張茜，高峰，崔丙健，吳海卿，崔嘉欣，莫宇，馬歡歡

不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草生長(zhǎng)特性的影響

張茜1,2，高峰1,3*，崔丙健1,3，吳海卿1,3，崔嘉欣1,2，莫宇1,2，馬歡歡1,2

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)田灌溉研究所，河南 新鄉(xiāng) 453002；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 研究生院，北京 100081；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)水資源高效安全利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，河南 新鄉(xiāng) 453002）

【】探討水培條件下不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草生長(zhǎng)及生理特性的影響。在再生水水培條件下對(duì)黑麥草進(jìn)行重金屬Cd脅迫處理，研究了不同氮素處理（硝態(tài)氮銨態(tài)氮配比分別為100/0、75/25、50/50、25/75和0/100）下黑麥草中Cd的積累特性和生長(zhǎng)、生理響應(yīng)。在0.01 mg/L Cd脅迫條件下，適當(dāng)增加硝態(tài)氮能促進(jìn)黑麥草株高和根長(zhǎng)的生長(zhǎng)；在Cd脅迫處理下，銨態(tài)氮比例由25%上升到100%時(shí)，會(huì)促進(jìn)黑麥草地上部對(duì)Cd的吸收；在10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草MDA量在不同硝銨比水平下都低于0.01 mg/L Cd脅迫條件下的，而且在硝銨比100/0處理下最低；在Cd脅迫處理下，當(dāng)銨態(tài)氮比例由50%上升到100%時(shí)，黑麥草中的CAT和POD活性升高。適當(dāng)增加銨態(tài)氮有利于黑麥草地上部對(duì)Cd2+的吸收，而且可以降低Cd脅迫對(duì)黑麥草的損傷。

再生水；黑麥草；鎘；硝態(tài)氮；銨態(tài)氮

0 引言

【研究意義】解決我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源短缺的問題，一是要發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù)；二是要廣辟水源，加大開發(fā)非常規(guī)水資源勢(shì)在必行[1]。再生水作為一種非常規(guī)水資源，是污水經(jīng)適當(dāng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)可以再生利用的非飲用水，是國(guó)際公認(rèn)的“城市第二水源”。但是經(jīng)過處理后的再生水仍然含有一定量地對(duì)人類身體健康和生態(tài)系統(tǒng)有害的物質(zhì)，比如重金屬、有機(jī)污染物、病原菌等，因此利用再生水灌溉可能會(huì)對(duì)土壤、農(nóng)作物造成污染以及對(duì)動(dòng)植物健康產(chǎn)生不良影響[2-3]。重金屬不能被微生物降解，是環(huán)境中長(zhǎng)期、潛在的污染物，威脅了農(nóng)作物的品質(zhì)和人民的健康安全[4]。土壤重金屬污染植物修復(fù)技術(shù)是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ木G色治理技術(shù)，黑麥草為優(yōu)良的草本植物，生長(zhǎng)速度快，適應(yīng)性廣，通過不同形態(tài)氮肥及配比處理開展影響黑麥草吸收積累重金屬效果研究具有較大的理論價(jià)值。

【研究進(jìn)展】利用植物修復(fù)技術(shù)對(duì)灌溉水重金屬污染進(jìn)行控制[5]，有學(xué)者研究表明多種植物對(duì)水中Cd、Pb、As等重金屬具有較好的去除能力[6-7]。氮素不僅是植物重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，也是植物最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，而且還是植物生理代謝中調(diào)節(jié)物質(zhì)的重要組成部分[8]。硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是植物可以吸收的2種主要氮素形態(tài)，它們對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和生理特性等方面有著顯著的影響[9-11]。目前有大量研究是關(guān)于不同形態(tài)氮肥及配比對(duì)作物生長(zhǎng)、品質(zhì)特性和生理特性等方面的影響[12-14]。

【切入點(diǎn)】不同形態(tài)氮肥及配比對(duì)植物修復(fù)重金屬污染土壤的影響很少有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】因此，本文擬在水培條件下對(duì)黑麥草進(jìn)行重金屬Cd2+脅迫處理，研究黑麥草對(duì)Cd的積累特性和生長(zhǎng)、生理響應(yīng)，以及添加不同氮肥處理對(duì)其修復(fù)特性的影響，對(duì)重金屬污染農(nóng)田的修復(fù)和整治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)水土環(huán)境野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站人工氣候室進(jìn)行。試驗(yàn)站位于北緯35°19″，東經(jīng)113°53″，海拔為73.2 m，年均氣溫為14.1 ℃，年均降水量約為588.8 mm，無(wú)霜期為210 d，日照時(shí)間為2 398 h。

本試驗(yàn)用再生水取自河南省新鄉(xiāng)市某污水處理廠，污水來(lái)源主要是城市生活污水和部分工業(yè)廢水，污水處理工藝為A/O反硝化生物濾池和臭氧氧化組合工藝。研究中涉及的再生水水質(zhì)指標(biāo)符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB5084—2005）、再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（SL368—2006）和城市污水再生利用農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB20922—2007）的規(guī)定，根據(jù)多次對(duì)再生水檢測(cè)，其水質(zhì)情況見表1。

表1 試驗(yàn)用再生水及清水水質(zhì)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

先將種子播種于育苗盤內(nèi)，待種子發(fā)芽10 d后，選擇大小一致、生長(zhǎng)健壯的幼苗，洗凈根部殘留的基質(zhì)，定植在裝有營(yíng)養(yǎng)液的自制水培桶中。選用日本山崎營(yíng)養(yǎng)液配方[15]（表2），在保證總氮量不變的情況下，在原營(yíng)養(yǎng)液配方的基礎(chǔ)上設(shè)置5種硝態(tài)氮和銨態(tài)氮配比（表3），分別為100/0、75/25、50/50、25/75和0/100，依次標(biāo)記為T1、T2、T3、T4、T5處理。在每個(gè)處理中設(shè)置2個(gè)不同的Cd2+質(zhì)量濃度，根據(jù)參考文獻(xiàn)[16]中灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求及探討Cd對(duì)植物脅迫試驗(yàn)需求，分別為0.01和10 mg/L（依次記為C0.01和C10），以再生水處理作為對(duì)照（記為C0）。其他營(yíng)養(yǎng)成分同前，每隔7天換1次營(yíng)養(yǎng)液。每個(gè)處理15株黑麥草，3次重復(fù)。生長(zhǎng)過程全部在人工氣候室完成，環(huán)境條件設(shè)置為白天26 ℃，晚上20 ℃，10 h光照，14 h黑暗，光照度5 000 lx，相對(duì)濕度80%。生長(zhǎng)60 d后進(jìn)行全株采收。測(cè)量植株的形態(tài)指標(biāo)和生理生化指標(biāo)，每個(gè)處理隨機(jī)取樣，測(cè)量后取平均值。

表2 日本山崎營(yíng)養(yǎng)液配方

表3 NO3--N和NH4+-N不同質(zhì)量濃度配比

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

形態(tài)指標(biāo)：分別從各樣品重復(fù)樣中隨機(jī)選取1株黑麥草，用去離子水沖洗根部，再用濾紙吸干水分。測(cè)量株高和根長(zhǎng)，最后取平均值。

Cd量的測(cè)定：采用原子吸收光譜法測(cè)量黑麥草植株中的Cd量。

抗氧化酶指標(biāo)：丙二醛（MDA）量采用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定，超氧化物酶歧化酶（SOD）活性采用NBT光化學(xué)還原法測(cè)定，過氧化氫酶（CAT）活性采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定，過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚氧化法測(cè)定。

富集系數(shù)（）＝植物某部位Cd量/溶液中Cd量；轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（）＝地上部Cd量/根系Cd量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，并使用Duncan檢驗(yàn)數(shù)據(jù)差異的顯著性。采用Microsoft Excel 處理數(shù)據(jù)和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草生長(zhǎng)的影響

表4為不同處理的黑麥草株高和根長(zhǎng)。0.01 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草株高由大到小為T2處理>T1處理>T4處理>T3處理>T5處理。硝銨比0/100時(shí)的株高最小，且顯著低于硝銨比75/25的處理（<0.05）。T2處理黑麥草株高分別相比T1、T3、T4處理和T5處理提升6.87%、14.75%、12%和21.76%。因此在低質(zhì)量濃度Cd脅迫下，適當(dāng)增加硝態(tài)氮能促進(jìn)黑麥草株高的生長(zhǎng)；10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草的株高由大到小為T3處理>T5處理>T2處理>T4處理>T1處理。硝銨比50/50時(shí)，其株高顯著高于其他4個(gè)處理（<0.05）。T3處理黑麥草株高分別相比T1、T2、T4處理和T5處理提升56.97%、39.3%、47.61%和18.09%；在不加Cd條件下，黑麥草的株高由大到小為T5處理>T2處理>T3處理>T4處理>T1處理。硝銨比100/0時(shí)，其株高顯著低于其他4種處理（<0.05）。T5處理黑麥草株高分別相比T1、T2、T3處理和T4處理提升69.08%、3.59%、5.51%和17.32%?？梢姴患覥d處理與低質(zhì)量濃度Cd處理的株高有所不同，在沒有Cd脅迫條件下適當(dāng)增加銨態(tài)氮能促進(jìn)黑麥草株高的生長(zhǎng)。

由表4可知，0.01 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草根長(zhǎng)由大到小為T2處理>T1處理>T3處理>T4處理>T5處理。硝銨比75/25時(shí)根長(zhǎng)最長(zhǎng)，且顯著高于其他處理（<0.05）。T2處理黑麥草根長(zhǎng)分別相比T1、T3、T4處理和T5處理提升28.05%、30.32%、37.69%和52.06%。所以在低質(zhì)量濃度Cd脅迫下，適當(dāng)增加硝態(tài)氮能促進(jìn)黑麥草根長(zhǎng)的生長(zhǎng)；10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草的根長(zhǎng)大小為T3處理>T1處理>T4處理>T2處理>T5處理。硝銨比50/50時(shí)，其根長(zhǎng)顯著高于其他處理（<0.05）。T3處理黑麥草根長(zhǎng)分別相比T1、T2、T4處理和T5處理提升33.95%、86.08%、67.52%和103%；在不加Cd條件下，黑麥草的根長(zhǎng)大小為T4處理>T3處理>T5處理>T1處理>T2處理。其中T3、T4和T5處理之間沒有顯著差異，但是均顯著高于T1處理和T2處理（<0.05）。所以在沒有Cd脅迫條件下，銨態(tài)氮比例從50%到100%時(shí)，可以促進(jìn)黑麥草根長(zhǎng)的生長(zhǎng)。

表4 不同處理的黑麥草株高和根長(zhǎng)

注 同列不同小寫字母表示同列間在0.05水平上差異顯著，下同。

2.2 不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草中Cd量的影響

表5為不同處理對(duì)黑麥草植株Cd量的影響。在地上部，當(dāng)Cd質(zhì)量濃度為0.01 mg/L時(shí)，黑麥草中的Cd量由大到小為T5處理>T1處理>T4處理>T3處理>T2處理。硝銨比0/100時(shí)Cd量最高，且顯著高于其他處理（<0.05）。T5處理黑麥草中Cd量分別相比T1、T2、T3處理和T4處理提升19.92%、37.5%、30.3%和24.62%；當(dāng)Cd質(zhì)量濃度為10 mg/L時(shí)，黑麥草的Cd量由大到小為T4處理>T5處理>T3處理>T2處理>T1處理。其中T2處理和T3處理差異不顯著，但都顯著高于T1處理，且顯著低于T4處理和T5處理（<0.05）?？傮w來(lái)看，0.01 mg/L Cd脅迫條件下，在含有銨態(tài)氮的配比處理（T2—T5處理）下，隨著銨態(tài)氮質(zhì)量濃度的升高，黑麥草地上部Cd的富集量逐漸增強(qiáng)；10 mg/L Cd脅迫條件下，整體趨勢(shì)上，適當(dāng)增加銨態(tài)氮可以促進(jìn)黑麥草地上部Cd的富集。

由表5可知，在根部黑麥草的Cd富集量要比地上部的高。當(dāng)Cd質(zhì)量濃度為0.01 mg/L時(shí)，其根部Cd量由大到小為T1處理>T5處理>T2處理>T3處理>T4處理，其中T2、T3處理和T4處理之間無(wú)差異，且均顯著低于T1處理和T5處理（<0.05）；當(dāng)Cd質(zhì)量濃度為10 mg/L時(shí)，其根部的Cd量由大到小為T2處理>T3處理>T1處理>T4處理>T5處理，其中T2處理的Cd富集量顯著高于其他處理（<0.05）?？傮w來(lái)看，0.01 mg/L Cd脅迫條件下，在含有硝態(tài)氮的配比處理（T1—T4處理）下，隨著硝態(tài)氮質(zhì)量濃度的降低，黑麥草根部Cd的富集量逐漸減少；10 mg/L Cd脅迫條件下，在含有銨態(tài)氮的配比處理（T2—T5處理）下，隨著銨態(tài)氮質(zhì)量濃度的升高，黑麥草根部Cd的富集量逐漸減少。

表5 黑麥草Cd量

注 “-”代表未檢出，下同。

2.3 黑麥草中Cd的富集系數(shù)及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)

黑麥草中Cd的富集系數(shù)及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)如表6所示。0.01 mg/L Cd脅迫條件下，T3處理的地上部分富集系數(shù)顯著低于其他處理（<0.05）。T1處理的富集系數(shù)為最大，分別比T2、T3、T4處理和T5處理提升13.58%、64.59%、26.95%和13.63%；在地下部分，T1處理的富集系數(shù)顯著高于其他處理（<0.05），分別比T2、T3、T4處理和T5處理提升87.41%、246.85%、182.7%和86.41%；T1處理的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)顯著低于其他處理（<0.05）。而且不同處理的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1。總體來(lái)看，當(dāng)硝銨比為50/50時(shí)，黑麥草地上和地下部分Cd的富集系數(shù)均為最低。隨著硝態(tài)氮和銨態(tài)氮在配比中單項(xiàng)比例的升高，黑麥草地上部分和地下部分Cd的富集系數(shù)逐漸增加。

10 mg/L Cd脅迫條件下，T1處理的地上部分富集系數(shù)為最大，T3處理的地上部分富集系數(shù)為最小，而且不同處理之間差異都很顯著（<0.05）；T1處理和T2處理的地下部分富集系數(shù)均顯著高于其他處理（<0.05）；轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)在T5處理下顯著高于其他處理，在T2處理下顯著低于其他處理（<0.05）?？傮w來(lái)看，在含有銨態(tài)氮的配比處理（T2—T5處理）下，隨著銨態(tài)氮質(zhì)量濃度的升高，黑麥草地下部分Cd的富集系數(shù)逐漸降低，但轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)逐漸升高。

表6 黑麥草中Cd的富集與轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)

2.4 不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草抗氧化酶活性的影響

2.4.1 不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草MDA量的影響

表7為不同處理的黑麥草植株MDA量。0.01 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中MDA量由大到小為T1處理>T5處理>T4處理>T2處理>T3處理，處理間差異顯著（<0.05）。所以在低質(zhì)量濃度Cd脅迫條件下，隨著硝態(tài)氮和銨態(tài)氮在配比中單項(xiàng)比例的升高，黑麥草中MDA量逐漸增加；10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中MDA量由大到小為T5處理>T4處理>T2處理>T3處理>T1處理。其中T1、T2處理和T3處理之間沒有顯著差異，但均顯著低于T4處理和T5處理（<0.05）。所以在高質(zhì)量濃度Cd脅迫條件下，整體趨勢(shì)是隨著銨態(tài)氮質(zhì)量濃度的升高，黑麥草中MDA量逐漸增加；在不加Cd條件下，黑麥草中MDA量由大到小為T5處理>T2處理>T3處理>T4處理>T1處理。其中T1、T3處理和T4處理之間差異不顯著，但是均顯著低于T2處理和T5處理（<0.05）。

2.4.2不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草SOD活性的影響

表7為不同處理的黑麥草植株SOD活性。0.01 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中SOD活性由大到小為T5處理>T3處理>T1處理>T2處理>T4處理，其中T1、T2處理和T4處理之間沒有顯著差異，但均顯著低于T2和T5處理（<0.05）；10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中SOD活性由大到小為T4處理>T5處理>T1處理>T2處理>T3處理。其中T1處理和T2處理沒有顯著差異，但均顯著低于T4和T5處理，又顯著高于T3處理（<0.05）；在不加Cd條件下，黑麥草中SOD活性由大到小為T5處理>T1處理>T4處理>T2處理>T3處理。其中T5處理顯著高于其他處理（<0.05）。所以在沒有Cd脅迫條件下，整體趨勢(shì)是隨著銨態(tài)氮質(zhì)量濃度的升高，黑麥草的SOD活性逐漸增加。

2.4.3 不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草POD活性的影響

表7為不同處理的黑麥草植株P(guān)OD活性。0.01 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中POD活性由大到小為T5處理>T3處理>T4處理>T2處理>T1處理，其中T5處理顯著高于其他處理（<0.05）；10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中POD活性由大到小為T4處理>T5處理>T2處理>T1處理>T3處理，其中T3處理和T4處理差異顯著（<0.05）。在Cd脅迫條件下，銨態(tài)氮比例超過50%時(shí)會(huì)促進(jìn)POD活性的升高；在不加Cd條件下，黑麥草的POD活性由大到小為T1處理>T5處理>T4處理>T2處理>T3處理。其中T1處理和T3處理差異很顯著（<0.05）。

2.4.4 不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草CAT活性的影響

表7為不同處理的黑麥草植株CAT活性。0.01 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中CAT活性由大到小為T4處理>T5處理>T3處理>T1處理>T2處理，其中T4和T5處理沒有顯著差異（<0.05）；10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中CAT活性由大到小為T5處理>T3處理>T4處理>T2處理>T1處理，其中不同處理之間差異顯著（<0.05）；在不加Cd條件下，黑麥草中CAT活性由大到小為T5處理>T4處理>T3處理>T1處理>T2處理，其中T4處理和T5處理沒有顯著差異，但均顯著高于其他處理（<0.05）?？傮w來(lái)看，0.01 mg/L Cd脅迫條件下，在含有銨態(tài)氮的配比處理（T2—T5處理）下，隨著銨態(tài)氮質(zhì)量濃度的升高，黑麥草中CAT活性逐漸增強(qiáng)；10 mg/L Cd脅迫條件下，整體趨勢(shì)上，增加銨態(tài)氮可以促進(jìn)CAT活性的升高。

表7 黑麥草中抗氧化酶活性

3 討論

Cd2+質(zhì)量濃度對(duì)植物生長(zhǎng)和氮代謝的不同效應(yīng)已有報(bào)道[17-18]，而且適宜的硝態(tài)氮銨態(tài)氮配比有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。在0.01 mg/L Cd脅迫條件下，適當(dāng)增加硝態(tài)氮能促進(jìn)黑麥草株高和根長(zhǎng)的生長(zhǎng)。

硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是植物可以吸收的2種主要氮素形態(tài)，但2種不同形態(tài)的氮素對(duì)植物重金屬積累的影響都不相同[19]。研究發(fā)現(xiàn)隨氮肥用量的增加，土壤中Cd的生物有效性會(huì)提高，但是不同形態(tài)氮素對(duì)其影響差異顯著[20]。NH4+-N能夠促進(jìn)Cd的吸收[21-22]。本試驗(yàn)中，在Cd脅迫處理下，銨態(tài)氮比例由25%上升到100%時(shí)，會(huì)促進(jìn)黑麥草地上部對(duì)Cd的吸收。

丙二醛（MDA）是植物在逆境中脂質(zhì)過氧化的最終產(chǎn)物，因此其量常被用來(lái)衡量受脅迫后發(fā)生膜脂過氧化的程度[23]。由本研究可知，隨著Cd質(zhì)量濃度的施加，在10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草中MDA量在不同硝銨比水平下都低于0.01 mg/L Cd脅迫條件下的MDA量。原因可能是黑麥草具有較強(qiáng)的抗氧化脅迫能力，如果超過一定Cd脅迫質(zhì)量濃度時(shí)，黑麥草中MDA量均開始下降。黑麥草施加不同配比的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮后，其MDA量在T1處理下為最低值，而在T5處理下達(dá)到最高值，說明10 mg/L Cd脅迫下的黑麥草在硝銨比100/0條件下受脅迫程度最低。

在外界環(huán)境對(duì)植物脅迫的情況下，植物體內(nèi)的抗氧化酶（SOD、POD、CAT等）系統(tǒng)來(lái)清除活性氧，能夠把細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的過量的活性氧和自由基清理掉，減輕活性氧對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的潛在危害[24-26]。在本研究中，當(dāng)銨態(tài)氮比例由50%上升到100%時(shí)，受Cd脅迫下黑麥草中的CAT和POD活性會(huì)升高以分解過多的活性氧來(lái)維持作物生理代謝穩(wěn)定。

4 結(jié)論

1）在0.01 mg/L和10 mg/L Cd脅迫處理下，銨態(tài)氮比例由25%上升到100%促進(jìn)黑麥草地上部對(duì)Cd的吸收。

2）在10 mg/L Cd脅迫條件下，黑麥草MDA量在不同硝銨比水平下都低于0.01 mg/L Cd脅迫條件 下的MDA量，而且在硝銨比100/0條件下受脅迫程度最低。

3）當(dāng)銨態(tài)氮比例由50%上升到100%時(shí)，Cd脅迫下黑麥草中的CAT和POD活性會(huì)升高。

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The Effect of Different Combinations of Nitrogen Forms on Growth and Physiological Traits of Ryegrass under Cd Stress

ZHANG Qian1,2, GAO Feng1,3*, CUI Bingjian1,3, WU Haiqing1,3, CUI Jiaxin1,2, MO Yu1,2, MA Huanhuan1,2

(1.Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang 453002, China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 3. Key Laboratory of High-efficient and Safe Utilization of Agricultural Water Resources,Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang 453002, China)

【】Nitrogen exists in different forms which have different effects on soil biogeochemical processes and plant growth and nutrients acquisition. The purpose of this paper is to investigate the impact of combinations of different nitrogen forms on the growth and physiological traits of ryegrass in hydroponic culture under Cd stress.【】We used treated wastewater as the hydroponic culture and grew the ryegrass by contaminating the culture with Cd concentration set at 0.01 and 0.1 mg/L, respectively. The nitrogen was nitrate and ammonium with the nitrate :ammonium ratio being set at 100∶0, 75∶25, 50∶50, 25∶75 and 0∶100. In each treatment, we measured the physiological traits of the plant【】When the Cd concentration was 0.01 mg/L, increasing nitrate application promoted the growth of both roots and shoots, as well as absorption of Cd by the ryegrass when the nitrate :ammonium ratio increased from 25% to 100%. When Cd concentration increased to 10 mg/L Cd, the MDA content in the ryegrass was lower than that at 0.01 mg/L concentration, regardless of the nitrate : ammonium ratio. The content of MDA in the ryegrass under Cd stress was the lowest when nitrate : ammonium was 100∶0. We also found that Cd stress boosted the activities of CAT and POD in the ryegrass when the amount of ammonium increased from 50% to 100%.【】Increasing ammonium in the nutrient solution benefited Cd2+absorption by the ryegrass, thereby reducing its detrimental impact on ryegrass growth and development.

reclaimed water; ryegrass; cadmium; nitrate nitrogen; ammonium nitrogen

S152. 7

A

10.13522/j.cnki.ggps.2020644

張茜, 高峰, 崔丙健, 等. 不同氮素形態(tài)配比對(duì)Cd脅迫下黑麥草生長(zhǎng)特性的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2021, 40(11): 59-65.

ZHANG Qian, GAO Feng, CUI Bingjian, et al. The Effect of Different Combinations of Nitrogen Forms on Growth and Physiological Traits of Ryegrass under Cd Stress[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2021, 40(11): 59-65.

1672 - 3317（2021）11 - 0059 - 07

2020-11-17

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFC0403302-1）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFC0403503-2）；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（192102110264）

張茜（1993-），女。碩士研究生，主要從事非常規(guī)水資源安全利用研究。E-mail: 735694649@qq.com

高峰（1963-），男。研究員，主要從事非常規(guī)水資源安全利用研究。E-mail: gaofengcaas@sina.com

責(zé)任編輯：韓 洋