根际蔗糖处理对平邑甜茶氮素吸收和分配的影响:平邑甜茶
摘 要：以盆栽平邑甜茶实生苗为试材，研究了根际蔗糖处理对氮素吸收和分配的影响。结果表明：0.5％～2％蔗糖溶液处理，不同程度地提高了硝酸还原酶(Nn)、谷胺酰胺合成酶(GS)等氮代谢相关酶的活性。其中1％蔗糖溶液处理，使正常植株氮素利用率由7.16％提高到9.86％，摘叶植株氮素利用率由1.55％提高到6.96％，并且促进氮素向植株地上部器官转移，提高了叶片氮素分配率，促进平邑甜茶生长的效果最明显。
关键词：蔗糖；平邑甜茶；氮素；吸收；分配
中图分类号：S571.1 文献标识码：A 文章编号：1002-2910(2008)03-0020-03
糖是植物生长发育和基因表达的重要调节因子，它不仅是能量来源和结构物质，而且在信号传导中具有类似激素的初级信使作用。在模式植物上已证实蔗糖作为信号分子在转录水平上上调氮吸收与同化相关基因的表达，也是氮同化关键酶活性调节的重要因子。我们设想根际微量蔗糖的存在，有可能促进植株对氮素的吸收利用。本试验以苹果常用砧木平邑甜茶为试材，利用N示踪技术，探讨蔗糖对苹果氮素吸收和分配的影响，以期为提高果树氮素利用率提供理论参考。
1 材料与方法
1．1 试验材料
试验材料为当年生盆栽平邑甜茶实生苗，15N-(NH4)2SO4由上海化工研究院提供，丰度为30.02％。
1．2 试验方法
取平邑甜茶种子，层积后播种于消毒洗净的河沙中。当幼苗第6片真叶刚出现时，选长势相近的植株移植于营养钵(规格15cm×15cm)中，土壤为砂壤土，重1kg，肥力中等。栽植后用Hoagland营养液每天每株浇灌25ml，1月后选取长势相近的幼苗，每个处理15棵，均用(NH2)2SO2追肥，株施0.4762g；每株浇施蔗糖溶液25ml，处理浓度分别为0.5％、1％和2％，对照浇灌等体积蒸馏水。其中对照和1％蔗糖浓度处理用(15NH4)，SO4示踪。并另选长势相近的幼苗在相同蔗糖处理的基础上，做摘除全部功能叶处理。
正常植株处理3小时后，测定硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性。处理第5天，使用叶绿素仪测定各处理的叶绿素变化。处理第15天，测定株高和叶面积，同时每处理随机取3株样品，洗净后测量单株鲜重；植株解体后，测定根、茎、叶鲜重；杀青、烘干和粉碎后测其他指标。
摘叶植株处理3小时后，测定NR和GS活性。处理15天后，每处理随机取3株样品，处理方法同正常植株。
NR和CS活性用离体法测定，全氮用半微量凯氏定氮法测定，15N丰度用ZHT-1301质谱计测定，其他均用常规方法测定。
2 结果与分析
2．1 蔗糖对植株生长的影响
试验结果表明，平邑甜茶实生苗根际施用蔗糖能明显促进植物生长。从表1可看出，与对照相比，根际蔗糖处理可显著促进植株生长，其中，1％蔗糖处理在增加植株干重、株高、叶面积和叶绿素含量方面的效果最明显。
2．2 蔗糖对氮素吸收利用和分配的影响
氮素分配率指植株器官从肥料氮中吸收分配到的氮量及对器官全氮量的贡献率，反映了植株器官对肥料氮的竞争能力。氮素利用率指植物器官吸收氮量与肥料中全部氮量的比值，反映的是植株器官对肥料氮的吸收能力。从表2可看出，正常植株中的对照植株与经1％蔗糖溶液处理的植株相比较，含氮量相差不大，植株氮素利用率由对照植株的7.15％提高到9.87％；而1％蔗糖处理可使摘叶植株根、茎、叶各器官的干重、含氮量明显提高，尤其是叶片中含氮量，增加了1倍，肥料氮提高接近10倍，植株氮素利用率由1.55％提高到6.96％。试验结果表明，不施用蔗糖时，植株根中氮素分配率最大，摘叶植株尤为明显；1％蔗糖处理后，植物叶片氮素分配率最大，地上部含氮量提高，表明蔗糖不仅能够提高平邑甜茶植株对氮素的吸收能力，而且促进植物体中氮素向地上部运输，使叶片对氮素的竞争能力增强。
2．3 蔗糖对氮代谢相关酶活性的影响
存在于植物根和叶片中的NR，是氮代谢过程中的关键调节酶和限速酶。由于根际环境中的NH4+-N可以在硝化细菌的作用下转化为NO3-N被植物体吸收，所以NR在氮素吸收中有重要作用。GS是植物体铵同化过程中的重要酶类，较强的GS活性有利于氨的有机同化代谢，生成结构蛋白，促进碳水化合物的形成。从表3可看出，正常植株施用蔗糖可以提高NR和GS活性，1％蔗糖溶液处理尤为显著；摘叶使植株的NR和GS活性大幅度降低而蔗糖处理的植株，NR和GS活性虽有降低，但与摘叶对照比较，NR活性和GS活性分别提高了134％和150％。
3 讨论
试验结果表明，对于正常植株，1％蔗糖溶液处理能够增加植株生长量，提高NR，GS活性，促进平邑甜茶对氮素的吸收，植株的氮素利用率由，7.15％提高到9.87％，叶片中氮素分配率由39.65％提高到47.83％；摘叶植株根际施用1％蔗糖溶液可以显著提高氮代谢相关酶NR和GS的活性，促进对氮素的吸收，叶片中氮素分配率由29.96％提高到49.61％，氮素利用率由1.55％提高到6.96％。因此，在苹果生产中，对弱树可以施用蔗糖促进树体对氮素的吸收利用，加速树势的恢复；制造有机或无机复合肥时添加适量的蔗糖可以提高肥料中氮的利用效率。