松嫩草原羊草氮代谢对土壤盐碱化的响应

第３２卷第１期　长春师范学院学报（自然科学版）　２０ｌ３年２月　Ｖ０Ｌ３２　Ｎｏ．１　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｆｅｂ．２０１３　松嫩草原羊草氮代谢对土壤盐碱化的响应　齐　红　，康　乐　，郭继勋２　（１．长春教育学院生物系，吉林长春１３００６１；２．东北师范大学草地科学研究所，吉林长春１３００２４）　【摘要】本文模拟梯度盐碱化土壤环境，对羊草氮代谢的影响进行研究。结果表明：随着土壤ｐＨ值　的逐渐升高，羊草总氮量先下降，然后出现了明显的上升，又再次出现了下降的趋势；其中，羊草　Ｉ＂ｔ　铵态氮含量大体上表现出了明显的下降趋势；羊草硝态氮含量大体上呈现出先下降后上升再下降的　趋势。　【关键词】羊草；盐碱胁迫；氮代谢　［中图分类号１￥５４３．９　［文献标识码１　Ａ　［文章编号】１００８—１７８Ｘ（２０１３）０１—００７１－０３　世界上盐碱化的土壤面积超过９亿公顷，我国的盐渍化土地已超过３千万公顷，在东北、华北、西北的　内陆地区以及沿海地区都有分布。在环境问题严重、土地资源短缺的情况下，应当更好地开发和利用盐碱　化土壤资源。本实验利用不同梯度盐碱化的土壤，针对松嫩草原的禾本科优势植物羊草展开氮代谢的研究，　为进一步开发利用盐碱化土壤提供基础资料，为未来农业、畜牧业发展提供技术支持。　羊草（Ｌｅｙｍｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）属于禾本科赖草属，为松嫩草原上的优势植物，是耐盐碱、耐践踏、耐放牧　的一种优质牧草。它的生态分布幅度广泛，与耐盐碱的獐毛　ｅｌｕｒｏｐｕｓ　ｓｉｎｅｎｓｉｓ）、碱茅（ＰｕｃｃｉｎｅＵｉａ　ｔｅｎｕｉｌｆｏｒａ）、碱蓬（ｓｕａｅ如　ｃｃ１）等植物共同组成了草原群落，说明羊草自身具有较强的耐盐碱性，具有一定　的耐盐碱机理，并对不同盐碱生境的适应程度不同。　１材料与方法　１．１实验设计　在实验室里于４月播种，利用细砂培植羊草，出苗后可于５月将其培养于室外环境中。每天用Ｈ￣ａｎｄ　完全培养液浇透。　１．２实验方法　从松嫩草原东北师范大学长岭实验基地取盐碱土壤，严格将蒸馏水和盐碱土壤按照ｌ：ｌ、１：２、１：３、　１：４、ｌ：５、１：６的比例混合制取土壤的可溶性离子胁迫处理液，对照组为蒸馏水。处理样品以３天为一个　周期处理一次。所用的胁迫处理液与浇灌的营养液体积要保证一样，每次浇透，总计处理３次，室外实验期　间要对实验材料进行人工遮雨。实验期间每天两次测量样品的失水量，所失的水分用营养液加以补充。于３　次处理后的第二天早晨取样，注意每组重复３次取样。选取样品时每个叶片节位要保持一致，叶片的大小也　要保持一致，做为实验材料，立刻测定。　ｌ－３测定总氮含量　实验仪器为凯氏定氮仪，参照微量凯氏定氮法测定【　。　１．４测定硝态氮　取１ｇ实验材料，与１％醋酸混合放人研钵中研磨，用１％醋酸定容至２５ｍｉ，混和均匀，然后过滤，取过滤　［收稿时间】２０１２—０８－１９　［作者简介】齐￣ｔｒ－（１９６９－），女，吉林长岭人，长春教育学院生物系副教授，东北师范大学草地科学研究所博士研究生，从　事草原生态学研究。　［通讯作者】郭￣（１９５３－），男，吉林九台人，教授，博士生导师，博士，从事草地生态学研究。　・７１・　液８ｍｌ加人８ｍｌ　０．８ｔｏｏｌ・Ｌ－－醋酸钠，混和均匀，再加入一定量的锌粉，震荡，约１０～１５ｒａｉｎ后过滤，取８ｍｌ过滤　液￣［１２ｍｌ硝酸试剂，混合均匀，放置几分钟后用７５４型分光光度计在波长为５４０ｎｍ处比色１２１。对照组为４ｍ１分　析液补水至ｌＯｍｌ。　１．５测定铵态氮　Ｏ　９　８　７　６　５　４　３　２　ｌ　０　＾　一■姐黛捌　取ｌｇ实验材料加入ｌＯｍｌ　１０％醋酸于研钵中研磨均匀，用蒸馏水稀释至２００ｍｌ，混合均匀后过滤，留取　中下部的过滤液，从中取出２ｍｌ加入３ｍｌ水合茚三酮试剂、０．１ｍｌ　１％抗坏血酸后摇匀。沸水水浴加热１５ｍｉｎ　（对照溶液同上），冷水冷却，以７５４型分光光度计于波长５８０ｎｍ￣比色１２］。　１．６数据处理　数据需要做３次重复计算，对取得的数据利用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｅｘｃｌ程序进行相关数学分析。　２结果　２。ｌ全氮含量对盐碱胁迫响应　’∞　－　、，　譬　●　姐　磁　犏　ｌ　ｇ　８卜二６　５　４　３　２　Ｌ　Ｄ　１　２　３　４　５　６　ｌ　２　３　４　５　６　（蒸馏水：盐碱土壤按照１：ｌ、１　ｉ　２、ｌ：３、１：４－，ｌ：５、ｌ：６　（蒸馏水：盐碱土壤按照１：１、１：２、１：３、ｌ：４、１：５、ｌ：６　的比例混合制取土壤的可溶性离子胁迫处理液处理）　图１羊草全氮含量　的比例混合制取土壤的可溶性离子胁迫处理液处理）　图２羊草钹态氮含量　６组羊草总氮量在５．６５２３％～８．３８６７％之间（图１），ｐＨ值升高，则羊草全氮量呈现出先下降，然后又明显　上升的趋势，并且第４组（ｐＨ＝１ｏ．１６５）呈现出现了最高值，到了第５组再次出现了下降的趋势。　２．２铵态氮含量对盐碱胁迫对响应　６组的羊草铵态氮的含量在０．３８０２５—０．８６８２５ｍｇ・ｇ－ｉ之间（图２）。ｐＨ值升高，铵态氮的含量呈现出明显　的下降趋势，但在第２组呈现出最高值。　２．３硝态氮含量对盐碱胁迫的响应　Ｏ．０３　０．０２５　０．０２．　嚣０．０１５　磁　嫠０．０１・　０．００５　Ｏ　ｌ　２　３　４　５　６　（蒸馏水：盐碱土壤按照１：ｌ、１　２　２、１　ｉ　３、ｌ　１　４、１：５、ｌ：６的比例混合制取土壤的可溶性离子胁迫处理液处理）　图３羊草硝态氮含量　６组羊草硝态氮的含量在０．０１５３１３－０。０２５２５ｍｇ・　之间（图３），ｐＨ值升高，硝态氮的含量呈现出先下降　・７２・　后上升然后再下降的趋势，在第４组呈现出了最高值。　３讨论　３．１分析硝态氮含量　硝态氮中的硝酸根离子被植株吸收后还原成亚硝酸根离子（在硝酸还原酶（ＮＲ）的催化作用下），然　后还原为氨，最后合成氨基酸等一系列含氮化合物，硝态氮是植物可以利用的最主要的氮素之一。由于硝　酸还原酶所控制的还原过程是一个限速过程，这会对蛋白质的合成产生一定的影响。而且硝酸还原酶本身　也是蛋白质，它的周转速率快，其活性的表现依赖于酶蛋白质的不断合成嘲。　６组处理的羊草硝态氮含量总的来说呈现出先下降后上升又再下降的现象，这可以说明轻度盐碱胁迫对　植物有益，可以促进植物对硝态氮的吸收，进而促进氨基酸和蛋白质的合成。但重度盐碱胁迫时羊草对硝　态氮的吸收呈现出下降趋势，这抑制了羊草对硝态氮的吸收。蛋白质的合成受到硝态氮吸收量减少的影响，　所以羊草可溶性蛋白质表现出了先升高后降低的趋势。　３．２分析铵态氮含量　铵盐中的氮可以很容易地被植物吸收直接合成其它氨基酸和酰胺，因此它是一种植物有效态氮素。最　近国内外大量的研究集中在植物的生长发育对ＮＨ２－－Ｎ和ＮＯ２－Ｎ的响应上，尤其是对蔬菜作物的研究删，及对　蔬菜硝酸盐含量等品质指标的影响，对草原作物的研究较少阁。　本实验以松嫩草原优势植物羊草为研究对象，恰好填补了这项研究的空白，对于开发适应盐碱化土壤　的草原植物有着重大的意义。随着土壤ｐＨ值增加，铵态氮的含量总体上表现出逐渐下降的趋势。土壤中养　分的溶解或沉淀受土壤的酸碱度的影响，酸碱度梯度的土壤中氮元素的存在方式、水溶性、作物吸收的情　况也不同。在盐碱化土壤中氨态氮的主要形态存在是ＮＨ，，在酸性土壤中主要形态是ＮＨ＋４，而作物就不能很　好吸收ＮＨ，。另外，土壤中微生物的活动也受到酸、碱性的影响，所以接近中性的土壤适宜氨化细菌和硝　化细菌活动。　３．３全氮含量的分析　土壤ｐＨ值升高，羊草总含氮量表现出先下降后上升又下降，但总体下降的趋势，叶片中含氮大分子降　解会引起氮素重新分配，进而导致叶片含氮量下降，可溶性氮化物转移到植株的其他部位，因此盐胁迫下　植株吸收氮的能力减小，导致总氮含量下降１７－８］。　【参考文献】　【１】张志良，瞿伟簧．植物生理学实验指导瞰】．北京：高等教育出版社，２００２：３５－５９．　【２】中科院上海植物生理研究所．现代植物生理学实验指南嗍．北京：科学出版社，１９９９：３０８．　【３】刘伟．潘廷国舸玉琴．盐胁迫对甘薯叶片氮代谢的影响田．福建农业大学学报，１９９８．２７（４）：４９０－４９４．　［４ｌＢｒｅｓｓｎａＲＡ。ＮｅｌｓｏｎＤＥ　ａｎｄＩｍｋｉＮＭｅｔ　ａ１．Ｒｅｄｕｃｅｄｃｅｌｌｅｘｐａｎｓｉｏｎａｎｄ　ｃｈａｎｇｅｓｉｎ　ｃｅｌｌｗａｌｌｏｆｐｌａｎｔｃｅｌｌｓａｄａｐｔｄｅｔｏＮａＣＩｉｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｊｕｒｙｔｏｐｌａｎｔｓ［Ｍ］．ＥｄｂｙＦ．ＫａｔｔｅｒｍａｎＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓＩｎｃ．１９９０：１３７－１６８．　【５］樊明寿．孙亚卿，邵金旺．不同形态氮素对燕麦营养生长和磷素利用的影响【Ｊ】．作物学报，２００５，３１（１）：１　１４—１　１８．　［６】陈宝明，王朝辉，李生秀．菠菜叶片中硝态氮代谢库的测定忉．植物生理学通讯，２００２，３８（２）：１２４－１２６．　康乐．松嫩不同盐碱化羊草草原羊草叶片蛋白质积累特性嘲．北京：东北师范大学，２００６．　Ｔｈｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ　ｏｆ　Ｌｅｙｍｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎ　Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　ｔｏ　Ｓｏｉｌ　Ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｏｎｇｎｅｎｇ　Ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ＱＩ　ＨｏｎｇＩ，ＫＡＮＧ　Ｌｅ２，ＧＵＯ　Ｊｉ－ｘｕｎ２　（１．Ｂｉｏｌｏｇｙ　ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｊｉｌｉｎ　１３００６１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｇｒａｓｓｌａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｊｉｌｉｎ　１３００２４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ　ｏｆ　Ｌｅｙｍｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　ｔｏ　ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｓｏｉｌ　Ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｆｉｓｒｔ　ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ａｆｔｅｒ，ｔｈｅｎ　ｔｈｅｒｅ　ｗａｓ　ａ　ｄｏｗｎｗａｒｄ　ｔｒｅｎｄ　ａｇａｉｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ＰＨ　ｓｃａｌｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ　ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｓｈｏｗｅｄ　ａ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｒｅｎｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｉｒｔａｔｅ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｆｉｒｓｔ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ａｇａｉｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｌｅｙｍｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ；ｓａｌｉｎｅ－ａｌｋａｌｉ　ｓｔｒｅｓｓ；ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　・７３・