植物对氨基酸态氮吸收和利用的研究进展.pdf
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中国土壤与肥料2009(4) 植物对氨基酸态氮吸收和利用的研究进展 袁伟1’2’3，董元华1’2加，王辉1’2’3 (1．中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室，江苏南京210008； 2．中国科学院南京土壤研究所一香港浸会大学土壤与环境联合开放实验室，江苏南京210008； 3．中国科学院研究生院，北京100049) 摘要：传统的观点一直认为植物只能吸收无机态氮，不能真接吸收有机态氮，有机态氮必须分解为无机态氮 后，植物才能吸收。然而，近年来越来越多的研究表明植物可以直接吸收有机态氮，特别是氨基酸态氮。重点围 绕植物如何吸收和利用氨基酸态氮的过程与机理，综述了植物对氨基酸态氮吸收和利用的研究进展，并提出r进 一步研究的方向。 关键词：植物；氨基酸态氮；吸收；利用；机理 中图分类号：S141 文献标识码：A 文章编号：1673—6257(2009)04—0004—06 氮是植物必须的大量元素之一，其在土壤中存 北极苔原、北方森林及高山地带常年低温，微 在形态主要有无机态氮(包括铵态氮和硝态氮)和 生物活性低，有机质矿化缓慢，因而土壤有机质含 有机态氮(包括氨基酸态氮)。植物体内的含氮量 量高，土壤无机态氮含量低，有机态氮含量常高于 为2％～4％，存在于许多重要的含氮化合物中，如 无机态氮，因而有机态氮对生长在这些地带的植物 蛋白质、核酸、氨基酸、叶绿素、色素以及一些生 和微生物非常重要。如北极苔原土壤无机态氮含量 长激素等等。自李比希1840年创立植物矿质营养 0．5—1．0 仅为N mg·kg～，而有机态氮含量可达 学说以来，人们一直认为植物只能吸收无机态氮而 N2～8mg·kg_‘，在白毛羊胡子草和苔草生长的 5|。 不能吸收有机态氮，有机态氮必须分解为无机态氮 湿地中，氨基酸态氮浓度明显高于无机态氮一14’l 后植物才能吸收。因此，人们对植物吸收和利用无 北方森林土壤的氨基酸态氮含量约为1．0kg· 机态氮方面的研究较多¨“j，而对植物吸收和利用 hm一。而无机态氮为0．3 kg·hm。2左右，表明氨基 有机态氮的研究较少。然而，“矿质营养学说”并 酸态氮是北方森林系统的重要氮源¨0|。高山土壤 不能完全解释生产实践中的一些问题。除了矿质营 中由于土壤蛋白酶对土壤蛋白质的水解作用，加之 养元素外，有机化合物形态的营养元素是否也能作 土壤可吸附相当数量的氨基酸，使得高山土壤中含 为高等植物的营养给源?随着研究手段的改进和研 有高浓度的氨基酸。如在高山干草甸土壤孔隙水中 究的深入，越来越多的证据表明植物也能吸收有机 氨基酸浓度为13—158I山mol·L～，甘氨酸为主要 态氮。8]。氨基酸态氮是有机态氮的一种，且在植 成分；在亚高山沼泽地土壤孑L隙水中氨基酸浓度为 物生长发育过程中扮演重要角色一一3‘。本文主要综 15—20 p。mol·L～，天冬氨酸为主要成分，而在矮 述了植物吸收和利用氨基酸态氮的研究进展。 草草原土壤孔隙水中氨基酸浓度为25～45Ixmol· L一，谷氨酸为主要成分¨1‘。 1 植物吸收氨基酸态氮的研究 1．2北极苔原、北方森林及高山地带野生植物对 1．1北极苔原、北方森林及高山地带土壤中
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