全 文 ：25 卷 7 期
Vol.25.No.7 草　业　科　学PRA TACULTU RA L SCIENCE 997/ 2008
草坪园艺 不同氮源处理对高羊茅耐热性的调控研究
李良霞1 ,李建龙1 ,王 艳1 ,潘永年2 ,王加真1
(1.南京大学生命科学院 ,江苏 南京 210093;2.浙江省丽水市青青草业公司,浙江 丽水 323000)
摘要:通过盆栽试验 , 研究了不同氮源[ 硝态氮(NO3 - -N)、铵态氮(NH4 + -N)、硝酸铵态氮(NH4NO3 -
N)] 对高羊茅品种凌志 Festuca arundinecea cv.Bar le xas在高温(38/ 30 ℃)胁迫下的生态 、生理指标的影
响。结果表明 , 在高温胁迫下:1)铵态氮和硝态氮处理株的叶绿素含量 、根冠比 、叶片相对含水量都持续下
降;硝酸铵态氮处理株先升后降;在同等胁迫水平下 ,硝酸铵态氮处理株的这些指标含量最高 , 铵态氮处理
株最低;2)铵态氮和硝态氮处理株的叶片过氧化氢 、超氧阴离子及丙二醛含量都持续上升;硝酸铵态氮处理
株的在胁迫初期降低 ,随后上升;在同等胁迫水平下 ,硝酸铵态氮处理株的最低 , 铵态氮处理株最高;3)整个
胁迫过程中 ,硝酸铵态氮处理株的叶片平均超氧化物歧化酶(SOD)活性最高 , 铵态氮处理株的最低。说明
在夏季给高羊茅施入硝酸铵态氮效果最佳 ,有利于提高其耐热性 ,使其安全越夏。
关键词:不同氮源;高羊茅;抗性生理生态指标;耐热性调控;抗热调控
中图分类号:S543+ .903.7　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2008)07-0099-05
＊　高温炎热是气候过渡区冷季型草坪草夏季生
长的主要胁迫因子 ,如何提高冷季型草坪草的耐
热性至关重要。合理施肥使草坪草安全越夏是草
坪草养护的重要措施 ,而氮肥是草坪草生长所必
须的重要肥料 ,氮肥的种类多种多样 ,国内外的研
究认为不同氮源对植物的生长状况 、抗旱性[ 1] 、抗
枯萎病[ 2] 和抗氧化胁迫[ 3] 的影响不同 。硝态氮
(NO3 --N)和铵态氮(NH 4 +-N)是植物根系吸
收很快的 2种重要矿质氮源 ,硝态氮是一种较铵
态氮耗能的无机氮源 ,施用不合理易造成氮肥流
失及植物体内硝酸盐的积累 ,而铵态氮的过量施
用有可能抑制植物对 K 与 Ca 的吸收 ,引起植物
体内多方面代谢失调 ,使植物发生铵中毒 。现有
研究表明施混合态氮或硝态氮 、铵态氮配比施肥 ,
作物的生物量累积 、光合作用能力[ 4] 、叶面积 、叶
绿素含量 、根系活力[ 5] 要优于单施硝态氮或单施
铵态氮。为此 ,就不同氮源对高羊茅抗热性的影
响作了初步探讨 ,为揭示不同氮源对高羊茅 Fes-
tura arundinacea 抗热性的影响 ,测定了高羊茅
的多个生理 、生态指标 ,旨在揭示不同氮源处理对
高温胁迫下高羊茅的生理生态特性的影响和调控
效果 。
1　材料与方法
1.1 试验材料　供试材料是冷季型草坪草高羊
茅品种凌志 F .arundinacea cv.Barle xas ,草种
于 2006年由克劳沃草业集团提供 。
1.2 试验处理　选择健康的草种播种在装有混
合培养基质(沙子∶蛭石∶有机营养土=3∶1∶1)
的聚乙烯花盆中。花盆直径为 13 cm ,深 14 cm 。
每盆播种 175 ～ 180粒种子。放在全自动光照培
养箱中 ,保持 20/15 ℃(白天/夜晚)的恒温 ,每天
以 200 μmol/(m2 · s)的强度光照 14 h ,培养 60
d。然后将植株分为 2组:一组维持原来的培养条
件 ,作为对照组;一组转移到温度为 38/30 ℃(白/
昼)的光照培养箱中培养 。在正常培养和胁迫过
程中 ,每天每盆浇50 mL 1/2浓度的含6 mmo l/L
NO3 -或 6 mmol NH 4 +或 6 mmol/L NH4NO3 的
hogland全元素营养液[ 6] 。胁迫时每天浇适量水
以保证植株所需的水分。每周修剪至 8 cm 。相
应指标的测定分别在高温胁迫的 0 、2 、4 、6 d 进
行 ,样品随机抽取 ,重复 3次。
＊ 收稿日期:2007-07-17
基金项目:浙江省重点农业科技项目(2005C22079);江苏省农业
三项工程项目[ SX(2005)098]
作者简介:李良霞(1982-),女 ,安徽无为人 , 在读硕士生 ,主要从
事草坪草抗性生理学研究工作。
通讯作者:李建龙　E mail:j lli2008@nju.edu.cn
1.3 测定指标　叶片相对含水量的测定按王韶
唐[ 7]方法进行;根冠比用植株地下生物量与地上
生物量的干质量比表示;叶绿素含量的测定采用
分光光度计法[ 8] ;丙二醛(MDA)含量的测定按邹
琦方法进行[ 9] ;过氧化氢(H2O2)含量的测定根据
Dagmar 等[ 10] 的方法稍加修改;超氧阴离子
(O2 -)含量的测定根据 Ke 等[ 11] 的方法进行;超
氧化物歧化酶(SOD)活性测定按 Giannopolitis
等[ 12]方法的进行 。
2　结果与分析
2.1 不同氮源对高羊茅叶片相对含水量
(RWC)的影响　在高温胁迫下 ,铵态氮和硝态
氮处理株的 RWC 均持续下降 ,铵态氮处理株的
下降幅度大于硝态氮处理株(图 1);硝酸铵态氮
处理株的 RWC在最初胁迫 4 d内变化幅度较小 ,
随后下降幅度增大(图1)。胁迫 4 d时 ,铵态氮和
硝态氮处理株的 RWC 分别较对照下降了
17.32%和 13.98 %,硝酸铵态氮处理株较对照仅
下降了 1.70 %;胁迫 6 d 时 ,铵态氮 、硝态氮和硝
酸铵态氮处理株的 RWC 均降至最低 ,分别为对
照的77.94%、79.40%和 87.17%。持续高温胁迫
会造成草坪草过度蒸腾失水 ,引起草坪草相对含水
量下降 ,耐热性好的草坪草相对含水量高[ 13] 。试
验结果表明高温胁迫下 ,硝酸铵态氮处理的高羊茅
叶片能保持最低的水分散失来适应高温胁迫 ,硝态
氮处理株其次 ,铵态氮处理株水分散失最严重。
图 1　不同氮源对高温胁迫下高羊茅叶片
相对含水量的影响
2.2 不同氮源对高羊茅根冠比的影响　由
图 2可知 ,在最初胁迫 4 d内 ,铵态氮处理的根冠
比迅速下降 ,硝态氮处理的下降幅度较小 ,硝酸铵
态氮处理株根冠比先升后降 ,且变化幅度很小 ,胁
迫 6 d 时均降至最低 ,分别为对照的 62.06%、
62.61%和 78.28%;同等胁迫水平下 ,硝酸铵态
氮处理的根冠比始终最大 ,铵态氮处理的最小。
这与 Kudoyarova 等[ 14] 的试验结果相似。 Tylo-
va-Munzarova 等[ 15]认为铵态氮处理的根冠比最
低 ,可能是铵态氮对植物产生了毒害作用。
图 2　不同氮源对高温胁迫下高羊茅根冠比的影响
2.3 不同氮源对高羊茅叶绿素 a、叶绿素 b
含量的影响　由图 3可见 ,在高温胁迫下 ,铵
态氮和硝态氮处理株的叶绿素 a、叶绿素 b 含量
均持续下降;硝酸铵态氮处理株的叶绿素 a 、叶绿
素 b含量均呈先升后降趋势;且在同等胁迫水平
下 ,硝酸铵态氮处理株的叶绿素 a、叶绿素 b含量
均最高 ,硝态氮处理株其次 ,铵态氮处理株最低。
类似的现象在小麦 Tri t icum aestivum 、水稻
Oryz a sat iva 等作物上也有报道[ 16 , 17] 。高温胁迫
影响了叶绿素合成酶的活性 ,进而影响叶绿素的
合成 ,并加速叶绿素分解 ,最终导致叶绿素含量下
降。耐热性好的草坪草叶绿素下降速度[ 18] 较慢。
高温胁迫下 ,不同氮源对高羊茅叶绿素含量造成
不同影响可能与不同氮源同化酶对高温的敏感性
不同有关 ,以及与高温胁迫下不同氮源对内囊体
膜内离子组成的影响不同有关 。
2.4 不同氮源对高羊茅叶片丙二醛(MDA)
含量的影响　如图 4所示 ,在高温胁迫下 ,铵
态氮和硝态氮处理的叶片 MDA 含量均不同程度
的持续增加 ,硝酸铵态氮处理的呈先降后升趋势 ,
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图 3　不同氮源对高温胁迫下高羊茅叶绿素 a和叶绿素 b含量的影响
胁迫 2 d 时含量差异最显著 , 分别为对照的
122.77%、106 .69%和79.20 %,胁迫 6 d时 ,均增
至最高 , 分别为对照的 183.90%、160.60%和
157.2%。在同等胁迫水平下 ,以硝酸铵态氮处理
的 MDA 含量最低 , 铵态氮处理的最高 ,这与寿
森炎等[ 19] 、孙朝晖等[ 20] 、张英鹏等[ 21] 的试验结果
相似 。MDA 是膜脂过氧化的最终分解产物 ,其
含量可以反映草坪草遭受逆境伤害的程度[ 22] 。
研究表明 ,植物以铵态氮为唯一氮源时 ,铵态氮容
易扩散穿过生物膜 ,破坏膜结构 ,引发植物体内代
谢失衡 ,而以硝态氮为唯一氮源时 ,过量的硝态氮
会储存在液泡中 ,不会对植物造成毒害作用[ 23] ,
但植物对硝态氮的同化较铵态氮的同化需要更多
的能量 ,这可能是导致高温胁迫下不同氮源处理
高羊茅叶片内 MDA 含量存在差异的部分原因 。
图 4　不同氮源对高温胁迫下高羊茅叶片内
丙二醛含量的影响
2.5不同氮源对高羊茅叶片过氧化氢含量 、
O2
-含量和 SOD活性的影响　由图 5可知 ,
铵态氮和硝态氮处理的叶片 H 2O 2 含量和 O 2 -含
量随着高温胁迫时间的延长不断积累 ,胁迫至第
6天时 ,铵态氮和硝态氮处理的叶片 H2O2 含量
和 O2 -含量均增至最高 ,叶片 H 2O 2 含量分别增
为对照的 198 .01%和 197.11%,叶片 O 2 -含量分
别增为对照的281.45%和226.89 %;硝酸铵态氮
处理的叶片 H2O2 含量在胁迫前两天下降随后上
升 ,在胁迫第 2 、4 、6天时分别为对照的 97.80%、
118.21%和 176.00%;硝酸铵态氮处理的叶片
O2 -含量随胁迫时间的延长持续上升 ,但最初 2 d
增幅较小 ,胁迫 6 d时增为对照的 201.02%,小于
铵态氮和硝态氮处理的。
由图 6 可知 ,铵态氮和硝态氮处理的叶片
SOD活性在胁迫第 2 天时增至最大 , 分别为
622.45和 666.13 U/(min · g),硝酸铵态氮处理
的 SOD活性在胁迫第 4天时增至最大 ,为783.98
U/(min· g),显著高于同等胁迫水平下的铵态氮
和硝态氮处理的 SOD活性 。胁迫第 6天时 ,铵态
氮和硝态氮处理的 SOD活性均降至最低 ,分别为
508.17和 606 .94 U/(min· g);硝酸铵态氮处理
的叶片 SOD活性为 751.38 U/(min ·g),显著高
于铵态氮和硝态氮处理的。同等胁迫水平下 ,硝
酸铵态氮处理的叶片 SOD活性最高 , 铵态氮处
理的最低 ,这与张英鹏等[ 21] 、寿森炎等[ 19] 的试验
结果相似 。
植物在逆境(如高温 、低温等)胁迫时体内
H 2O2 和 O 2 -等活性氧增加 ,导致膜脂过氧化 ,使
细胞系统受到伤害[ 24] 。高温逆境会引起草坪草
细胞内 H 2O 2和 O2 -等活性氧的大量积累 ,过量
的活性氧会参与启动膜脂过氧化作用 ,造成细胞
膜系统的破坏 ,进而对细胞造成伤害。细胞内SOD
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图 5　不同氮源对高温胁迫下高羊茅叶片内过氧化氢含量及超氧阴离子含量的影响
图 6　不同氮源对高温胁迫下高羊茅叶片内
超氧化物歧化酶活性的影响
等抗氧化酶能够在逆境胁迫过程中有效清除细胞
内过量的 H 2O 2 和 O 2 -等活性氧 ,维持活性氧的
代谢平衡和保护膜结构 ,抵御不良环境的胁迫 。
硝酸铵态氮处理的叶片 SOD活性最高 , H2O 2 含
量和 O 2 -含量最低 ,细胞膜脂过氧化程度低 ,细胞
受到的伤害小 ,可能由于硝酸铵态氮中的部分硝
态氮代替了铵态氮 ,缓解了铵态氮的毒害作用 ,而
硝酸铵态氮中的部分铵态氮又代替了硝态氮 ,节
省了能量[ 20 , 23] ;铵态氮处理的叶片 SOD 活性最
低 , H2O 2 含量和 O 2 -含量最高 ,细胞氧化程度最
大 ,可能是由于铵态氮作为唯一氮源对高羊茅产
生了一定的毒害作用[ 24] 。
3　结论
高温胁迫下(38/30 ℃), 硝酸铵态氮处理的
叶片叶绿素含量 、根冠比 、叶片相对含水量 、SOD
活性最高 ,铵态氮处理的最低;同等胁迫水平下 ,
硝酸铵态氮处理的叶片 H 2O 2 含量 、O 2 -含量 、
MDA 含量均最低 ,且变化幅度最小。说明在试验
条件下 ,硝酸铵态氮处理的高羊茅具有最好的坪
床质量和耐热性。可见 ,通过选择合适氮源提高
高羊茅草坪草的抗热性 ,使其安全越夏 ,在草坪草
夏季养护上是可行的。
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Effects of different nitrogen forms on the heat tolerance of Festuca arundinecea
LI Liang-xia1 , LI Jian-lo ng 1 ,WANG Yan1 , PAN Yong-nian2 , WANG Jia-zhen1
(1 .College of Life Science , Nanjing Universi ty , Nanjing 210093 , China;
2.Lishui Qing-Qing pratacultural Coporation Zhejiang province , Lishui 323000 ,China)
Abstract:A po t experiment w as conducted to study the ef fects of dif ferent nit rogen fo rms(NO3 --N 、
NH 4 +-N 、NH 4NO 3 -N)on the eco logical and physio logical characteristics of Festuca arundinecea
under high temperature (38/30 ℃)st ress.This study show ed that chlo rophy Ⅱ content , roo t/ shoot
ratio and the relative w ater content in leaves of NO 3 - -N and NH 4 +-N treated plants decreased con-
stant ly , meanwhile , the se indexes of NH4NO3 -N treated plants fi rst ly increased and then decreased.
Under the same stress condit ion , plants w ith NH 4NO 3 -N treatment showed the highest v alue in
chlo rophyⅡ content , roo t/ shoo t rat io and the relative w ater content in leaves of plants w ere the grea-
test , and plants w ith NH4 +-N treatment w as low est in three indexes.H 2O2 , O 2 - , MDA content in
leaves of plants fed w ith NO 3 --N and NH4 +-N increased constantly to different ex tent , how ever ,
these indicato rs in leaves of plants fed w ith NH 4NO 3 -N declined slight ly and then increased.Under
the same tempe rature , H 2O 2 , O2 - , MDA content w ere the highest in leaves of plants fed wi th
NH 4NO 3 -N and lowest in leaves of plants fed w ith NO 3 -N .The SOD activi ty w as highest in leave s
of plants t rea ted by NH 4NO 3 -N and low est in the leaves o f plants t reated by NO3 -N .These results
indicated tha t application of NH 4NO 3 -N to F .arundinecea was beneficial to get through the hot
summer successfully.
Key words:dif ferent nit rogen fo rms;Festuca arundinecea ;phy siolog ical and eco logical index ;regula-
tions of heat to lerance
1037/2008 草　业　科　学(第 25 卷 7 期)