氮素营养对不同产地菘蓝的干物质积累、根外形品质及光合作用的影响

[目的]探讨不同氮素处理水平对菘蓝干物质积累、根外形品质及光合作用的影响,为其栽培生产中最佳施氮形态及比例提供理论基础。[方法]以5个产地的菘蓝植株为材料,采用田间小区试验,设7个处理:不施氮、硝态氮(NO-3-N)、铵态氮(NH+4-N)、NH+4-N/NO-3-N=75/25、NH+4-N/NO-3-N=50/50、NH+4-N/NO-3-N=25/75和酰胺态氮,分析比较了不同产地植株的生长指标、叶绿素含量及光合相关参数等指标的差异性。[结果]铵、硝态氮混合(NH+4-N/NO-3-N=75/25和NH+4-N/NO-3-N=50/50)施用有利于陕西商洛菘蓝的生长,而甘肃张掖菘蓝则在全铵态氮和酰胺态氮处理下,地下部生物量及总生物量的积累效应大。酰胺态氮处理有利于促进安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳和山西运城菘蓝地下部干物质的积累。甘肃张掖菘蓝与陕西商洛菘蓝的主根直径和侧根数分别在NH+4-N/NO-3-N=25/75和NH+4-N/NO-3-N=50/50处理时最大。与对照相比,氮素处理能有效提高菘蓝叶片的叶绿素含量,其中对安徽阜阳菘蓝的促进作用最强,且全硝处理时其叶绿素含量最大。氮素处理也有利于提高菘蓝的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率,其中陕西商洛菘蓝的光合相关参数最高。[结论]不同产地植株对氮素处理的响应存在较大的差异,建议生产中应根据不同产地采取不同的施氮处理。

氮营养对菘蓝生长及活性成分积累的影响

为探讨氮营养对菘蓝生长及活性成分积累动态的影响,采用盆栽试验,在菘蓝营养生长前期和后期分别施用不同次数的氮素组合A[7.5 mmol·L-1的(NH4)2SO4,2.5 mmol·L-1的KNO3,5.0 mmol·L-1的CO(NH2)2]和组合B[2.5 mmol·L-1的(NH4)2SO4、5.0 mmol·L-1的KNO3、10.0 mmol·L-1的CO(NH2)2],分别记作T1~T9,测定了各处理的叶绿素含量、光合参数、生长指标和活性成分含量。结果表明,2个氮素组合施用不同次数后,叶绿素、叶干重与根干重随时间逐渐增加,叶片的净光合速率与叶的靛蓝、靛玉红和根的(R,S)-告依春含量随时间延长的变化规律不明显。在采样后期T3的主根直径、T1的根干重、T7的叶干重、T4的根(R,S)-告依春含量、T2的叶靛蓝含量与T3的叶靛玉红含量为各处理间最大。结合菘蓝根、叶干重及其叶内指标成分靛玉红含量、根内(R,S)-告依春含量,为了获得高产优质的板蓝根药材,建议前期施用1次氮素组合A,后期施1次氮素组合B;为了获得高产优质的大青叶药材,建议菘蓝生长前期施3次氮素组合A,后期施1次氮素组合B。本研究结果为菘蓝合理施用氮肥提供了理论依据。

不同氮素形态和配比对菘蓝根的生长及含氮成分含量和总量的影响

以来源于安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛的5个种源菘蓝(Isatis indigotica Fort.)为实验材料,采用田间试验法对不施氮素(对照),仅施用NO_3^--N(T1)或NH_4^+-N(T2),混合施用氮素〔n(NH_4^+-N)∶n(NO_3^--N)=75∶25(T3)、n(NH_4^+-N)∶n(NO_3^--N)=50∶50(T4)和n(NH_4^+-N)∶n(NO_3^--N)=25∶75(T5)〕以及仅施用CO(NH2)2(T6)条件下各种源菘蓝的单株根鲜质量和干质量,根折干率,根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮含量,以及单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量的差异进行了比较分析。结果表明:在同一施氮条件下不同种源间菘蓝根的各项指标均有一定差异;而与各自的对照相比,不同施氮条件下同一种源菘蓝根的各项指标也有一定差异。总体来看,安徽亳州和山西运城种源菘蓝根的生长指标均在T6组中较高,甘肃张掖种源根的生长指标则在T2组中相对较高,安徽阜阳种源根的生长指标在T5组中最高,陕西商洛种源根的生长指标在T4组中较高。各施氮条件下安徽亳州种源菘蓝的单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量均低于其对照,并在T6组中相对较高;甘肃张掖和陕西商洛种源根的上述3项指标分别在T2和T3组中最高,而安徽阜阳和山西运城种源根的上述3项指标则分别在T5和T1组中较高。研究结果显示:不同氮素形态和配比对菘蓝根生长和根中含氮成分积累的影响效应存在种源间的差异,并且对同一种源根生长和根中含氮成分积累有益的氮素形态和配比也不同。因此,为了获得高产优质的板蓝根药材,建议在菘蓝的栽培过程中针对不同种源采取适宜的施氮措施,并兼顾生长量和有效成分含量。

不同施氮水平对盐胁迫下苗期菘蓝生理特性及根中(R,S)-告依春含量的影响

为探讨不同施氮水平培养下菘蓝幼苗对盐胁迫的响应,以河北栽培的菘蓝居群为材料,在3.75(T1)、7.5(T2)、11.25(CK)、15(T3)、18.75 mmol·L-1(T4)5个不同的施氮水平下,以100 mmol·L-1Na Cl进行胁迫处理,研究了施氮水平对盐胁迫下苗期菘蓝生长、抗氧化酶系统、可溶性蛋白质含量、氮素代谢及根中指标性成分(R,S)-告依春积累的影响。结果表明,高氮水平的T4(18.75 mmol·L-1)显著促进盐胁迫下菘蓝幼苗的生长。低氮(T1、T2)和高氮(T3、T4)处理均提高了盐胁迫下菘蓝幼苗中保护酶的活性,且高氮水平处理显著降低幼苗中丙二醛(MDA)的含量。在盐胁迫下,随着施氮水平的增加,菘蓝体内硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性,可溶性蛋白质及根中(R,S)-告依春含量均呈先升高后降低的趋势。盐胁迫条件下,不同施氮水平对苗期菘蓝体内抗氧化酶与氮素同化关键酶之间、生物量与(R,S)-告依春含量之间的调控表现出差异性。本研究结果为苗期菘蓝的耐盐性生理研究提供了理论依据。

缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响

对基质育苗后水培的菘蓝进行缺氮与复氮处理,分析其生长情况及氮代谢产物含量的变化,探讨缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响,以提高菘蓝产量和品质以及栽培过程中的氮素利用效率。结果显示:(1)正常供氮条件下,菘蓝幼苗的叶绿素含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝态氮含量、靛玉红含量为最高,而其株高、主根直径、根的鲜重与干重、叶的鲜重与干重、根系活力均最小。(2)缺氮处理增加了菘蓝幼苗的主根直径和根干重,提高其根系活力和硝酸还原酶(NR)活性,促进游离氨基酸在叶中的积累;但降低了GS的活性,也降低了叶中硝态氮、可溶性蛋白、靛玉红及根中游离氨基酸的含量;缺氮对叶中靛蓝的含量无明显影响。(3)复氮处理增加了菘蓝幼苗的株高、主根长、根鲜重、叶鲜重、叶干重,提高了其根系活力,降低了NR和GS的活性;与对照相比,复氮降低了叶中硝态氮含量,提高了叶中可溶性蛋白、靛蓝及根中游离氨基酸的含量,但对叶中游离氨基酸和靛玉红含量影响较小。研究表明,缺氮后再复氮有利于菘蓝幼苗叶的生长,同时有利于增加其叶内靛蓝含量,从而提高其产量和品质。

缺氮和复氮对苗期菘蓝营养和活性成分的影响

[目的]探讨缺氮和复氮处理对苗期菘蓝营养和活性成分的影响,为栽培生产中经济有效地利用氮素提供理论依据。[方法]以山西栽培菘蓝居群为材料,采用先基质栽培后水培的方法,设置对照、缺氮和复氮3个处理,分析比较各处理中苗期菘蓝的营养及活性成分的差异。[结果]缺氮有利于菘蓝叶对矿质元素K、Ca、Mg、Mn、Fe、Na、B、Ti和Se的吸收,促进了除苯丙酸外的14种游离氨基酸的积累,提高了根中可溶性糖、(R,S)-告依春和叶中总生物碱含量;但降低了游离氨基酸在根中的积累,同时也降低了叶片靛蓝与靛玉红含量以及叶片和根总黄酮含量,但对叶中总黄酮含量影响较小。复氮增加了菘蓝叶对Al、Ba、Hg的吸收,促进了根中12种游离氨基酸的积累,提高了根系总黄酮、(R,S)-告依春的含量,但降低了根中可溶性多糖和叶中靛玉红含量;与对照相比,复氮不利于叶片游离氨基酸的积累。持续供氮情况下,菘蓝叶中P、Zn、Cu、Ni、Cr、Sr、苯丙酸、总黄酮、靛蓝和靛玉红含量均为最高值,而叶片总生物碱和根中(R,S)-告依春含量均最低。[结论]不同氮素处理对苗期菘蓝的营养及活性成分的影响不同,在生产中应根据实际需要采取不同的施氮方式。

盐胁迫对苗期水飞蓟生理与活性成分的影响

以苗期水飞蓟为试验材料,用100 mmol/L Na Cl对水飞蓟进行不同时间(0、1、2、3、4、5 d,分别记为CK、T1、T2、T3、T4、T5)的胁迫处理,分析其生理特征及活性成分含量,以探讨苗期水飞蓟对盐胁迫的响应机制。结果表明,(1)叶片中叶绿素相对含量随着盐胁迫时间的延长而降低,胁迫处理T4、T5的叶绿素相对含量显著低于CK;(2)随着盐胁迫时间的延长,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,简称SOD)、过氧化物酶(peroxidase,简称POD)与过氧化氢酶(catalase,简称CAT) 3种酶的活性呈现升高-降低-升高的趋势,其中T1处理CAT,T4处理SOD、POD的酶活性均为最高值,且显著高于相应的CK;可溶性蛋白和可溶性糖含量呈现降低-升高-降低-升高的趋势,T2、T3处理的可溶性蛋白高于CK,但可溶性糖含量均低于CK;丙二醛(malondialdehyde,简称MDA)含量则呈现降低-升高-降低的趋势,且所有处理均显著低于CK;(3)总黄酮与水飞蓟宾含量随着盐胁迫时间的延长呈现先降低后升高的趋势,其中胁迫处理T5的总黄酮含量最高,水飞蓟宾含量均低于CK,但胁迫处理5 d的水飞蓟宾含量显著高于其余胁迫处理。可见苗期水飞蓟在一定时间的Na Cl胁迫下,通过提高其体内的保护酶活性和降低MDA含量、可溶性糖含量可以缓解盐胁迫的伤害,但适度的盐胁迫能促进其体内总黄酮含量的积累。

氮素形态及配比对5个种源菘蓝的生物碱类成分和多糖的影响

以5份不同种源的菘蓝为材料,采用田间小区试验,设置不施氮(CK)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)、NH4+-N/NO3--N=75/25、NH4+-N/NO3--N=50/50、NH4+-N/NO3--N=25/75和酰胺态氮等7个处理,分析比较了不同种源植株的靛蓝、靛玉红和总生物碱含量、(R,S)-告依春及多糖含量等指标的差异,为菘蓝栽培生产中氮素的高效利用提供理论参考。结果表明:氮素处理有利于提高山西运城菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内靛蓝含量,以及安徽亳州菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内的总生物碱含量;NH4+-N/NO3--N=50/50处理对山西运城菘蓝,以及酰胺态氮处理对山西运城菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内生物碱类成分的积累均有促进作用;与对照相比,氮素处理亦能有效地提高甘肃张掖菘蓝和陕西商洛菘蓝根内的(R,S)-告依春及安徽亳州菘蓝根内的多糖含量;安徽阜阳菘蓝(R,S)-告依春含量在任一氮处理下均远远高于其他种质菘蓝。研究表明,不同种源菘蓝对氮素处理的响应存在较大的差异,建议生产中综合考虑菘蓝的来源和需肥规律,采用经济有效的施氮组合,以提高其活性成分含量。

缺氮和复氮处理对菘蓝幼苗生长及部分生理生化指标的影响

为确定菘蓝(Isatis indigotica Fort.)种植过程中氮肥的合理施用方式,对正常供氮(对照,Hoagland基本营养液培养15 d)、缺氮(缺氮营养液培养15 d)和复氮(先用Hoagland基本营养液培养6 d,然后用缺氮营养液培养4 d,最后用Hoagland基本营养液培养5 d)条件下菘蓝幼苗的生长、光合和气体交换参数及相关酶活性指标进行分析。结果表明:经缺氮和复氮处理后菘蓝幼苗的单株根和叶片的鲜质量和干质量均高于对照组;其中,经复氮处理后单株根鲜质量及单株叶片鲜质量和干质量均最高,经缺氮处理后单株根干质量最高,且均与对照组有显著差异。经缺氮和复氮处理后叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著低于对照组;其中,复氮组的Pn值最低,缺氮组的Gs和Tr值均最低;而3个处理组间的胞间CO2浓度(Ci)无显著差异。经缺氮和复氮处理后叶片的谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均低于对照组,丙二醛(MDA)含量显著高于对照组;其中,复氮组叶片的GDH、GOGAT和CAT活性均最低,而缺氮组叶片的POD和SOD活性均最低,且均与对照组有显著差异。研究结果显示:缺氮处理有利于菘蓝幼苗的干物质积累,但不利于其光合作用和气体交换,对GDH等相关酶活性也均有一定的抑制作用;而经复氮处理后叶片的气体交换参数及部分酶活性均有所提高,因此,在菘蓝栽植过程中建议采用短期缺氮的施肥方式以提高其产量。

氮素处理对不同种质菘蓝叶氨基酸、总黄酮与矿质元素的影响

菘蓝Isatis indigotica为十字花科的药用植物,其叶入药为大青叶,为了解菘蓝的氮营养生理,以5份种质菘蓝(S1-S5)为材料,采用田间小区试验,设置7个处理,不施氮(CK)、硝态氮(NO3^--N,T1)、铵态氮(NH_4^+-N,T2)、NH_4^+-N/NO3^--N=75/25(T3)、NH_4^+-N/NO3^--N=50/50(T4)、NH_4^+-N/NO3^--N=25/75(T5)和酰胺态氮(100%CO(NH_2)_2-N,T6),研究不同氮素处理对不同种质菘蓝叶的氨基酸、总黄酮和矿质元素含量的影响.结果显示,不同种质菘蓝叶的游离氨基酸、总黄酮与矿质元素对不同氮素处理的响应存在较大的差异.其中T3处理的S3的总游离氨基酸含量增加幅度(54.03%)最大,T6处理不利于游离氨基酸的积累;T1处理的S2的总黄酮含量增加幅度(28.11%)最大,T3处理能提高4份种质S1-S3与S5的总黄酮含量;T3处理有利于5份种质的5种必需元素P、K、Ca、Mg和Cu的吸收,但不利于Ni元素的吸收.综上,NH_4^+-N与NO3^--N(75/25)配合施用能有效促进菘蓝对矿质元素的吸收,同时也能提高其总黄酮和游离氨基酸的含量;研究结果可为优质的大青叶药材生产提供参考依据.

菘蓝苗期生长与气体交换参数对不同浓度酰胺态氮的动态响应

以盆栽方式研究了苗期菘蓝生长及气体交换参数对不同浓度的酰胺态氮施用次数的响应。结果表明：苗期施用适宜浓度的酰胺态氮能有效地提高菘蓝叶片的叶绿素相对含量（SPAD值）、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）与胞间二氧化碳浓度（Ci）,也能有效促进主根直径、单株叶与根的鲜质量,其中以浓度为1.0%-1.5%的酰胺态氮施用2次的促进作用明显;建议在菘蓝营养生长前期以促进生长为目的,施用1.0%-1.5%的纯脲有利于其生物量的积累。