干旱胁迫下污泥对草地早熟禾生长及激素代谢的影响
2021-03-22张宁曹允馨徐伟常智慧
张宁,曹允馨,徐伟,常智慧
(北京林业大学草业与草原学院,北京100083)
污泥是污水处理厂净化处理污水时产生的不包括栅渣、浮渣和沉砂池沙砾的废弃物[1]。城市污泥中不仅含有植物所需要的氮、磷和钾等养分元素,而且含有可以改良土壤物理结构和生物学特性的大量有机质[2]。近年来有研究表明污泥中富含生物活性物质(biologically active substances,BAS),已经从污泥中确认并分离出的生物活性物质包括腐殖质、氨基酸、维生素和生长激素等[3-4]。这些生物活性物质可以调节植物的生长、代谢活动和抵抗非生物胁迫的防御系统[5-6],其中腐殖质和氨基酸等可以影响植物激素和氮代谢[7]。色氨酸是生长素的合成前体,在污泥中加入色氨酸可以使其生长素的含量上升,将这种污泥施用于高羊茅(Festuca elata)可以显著提高其叶绿素含量、光化学效率以及耐旱性[5]。此外,也有研究表明生物污泥可以改变植物内源激素的水平并影响抗氧化酶系统从而改善植物的抗旱性[8]。
植物体内的激素代谢及其相对平衡会根据发育和环境信号不断变化[9-10]。吲哚-3-乙酸(auxin,IAA)能促进根的发育,细胞分裂素(cytokinin,CTK)可以抗衰老,脱落酸(abscisic acid,ABA)主要调节水分胁迫下气孔的开闭[10]。IAA/CTK 的升高有利于根的发育,且IAA 和CTK 均能抑制ABA 诱导的生理效应。研究表明,喷施相关外源激素可提高草地早熟禾(Poa pratensis)的无融合生殖率[11],将腐殖酸直接喷施在叶表面,能增加叶片激素(如细胞分裂素)的含量,影响植物体内激素平衡[12]。Zhang 等[5]将加入色氨酸的污泥施入土壤,发现干旱胁迫下污泥处理与叶片直接外施生长素处理都能增加植株叶片的IAA 和CTK 含量,减少ABA 含量,增加根生物量以及推迟叶片萎蔫。……
