磁化水灌溉对镉胁迫下欧美杨Ⅰ-107苗期氮素营养代谢的影响

摘要

为探究磁化水灌溉对镉(Cd)胁迫下杨树幼苗营养代谢的影响,以一年生欧美杨Ⅰ-107(Populus×euramericana Neva)幼苗为研究对象,通过磁化处理含Cd(NO3)2·4H2O的1/2 Hoagland营养液浇灌幼苗,测定不同组织的氮素含量、氮素关键代谢酶活性、关键氨基酸含量以及根系形态特征。结果表明,磁化水灌溉使得Cd胁迫下叶片中铵态氮(NH4^(+)-N)、硝态氮(NO3^(-)-N)和全氮(TN)含量增加;同样磁化处理也促进根系中NH4^(+)-N和TN含量升高,但降低了根系中NO3^(-)-N含量。磁化水灌溉有利于提高叶片中硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,同时提高根系中NR、GS活性,但对根系中NiR和GOGAT活性有明显的抑制作用。磁化水灌溉促进了Cd胁迫叶片半胱氨酸(Cys)、谷氨酰胺(Gln)的合成,但对谷氨酸(Glu)和甘氨酸(Gly)合成有明显的抑制作用。另外,磁化作用均促进了Cys、Glu、Gln和Gly在根系中的合成。磁化水灌溉可促进杨树根系形态建成。综上可知,磁化水灌溉可通过影响根系形态来调节根系对矿质养分的吸收和运输,可通过刺激氮素代谢关键酶活性来提高氮同化和游离氨基酸的合成,这对于提高杨树对镉污染土壤的适应能力具有重要意义。