氮肥用量对芸豆氮代谢关键酶活性及产质量影响的研究

摘要

芸豆籽粒营养丰富，蛋白质和碳水化合物含量较高，是我国主要的杂粮作物之一，在全国的种植面积较大。黑龙江省是我国最重要的芸豆生产省份之一，也是全国出口芸豆最多的省份，每年出口芸豆约占全国芸豆总出口量的一半左右。氮是植物体生长发育的重要生命元素，是蛋白质、核酸和磷脂等生命物质的组成成分，在植物的生命活动中占据着非常重要的地位。本论文以品芸2号、英国红、龙芸6号和龙芸4号为试验材料，设五个氮肥用量处理：不施氮(N0)、每公顷施纯氮15kg(15)、30kg(N30)、45kg(N45)、60kg(N60)，研究氮肥用量对芸豆氮代谢关键酶活性、叶绿素含量、氮肥利用率以及产量和籽粒营养品质的影响，明确不同氮肥处理下籽粒蛋白质形成机理及氮代谢关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和转氨酶(GOT和GPT)活性变化规律，揭示施氮量对芸豆产量和品质的调控效应，旨在为芸豆生产实践中合理施用氮肥，提高产量和改善品质提供理论依据。
　　 试验结果表明：
　　 1、四个芸豆品种功能叶片叶绿素含量随着生育期的推进呈单峰曲线变化，在结荚期达到峰值；NR、GS、GOT和GPT酶活性在整个生育期内均呈单峰曲线变化，NR酶活性的峰值出现在开花期，而GS、GOT和GPT酶活性均在结荚期达到最高值：荚粒GS酶活性在结荚后呈缓慢下降趋势；每公顷施纯氮30kg可以有效地提高叶绿素含量和各关键酶活性。
　　 2、四个品种氮肥吸收利用率均在N30处理最高；而低氮处理有利于芸豆农学利用率的提高；氮肥偏生产力均随着氮肥施用量的增加而降低；品芸2号和英国红的生理利用率N15处理最高，而龙芸6号和龙芸4号两个品种分别在N60和N30处理下达到最高值。
　　 3、品芸2号和龙芸4号籽粒蛋白质含量随着结荚后天数增加呈双峰曲线变化，峰值分别出现在结荚后21天和35天；英国红和龙芸6号籽粒蛋白含量呈单峰曲线变化，峰值出现在结荚后28天；在结荚过程中品芸2号、龙芸6号和龙芸4号的N30处理籽粒蛋白质含量最高，而英国红则在N45处理时最高。
　　 4、四个芸豆品种的产量均在N30处理时最高，由回归拟合方程可知，氮肥用量与产量关系密切。四个品种的最佳施氮量分别为：品芸2号39.01kg/hm2，而此时可以获得理论最高产量2795.16kg/hm2；英国红为29.82kg/hm2，此时可以获得的理论最高产量为2583.24kg/hm2；龙芸6号为33.72kg/hm2，此时的理论最高产量为2596.39kg/hm2；龙芸4号是32.15kg/hm2，此时的理论最高产量为2762.43kg/hm2。
　　 5、从芸豆籽粒营养品质方面来说，N30处理对于蛋白质、直连淀粉、支链淀粉、总淀粉和粗脂肪的影响效果较好。
　　 6、由相关分析可知：芸豆功能叶片叶绿素含量、NR、GS、GOT和GPT酶活性与籽粒蛋白质、淀粉含量以及产量和产量构成因子之间关系密切。