南京土壤所植物氮鋁相互作用研究取得進展

　　鋁毒是酸性土壤限制作物生產潛力發揮的重要因子。同時，由于酸性土壤上銨的硝化作用比較弱，無機氮的形態是以銨態氮為主。長期以來，酸性土壤上這兩個特性（鋁毒和銨態氮為主）是否在植物體內（耐鋁毒和偏喜銨）有關聯倍受關注，但是一直沒有取得顯著的進展。

　　最近5年來，中科院南京土壤研究所沈仁芳研究員課題組通過室內培養實驗，研究了銨態氮和硝態氮供應對水稻鋁毒表現的影響，發現與硝態氮供應相比，銨態氮顯著降低了鋁對水稻的毒害，水稻根系鋁積累量在硝態氮條件下是銨態氮條件下的幾十倍。銨根離子本身以及植物吸收銨態氮產生的氫離子與鋁離子在水稻根表競爭吸附位點，是銨態氮減輕鋁對水稻毒害的機制之一。該成果發表在Plant and Soil（2009，315：107-121）上。

　　胡枝子是一種廣泛分布于酸性土壤的耐鋁植物。課題組在胡枝子氮鋁相互用上的研究表明，雖然鋁脅迫下根系分泌有機酸是胡枝子耐鋁的機制之一，但是添加銨態氮仍能夠進一步增強胡枝子對鋁毒的耐性，充分證明了銨態氮在減輕植物鋁毒中的有效性。該研究成果發表在Plant and Soil（2010，337：389-398）上。

　　針對銨態氮在減輕植物鋁毒害中的重要性，聯系到水稻又是較為偏好銨態氮的作物種類，課題組進一步研究了30個水稻品種氮鋁相互作用，發現水稻的耐鋁能力與偏好銨態氮能力之間存在極顯著正相關關系，與硝態氮偏好能力之間存在極顯著負相關關系；鋁在銨態氮供應下甚至促進水稻生長，在硝態氮供應下抑制水稻生長。依據上述結果，研究人員建立了土壤-植物系統氮鋁相互作用模式，闡述了植物耐鋁與“喜”銨的協同作用，耐鋁與“喜”硝的拮抗作用。這一作用模式不僅存在于不同水稻品種之間，在不同植物種類間也有類似規律。由于銨態氮在酸性土壤無機氮源中占有較大比例，依據上述知識，有望實現協同提高酸性土壤植物耐鋁能力和氮效率的目的。該成果最近在線發表在Annals of Botany（doi:10.1093/aob/mcs234）上。

　　上述研究成果為植物適應酸性土壤機制提供了新觀點，同時也為酸性土壤養分管理和植物品種選育提供了依據，具有科學理論和應用實踐雙重價值。

　　植物氮鋁相互作用研究取得進展