1.85、1.32 μmol CO2/(m2·s)，6、7月份T4与对照之间差异均显著，T2在这2个月份与对照之间均无显著差异，T5在6月份显著高于对照，7月份与对照之间无显著差异；8月份4个施肥处理之间无显著差异，其中T4、T5分别比对照高2.17、1.80 μmol CO2/(m2·s)，2个处理均显著高于对照，T2、T3分别比对照高1.12、1.46 μmol CO2/(m2·s)，无显著差异。从胶东卫矛光合速率变化上来看，T4对提高污水灌溉下的胶东卫矛光合速率效果最佳，T2最差。

图1 氮对胶东卫矛净光合速率的影响

2.2 氮对胶东卫矛蒸腾速率的影响

由图2可知，施用氮肥可以提高胶东卫矛的叶片蒸腾速率，但不同氮肥施用量处理的蒸腾速率存在差异。4月份T2仅比对照高0.14 mmol/(m2·s)，无显著差异，T4显著高于T2处理，T4比对照高1.00 mmol/(m2·s)，差异显著，T4与T5、T3之间无显著差异，T5显著高于对照，T3与对照之间无显著差异；5月份T4最高，分别比T1、T2、T3、T5处理高1.95、1.07、0.74、0.41 mmol/(m2·s)，其中T4显著高于对照，T2、T3与对照之间无显著差异；6月份T4、T3分别比对照高1.68、1.40 mmol/(m2·s)，2个处理均显著高于对照，T2、T5分别比对照高0.88、1.13 mmol/(m2·s)，与对照间无显著差异；7月份T3、T4、T5处理之间无显著差异，其中T3、T4分别比对照高1.36、1.86 mmol/(m2·s)，2个处理均与对照间存在显著差异，T2、T5与对照之间无显著差异，T2显著低于T4处理；8月份T4与对照相比提高了84.91%，2个处理之间差异极显著，T3、T5分别比对照高1.42、1.58 mmol/(m2·s)，其中T5显著高于对照，T2、T3与对照之间无显著差异。从胶东卫矛蒸腾速率变化上来看，T4处理的效果最佳，T5次之。

图2 氮对胶东卫矛蒸腾速率的影响

2.3 氮对胶东卫矛气孔导度的影响

由图3可知，施用氮肥处理提高了胶东卫矛气孔导度，但是不同处理对气孔导度的影响存在差异。4月份，T2、T3、T4、T5处理的气孔导度无显著差异，T4处理处于最高值，与对照相比提高了62.63%，差异显著，T3、T5分别比对照高24.01、26.89 mmol/(m2·s)，2个处理均显著高于对照，T2与对照之间无显著差异；5月份T4比对照高34.13 mmol/(m2·s)，差异显著，T2、T3、T5分别比对照高9.81、18.61、22.54 mmol/(m2·s)，无显著差异；6～7月份，T4处于最高值，分别比对照高26.11、45.11 mmol/(m2·s)，差异显著，T3分别比对照高18.03、34.60 mmol/(m2·s)，无显著差异，T3与T4之间无显著差异，T5分别高于T2处理4.79、7.56 mmol/(m2·s)，无显著差异；8月份T4与对照相比提高了47.53%，差异显著，T5比T4处理低11.76 mmol/(m2·s)，无显著差异，T5比对照高41.19 mmol/(m2·s)，无显著差异，T2、T3与对照之间无显著差异。从气孔导度变化上来看，施用氮肥可以提高胶东卫矛的气孔导度，其中T4处理的效果最佳。

图3 氮对胶东卫矛气孔导度的影响

2.4 氮对胶东卫矛胞间二氧化碳浓度的影响

由图4可知，不同氮肥施用量对胶东卫矛胞间CO2浓度影响存在差异。4月份，T2比对照高14.76 μmol/mol，无显著差异，T3～T5处理均低于对照，其中T4处理最低，比对照低48.18 μmol/mol，无显著差异，T3、T5与对照之间无显著差异，T4显著低于T1处理；5月份所有施氮处理胞间CO2浓度均低于对照，其中T4、T5分别比对照低54.92、48.12 μmol/mol，差异显著，T2、T3分别比对照低21.87、36.01 μmol/mol，无显著差异；6月份，T4比对照低60.27 μmol/mol，差异显著，T2、T3、T5分别比对照低9.03、43.96、32.89 μmol/mol，T2显著高于T4，T3、T5与T4之间无显著差异；7月份T1、T2处理胞间CO2浓度相近，仅相差6.15 μmol/mol，无显著差异，2个处理均显著高于T4、T5处理，T4比对照低77.98 μmol/mol，差异极显著水平；8月份，T2比对照高12.01 μmol/mol，无显著差异，T4处于最低值，与对照相比降低了20.98%，无显著差异，显著低于T2处理，T5比T4高12.14 μmol/mol，无显著差异，T5与T1、T2之间无显著差异。从胞间CO2浓度变化上来看，T4处理对降低胶东卫矛胞间二氧化碳浓度的效果最佳。

图4 氮对胶东卫矛胞间二氧化碳浓度的影响

3 结论与讨论

植物光合速率的高低直接反映植物光合能力的强弱[8]，也可以反映植物营养状况的好坏[9-10]，本试验结果表明，胶东卫矛施氮后各月份光合速率均高于对照，表现出氮肥对提高胶东卫矛光合速率具有较好的作用，这与冯兆忠等[11]在小麦上的研究结果相似，同时本试验证明氮肥施用量在一定范围内表现出随着氮肥施用量的增加光合速率增加的变化趋势，当超过一定范围后，光合速率又表现出降低的变化[12]，其中，氮肥追施量为12 g/株时对光合速率的提高效果最佳。胶东卫矛蒸腾速率变化与光合速率相似，表现为施氮处理在整个生长季节均可以提高胶东卫矛的蒸腾速率，这与氮对棉花[13]蒸腾速率的影响结果相似，其中氮肥追施量在0～12 g/株范围内表现为随着氮肥施用量的增加而增加的变化，当氮肥施用量达到16 g/株时表现出降低的变化，其中T4处理在整个生长季节均显著高于对照，证明该施氮量对提高胶东卫矛蒸腾速率效果最佳。

气孔导度是判断植物光合作用强弱的另一个重要指标，本试验结果表明，施用氮肥可以提高胶东卫矛的气孔导度，这与在玉米[14]上的研究结果相似，证明氮肥对提高植物气孔导度具有良好的效果；从胶东卫矛胞间CO2浓度变化上来看，除4、8月份T2处理略高于对照之外，其余月份施用氮肥处理的胞间CO2浓度均低于对照，证明氮肥可以降低植物细胞内胞间CO2浓度，这与在夏玉米[15]上的研究结果相似，分析原因认为，胶东卫矛施用氮肥后提高了光合速率，这使得CO2消耗量增加，从而导致胞间CO2浓度降低。综合分析认为，氮肥施用量以12 g/株对提高污水灌溉下胶东卫矛光合能力效果最佳。

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(责任编辑：曾小军)

Effect of Nitrogen Fertilizer on Photosynthesis ofEuonymuskiautschovicus

TANG Yan1, WEI Shu-hua2

(1. College of Agronomy, Ningxia University, Yinchuan 750021, China; 2. Institute of Plant Protection, Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Yinchuan 750002, China)

The effect of nitrogen fertilizer application rate on the photosynthesis of 2-year-oldEuonymuskiautschovicusseedlings was studied through the plot experiment with 3 repetitions, and the application rates of nitrogen fertilizer as top dressing for three times were designed as follows: 0 g/plant, CK; 4 g/plant, treatment A; 8 g/plant, treatment B; 12 g/plant, treatment C; 16 g/plant, treatment D. The results indicated that: in the whole experimental period, the net photosynthetic rate ofE.kiautschovicusin treatment C was the highest, and it was significantly different from that in CK; while there was no significant difference in the net photosynthetic rate between treatment A and CK. In April, July and August, the transpiration rate ofE.kiautschovicusin treatment C was significantly higher than that in CK and treatment A; while there was no significant difference in the transpiration rate between treatment A and CK. In the whole experimental period, the stomatal conductance ofE.kiautschovicusin treatment C was significantly higher than that in CK; from June to August, the stomatal conductance ofE.kiautschovicusin other nitrogen application treatments was not significantly different from that in CK. In June and July, the intercellular carbon dioxide concentration ofE.kiautschovicusin treatment C was significantly decreased by 22.44% and 27.59% respectively as compared with that in CK. Thus, applying 12 g/plant nitrogen fertilizer as top dressing was the best for the improvement of photosynthesis ofE.kiautschovicus.

Nitrogen fertilizer;Euonymuskiautschovicus; Photosynthesis

2017-05-31

宁夏大学自然科学研究基金资助(ZR15011)。

唐燕(1980─)，女，宁夏银川人，副教授，硕士，从事园林设计与园林植物研究。

S143.1

A

1001-8581(2017)09-0062-04