低pH条件下小麦根系氮素利用研究(2)

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1.1.2 土壤酸化对植物的不良影响

由上述讨论，可知造成土壤酸化的主要原因是氮肥的过量使用，而土壤的酸化必定会影响农作物的正常生长。植物通过氮循环产生了大量的酸性物质，如硝化，NO3-和NH4累积浸出。酸化的土壤会造成铝离子或其他重金属离子的溢出，在生态层面上也会影响农作物的矿质元素的循环利用，从植物本身角度而言，根系被动的吸收了过多地铝离子或其他重金属元素，在一定程度上会使根系受到伤害。而植物吸收营养物质的主要器官就是根系，其对植物的生长起着至关重要的作用，根系的破坏会导致植物植株幼苗的地上部分生物量下降，另外酸化的土壤也会造成植株高度降低，使植株地上部分干重的减少，同时酸化的土壤也会对地上器官有间接的影响。如果土壤的酸度从pH= 5.5降至pH=5.0甚至酸性更低的过程中，小麦就会在酸性下降的过程中会经历钙充足-缺钙-缺钙和铝毒并存的过程。在酸性条件下生长的小麦在苗期会出现苗色黄，生长差等表现[3，7]。文献综述

多项研究表明，土壤酸化对农作物生长的影响主要表现在以下三个方面：第一方面作物幼苗在逆境条件下膜脂过氧化作用对植物细胞的损伤，同时活性氧的积累和POD活性的大幅上升导致生长激素大量氧化分解，降低了幼苗的生长速率；第二方面是酸化作用会导致植物的叶绿素受到破坏，同时MDA含量的增加也会抑制PEP羧化酶和RUBP羧化酶等与暗反应相关的酶的活性，降低幼苗光合速率；第三是由于土壤受酸雨淋溶盐基丧失，由于植株体内大量的缺乏矿质营养从而导致幼苗生长状况差，苗色黄，生长缓慢[4，11]。

由此可见，作物产量及种子品质下降主要是通过酸化的土壤对作物初级代谢的破坏作用来实现的，但是究竟哪些关键途径及关键蛋白和基因的调控参与了破坏代谢的过程，目前仍然尚不明确。由此可见，进一步从生理、基因、酶活等多个方面探究酸性条件对小麦的影响是至关重要的。

1.2 氮元素对植物的影响

在植物的生长过程中会有很多种元素参与，这些元素功能都各不相同，缺一不可。构成蛋白质的主要成分就是氮，氮元素代谢的好坏还会对茎叶的生长和果实的发育产生影响，所以氮元素与产量息息相关，因此氮元素是植物生长过程中的重要元素，也是必不可少的元素。植物体内具有多种代谢过程，由于氮元素在植物生长过程中起着至关重要的作用，所以植物体内最主要的代谢过程[7]就是氮代谢。在农作物中，主要影响着农作物的产量和品质的是其代谢强度及在生长发育过程中的动态变化。相关研究表明，硝酸还原酶（NR)的活性是通过葡萄糖和蔗糖的比值来实现的，将绿色幼苗通过暗适应处理后，蔗糖就能诱导硝酸还原酶（NR）的产生。在信号分子传递和接受过程中，碳代谢和氮代谢是相互依存，相互制约的。光可以提高mRNA 水平并同样的提高硝酸还原酶（NR）活性，碳代谢产物及引起硝酸还原酶（NR）活性降低的代谢产物也可以提高mRNA的活性[9]。因此，对农作物的氮代谢过程机制进行深入的研究，将在农业生产方面具有极其大的应用和研究价值。来.自/751·论|文-网·www.751com.cn/

1.3 立题依据和研究意义

显然，感受土壤pH的最重要器官就是根系，植物体内多个代谢途径是通过基因及蛋白的协同作用并将胁迫信号传递到叶片的。氮素利用效率的降低加大了农业生产中成本的投入，而农作物的产量却没有得到提升，甚至是下降，而后进一步大量的施用化肥，从而导致土壤的酸化程度进一步的严重，形成了一个恶性的放大循环。长期的结果就是土壤酸化程度受农业生产过程的影响越来越严重。