Page 91 - 《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 ７

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｌｅｇｕｍｅｓ ａｒｅ ａｂｕｎｄａｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ ａｖａｉｌａｂｌｅ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｉｏｎｅｅｒ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｇｉｏｎ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｐｔａｋｅ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｂｙ
ｌｅｇｕｍｅｓ ｉｎ ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｈａｖｅ ｒａｒｅｌｙ ｂｅｅｎ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ｓｏ ｆａｒ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｆｌｅｘｕｓ ａｎｄ Ａ. ａｒｐｉｌｏｂｕｓꎬ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ
ｗｉｄｅｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｕｒｂａｎｔｕｎｇｇｕｔ Ｄｅｓｅｒｔꎬ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔｓ. Ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍｓ
１５ ＋ １５ － １５
( Ｎ－ＮＨ ꎬ Ｎ－ＮＯ ꎬ Ｎ￣ｇｌｙｃｉｎｅ) ｗｅｒｅ ａｄｄｅｄ ｔｏ ０－ ５ ｃｍ ａｎｄ ５－ １５ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ
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ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｍｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ ｔｗｏ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｏｒｇａｎｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ
ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓꎬ ｂｏｔｈ ｐｌａｎｔｓ ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ａｂｓｏｒｂ ｎｉｔｒａｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ
￣１ ￣１
ｏｆ Ａ. ｆｌｅｘｕｓ ａｎｄ Ａ. ａｒｐｉｌｏｂｕｓ ｗｅｒｅ ３.２６ꎬ ２.５９ μｇｇ ｈ ꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. (２) Ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓꎬ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｔａｋｅ ａｎｄ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ａｍｏｎｇ ｐｌａｎｔ ｏｒｇａｎｓ (Ｐ< ０.０５). Ｔｈｅ
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ｕｐｔａｋｅ ｏｆ Ｎ ｉｎ ｒｏｏｔ ｏｆ Ａ. ｆｌｅｘｕｓ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ａ. ａｒｐｉｌｏｂｕｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ
ａｌｌｏｃａｔｅｄ ｔｏ ｌｅａｖｅｓ. (３) Ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓꎬ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ｔｏ ｂｏｔｈ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ
１５ － １５ １５ ＋
Ｎ－ＮＯ > Ｎ￣ｇｌｙｃｉｎｅ > Ｎ－ＮＨ ꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ａ. ｆｌｅｘｕｓ
３ ４
ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ３７％ ｔｏ ４１％ꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｔｏ ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ａ. ａｒｐｉｌｏｂｕｓ ｗａｓ ４５％. (４)
Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ (Ｐ<
０.０５). Ｉｎ ｔｈｅ ０－５ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒꎬ ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｗａｓ ｌｅａｆ > ｓｔｅｍ > ｒｏｏｔꎬ ｗｈｉｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ５－１５ ｃｍ ｓｏｉｌ
ｌａｙｅｒꎬ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ｌｅａｆ > ｒｏｏｔ > ｓｔｅｍ. Ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌꎬ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｕｒｂａｎｔｕｎｇｇｕｔ Ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍꎬ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｉｆｅ ｆｏｒｍｓ ｌｅｇｕｍｅｓ
ｈａｄ ｂｏｔｈ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｐｔａｋｅ ａｎｄ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙꎬ ａｎｄ ｗｅｒｅ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈｓ
ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｐｔａｋｅꎬ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅｇｕｍｅｓ ｉｎ ａｒｉｄ
ａｎｄ ｓｅｍｉ￣ａｒｉｄ ｒｅｇｉｏｎｓ ｏｆ Ｘｉｎｊｉａｎｇ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｌｅｇｕｍｅｓꎬ ｐｌａｎｔ ｏｒｇａｎꎬ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｌａｂｅｌｉｎｇꎬ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｐｔａｋｅꎬ Ｇｕｒｂａｎｔｕｎｇｇｕｔ Ｄｅｓｅｒｔ

氮素是植物所有必需营养元素中限制生长的 快且偏好吸收利用( 侯宝林ꎬ２０２２)ꎮ 而喜铵植物
第一元素ꎮ 氮素的来源和分配既影响氮素利用率 如水稻(Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ)、马尾松( Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ)、

又会改变氮素内循环和周转( Ｈｏｏｐｅｒ ＆ Ｊｏｈｎｓｏｎꎬ 铁 芒 其 ( Ｄｉｃｒａｎｏｐｔｅｒｉｓ ｌｉｎｅａｒｉｓ )、 白 云 杉 ( Ｐｉｃｅａ
１９９９ꎻ Ｋｏｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ 陶冶等ꎬ２０１６ꎻ Ｚｈｏｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ｇｌａｕｃａ)和苍耳( Ｘａｎｔｈｉｕｍ ｓｉｂｉｒｉｃｕｍ) 等偏好吸收利
２０１８)ꎮ 可被植物吸收利用的氮素形态主要有硝 用 铵 态 氮 ( Ｆｒｉｅｄ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９６５ꎻ Ｗａｌｌａｎｄｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ

态氮、铵态氮和有机氮( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻＫａｕｒ ｅｔ １９９７ꎻ Ｌｅｅꎬ １９９８ꎻ Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３ꎻ 孙思邈ꎬ２０２０)ꎮ
ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ 植物从土壤中吸收氮的形态和多少 全世界的豆科植物约 ７６５ 属 １９ ５００ 种ꎬ广布
在全球氮素循环中处于非常重要的地位ꎬ但由于 于全球(Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎬ中国约有 １８４ 属１ ２３４
植物本身生物特征及生长环境的差异ꎬ加上不同 种ꎬ各省(区)均有分布( 熊义勤和汪自强ꎬ２０１８)ꎮ
形态的氮素对植物生长的有效性不同ꎬ因此不同 豆科植物在荒漠等干旱区生态系统大量存在ꎬ既
形态氮素对不同植物生长的贡献存在差异( 侯宝 是生态系统提供有效氮的中心也是这一区域重要
林和庄伟伟ꎬ２０２１)ꎮ 不同植物在对氮素营养环境 的先锋物种( Ａｌｌｅｎ ＆ Ａｌｌｅｎꎬ １９８１)ꎮ ２０ 世纪大多
的长期适应过程中形成对不同氮源的偏向性选 研究 都 认 为 只 有 铵 态 氮 和 硝 态 氮 ( Ｓｃｈｉｍｅｌ ＆
择ꎬ最 终 形 成 了 不 同 的 氮 素 利 用 与 分 配 策 略 Ｂｅｎｎｅｔｔꎬ ２００４)能够直接被植物吸收利用ꎬ随着对

( Ｔｅｇｅｄｅｒ ＆ Ｍａｓｃｌａｕｘꎬ ２０１８ꎻ Ｚｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 植物氮素营养的深入研究ꎬ学者们逐渐发现植物
根据植物对不同形态氮素的偏好吸收利用ꎬ将植 可以 利 用 土 壤 中 的 可 溶 性 有 机 氮 ( 莫 良 玉 等ꎬ
物分为喜硝型植物和喜铵型植物( ＭｃＫａｎｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２ꎻ王文颖和刘俊英ꎬ２００９)ꎮ 在极受氮素限制
２００２)ꎮ 一些喜硝植物如尖喙牻牛儿苗( Ｅｒｏｄｉｕｍ 的系统如高山、北方和冻原生态系统中ꎬ有机氮的
ｏｘｙｒｒｈｙｎｃｈｕｍ)、琉苞菊( Ｈｙａｌｅａ ｐｕｌｃｈｅｌｌａ)、假狼紫 吸收是一个非常重要的方式( 冯彦丽ꎬ２０２０ꎻ杜流
草( Ｎｏｎｅａ ｃａｓｐｉｃａ)、飘带果( Ｌａｃｔｕｃａ ｕｎｄｕｌａｔａ)、角 姗ꎬ２０２０)ꎮ 张玉琪等(２０２１) 的研究发现ꎬ扁蓿豆
果 藜 ( Ｃｅｒａｔｏｃａｒｐｕｓ ａｒｅｎａｒｉｕｓ )、 碱 蓬 ( Ｓｕａｅｄａ (Ｔｒｉｇｏｎｅｌｌａ ｒｕｔｈｅｎｉｃａ) 各 器 官 对 氮 积 累 量 大 小 为
ｇｌａｕｃａ)等对硝态氮吸收能力强ꎬ在硝态氮下生长 茎<花<叶ꎮ 不同植物功能群的氮素吸收特点、分