第66期--pH影响植物的氮营养吸收

pH影响针叶树和大豆根尖区域的NH₄⁺,NO₃^-和质子流速

图注：花旗松、大豆和扭叶松在不同NH4NO3和不同pH条件下H+、NH4+和NO3-的流速图。

 

根际的pH影响植物营养的吸收和积累，也影响微生物的活性，矿化的速率，离子的交换。胞外的pH影响质膜和周围环境之间的电势差，进而影响细胞膜上H⁺-ATPase的数量和活性，这些将会影响到无机氮的运输。NH₄⁺和NO₃^-转运的机制在不同pH条件下不同，目前的模型认为氮的吸收通过低亲和转运系统（LATS）和高亲和转运系统（HATS），这两个转运系统与质子密切相关。

2010年，加拿大的科学家使用非损伤微测技术研究了针叶树和大豆根部NH₄⁺和NO₃^-在pH影响下的吸收过程。许多种针叶树生长在酸性土壤中，但是他们对NH₄⁺和NO₃^-的喜好有很大差异，并且pH影响氮素的吸收。测定了根部不同部位（根尖，距离根尖端5mm、10mm、20mm和30mm处）的NH₄⁺、NO₃^-和质子流速，测定条件为50μM和1500μM的NH₄NO₃，pH为4和7。在大豆和扭叶松中，pH7时质子外流，但是pH4时质子内流。花旗松根尖后面都出现质子外流，花旗松能够在低pH下保持NH₄⁺的吸收，可能与保持质子的外流相关，这种质子外流使植物能更好地适应酸性土壤。在这三种材料中，NO₃^-的吸收在中性pH下最大，特别是在高氮中，因此，氮浓度是决定在合适的pH时氮吸收的主要因素。

在花旗松和大豆中，氮素的吸收在1500μM中比50μM的NHH₄NO₃中大，但是质子流图谱在每个物种中不同。这种离子流的结果提供了氮素在空间和时间上吸收的模式，说明了植物具有不同的营养吸收机制。

 

关键词：高亲和转运系统（HATS, high-affinity transport system）;低亲和转运系统（LATS, low-affinity transport system）;非损伤微测技术（MIFE）;氮（N, nitrogen）

参考文献：Hawkins BJ and Robbins S. Physiologia Plantarum, 2010, 138: 238-247.

 

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