Page 93 - 《广西植物》2023年第12期

１２ 期 依里帆艾克拜尔江等: 两种豆科植物及各器官对不同形态氮的吸收、分配研究 ２ ２ ５ ９

种不同氮素形态添加、设 ４ 次重复ꎮ 根据植物长 度ꎬ用稳定同位素质谱仪( ＭＡＴ２５３￣ＳＮ０８８６７Ｇꎬ美
势ꎬ在其最大生物量时期(５ 月下旬) 进行氮同位 国)对 Ｎ 含量及植物 Ｎ 含量进行分析ꎮ 按以下公
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素添加实验ꎬ分别用 ４ 种不同氮素处理两种豆科 式 计 算 ( Ｃｌｅｍｍｅｎｓｅｎꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８ꎻ Ｊａｃｏｂ ＆
植物ꎬ即 Ｎ－ＮＨ Ｃｌ、 Ｎ－ＫＮＯ 以及 Ｎ￣ｇｌｙｃｉｎｅ( 标 Ｌｅｕｓｃｈｎｅｒꎬ ２０１５ꎻ Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻ 孟森ꎬ２０１６)ꎮ
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４ ３
记氮素均来自上海化工研究院有限公司) 和 ＣＫ ａｔｏｍ％ ＝ ａｔｏｍ％ －ａｔｏｍ％ (１)
ｅｘｃｅｓｓ ｌａｂｅｌｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ
(未加标记 Ｎ)ꎮ 由于两种豆科植物此时的根系 Ｕ ＝ ａｔｏｍ％ ×Ｎ ×Ｍ (２)
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ｌａｂｅｌｅｄ ｅｘｃｅｓｓ ｃｏｎｔｅｎｔ
分布于 ０ ~ １５ ｃｍ(依里帆艾克拜尔江等ꎬ２０２２)ꎬ Ｕ ｕｎｌａｂｅｌｅｄ ＝ Ｕ ｌａｂｅｌｅｄ ×(ｍ ｕｎｌａｂｅｌｅｄ / ｍ ｌａｂｅｌｅｄ ) (３)
因此设置 ２ 个土壤深度分别为 ０ ~ ５ ｃｍ 和 ５ ~ １５ Ｎ ｕｐｔａｋｅ ＝ Ｕ ｕｎｌａｂｅｌｅｄ / (Ｍ ＧＢＧ ×Ｈ) (４)
ｃｍꎬ氮注射深度分别选择 ３、１２ ｃｍꎮ 氮标记实验 Ｔ Ｎ ｕｐｔａｋｅ ＝ Ｎ ｕｐｔａｋｅ (ＮＨ )＋ Ｎ ｕｐｔａｋｅ (ＮＯ )＋ Ｎ ｕｐｔａｋｅ (Ｇｌｙｃｉｎｅ)
－
＋
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１５
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４
３
中ꎬ对每一个 ５０ ｃｍ × ５０ ｃｍ 的小样方ꎬ按照 ０.６ (５)
ｇｍ (丰度 ９９％以上的 Ｎ)的标准比例添加 ３ 种 Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｐｌａｎｔ Ｎ(％)＝ Ｕ ｌａｂｅｌｅｄ / Ｎ ａｄｄｅｄ ×１００ (６)
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￣２
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不同形态氮同位素(各 ０.２ ｇｍ )ꎬ以添加无标记 Ｒ Ｎ ｆｒｏｍ (％)＝ Ｒ ＮＨ ４ ＋ / ＮＯ ３ － / ｇｌｙｃｉｎｅ / Ｒ ＴＮ (７)
￣２
氮为 ＣＫꎮ 在添加 Ｎ 实验中ꎬ为区分植物对不同 利用 Ｎ 原子百分超( ａｔｏｍ％ ) 表示植物的
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ｅｘｃｅｓｓ
形态氮素的吸收ꎬ每个样方内氮素添加时只能有 吸收ꎮ 其中ꎬａｔｏｍ％ 表示标记 Ｎ 植物的原子
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ｌａｂｅｌｅｄ
一种带有 Ｎ 标记ꎬ其余两种为无标记氮ꎮ 因为能 百分浓度ꎻａｔｏｍ％ 表示 ＣＫ 植物的原子百分浓
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ｃｏｎｔｒｏｌ
￣２
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被植物直接吸收的土壤氨基酸多为甘氨酸( Ｂｏｌ ＆ 度ꎻＵ 为植物 Ｎ 吸收量( μｇｍ )ꎻＮ 指植
ｌａｂｅｌｅｄ ｃｏｎｔｅｎｔ
Ｐｆｌｉｅｇｅｒꎬ ２００２)ꎬ所以用甘氨酸代替有机氮ꎮ 氮同 物氮浓度ꎻＭ 指植物生物量( ｇ)ꎻＵ 表示植物
ｕｎｌａｂｅｌｅｄ
１５ ＋ １５ －
位素氮浓度分别为 Ｎ－ＮＨ (９９.１４％)、 Ｎ－ＮＯ ￣２ 指对照样地土壤本身的
４ ３ Ｎ 吸收(μｇｍ )ꎻｍ
ｕｎｌａｂｅｌｅｄ
(９９.１９％)和 Ｎ￣ｇｌｙｃｉｎｅ(９９.０４％)ꎮ 为保证氮素在
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氮浓度 ( μｇ ｇ )ꎻ ｍ 指 土 壤 总 的 Ｎ 添 加 量
￣１
样方内的均匀分布ꎬ将小样方均分成 ４９ 个小方 ｌａｂｅｌｅｄ
(μｇｇ )ꎻＮ 为植物氮的吸收速率( μｇｇ
￣１
￣１
格ꎬ每小格边长约 ７.１ ｃｍꎮ 将氮素混合物完全溶 ｕｐｔａｋｅ
￣１
ｈ )ꎬ利用 Ｕ 除以植物地下生物量 Ｍ 和标
解至去离子水中ꎬ在每方格中心用注射器( 规格为 ｕｎｌａｂｅｌｅｄ ＧＢＧ
记时 间 Ｈꎬ ＴＮ 指 不 同 形 态 氮 素 速 率 之 和ꎮ
５ ｍＬ)注射等量的溶液( 体积为 ３ ｍＬ)ꎬ氮添加实 ｕｐｔａｋｅ
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Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｎ (％) 表示植物同位素 Ｎ 的回收率
验参考 Ｗａｎｇ 等(２０１６)的方法ꎮ ｐｌａｎｔ
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(％)ꎻ Ｎ 表示每平方米加到土壤中的 Ｎ 量ꎻ
１.３ 植物的采集和分析 ａｄｄｅｄ
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氮施加 ４８ ｈ 后ꎬ分别采集按对照组样方植物 Ｒ Ｎ ｆｒｏｍ (％) 表示不同 Ｎ 贡献率ꎻＲ ＮＨ ４ ＋ / ＮＯ ３ － / ｇｌｙｃｉｎｅ 表
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和 ３ 种不同 Ｎ 添加样方植物ꎮ 在每个规定的大 示单一形态 Ｎ 的回收率ꎻＲ 表示 ３ 种不同氮素
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ＴＮ
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样方中ꎬ选择若干个 ５０ ｃｍ × ５０ ｃｍ 的小样方ꎬ从 形态 Ｎ 的回收率之和ꎮ
每个小样方中选择 ３ 株植物进行收集ꎬ并区分为 １.４ 数据分析
两种植物ꎮ 用刈割法收集植物地上生物量ꎬ分开 使用 Ｅｘｃｅｌ ２０２１ 和 ＳＰＳＳ ２３.０ 软件分别进行
茎和叶ꎮ 通过小样方挖取根的生物量ꎬ尽量收集 数据整理与统计分析ꎬ用单因素方差分析( ｏｎｅ￣ｗａｙ
完整的地下部分ꎮ 取出整株氮同位素添加植物ꎬ ＡＮＯＶＡ)等进行多重比较不同土层和物种影响下
植物各器官氮素吸收相关指标的差异ꎮ 采用多因
用去离子水冲洗ꎬ去除根表面土壤ꎮ 在 ０.５ ｍｏｌ
Ｌ ＣａＣｌ 溶液中浸泡 ０.５ ｈꎬ去除吸附在根表面的 素方差分析验证不同因素( 物种、氮形态、土壤深
￣１
２
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Ｎꎬ随后用蒸馏水进行冲刷ꎮ 将植物样品带到实
１５ 度)对不同生活型豆科植物各器官 Ｎ 吸收及分配
验室后ꎬ 对 植 物 细 分 为 根、 茎 和 叶 ( 郭 宏 宇 等ꎬ 的影响ꎬ 并 考 虑 多 因 素 间 的 交 互 影 响ꎬ 用 Ｏｒｉｇｉｎ
２００５)ꎮ 将植物地上、地下部分分开且用电热鼓风 ２０２１ 软件进行作图ꎮ
干燥箱(ＧＺＸ￣９０７６ＭＢＥꎬ上海博迅事业有限公司医
疗设备厂)在 ７０ ℃ 下烘干 ４８ ｈ、恒重及称量ꎮ 两 ２ 结果与分析
种植物根、茎、叶分别在德国莱驰盘式震动粉碎研
磨仪 ( Ｒｅｔｓｃｈ ＲＳ２００ ) 中 研 磨 成 粉 末 ( 鲁 如 坤ꎬ ２.１ 两种豆科植物对不同形态氮素的吸收速率
２０００)ꎮ 用精度为 ０.００１ ｇ 的天平称取 ２ ｍｇ 样品ꎬ 由图 １ 可知ꎬ在 ０ ~ ５ ｃｍ 土层中ꎬ从物种对 ３
利用不添加同位素氮样方为对照作为植物自然丰 种不同形态氮的吸收速率来分析ꎬ弯花黄芪、镰荚