摘要:
【目的】聚天冬氨酸(PASP)是天冬氨酸(ASP)的聚合物,分子量由一千至數(shù)十萬,因具有促進(jìn)作物生長和養(yǎng)分吸收的作用,在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用廣泛,但其應(yīng)用效果與分子量密切相關(guān)。本文通過紅外光譜分析和水培試驗(yàn),研究不同分子量PASP的結(jié)構(gòu)特性及其對小麥根系生長和養(yǎng)分吸收的影響,以明確不同分子量PASP的應(yīng)用特點(diǎn)與作用機(jī)制,為PASP在新型增效肥料研制和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的科學(xué)應(yīng)用提供理論依據(jù)。【方法】以小麥(濟(jì)麥22)為供試作物,霍格蘭營養(yǎng)液為基礎(chǔ)培養(yǎng)液進(jìn)行水培試驗(yàn),將天冬氨酸(ASP)和低分子量(10 kDa,PAH)PASP分別設(shè)置10 mg·L^(-1)、25 mg·L^(-1)和50 mg·L^(-1)3個(gè)添加量加入培養(yǎng)液中,以僅用營養(yǎng)液為對照(CK),試驗(yàn)共13個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)4次。培養(yǎng)20 d后收獲,測定小麥地上部和根系的干重與氮、磷、鉀含量以及根系的形態(tài)、吸收面積和活力?!窘Y(jié)果】(1)不同分子量聚天冬氨酸結(jié)構(gòu)不同,隨著分子量的增加,聚天冬氨酸肽鍵含量逐漸增加,羧基含量先增加后降低,其中,PAH肽鍵含量最高,PAM羧基含量最高。(2)應(yīng)用不同分子量聚天冬氨酸均可促進(jìn)小麥生長,提高干物質(zhì)積累量,表現(xiàn)為PAM>PAH>PAL≈ASP;其中根系干重較CK增加11.90%—19.06%,PAM在10 mg·L^(-1)、25 mg·L^(-1)和50 mg·L^(-1)添加量下,小麥總干重分別較CK顯著增加9.13%、23.36%和20.54%。(3)不同分子量聚天冬氨酸均可優(yōu)化小麥根系形態(tài),增加根系的總吸收面積、活躍吸收面積和活力,以PAM效果最好。(4)不同分子量聚天冬氨酸均促進(jìn)了小麥對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收,以PAM效果最好,PAH次之;在50 mg·L^(-1)添加量下,小麥對氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量最高,其中PAM較CK分別顯著增加16.88%、25.97%、21.61%,PAH較CK分別顯著增加16.28%、23.36%、18.16%。(5)相關(guān)性分析表明,不同分子量聚天冬氨酸肽鍵、羧基含量與小麥干物質(zhì)重、氮磷鉀養(yǎng)分吸收量以及根長和根系總吸收面積均極顯著正相關(guān);而小麥干物質(zhì)重和氮磷鉀養(yǎng)分吸收量與根系表面積、總吸收面積、活躍吸收面積及活力均顯著或極顯著正相關(guān)?!窘Y(jié)論】不同分子量聚天冬氨酸(PASP)均能促進(jìn)小麥生長,優(yōu)化根系形態(tài),提高根系吸收面積和根系活力,促進(jìn)小麥對養(yǎng)分的吸收;不同分子量PASP結(jié)構(gòu)不同,隨著分子量的增加,PASP肽鍵含量增加,羧基含量先增加后降低,肽鍵和羧基含量與小麥生長和氮磷鉀養(yǎng)分吸收量呈正相關(guān)。在本試驗(yàn)條件下,以中分子量PASP(3—5 kDa)對小麥生長和養(yǎng)分吸收的促進(jìn)作用最好,高分子量PASP(>10 kDa)次之;在用量上,不同分子量PASP以高用量(50 mg·L^(-1))對小麥整株的生長和養(yǎng)分吸收促進(jìn)效果最好,但以中等用量(25 mg·L^(-1))對小麥根系的生長和養(yǎng)分吸收促進(jìn)效果最佳。