杂交茎瘤芥营养与施肥效应研究-生物工程硕士论文

杂交茎瘤芥营养与施肥效应研究 重庆大学硕士学位论文 学生姓名：李昌满 指导教师：王贵学 教 授 专 业：生物工程 学科门类：工 学 重庆大学生物工程学院 二 O 一 O 年十月 Research on effects of Nutrients and Fertilization in hybrid Tumour stem mustard A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Bioengineering By Li Chang-man Supervised by Prof. Wang gui-xue Major: Bioengineering College of Bioengineering of Chongqing University , Chongqing, China. October,2010 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 I 摘 要 茎瘤芥（Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee）是榨菜的原料植物，以“涪陵 榨菜”为代表的榨菜产业是重庆市尤其是涪陵区农业、 农村、 农民的重要经济支柱。 茎瘤芥生产上，长期以来存在偏施氮肥、磷肥用量不足、钾肥用量极低、氮磷钾 养分施用不平衡等问题，导致施肥量逐年增大、肥料面源污染日趋严重，土壤生 态系统恶化，茎瘤芥品质下降，投入产出比呈递减趋势。 随茎瘤芥杂交种的问世，推动了榨菜产业的发展，但与杂交种配套的栽培技 术，尤其是施肥对杂交茎瘤芥的影响，缺少研究。 本文针上述问题，采用田间试验和室内分析相结合的方法，研究了杂交茎瘤 芥物质积累规律、氮磷钾吸收规律、不同施钾量和施磷量对杂交茎瘤芥产量和品 质的影响，不同施肥水平对土壤脲酶活性的影响，目的在于探明杂交茎瘤芥营养 规律及施肥对其产量和品质效应，了解不同施肥水平下，对土壤脲酶活性的影响， 为杂交茎瘤芥丰产、优质施肥提供理论依据。 主要研究结果如下: 1、杂交茎瘤芥物质积累规律、杂交茎瘤芥物质积累规律 茎瘤芥杂交种与常规种一样，各器官物质积累规律均符合 Logistic 生长曲线。 根在 14.9 叶龄物质积累速度最大、茎在 17.8 叶龄、叶在 14.7 叶龄。 根旺盛生长期在 12.717.0 叶龄，持续 4.3 叶龄，此期积累 66.4%的干物质； 叶旺盛生长期在 12.616.8 叶龄，持续 4.2 叶龄，此期积累 67.2%的干物质。根和 叶的旺盛生长期基本一致，在旺盛生长期积累的物质量在整个营养生长阶段所占 的比例也较为接近。 茎旺盛生长期在 15.320.2 叶龄，持续 4.9 叶龄，此期积累 85.4%的干物质； 茎的旺盛生长期出现晚 2.62.7 个叶龄单位，但持续的时间却较根和叶长 0.6-0.7 个叶龄单位，旺盛生长期内物质积累占整个营养生长阶段的比例也较根和叶高 18.219.0%。 2、杂交茎瘤芥氮磷钾营养规律、杂交茎瘤芥氮磷钾营养规律 杂交茎瘤芥对氮、磷、钾的吸收是一个先慢后快，再逐渐减慢的过程。在 12 叶以前，氮、磷、钾的吸收量较小，氮 36%、磷 14%、钾 16%左右；在 1318 叶， 各养分吸收量较大，氮 59%，磷 70%、钾 73%左右；在后期对 3 种肥料的吸收量 较小。杂交茎瘤芥对磷、钾的旺盛吸收期基本上在 1318 叶龄，氮肥的旺盛吸收 期偏早，基本上在 1116 叶龄。旺盛吸收期对氮、磷、钾的吸收量占大田营养生 长阶段吸收总量的比例均较高，氮占 68.9%、磷 70.3%、钾 72.7%，各肥料在旺盛 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 II 吸收期吸收速率和吸收量有较大差异。 生产上，栽种 667m2的杂交茎瘤芥，目标产量若定为 3500kg，需消耗纯氮 33.56kg、磷（P2O5）7.63kg、钾（K2O）25.47kg，其比例为 1:0.23:0.76。 在生产实际中，施肥量的确定还需根据土壤养分含量情况，进行相关计算。 3、钾肥对茎瘤芥产量和品质影响、钾肥对茎瘤芥产量和品质影响 在当前施肥水平下， 增施钾肥能显著提高瘤茎产量， 施钾量为 12 kg/667m2时， 产量最高，超过此水平，不再显著提高。 施钾在一定程度上能降低菜皮含量,改善瘤茎菜形指数,提高加工品质。提高瘤 茎重要加工品质的施钾量为 12.74kg/667m2。percentage 施钾与茎瘤芥瘤茎营养品质呈显著正相关,施钾能快速提升可溶性糖含量、粗 蛋白含量、Vc 的含量。提高瘤茎重要营养品质的施钾量为 12.67kg/667m2。 适当增施钾肥，可降低硝酸盐含量，但过量施用钾肥则相反，当施钾量在 12 kg/667m2时，硝酸盐约为 1333mg/kg。 本研究认为，在灰棕紫泥土壤杂交茎瘤芥生产实际中，氮、磷施用相同的基 础上，综合考虑产量和品质，施钾量（K2O）以 12kg/667m2为最佳。 4、磷肥对茎瘤芥产量和品质影响、磷肥对茎瘤芥产量和品质影响 茎瘤芥栽培上施磷具有较好的增产效应，但高施磷量（7.8 kg/667m2） ，将促 进叶的生长而不利于瘤茎生长。 各营养品质中，可溶性糖含量与磷肥的呈正相关，低施磷量下粗蛋白质含量 较高，高施磷量下粗蛋白质含量将大幅下降。在低于 8.36 kg/667m2内，随施磷量 的增加，Vc 含量上升，即当施磷量超过 8.36 kg/667m2 后 VC 含量将下降。 适当增施磷肥可降低硝酸盐含量，但过量施用磷肥则相反。 本研究认为，在灰棕紫泥土壤杂交茎瘤芥生产实际中，氮、钾施用相同的基 础上，综合考虑产量和品质，推荐施磷量（P2O5）6.5 kg/667m2较能保障各品质。 5、施肥对茎瘤芥土壤脲酶活性的影响、施肥对茎瘤芥土壤脲酶活性的影响 本研究发现，施肥均会提高土壤脲酶活性，一般而论，除快速膨大期外，施 肥水平越高，脲酶活性越强。茎瘤芥快速膨大期，高施肥处理土壤脲酶活性低于 中施肥处理。快速膨大期到采收期脲酶活性的增量与瘤茎产量呈显著正相关。 关键词：关键词：茎瘤芥，营养特性，氮磷钾，产量，品质 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 III ABSTRACT Stem mustard is the material plants of preserved szechuan pickle, which is the important economic pillar industry of agriculture,country and former in Chongqing city, especially in Fuling area.Some problem in stem mustard production such as partial Long-term Nitrogen, lack of phosphate fertilizer ， less of potassium fertilizer, imbalance of NPK nutrient, which lead to fertilizer rate ascend,fertilizer Non-point source Pollution worsen,soil eco-system deteriorated, stem mustard quality declined andinput-output ratio descended. Hybrid Tumour stem mustard promote the develop of preserved szechuan pickle industry， the research on cultivati Techniques matching of hybird seed is scarcitied， especial the effect of fertilizer on hybird Stem mustard. In this study, field experiment and laboratory analysis were combined to study for the law of stem mustard hybrid matter accumulation , absorption regularity N,P,K, the effect on yield and quality of Stem Mustard Hybrid by different potassium and phosphor ,and the effect on soil urease activity by different fertilization levels. The objectives were as follows: prove up the Nutrition law of stem mustard hybrid,the effect of yield and quality by fertilization,find out the effect on oil urease activity by different fertilization levels, in order to provide theoretical basis for high yield and high effective fertilization of stem mustard hybrid. 1、The law of stem mustard hybrid matter Accumulation The law of the various apparatustem matter accumulation conform to the logistic growth curve in mustard hybrid matter, the same as conventional cultivar. The accumulating rate reached the maximum value at 14.9 leaf age for root,17.8 leaf age for stem, 14.7 leaf age for leaf. Root reached the fast growth period in 12.717.0 leaf age and last for 4.3 leaf age,66.4%of dry matter were accumulated;leaf reached fast growth period in 12.616.8 leaf age and last for 4.2 leaf age,67.2% of dry matter were accumulated. The fast growth period of root was consisted with leaf，and the proportion of accumulation in fast growth period on vegetative growth phase in root was approach to leaf. Stem reached the fast growth period in 15.320.2 leaf age and last for 4.9leaf age,85.4% of dry matter were accumulated; the fast growth period of stem was lated 2.6-2.7 leaf age than root and leaf,but the lasting time was longer than then about 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 IV 0.6-0.7 leaf age.The proportion of accumulation in fast growth period on vegetative growth phase was higher than root and leaf about 18.219.0%. 2、The nutrition law of stem mustard hybrid to N,P,K The absorption process of stem mustard hybrid to N,P,K was form slow to fast,and to slow. Absorbing capacity of N,P,K were low before 12 leaf age, which only accounted for 36%,14%,and 16%;absorbing capacity of N,P,K were higher in 13-18 leaf age,about 59%,70% and 73%; absorbing capacity of three elements were lower in late stage.The vigorous absorption period of stem mustard hybrid to P,K is in 13-18 leaf age,later than N ,which is in 11-16 leaf age. The proportion of absorping capacity of N,P,K in vigorous absorption period in field vegetative growth phase was higher,about 68.9%,70.3%,727.7%.The absorption of three element was different in absorption velocity and absorption capacity in vigorous absorption period. was 3500kg,the consumption of pure nitrogen, P2O5, K2O was 33.56kg,7.63kg,25.47kg,with ratio of 1:0.23:0.76. In actual production，the fertilizer rate need to be determined by soil nutrient and correlation calculation. 3、The effect of Potash on yield and quality of stem tumorous mustard In the current fertilization level, applying potash fertilizer can increased the yield of tumorous stem significantly .The highest yield was 12 kg/667m2 for Potash, but will not increased significantly when over the limit. Applying potash fertilizer could reduce the content of fur of vegetable, improve tumorous stem index and processing quality. Potash fertilizer could impove the tumorous stem processing quality for 12.74kg/667m2. Potash fertilizer had significant positive correlation with nutritional quality of tumorous stem, Potash fertilizer could impove the content of soluble sugar, crude protein and Vc. Potash fertilizer impove the tumorous stem processing quality for 12.67kg/667m2. With applying Potash fertilizer reasonably could reduce the content of nitrate,excessive Potash did negative effects.When Potash was 12 kg/667m2, nitrate was 1333mg/kg. The results showed that, during the stem mustard hybrid practical production in grey brown purple soil, based on the same N and P fertilizer application, on the consideration of the effects of yield and quality, the properly potash rate was 12kg/667m2 . 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 V 4、The effects of phosphate on yield and quality of stem tumorous mustard With phosphate application, yield increasing effect of stem tumorous mustard would better，but high phosphate rate (7.8 kg/667m2）would promote the leaf growth and go against to tumorous mustard. In various nutritional quality, the contents of soluble sugar positively correlated with phosphate rate, the contents of crude protein decreased under high level phosphate rate.Lower than 8.36 kg/667m2, Vc content would increase when phosphate fertilizer increaed,and decreased when phosphorus rate beyond 8.36 kg/667m2. Properly application of phosphate fertilizer could decrease nitrate content and go against to excessive application. The results showed that, during the stem mustard hybrid practical production in grey brown purple soil, based on the same N and P rate application, the properly phosphate rate(P2O5)was 6.5 kg/667m2. 5、The effect of fertilization on soil urease activity in tumorous stem mustard The results showed that, fertilization would raise the soil urease activity. In general， except fast swelling phase， the higher fertilization level was, the higher soil urease activity was.In fast swelling phase of tumorous stem mustard, soil urease activity in high-fertilizer was lower than in moderate-amount fertilizer. The incremental soil urease activity had a significant positive correlation with the yield of the tumorous stem between fast swelling phase to collection period. Keywords： Tumorous stem mustard， Nutrition Characteristics， NPK， Yyield， Quality 重庆大学硕士学位论文 目 录 VI 目 录 中文摘要中文摘要 I 英文摘要英文摘要 . III 1 引引 言言 . 1 1.1 茎瘤芥生产概况茎瘤芥生产概况 . 1 1.2 茎瘤芥营养和需肥规律研究概述茎瘤芥营养和需肥规律研究概述 . 2 1.2.1 同化产物积累规律 3 1.2.2 养分吸收规律 3 1.3 施肥对茎瘤芥品质的影响研究概述施肥对茎瘤芥品质的影响研究概述 . 4 1.3.1 瘤茎生长量与品质的关系 4 1.3.2 氮肥对茎瘤芥品质的影响 5 1.3.3 肥料组合对茎瘤芥品质的影响 5 1.4 施肥对土壤脲酶的影响施肥对土壤脲酶的影响 . 6 1.5 本文主要研究工作本文主要研究工作 . 8 1.5.1 研究的目的和意义 8 1.5.2 主要研究内容 9 1.5.3 主要技术路线 9 2 杂交茎瘤芥物质积累规律杂交茎瘤芥物质积累规律 10 2.1 试验材料与方法试验材料与方法 . 10 2.1.1 试验地点 10 2.1.2 供试材料 10 2.1.3 试验设计 10 2.1.4 样品采集与分析测定 10 2.2 结果与分析结果与分析 . 11 2.2.1 各器官物质积累特点 11 2.2.2 各器官旺盛生长期的确定及特点 13 2.2.3 茎瘤芥杂交种与常规种物质积累的比较 14 2.3 小结与讨论小结与讨论 . 15 3 杂交瘤芥对杂交瘤芥对 NPK 的吸收规律的吸收规律 16 3.1 试验材料与方法试验材料与方法 . 16 3.1.1 试验地点 16 3.1.2 供试材料 16 重庆大学硕士学位论文 目 录 VII 3.1.3 试验设计 16 3.1.4 样品采集与分析测定 17 3.2 结果与分析结果与分析 . 17 3.2.1 杂交茎瘤芥氮、磷、钾的吸收动态 17 3.2.2 杂交茎瘤芥目标产量与需肥量的确定 19 3.3 小结与讨论小结与讨论 . 19 4 钾肥对茎瘤芥产量和品质的影响钾肥对茎瘤芥产量和品质的影响 21 4.1 试验材料与方法试验材料与方法 . 22 4.1.1 试验地点 22 4.1.2 供试材料 22 4.1.3 试验设计 22 4.1.4 样品采集与分析测定 22 4.2 结果与分析结果与分析 . 23 4.2.1 钾肥对茎瘤芥地上部生物量、茎/叶比、瘤茎产量的影响 23 4.2.2 钾肥与瘤茎加工品质的关系 23 4.2.3 钾肥与瘤茎营养品质的关系 26 4.2.4 钾肥与瘤茎健康品质的关系 28 4.3 小结小结 . 30 5 磷肥对茎瘤芥产量和品质的影响磷肥对茎瘤芥产量和品质的影响 31 5.1 试验材料与方法试验材料与方法 . 32 5.1.1 试验地点 32 5.1.2 供试材料 32 5.1.3 试验设计 32 5.1.4 样品采集与分析测定 32 5.2 结果与分析结果与分析 . 33 5.2.1 磷肥与茎瘤芥瘤茎产量的关系 33 5.2.2 磷肥与茎瘤芥加工品质的关系 33 5.2.3 磷肥与瘤茎营养品质的关系 36 5.2.4 磷肥与瘤茎健康品质的关系 38 5.3 小结与讨论小结与讨论 . 39 6 不同施肥水平对茎瘤芥土壤脲酶活性的影响不同施肥水平对茎瘤芥土壤脲酶活性的影响 . 41 6.1 试验材料与方法试验材料与方法 . 41 6.1.1 试验地点 41 6.1.2 供试材料 42 重庆大学硕士学位论文 目 录 VIII 6.1.3 试验设计 42 6.1.4 土样采集处理与测定 42 6.2 结果与分析结果与分析 . 42 6.2.1 茎瘤芥生长对土壤脲酶活性的影响 43 6.2.2 各施肥水平下土壤脲酶活性动态变化 44 6.2.3 各生育时期不同施肥水平的土壤脲酶活性比较 . 44 6.2.3 土壤脲酶活性与茎瘤芥产量的关系 45 6.3 小结与讨论小结与讨论 . 45 7 主要主要结果及后续工作建议结果及后续工作建议 47 7.1 本研究主要结果本研究主要结果 . 47 7.1.1 杂交茎瘤芥物质积累规律 47 7.1.2 杂交茎瘤芥氮磷钾营养规律 47 7.1.3 杂交茎瘤芥氮磷钾需求量 47 7.1.4 钾肥对茎瘤芥产量和品质影响及施钾量讨论. 48 7.1.5 磷肥对茎瘤芥产量和品质影响及施磷量讨论. 48 7.1.6 施肥对茎瘤芥土壤脲酶活性的影响 49 7.2 后续工作建议后续工作建议 . 49 致致 谢谢 . 50 参考文献参考文献 . 51 附附 录录 . 58 A 作者在攻读学位期间发表的论文目录作者在攻读学位期间发表的论文目录 . 58 B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 . 58 重庆大学硕士学位论文 1 引 言 1 1 引 言 1.1 茎瘤芥生产概况 茎瘤芥（Brassicajunceavar.tumida Tsenet Lee） ，在植物学分类上属双子叶植物 纲、十字花科、芸薹属、芥菜种的一个变种。茎瘤芥的瘤茎在生长发育过程中， 叶柄基部发生变态，形成1-5个瘤状凸起，并随茎膨大而横向膨大，瘤茎柔嫩多汁， 是食用和加工的主要部分，成为人们收获的经济器官1。 茎瘤芥起源于四川盆地的涪陵， 该地人工种植已有 100 余年历史， 早期俗称“青 菜头”2；1936 年，著名的园艺学家毛宗良，按国际惯例给“青菜头”作了拉丁文命 名：Brassicajuncea coss var Tsatsai Mao。1942 年农学家曾勉和李曙轩教授将“青菜 头”更名为“茎用芥菜”，拉丁命名为 Brassica juncea coss Var tnmida Tsen et lee。由 于“茎用类”芥菜至少包括“青菜头”、“儿菜”、“杆杆菜”，存在定名不准确，到 20 世纪 80 年代中期，杨以耕、陈材林等在对中国芥菜进行系统分类、起源研究基础 上，将“茎用芥菜”归为一类芥菜，将俗称的“青菜头”更名为“茎瘤芥”， （“儿菜”更 名为“抱子芥”，“杆杆菜”更名为“笋子芥”） ，拉丁文名仍沿用曾、李教授的命名3。 茎瘤芥瘤茎经脱水腌制加工， 其成品称为榨菜。 榨菜是我国出口的三大名菜(榨 菜、薇菜、竹笋)之一，与欧洲的酸黄瓜、甜酸甘蓝并誉为世界三大名腌菜，以其 独特的三腌三榨加工工艺和鲜、香、脆、嫩的特点卓立于世界酱腌菜行业，深受 国内外广大消费者喜爱，己经成为蔬菜生产和食品加工行业的一大主要产品，在 三峡库区农业经济中具有重要地位和产业优势1。 茎瘤芥瘤茎经加工后，部分蛋白质分解为多种氨基酸，谷氨酸、麸氨酸、天 门冬氨酸、丙氨酸、丝氨酸等，其中谷氨酸和麸氨酸同食盐中的 Na+化合为氨基酸 钠盐，形成榨菜浓郁的鲜味；瘤茎含有硫代葡萄糖苷，在加工中，硫代葡萄糖苷 经蛋白酶水解，产生芥子油，形成独特的辛辣味；而异硫腈酸酯、腈类和二甲基 三硫等杂环类和酯类化合物形成了独特的香气4。茎瘤芥也是深受欢迎的鲜食蔬 菜，维生素 B1、B2、C 以及胡萝卜素含量丰富，特别是近几年来鲜食茎瘤芥发展 非常迅速，仅涪陵区 2009 年鲜食榨菜栽培面积就达 10 万亩，鲜销到了全国各大 中城市。 国外目前尚无茎瘤芥栽培，我国生产区域主要分布在长江流域的重庆、浙江、 四川、湖南、湖北，此外贵州、安徽、江苏、山东、江西、福建等省市也有栽培， 以重庆、浙江两地的种植和加工规模最大。2006 年全国茎瘤芥种植面积达 100 万 亩，产量达 160 万吨，其中鲜销 22 万吨，用于加工 138 万吨，生产榨菜约 70 万 吨，销售成品榨菜 45 万吨，出口近 4 万吨，创汇约 400 万美元。目前，我国具有 重庆大学硕士学位论文 1 引 言 2 一定规模的榨菜加工企业约 170 家，年加工能力达 50 万吨5,6。 重庆市 2008 年栽培茎瘤芥达 80 万亩，2010 年，全市种植面积突破 100 万亩， 产量在 200 万吨左右，其中涪陵占 70 多万亩，涪陵是茎瘤芥的发源地，其种植面 积、加工量居全国之首5-7。涪陵榨菜在国内和国际市场上享有较高的声誉，远销 日本、东南亚和欧美等 50 多个国家和地区。除涪陵区外，丰都、长寿、江北、万 州、云阳、奉节、忠县、石柱等县均有较大种植面积和加工。重庆市涪陵区现有 半成品加工户近 3000，产销榨菜约 15 万吨；榨菜加工企业 62 家，产销小包装榨 菜约 15 万吨，从业人员达 6 万，总收入 35 亿元。可见，茎瘤芥种植与加工是重 庆市尤其是涪陵区农业、农村、农民的重要经济支柱7。 茎瘤芥的生产和加工需要独特的气候条件，四川盆地长江两岸，属于中亚热 带湿润季风气候，冬季温暖湿润、少雨无严寒，适宜茎瘤芥生长发育，在冬末春 初，长江两岸和风习习，适宜瘤茎缓慢脱水以及物质转化。据李正积等研究，茎 瘤芥生长适宜的气温在721， 积温为2449.8-2482.9， 适宜的日照为377.8-409h， 适宜的降水量为343.9-355.3mm4。涪陵气温为7.0-23.3，日照为400h，降雨量也 相近，非常适合茎瘤芥生长。侏罗系红层发育的紫色土是种植茎瘤芥适宜的土壤， 其中以砂溪庙组母岩发育的灰棕紫泥、遂宁组母岩发育的红棕紫泥、蓬莱镇组母 岩发育的棕紫泥种植的茎瘤芥品质更佳。涪陵区大面积土壤为灰棕紫泥土，其次 为红棕紫泥，为茎瘤芥的生长提供了有利条件8。 在重庆市“十一五”规划和“特色农业规划”中，重庆市委、市府把榨菜纳入全市 农业产业化“百万工程”之一，要求把涪陵榨菜打造成重庆蔬菜的第一品牌。可见， 茎瘤芥生产和加工在重庆市尤其是涪陵区农村经济发展中占有极其重要的地位， 随着国际经济一体化的发展，三峡水库的建成，西部大开发，面对机遇与挑战， 如何实现茎瘤芥生产与加工业的持续、高效、健康发展？是目前迫切需要研究和 解决的问题。 1.2 茎瘤芥营养和需肥规律研究概述 国内对茎瘤芥营养和施肥的研究主要集中在80年代末和90年代初，近年来的 研究相对较少。 80年代末到90年代初，涪陵农科所季显权等在涪陵茎瘤芥主产区对茎瘤芥的 生长、需肥特性、养分吸收规律、优质高产的施肥技术等作了一等系列研究，并 于1992年在 士壤农化通报 上出版了“茎瘤芥优质丰产施肥原理及应用技术”论文 集，以蔺市草腰子为研究对象，以传统的目标产量研究法，系统阐述了该品种肥 料吸收规律、施肥对品质的影响和丰产优质施肥技术。 重庆大学硕士学位论文 1 引 言 3 1.2.1 同化产物积累规律 90年代初，季显权等以蔺市草腰子为材料，采用控制施肥量的方法，形成生 长量大小不同的I、II、III三类苗，研究了不同长势植株的同化产物积累规律。结 果表明，育苗期同化产物积累不到0.4%，而99.7%以上的同化产物是在本田生长期 积累的，其中，本田营养生长阶段积累的同化物占72.1%以上，生殖生长期积累的 同化物不到30%。不同长势植株各生育期同化产物比例相差不大，但茎叶比相差较 大，营养条件良好的植株其茎叶比较大，各类植株同化产物积累旺盛期在13-18叶 龄9。 尽管所有的叶片均制造同化产物， 并非所有叶片对瘤茎的同化产物都有贡献， 在砍收期（19叶）时，只有12叶以前的各叶位向瘤茎转运了同化产物，其转运率 与叶位顺序呈明显负相关，转移量以7-11叶较大，故称之为主功能叶10。 1.2.2 养分吸收规律 根据季显权等的研究，茎瘤芥地方品种蔺市草腰子每生产1000kg鲜瘤茎需要 纯氮6.95kg、磷(P2O5 )1.02kg、钾(K2O)10.702，对氮磷钾的吸收比例为1:0.15:1.54。 不同生育期吸收N、P、K养分差异很大，茎瘤芥对氮的旺盛吸收期在13-18叶期， 吸氮量占全生育期的66%，此期保证氮的充足供应是茎瘤丰产的关键；全生育期在 14-18叶期吸收磷量最多，占68%左右；钾的旺盛吸收期在13-19叶期，吸钾量占全 生育期的66%11。 不同的产地由于气候条件，生长季节等不同，茎瘤芥吸收N、P、K的规律有 较大差异。据周建民等研究，在浙江慈溪市，“半碎叶”品种每生产1000 kg鲜瘤茎 需吸收氮5.4kg、 磷(P2O5 )1.4kkg、 钾(K2O)5.62kg， 氮磷钾需求比例为1:0.26:1.0412。 以蔺市草腰市为例，茎瘤芥苗床阶段吸收的氮为全生育期的0.6%，本田营养 生长阶段吸收的氮为全生育期的76.2%，在生殖生长阶段吸收23.2%。最大吸收期 为13-18叶龄，吸收的氮为全生育期的65.8%。砍收期是氮旺盛吸收的末期，全株积 累的氮为全生育期的80.0%。 在砍收获期氮在根、 茎、 叶中的分配比例分别为5.3%、 40.5%、54.2%，可见在收获期氮主要分配在茎和叶中。植株的生长状况对氮在茎 和叶中的分配比例有明显影响，生长良好的氮素在茎中的分配比例高于叶(茎为 50%，叶为45%)，随着营养条件恶化，氮在茎中的分配比例下降，叶中的比例上 升13，即瘤茎单位产量与施氮量呈正相关；瘤茎是茎瘤芥经济产量器官，随营养 生长条件的恶化，氮的经济利用率就明显降低。 茎瘤芥对钾的吸收规律与氮类似，苗期吸收0.4%，本田营养期吸收82.9%，生 殖生阶段吸收16.7%，最大吸收期在14-18叶龄，吸收的钾占全生育期的65.9%，收 获期是钾旺盛吸收的末期， 全株积累的磷为全生育期的83.4%。 在砍收获期氮在根、 茎、叶中的分配比例分别为6.6%、50.8%、42.6%14。 茎瘤芥对磷的吸收规律与氮略有差异， 苗期吸收0.2%， 本田营养期吸收84.5%， 重庆大学硕士学位论文 1 引 言 4 生殖生阶段吸收15.3%，最大吸收期在14-18叶龄，吸收的磷占全生育期的65.9%， 收获期是磷旺盛吸收的末期，全株积累的磷为全生育期的84.7%。在砍收获期氮在 根、茎、叶中的分配比例分别为6.1%、53.5%、40.4%15。 茎瘤芥对钙的吸收量也很大，并且随着生育期的推进吸收量逐渐增加，中后 期容易产生缺钙，对产量和品质有较大影响。在整个生育期，茎瘤芥吸硫量也较 大，以满足葡萄糖苷和蛋白质等合成所需元素，同时也需吸收较多的镁，如果供 镁不足，叶片黄化，光合作用下降，对茎瘤芥的膨大有较大影响。此外，南方缺 硼土壤常常因供硼不足，茎瘤芥空心严重。 试验表明，茎瘤芥叶中的大量元素含量次序为KNCaSPMg，且K、N、 Ca在叶中的含量差异不大；瘤茎中大量元素含量依次为NPSCaMg16。瘤茎与 叶的吸收特点不尽一致，瘤茎对P吸收明显较强，而对Ca的吸收则较弱。N、P、K 的含量瘤茎较叶大。 在6种微量元素中，叶中含量次序为FeMnZnBCuMo，瘤茎中含量次序 为FeZnMnBCuMo。均以Fe含量最高, Mo含量最低。叶中Fe/Zn为16.97，而 瘤茎中仅为1.42，说明瘤茎对Fe的吸收能力极弱，而强烈富集Zn，而叶是Fe富集的 主要器官16。 针对涪陵灰棕紫泥土中等肥力，季显权利用目标产量理论，提出蔺市腰子的 推荐施肥量为： 纯氮21.75kg/667m2, 磷 （P2O5） 5.76kg/667m2， 钾 （K20） 9.57kg/667m2， 此时其产量可达2000 kg/667m217。其推荐氮磷量明显高于茎瘤芥的需求量，提出 的氮肥施用原则是：前期少施，中期重施，后期看苗补施。氮素应分为3次追肥， 8叶期施第一次追肥，占总施肥量的20%，以促进功能叶的生长；13叶期施第二次 追肥应占施氮量的70%，以保证植株旺盛生长对氮素的需要；15叶期第三次追肥， 占施氮量的10%18。 1.3 施肥对茎瘤芥品质的影响研究概述 1.3.1 瘤茎生长量与品质的关系 茎瘤芥的品质可分为加工品质和营养品质，加工品质包括菜皮含量、含水量、 脱水速度、菜形指数等。据季显权研究，茎瘤芥收获期菜皮含量与瘤茎生长量呈 负相关，而且蔺市草腰子较永安小叶高。营养品质方面，瘤茎生长量与蛋白质含 量呈抛物线关系，当蔺市草腰子瘤茎单株产量为0.29kg时，蛋白质含量最高；永安 小叶菜头生长量为0.46kg时， 蛋白质含量最高， 两品种的蛋白质含量的最高值相近， 在10.310.6%（占瘤干重）茎之间。氨基酸含量与生长量呈极显著抛物线相关， 蔺市草腰子瘤茎生长量为0.32kg时，氨基酸含量最高，占瘤茎干重的18.5%，永安 小叶生长量为0.58kg时，氨基酸含量达极值，为20.2%19。 重庆大学硕士学位论文 1 引 言 5 1.3.2 氮肥对茎瘤芥品质的影响 据季显权研究，施氮量在小于41kg/667m2内，随施氮量与菜皮含量呈负相关， 菜皮含量极小值是4.5%；超过此施氮量，则相反。施氮与蛋白质含量呈正相关， 蛋白质的变化区间为10.211.9%，通过施氮可提高蛋白质含量16.8%。施氮量在 33.7 kg/667m2内， 瘤茎氨基酸含量随施氮量的增加而增加， 氨基酸极大值是19.2%； 当施氮量超过33.7 kg/667m2后， 施氮量与瘤茎氨基酸含量呈负相关。 对不同种类氨 基酸的影响有差异， 施氮量在低于34.6 kg/667m2内， 谷氨酸含量随施氮量的增加而 增加，超过此量，则相反，谷氨酸最大含量为9.1%。施氮量在32.7 kg/667m2内， 必需氨基酸含量随施氮量的增加而增加，超过此量，则相反，最大含量为2.9%20。 1.3.3 肥料组合对茎瘤芥品质的影响 李成琼、唐阵武、王正银等用6种肥料组合试验，测定其对氨基酸、粗蛋白、 Vc、可溶性糖的影响，得出，钙镁磷氯钾组合肥料使粗蛋白提高39.2%，氨基酸提 高33.9%，Vc提高13.1%，可溶性糖与常规施肥相当。而普钙氯钾、普钙硫钾、磷 铵硫钾和专用肥对粗蛋白和氨基酸有提高作用，最高可提高粗蛋白90%，氨基酸一 般可提高20%，而Vc、可溶性糖均有不同程度降低21。从该试验可推断出，镁对 提高Vc和可溶性糖有较好的作用。 蔬菜是人们日常生活中必不可少的重要食品，但易于积累硝酸盐，硝酸盐对 人体健康的潜在威胁已受到世界各国的广泛关注22。据报道，人体积累的硝酸盐 约80% 来自蔬菜23。 现代医学研究认为， 人体吸收的硝酸盐极易还原成亚硝酸盐， 亚硝酸盐可使血液的载氧能力下降，进而导致高铁血红蛋白低氧血症，严重者可 致死。另一方面，亚硝酸盐在胃内酸性条件下，与胃中的含氮化合物(仲胺、叔胺、 酰胺及氨基酸)反应， 形成强致癌物质亚硝胺， 从而诱发消化系统癌症的发生24。 因此，硝酸盐含量是衡量蔬菜品质的一项重要指标。 唐阵武，王正银、李成琼等研究认为：有机无机型专用肥能降低茎瘤芥瘤茎 硝酸盐21.3%，无机型专用肥能降低硝酸盐7.1%；磷铵硫钾、普钙氯钾、钙镁磷氯 钾均对硝酸盐含量有一定提升，普钙硫钾则大幅度提高瘤茎硝酸盐含量（增加 87.5%） 。 其他蔬菜上，前人研究表明，钾能有效降低蔬菜硝酸盐的含量。倪吾钟等报 道，增施钾肥能有效降低蔬菜产品中硝酸盐的含量，其中以青菜最为明显，其次 是洋葱、甘蓝、花椰菜等25。张漱茗、江丽华研究结果显示，萝卜根中硝酸盐含 量与钾含量呈极显著负相关(r=-0.7707)，得到结论，萝卜根中硝酸盐含量受其钾含 量的制约26。说明钾肥对降低蔬菜产品中的硝酸盐含量，改善蔬菜品质具有重要 作用。 重庆大学硕士学位论文 1 引 言 6 1.4 施肥对土壤脲酶的影响 土壤中的一切生物化学过程都是在土壤酶的催化作用下完成的。土壤酶是存 在于土壤中的酶类总称，是土壤新陈代谢的重要因素。土壤脲酶属于水解酶类， 它是一种专性酶，特异地酶促尿素水解生成氨、二氧化碳和水。脲酶活性强弱能 反映土壤有机氮转化情况27，土壤中的脲酶常处于活跃状态，它的活性强度随土 壤理化性质、有机物含量等因素的变化而变化。 由于土壤酶能被土壤颗粒吸附或与腐殖质分子结合，因而主要以有机-无机复 合体的形式存在于土壤中，所以能在很长时间内保持其活性。Kiss 指出，粘土矿 物对酶的吸附，对酶在土壤中的积累、免遭变性和分解起着主导的作用28。 土壤温度对土壤酶活性也会产生直接或间接的影响。一般而言，高温条件下， 土壤酶可能发生蛋白质变性，并丧失本身的活性；温度过低时，酶活性可能会受 到抑制29。 土壤水分状况对土壤酶活性也有一定的影响。土壤水分过高或过低均不利于 土壤微生物、植物和动物的生长和繁衍，减少了土壤酶的来源，因此在不良水分 状况下，土壤酶活性会有所变化。李萍研究表明，土壤经风干后，在水分含量低 的情况下，除蛋白酶的活性比自然湿土增加 9.5外，过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、 转化酶、脱氢酶均比自然湿土的酶活性低30。 不同的土壤类型酶活性有差异，可能是由于每种土壤类型的起源及发育条件 各不相同，因而有机质含量、集聚其中的微生物种类和活动以及由此组成的生物 过程强度等方面均有差别，所以每种类型的土壤有其固有的酶活性水平。陈大勋 研究显示，不同土壤类型的酶活性水平不同31。杨武雄研究表明不同林型土壤酶 活性表现出差异性32。 不同的土壤深度土壤酶活性不同。白翠霞等对八达岭地区九种森林类型土壤 脲酶活性及理化性质研究得出：从表层到底层土壤脲酶活性呈垂直递减规律，其 含量受到树种的影响；有机质、全氮和碱解氮是影响脲酶活性的主要因素；由主 成分分析得出，第一主成分可综合反映土壤保肥、供肥的信息，方差贡献率达 44.86%；因此他们认为，土壤脲酶活性是评价森林土壤肥力的一项重要指标33。 根际土壤酶活性的高低对于探索植物对土壤的作用过程和机理具有重要作 用，与根际外的土壤相比，植物根际的酶促过程要强得多，这与根际土壤中根系 分泌物含有脲酶和根际微生物活动旺盛有直接关系34。 土壤酶活性与植物生长过程及产量密切相关。在作物生长最旺