硝、铵态氮不同配比对华北落叶松幼苗生长和硝酸还原酶活性的调控效应

史婵，杨秀清，闫海冰

(山西农业大学 林学院，山西 太谷 030801)



硝、铵态氮不同配比对华北落叶松幼苗生长和硝酸还原酶活性的调控效应

史婵，杨秀清，闫海冰*

(山西农业大学 林学院，山西 太谷 030801)

华北落叶松; 生物量; 硝酸还原酶; 氮素形态

1 材料和方法

1.1 试验材料

华北落叶松3年生幼苗取自山西省关帝山森林经营局三道川林场。

1.2 幼苗盆栽试验

2014年3月选择出长势相对均匀一致的华北落叶松供试幼苗(平均地径5.34±0.03 mm，平均苗高35.9±0.5 cm)统一移栽于装有河沙(用稀盐酸浸泡，水冲洗)的营养杯(底径15 cm，上口径20 cm，高18 cm)中，每盆1株。经缓苗(15天后)返青新叶长出时，选择健康植株进行供氮处理。缓苗和试验期间每天浇水以保持最大基质含水量。

1.3 指标测定

1.3.1 生长指标测定

6月底和9月底分2次进行。每次收获植株时，先将幼苗从栽培基质中取出，操作时避免针叶和根系损伤，后用水冲洗干净，带回实验室。每次取样时，每种氮处理取4杯，共8株幼苗，随机取4株，分别分株摘下针叶，并从根茎处分开茎和根，70℃下至少烘干12小时后测定各处理下植株各器官生物量、单株总生物量和各器官N含量、植株总N含量。根、茎、叶中N含量采用凯氏定氮法进行测定。净氮吸收速率(NNUR，mg·g-1·d-1)根据De Groot等[14]的生长参数计算方法，用NNUR=[(N2-N1) (lnRM2-lnRM1)]/[ (RM2-RM1) △t]计算，其中：N2为第二次取样时整株幼苗的氮含量(mg)；N1为第一次取样时整株幼苗的氮含量(mg)；RM2为第二次取样时幼苗根的干质量(mg)；RM1为第一次取样时幼苗根的干质量(mg)；△t为第二次取样与第一次取样的时间间隔(d)。

1.3.2 硝酸还原酶活性及可溶性蛋白含量测定

硝酸还原酶活性及可溶性蛋白含量测定于6月底和9月底分2次进行。每次取样8杯共8株幼苗样本中，随机取4株幼苗用于上述指标测定外，其余4株直接取鲜样用于测定植株根、茎、叶等器官的硝酸还原酶活性(NRA)和可溶性蛋白含量。NRA采用活体法进行测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法测定。

1.4 数据处理和统计方法

文中所有数据运用Excel和SPSS19.0软件进行统计和分析。图表中的数据为平均值±标准误，利用单因素方差分析(One-way ANOVA)和最小显著差异法(LSD)比较不同处理之间的差异。

2 结果与分析

2.1 不同硝、铵态氮配比处理对幼苗生长的影响

2.1.1 单株总生物量、总氮含量及净氮吸收速率

图1 氮形态配比对华北落叶松幼苗单株总生物量、单株总氮含量及净氮吸收速率的影响Fig.1 Effects of ratio of nitrogen forms on total biomass, total nitrogen content and net nitrogen uptake rate of Larix principis-rupprechtii seedlings

2.1.2 不同硝、铵态氮配比处理下幼苗各器官生物量和N分配格局

2.2 不同硝、铵态氮配比处理对幼苗体内硝酸还原酶活性及可溶性蛋白含量的影响

图2 氮形态配比对幼苗根茎叶中氮相对含量的影响Fig.2 Effects of ratio of nitrogen forms on relative nitrogen contents in roots, stems and leaves▲ 6月底；○9月底

图3 氮形态配比对幼苗根茎叶中NR活性的影响Fig.3 Effects of ratio of nitrogen forms on NR activity in roots, stems and leaves▲ 6月底；○9月底

图4 氮形态配比对根茎叶中可溶性蛋白含量的影响Fig.4 Effects of ratio of nitrogen forms on content of soluble protein in roots, stems and leaves▲ 6月底；○9月底

图5 华北落叶松幼苗生物量、N累积、NR活性及可溶性蛋白含量间相关关系Fig.5 Relationship among biomass, nitrogen content, NRactivity and content of soluble protein of Larix principis-rupprechtii seedlings

3 讨论

有效铵态氮和硝态氮对一些树种生存的制约和影响作用在已有研究中已经得到证明，且不同的植物及植物演替的不同阶段对这两种氮素资源的吸收和利用能力存在有差异。硝、铵态氮对华北落叶松幼苗生长的影响和调控作用对华北落叶松壮苗培育具有重要意义。本研究结果表明，单一铵态氮源和单一硝态氮源处理下华北落叶松幼苗生物量生长低于硝、铵态氮的配合施用。在单一铵态氮源条件下，氮含量和净氮吸收速率均显著低于其它处理，说明全铵营养明显减缓了幼苗的生长。这一结果与在挪威云杉(Piceaabics)和欧洲赤松(Pinussylvestris)的研究结果相似[15]。两个生长季相比，在75∶25硝、铵态氮混合配比处理下落叶松幼苗氮积累量在生长季内增加幅度最大，这表明此配比下落叶松幼苗对氮素吸收效果最明显，这一结果与枳砧脐橙(CitrussinensisOsbeckcvNewhallnavelorange)的研究结果相似[16]。在75∶25或50∶50的硝、铵态氮混合配比处理下的幼苗根、茎、叶各器官氮代谢关键酶—硝酸还原酶活性均显著高于其它处理，这说明相当或较高的硝铵态氮比例可促进硝酸还原酶活性的提高。这与杜永成等[17]结果相似。

进一步在同一坐标系上绘制华北落叶松幼苗生物量、N累积、NR活性及可溶性蛋白含量样本两两间相关关系可得，6月底，幼苗N累积可以解释70.56%生物量的累积，而NR活性的大小可以解释84.6%的N累积量和79.67%可溶性蛋白的合成和供应；在9月底，幼苗N累积可以解释45.66%生物量的累积。而NR活性的大小可以解释83.9%的N累积量和47.05%可溶性蛋白的合成和供应。这表明在两个生长期，各种N形态处理下，华北落叶松幼苗NR活性、可溶性蛋白含量、N累积量及生物量累积均表现出不同程度的相关性。本研究中，生物量和氮分配格局也表明，华北落叶松幼苗6月底和9月底生物量分配格局与N分配格局相同或相近，说明不同N形态处理下华北落叶松幼苗体内N分配格局在很大程度上决定了其生物量分配格局。

综合以上分析，硝、铵态氮不同形态配比处理对华北落叶松幼苗NR活性、可溶性蛋白含量、幼苗N含量、生物量累积均有影响，主要表现为幼苗各指标对较高的硝态氮或铵态氮与硝态氮的“联合”效应的正向响应较大。不同硝、铵态氮对华北落叶松幼苗生长的调控作用表现为：各有效氮形态及其组成通过影响NR活性的改变来调控华北落叶松幼苗的N代谢，通过影响蛋白质合成并影响N的吸收(N的吸收速率和吸收量)和同化，再通过N在幼苗体内的分配进而影响生物量及其分配格局，从而影响幼苗的生长。

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(编辑：梁文俊)

ShiChan, Yang Xiuqing, Yan Haibing*

(CollegeofForesty,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

Larixprincipis-rupprechtii， Biomass， Nitratase， Nitrogen forms

2016-04-22

2016-06-20

史婵(1993-)，女(汉)，河北石家庄人，硕士研究生，研究方向：森林培育

*通讯作者：闫海冰，副教授，硕士生导师。Tel: 0354-6288263；E-mail: yhb5188@126.com

国家自然科学基金项目(31470631)；山西省自然科学基金项目(2013011030-3)

S718.5

A

1671-8151(2016)11-0809-06