模拟氮沉降对大豆氮素吸收分配及氮代谢的影响

近年来,全球氮沉降持续增加影响了陆地生态系统的结构和功能,造成土壤肥力衰退,进而影响植物的碳氮代谢。以往研究多侧重于大气氮沉降对森林等自然生态系统的影响,由于农业生态系统受人为因素影响大,目前关于农作物对氮沉降的响应的研究较少。基于―铁丰29号‖大豆的栽培,我们采用了N_0和N_1两组对照,N_0组不施用基肥,N_1组则在种植前施用N50 kg·hm~(-2)的基肥,其他处理则在施基肥的基础上分direct to consumer genetic testing别施用0、50、100、150 kg·hmIpatasertib细胞培养~(-2)的氮肥,并进行同位素标记。通过这项研究,我们希望能够更好地了解氮沉降如何影响大豆的干物质积累,并评估它们的氮代谢指标,包括硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶、硝态氮、铵态氮和可溶性蛋白等。此外,我们还测量大豆各器官的~(15)N含量,并评估它们的产量和品质。结果表明:(1)通过施用适量的氮肥和少量的氮沉淀,可以有效地满足大豆的氮需求,并且显著提高大豆的干物质积累。经过施氮处理的大豆干物质积累量明显高于未施氮的情况,其最大值出现在N_1和N_2处理,这表明,在仅施用基肥的情况下,当氮沉降量达到50kg·hm~(-2)时,大豆的干物质积累量达到最高。同时各个时期均表现出高氮沉降量减少干重的趋势。从干物质积累增长率来看,分枝期至开花期的干物质积累最快,且在N_2处理下,干物质积累增长率最大。(2)氮沉降对大豆氮代谢相关生理指标影响显著。在酶活性方面,大豆根系和叶片的变化趋势基本一致。随着氮沉降量的增加,在一定程度上会增加根系、叶片的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性,从整体上来看,最大值出现在N_2和N_3处理。超过这一限度则会显著降低根系、叶片的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性。谷氨酸脱氢酶在分枝期和开花期没有表现出明显规律。在结荚期和鼓粒期表现出随着氮素增加而先上升后下降的趋势。(3)在氮代谢物质方面,根系、茎秆、叶片的硝态氮、亚硝态氮、铵态氮和可溶性蛋白含量均对氮沉降响应明显。同时呈现出低氮促进高氮抑制的趋势。各指标最大值均出现在N_2和N_3处理,这与酶活性的结果一致。说明氮沉降量的增加可以一定程度上促进大豆整个的氮代谢过程,但是超过阈值则会令大豆受到高氮的限制,从而降低氮代谢能力。(4)N_3处理下的大豆各器官的~(15)N丰度最高。也就是说氮沉降量的增加使得大豆对沉降氮的吸收能力呈现先上升后下降的趋势,即使环境中的氮素很多,大豆也不能很好的吸收利用,反而会受到显著的抑制作用。大豆各器官~(15)N丰度均受到氮沉降量的显著影响,总体表现为N_3>N_4>N_2。(5)当氮沉降量增加时,大豆的荚数、粒数、粒重和百粒重都会先增加,然后再减少。在N_2处理条件下,这些指标的值达到最高,而在N_3处理时,这些指标的值则达到最大。施氮处理的大豆产量显著高于未施氮处理。氮沉降处理增加了大豆籽粒的蛋白质含量,N_4处理下大豆籽粒蛋白质含量最高,而且与其他处理形成显著差异。而大豆籽粒的脂肪含量受氮沉降量的影响趋势Q-VD-Oph分子量与产量一致,也是随着沉降氮的增加先上升而后下降。根据综合分析,未来氮沉降的加剧将会显著影响大豆的干物质积累和氮代谢,从而导致减产。根据不同地区的氮沉降情况,应当科学合理地施用氮肥。