氮素调控下盐胁迫对饲料桑生长及生理特性的影响机制研究

本研究针对土壤盐渍化严重制约农业发展的现实问题，以'桂109'饲料桑为材料，通过水培实验探究不同氮水平对盐胁迫下植株生长、光合特性及生理响应的调控机制。研究发现6-10 mmol/L氮处理能显著提升SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性，增加可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等渗透调节物质含量，有效缓解盐胁迫对Pn、Gs、Tr等光合参数的抑制，为盐碱地饲料桑栽培的氮肥精准施用提供了理论依据。

　　

土壤盐渍化已成为全球农业发展的重大挑战，中国约20%耕地受盐害影响且面积持续扩大。盐胁迫导致植物生长受阻、产量下降，而氮素作为植物物质循环与能量代谢的核心元素，其合理施用可缓解盐害效应。饲料桑(Morus alba L.)因其耐盐碱、高蛋白等特性，在生态修复和饲料开发中具有重要价值。然而，盐碱地低肥力特性与氮肥施用效率间的矛盾尚未解决，亟需明确氮素对饲料桑耐盐性的调控机制。

河北农业大学的研究团队在《BMC Plant Biology》发表研究，通过控制水培系统中NaCl浓度(0%、0.1%、0.2%)和NH₄NO₃水平(0、6、10、16 mmol/L)构建12种处理，动态监测20天内植株表型、光合参数(Pn、Gs、Ci、Tr)、抗氧化系统(SOD、POD、CAT、MDA)及渗透调节物质(可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸)的变化规律。关键技术包括：Li-6400便携式光合系统测定光合参数，NBT光还原法测SOD活性，愈创木酚法测POD活性，H₂O₂法测CAT活性，硫代巴比妥酸法测MDA含量，考马斯亮蓝法测可溶性蛋白，蒽酮比色法测可溶性糖，酸性茚三酮法测脯氨酸。

生长特性

盐胁迫显著抑制株高增长，0.2% NaCl处理16天后幼苗死亡。6-10 mmol/L氮处理通过维持较高Gs(94.44 mmol m^-2 s^-1)和Tr(7.34 mmol m^-2 s^-1)，使株高较对照提升92.72%，而16 mmol/L高氮加剧叶片萎蔫。

光合系统

Pn、Gs、Tr均呈先升后降趋势，6 mmol/L氮使Pn峰值达12.68 μmol m^-2 s^-1，较0 mmol/L处理提高22.1%。Ci变化趋势相反，10 mmol/L氮使Ci最低降至231.13 μmol mol^-1，显示适度氮素维持气孔功能。

抗氧化系统

10 mmol/L氮使叶片SOD活性达22.78 U g^-1 min^-1，较对照提升80.53%；6 mmol/L氮促进根系POD活性(18.45 U g^-1 min^-1)。MDA含量在6 mmol/L氮时最高(21.66 μmol g^-1)，反映膜脂过氧化程度与氮水平的非线性关系。

渗透调节

10 mmol/L氮使叶片可溶性蛋白增加22.28%，脯氨酸含量达62.37 μg g^-1；根系可溶性糖在6 mmol/L氮时增长54.78%，显示器官响应差异。

该研究揭示6-10 mmol/L氮通过协同提升抗氧化酶活性和渗透调节能力，有效缓解盐胁迫对饲料桑的伤害。相关机制为：①氮素促进SOD催化O₂^-转化为H₂O₂，协同POD/CAT分解H₂O₂；②增加可溶性糖/脯氨酸维持细胞渗透平衡；③优化气孔导度保障光合效率。研究为盐碱地饲料桑栽培的氮肥精准管理提供了量化依据，对实现"以氮调盐、以桑改土"的生态农业模式具有重要实践价值。