[目的]探究植物根系养分吸收,以及根系分泌有机物等过程中土壤酸化效应的差异与质子释放的定量区分,以期为通过优化农田养分管理调控土壤酸化提供科学依据.[方法]以'深两优 3206'水稻为试验材料,采用水培方式,设置 3 组试验:在总氮浓度 3 mmol/L下,设 4 个铵硝比(1:3、2:2、3:1、4:0);3 个磷水平,浓度分别为 0、0.08、0.32 mmol/L;3 个镉水平,浓度分别为 0、2.5、5 μmol/L.每组试验均设 2 个pH处理(4.5 和 6.5),培养时间为 48 h,定量分析营养液中养分含量、质子量(pH)及培养前后养分含量和质子量差异,计算各项指标.[结果]1)除初始pH为 4.5 的铵硝 1:3 处理外,不同铵硝比条件下水稻培养 48h后的培养液pH均低于初始培养液,根系表现为净质子释放,这种酸化作用随着营养液中铵硝比增加而增强,且根系释放的质子主要源于铵态氮吸收,在铵硝比为 3:1 和 4:0 时,氮素吸收过程的质子源贡献率均大于 70%;2)缺磷会诱导水稻对无机矿质养分中的阳离子吸收相对增加,从而促进根系净质子释放,而镉污染胁迫下会抑制水稻根系吸收无机氮素营养和净质子释放;3)水稻根系有机分泌物在低pH的溶液中主要表现出对质子缔合的酸缓冲作用,这种作用随溶液pH的下降和磷素缺乏程度的增加而增强,因此根系有机分泌物的致酸效应主要发生在中碱性土壤.[结论]利用水稻根系养分吸收与诱导质子产消的耦合关系,将质子源分为无机氮素吸收、其他矿质养分吸收以及根系有机物分泌.发现铵硝比、缺磷和镉胁迫等环境因素关联的质子源差异可以显著地体现在其致酸效应中,因此,本研究提出的质子定量区分方法可以准确评估作物根系氮素吸收、其他矿质养分吸收,以及根系有机物分泌等主要过程诱导的根际致酸效应.
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