植物与土壤的氨基酸营养研究进展

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1、植物与土壤的氨基酸营养研究进展张强，陈明昌，程滨，杨治平，丁玉川，刘平(山西省农业科学院土壤肥料研究所，山西太原03003D摘要：氨基酸是土壤有机氮的重耍组成部分，土壤中的部分细菌和真菌在生理代谢过程中可将其作为両体合成植物生长调节剂，刺激或促进植物的纶长和发育。就近年来国内外在生长素前体的筛选•确定以及对植物生长发育的效果进行了综述。关键词：植物生长调节剂；氨基酸；生物合成；前体植物生长调节剂的应用，具有效果显著、丿施用方便等优点。存在的问題是，合成过程复杂、稳定性差、纯度低、价格昂贵，而口多为非水溶性物质等。因此寻找一种简便易行、价格低廉的合成前体及合成途径，成为研究和应用植物牛长调节

2、剂的重要课題，也是研制新型肥料添加剂的热点所在。土壤氨基酸是土壤微纶物重要营养源，土壤微生物在代谢过程中可利川氨基酸为前体，通过牛物途径合成植物牛长调节剂，刺激植物的牛长，调节植物的住理过程。人为施用外源氨基酸同样也可以通过土壤微生物的代谢活动合成植物生长调节刑，这样不仅可以解决上述问题，而且可以将其作为添加剂加入到肥料小，既发挥了肥料的营养功能，又发挥了植物生长调节剂的作用，因此受到了广泛的关注。1氨基酸是植物牛长调节剂生物合成的前体氨基酸是土壤有机氮的重要组成部分，也是土壤微生物的重耍营养源。研究结果表叨，植物根系分泌物屮的H由氨基酸含量高于根际以外区域的含量，而根际的刚喙乙酸(IAA

3、)含量是根际外的3~5倍。微生物在生长代谢过程中，利用氨基酸作为其氮源，同吋合成植物牛长调节剂。大量研究结果表明，L—TRP是住长索IAA的牛物合成前体，而L—MET和L—ETH是乙烯的生物合成前体。IAA是牛长素中发现最早同时作用最为强烈也最稳定的植物生长调节剂。作为IAA生物合成的前体，L—TRP在土壤氨基酸屮仅占2%,但却是土壤和植物体内IAA合成的重要物质。早在1935年，Thimann首次证明了当L—TRP与根霉属suinus一起培养时，L—TRP是植物激素IAA的前体。在植物体内，L—TRP是由3■磷酸莽草酸经分支酸和邻氨基苯甲酸合成的。1987年，Frankerbergerf

4、liPoth用离子抑制高效液相色谱(HPLC)・uv光谱测定法，证明了由土壤一根界面分离出來的一种荧光假单胞菌能把L-TRP转变成为IAA,从而建立了由L—TRP合成IAA的微生物途径。乙烯是植物体内重耍的内源激素，它的存在直接影响植物的成熟。土壤内含有一定量的真菌和细菌，它们在代谢过程中利用土壤中的氧基酸合成乙烯。等研究表明，玉米根际内含有大量的微生物区系，可以将土壤屮的氧基酸合成为乙烯。乙烯的牛•物合成前体主要是L-MET和L—ETH,其合成数量与土壤肥力状况、有机质含量等因素有关。乙烯的作用浓度一般都很低。L—TRP合成IAA以及L—MET和L—ETH合成乙烯都与氨基酸的浓度和纯度密

5、切相关,另外还与土壤pH值、温度、水分状況、肥力状况、冇机质含屋等因索冇关。2土施氨基酸对植物生长的影响据报道，土施IAA溶液对作物牛长也有明显效果，但增产效果低于土施L-TRPo另外，IAA是非水溶性物质，而且价格昂贵，安全使用浓度范围很狭窄，不易掌握。土施L-TRP不仅效果好于土施IAA,而且价格便宜，施用方便，同时经微生物途径合成的IAA作用平缓，能均匀稳定地刺激作物生长。据Frankenberger等报道，在萝卜幼苗出土时，土施植物牛•长素前体L—TRP3mg/kg,使萝卜根干重比对照増加31%,同时能提髙根冠比。但当施川浓度提髙到300mg/kg后，萝卜产量不仅没有捉高，反而降低

6、了12%；当施用浓度降低到3xl0Ang/kg后，不再有增产效果。研究结果表明L—TRP的土施浓度为O.OO3~3Omg/kg,最佳浓度为3mg/kg,而大棚的施用效果好于大III。另外，叶血喷施L一TRP后各个浓度均无增产效果。Frankenberger和Arshad将L—TRP于移植前2周施入土壤，能使西瓜和甜瓜产量提髙69%和42%,平均单4狐重量分别提髙43%和36%。陈振德等研究结果表明，土就50~5xl(”mg/kgL—TRP,能使廿蓝产量提髙7.1%〜35.0%,全株重量提髙2.4%〜23.2%。其屮土施L—TRP5~5xlO^mmg/kg的产量较髙，平均増产31.6%,而且

7、净菜率提高。Arshad等的研究结果表明，土施L—MET和L—ETH后，能使土壤内的乙烯含量比对照提髙299倍和313倍。土施L—MET1.85mg/kg能显著提高玉米干物重、株高、茎粗、叶面积以及产量。帝茄土施L—ETH2-2x103mg/kg能显著提高结果数、单果重和产最，同时结果时间提前。其中，土施0.2mg/kg处理的产量最髙，0.2mg/kg处理的果实数最多，而0.2mg/kg处理的平均单果重蜃最髙。1土施氨基