铵态氮对高寒地区娃娃菜根系生理和氮素效率的调控机理研究

Nitrate adding an appropriate proportion of ammonium nitrogen can increase nitrogen use efficiency of vegetable crops, to reduce the nitrate content has important application value. In this study, mini-chinese cabbage of Lanzhou alpine region for the test material, the set of ammonium nitrate in hydroponics nutrient ratio of nitrogen uptake kinetics test, to prove that the dual function of the ammonium nitrogen nutrition and signal control to determine the signal regulation of the concentration threshold and the dual function of the conversion law; and field trials, root morphology of ammonium nitrate nutrient ratio on the different growth stages of baby vegetables, physical activity, nitrogen uptake rate and the key enzyme of nitrogen assimilation active and dynamic impact of the law, to reveal the role of the ammonium nitrogen signal-regulated the Cabbage nitrogen efficiency and root physiological mechanism to provide a theoretical basis, in order to reduce the accumulation of nitrate of baby food, improve nutrition and health components of amino acids, glucosinolate content.

硝态氮中添加适当比例的铵态氮，可提高蔬菜作物的氮素利用效率、降低硝酸盐含量，具有重要的应用价值。本研究以兰州高寒地区娃娃菜为试验材料，在水培条件下设置不同的硝铵营养配比，通过氮素吸收动力学试验，证明铵态氮具有营养和信号调控的双重功能，确定其信号调控作用的浓度阈值和双重功能的转换规律；并进一步通过田间试验，研究不同的硝铵营养配比对娃娃菜不同生育期的根系形态、生理活性、氮素吸收速率和氮素同化关键酶活性等动态影响规律，揭示铵态氮信号调控娃娃菜氮素效率和根系生理的作用机制，为降低娃娃菜的硝酸盐积累，提高氨基酸等营养保健成分的含量提供理论依据。

以高寒地区主栽品种娃娃菜为试验材料，采用离子耗竭法，研究了娃娃菜幼苗对铵态氮和硝态氮的浓度吸收动力学特性，揭示了低浓度铵态氮的信号诱导作用。采用水培方法，从光合作用、抗氧化酶系统、氮代谢和蛋白质组学等层面，分析了适宜铵硝配比（铵态氮：硝态氮=10:90，总氮浓度5 mmol L-1）缓解娃娃菜幼苗弱光胁迫的生理和分子机制，提出并初步验证了适宜的铵硝营养通过提高娃娃菜幼苗内源NO含量的途径来缓解弱光胁迫的机理假说。采用大田试验，研究了不同氮素形态配比对娃娃菜光合生理、根系生理、氮素代谢关键酶活性、氮素利用效率、产量和品质的影响，确定了适宜高寒地区娃娃菜生长的最佳施肥配方（KNO3 70.76~99.07 kg·hm-2 + NH4HCO3 32.09 ~53.48 kg·hm-2），提出了一套能提高娃娃菜氮素利用效率、降低产品硝酸盐含量的栽培技术措施。发表研究论文12篇，其中SCI 3篇，会议论文1篇；培养博士研究生1名，硕士研究生4名，2名青年教师成为学术骨干。本项目的研究成果揭示了铵态氮作为信号物质与硝态氮适宜配比缓解娃娃菜幼苗弱光胁迫的机理，为娃娃菜抗弱光逆境栽培奠定了理论基础，同时大田试验结果为制定当地娃娃菜高产优质栽培技术提供了保障。