施氮量对幼苗期花生根系碳氮代谢的影响,该文是代谢类有关自考开题报告范文与根系和施氮量和代谢类自考开题报告范文.
代谢论文参考文献：
摘 要：以青花7号为材料,采用沙培法,初步探究了施氮量对幼苗期花生根系碳、氮代谢特征的影响.结果表明：施氮量不改变各指标在苗期的变化趋势.随着生育期的推进,根中可溶性糖含量、蔗糖含量、淀粉含量、N素含量、可溶性蛋白含量和NRase活性呈增加趋势；游离氨基酸呈下降趋势；碳氮比先减后增.随着施氮量的增加,根中可溶性糖含量、蔗糖含量和碳氮比整体为N0>N1>N2；N素含量、可溶性蛋白含量和NRase活性整体为N2>N1>N0；淀粉含量整体为N0>N2>N1；游离氨基酸含量整体为N1>N0>N2.
关键词：幼苗期；花生根系；碳代谢；氮代谢
中图分类号：S565.2 文献标识码：A 文章编号：1674-0033（2016）06-0063-04
Effect of Carbon and Nitrogen Metaboli in Root of Peanut at Its Seedling Stage with Nitrogen Application Rate
WU Xiu-ning1, ZHAO Chang-xing2
(1.College of Biopharmaceutical and Food Engineering, Shangluo University, Shangluo 726000, Shaanxi;
2.College of Agronomy and Plant Protection, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong)
Abstract:With Qinghua No.7 as tested material, sand culture was used to explore characteristics of carbon and nitrogen metaboli in root of peanut at its seedling stage with different nitrogen application rate. The results showed that changes of each indexes were similar under different nitrogen levels. With the advance of growth, soluble sugar content, glucose content, starch content, N content, soluble protein content and NRase activity in root increased, free amino acid decreased, and the C/N ratio firstly decreased then increased. With the increase of nitrogen level, on the whole soluble sugar, glucose and C/N ratio were N0>N1>N2; N content, soluble protein and NRase activity were N2>N1>N0; starch content were N0>N2>N1 and free amino acid were N1>N0>N2.
Key words:nitrogen levels; seedling stage; peanut root; carbon and nitrogen metaboli
碳、氮代谢作为作物体内最基本的代谢途径,不仅影响其生长发育进程,在一定程度上也决定着产量高低和品质优劣[1].花生体内的氮素,40％~60％来自于根瘤固氮,其余部分则来源于根系的直接供应[2]；体内的碳素来源于植株的光合作用.合理施氮可以提高花生体内氮素代谢相关酶活性,保证氮代谢的顺利进行；另外,氮素通过调节光合作用、呼吸作用及碳素代谢相关酶活性等,从而促进花生碳素代谢,进而影响花生的生长发育和产量形成[3].因此,研究不同施氮量下花生的碳、氮代谢特征具有重要的意义.针对花生碳、氮代谢从品种类型[4]、氮肥施用量[5]和施肥方式[6]等方面已有报道.适量施氮有助于提高磷酸合成酶等的活性,促进叶片蔗糖合成；也可提高花生叶片等营养器官中的可溶性蛋白、游离氨基酸含量和硝酸还原酶（NRase）等氮同化酶活性[7].前人研究多集中在地上部,由于根系取样相对较困难,关于不同施氮量下根系碳、氮代谢鲜有报道[4].苗期是作物对外界因子最敏感的时期之一,合理施氮有助于形成壮苗,有助于中后期生长发育和产量形成[8].为此,本研究通过设定不同施氮水平,沙培条件下研究苗期花生根系中的碳、氮代谢特征,以期为花生的优化栽培和科学施肥提供理论基础和技术支撑.
1 材料与方法
1.1 材料
青花7号大花生种子：青岛农业大学提供.
1.2 方法
1.2.1 花生的培养
选取大小一致的花生种子200粒.将入选种子用清水浸泡4~5 h,然后转到双层湿润的滤纸上,上面用双层滤纸覆盖.放入培养箱中.培养箱温度为25 ℃,暗培养过夜.
试验采用沙培法.砂粒直径为 0.25~2.00 mm,砂粒用10% HNO3浸泡7 d,自来水冲洗至无酸性反应.挑选4粒芽头整齐的种子植于塑料桶（内径30 cm,高30 cm）中,加入培养液放入人工气候箱培养.培养液成分见表1.培养条件为光照12 h,温度（26&plun;1）℃,光强12 000 lx；暗处理12 h,温度（16&plun;1）℃；湿度控制在70%&plun;1%范围内.每隔3 d补加等量营养液,直至试验结束.
以Ca(NO3)2为氮源,设3个氮水平,依次为对照（N0,0 mol·L-1）、中氮（N1,2×10-3 mol·L-1）和高氮（N2,4×10-3 mol·L-1）3个处理, 每个处理3次重复.
1.2.2 测定项目
花生进入3叶期开始取样,每隔5 d一次.流水法冲洗花生根系.可溶性糖和蔗糖含量测定采用蒽酮比色法,淀粉含量测定采用碘显色法[9]；氮素含量测定采用凯氏定氮法,可溶性蛋白含量测定采用G250考马斯亮蓝法,NRase活性采用上海市植物生理学会推荐的方法,游离氨基酸含量采用茚三酮法[9]；碳氮比等于（可溶性糖+蔗糖+淀粉含量）/全氮含量[9].
1.3 数据处理
Microsoft Excel 2003进行数据处理,SAS 8.1软件进行方差分析.
2 结果与分析
2.1 施氮量对苗期花生根系碳素代谢的影响
由图1可得,图1（A）根中可溶性糖含量的变化不受施氮量的影响,随着生育期的推进,可溶性糖含量呈增加趋势.其中,0~10 d取样段内根中可溶性糖平均增幅较小,为50.56％（0~5 d）和80.01％（5~10 d）,10~20 d增幅较大,为135.81％（10~15 d）和200.74％（15~20 d）.可溶性糖含量在施氮处理间存在差异.根中可溶性糖含量随着施氮量的增加呈下降趋势,且随着生育进程降幅呈增大趋势.
由图1（B）可得,施氮量不改变根中蔗糖含量的变化趋势.花生苗期根中蔗糖含量随着生育期的推进而增加.0~5 d取样区段内蔗糖含量平均增幅最小,为23.93％,5~20 d增幅较大,平均增幅依次为111.88％（5~10 d）、138.38％（10~15 d）和184.55％（15~20 d）.根中蔗糖含量在施氮处理间存在差异.0~5 d内蔗糖含量为N2>N1>N0,10~20 d则为N0>N1>N2.
由图1（C）可得,苗期花生根中淀粉含量的变化趋势不随施氮量高低而改变,各施氮处理下淀粉含量均随着生育时期的推进呈增加趋势.其中,0~10 d取样段内根中淀粉平均增幅较小,为11.09％（0~5 d）和19.58％（5~10 d）,10~20 d增幅较大,为52.84％（10~15 d）和78.14％（15~20 d）.从单个取样时间来看,0~10 d内施氮处理间根系淀粉含量差异不明显,10~20 d则表现为N0>N2>N1.
2.2 施氮量对苗期花生根系氮素代谢的影响
由图2可得,图2（A）中,施氮量对根中N素含量的变化趋势无影响,苗期N素含量呈线性增加的趋势.取样期内N素含量依次为9.97 mg·g－1（0 d）、14.82 mg·g－1（5 d）、20.09 mg·g－1（10 d）、23.29 mg·g－1（15 d）和26.71 mg·g－1（20 d）.从单次取样来看,0~10 d内施氮处理间根系N素含量差异不明显,10~20 d则表现为N2>N1>N0.
由图2（B）可得,随着生育期的推进,不同施氮量下苗期花生根中可溶性蛋白含量呈增加趋势.其中,0~10 d取样段内根中可溶性蛋白含量平均增幅较小,为20.31％（0~5 d）和33.71％（5~10 d）,10~20 d增幅较大,为75.79％（10~15 d）和91.72％（15~20 d）.从单次取样来看,表现为N1和N2施氮水平下差异不大,但均显著高于N0水平下根中可溶性蛋白含量.
由图2（C）可得,施氮量不改变苗期花生根系NRase活性的变化趋势,随着生育期的推进,NRase活性呈现增加的趋势.0~5 d取样区段内NRase活性平均增幅最小,为40.91％,5~20 d增幅较大,平均增幅依次为139.72％（5~10 d）、173.51％（10~15 d）和224.33％（15~20 d）.NRase活性在施氮处理间存在差异,0~10 d取样区间内变化不大,10~20 d取样区间内,N1和N2施氮水平下的NRase活性高于N0水平.
由图2（D）可得,随着苗期生育期的推进,不同施氮量下花生根中游离氨基酸含量整体呈下降趋势.取样期内游离氨基酸含量依次为0.51 mg·g－1（0 d）、0.37 mg·g－1（5 d）、0.19 mg·g－1（10 d）、0.20 mg·g－1（15 d）和0.16 mg·g－1（20 d）.从单次取样来看,除0 d外,根中游离氨基酸表现为N1>N0>N2.
2.3 施氮量对苗期花生根系碳氮比的影响
由表2可得,不同施氮量下花生根系碳氮比在苗期呈现先减后增的变化趋势.0、5、10、15 d和20 d时平均碳氮比为0.97、0.82、0.69、0.79和0.94,在10 d达到谷值（0.69）.从单次取样来看,除0 d和5 d外,根系碳氮比随着施氮量的增加呈下降趋势.
3 结论与讨论
众多研究表明氮素可以影响作物的碳代谢.杂交谷叶片可溶性糖含量[10]、梗稻叶片蔗糖含量[11]、花生叶片蔗糖含量[5]、玉米叶片淀粉含量[12]在一定范围内随着施氮量的增加而增加.本研究中,施氮量不改变碳水化合物在苗期的变化趋势,表现为随着生育期的推进,可溶性糖、蔗糖和淀粉含量均呈增加趋势.从单次取样来看,可溶性糖和蔗糖含量在苗期中后期（10~20 d）表现为N0>N1>N2,淀粉含量表现为N0>N2>N1.这可能是施氮后花生地上部生长优先于根系生长,碳水化合物优先供应于花生地上部,也可能由取样部位和供试条件差异所致.
氮是作物生长的重要营养元素之一.研究表明,增加氮素营养可提供小麦等禾本科作物植株的吸氮能力,增加叶片及根系中可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量[13]；也可提高花生根、茎叶和荚果各器官中的可溶性蛋白、游离氨基酸含量和NRase等氮同化酶活性[7].本研究支持这一结论,表现为N1和N2施氮水平下花生根中N素含量、可溶性蛋白含量和NRase活性在苗期中后期不同程度地高于N0施氮水平.可见,增施氮肥可提高氮代谢相关酶活性,保证氮代谢的顺利进行.
氮素营养对作物碳氮代谢有着重要的影响.碳氮比常作为碳、氮代谢协调程度的重要指标[12].本研究中,随着施氮量的增加,根系碳氮比整体呈下降趋势.这可能是氮素缺乏时,向地上部供氮量减少,地上部生长受阻,为了促进根系吸氮能力,更多碳水化合物流向根系；氮素过多时,叶片氮代谢旺盛,茎叶徒长,碳水化合物的输出率降低所致[14].而碳氮代谢受多种栽培条件的影响,沙培试验结果能否适用于大田条件有待于进一步考证.
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