硝盐有什么作用?
硝基胍又名O,N-二甲基氨基胍、二乙胺基甲脒。是一种含氮量高的有机氮肥,具有酰胺态氮和胺态氮两种含氮功能团,兼具酰胺类肥料和铵盐类肥料的优点。且易于被土壤吸附,并在土壤中逐渐释放而有效;对植物的吸收与运输有显著影响,可明显提高植株体内氨基酸含量,是培育壮苗的优良肥料之一,在农业生产中具有重要的应用价值。 1865年由瑞典著名科学家塞贝克首次合成,因其肥效高、后劲足、使用安全而被广泛用于农业、园艺、林业等领域。近年来,随着科学技术的不断进步和对硝基胍特性认识的逐步深入,其应用范围也逐渐拓宽,并实现了产业化生产。目前,我国已实现硝基胍的生产工业化,并取得了一定的经济效益和社会效益。
一、生理生化作用 硝基胍为无色晶体粉末,对金属离子具有很强的亲和力,可与Mg2+、Ca2+等形成络合物,从而增加其在土壤中的迁移性;可通过叶片气孔渗入植株体内,也可以通过根系吸收进入体内。
进入细胞的硝基胍可迅速转化为氨基脲(Urea)和胺态氮(Amide N),进而再聚合成为蛋白质。其中,氨基脲是由鸟氨酸催化生成的,它是蛋白质合成过程中的必需物质;胺态氮可直接或间接地参与体内的氧化还原过程,并进一步生成酰胺磷酸酯,最终由核甘酸转移到蛋白质分子中去。
Schaerer等发现,将硝基胍溶液滴加到马铃薯切片上时,可见片层的细胞膜出现皱褶,继而发生肿胀、断裂直至完全溶解;表明它可能是通过作用于细胞膜而导致其损害。
Czech等的研究也证明硝基胍可以通过穿透细胞壁直接进入胞内与RNA聚合酶的亚基以及DNA相互作用,抑制核酸和蛋白质的生物合成,从而起到干扰细胞代谢的作用。Kumar等还发现硝基胍能够激活花生四烯酸途径,进而引起脂质过氧化反应增强及细胞损伤。硝基胍可能通过干扰细胞内信号转导途径而导致生长素(IAA)合成降低,从而使幼苗发育迟缓、茎杆缩短变粗及分枝部位下移(图1)。
肖春玲等研究发现,外源硝酸根通过硝酸还原酶(NR)途径诱导大麦种子产生IAA,但该激素水平升高时间较短,且不能被淀粉酶的水解产物所代替。说明外源性硝酸根是通过NR直接合成IAA,而非通过蛋白水解法获取。并且,随看硝基化的进行,IAA的含量呈先升后降的趋势,当NR活性最高时,IAA含量反而低于对照,证明该激素并不是一直依赖于硝酸盐。他们还通过透射电镜观察了不同浓度硝酸根处理的大麦种子超微结构,发现低浓度硝酸根处理使种子细胞膜表面微绒毛长度明显增加,高浓度硝酸根则导致细胞膜表面的微绒毛扭曲、稀疏甚至脱落(图2)。以上结果说明,一定浓度的硝酸根能够通过 NR 直接合成 IAA 以满足植物早期生长的需要,但当肥料浓度过高,很可能因 IAA 的毒性而导致其不能充分利用。如何找到最佳化学剂量的临界值是该类肥料研发的关键。
王如阳等发现,硝基胍可以显著提高ABA(脱落酸)的水平并显著减少IAA、GA3(赤霉素)和CTK(细胞分裂素)的含量,同时促进可溶性蛋白质和游离氨基酸的累积,认为它对植物的生长可能具有双相性调节作用。他们进一步研究还表明,硝基胍通过改变膜脂组成和生物膜功能来调控下游基因的表达,从而间接地影响植物激素的代谢。
刘振英等报道,硝基胍可显著提高玉米幼苗体内的游离氨基酸总量,尤其是天门冬氨酸和苯丙氨酸含量。王忠等也发现,硝基胍可显著增加豌豆幼苗体内苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸等18种游离氨基酸的含量。说明硝基胍可能通过刺激相关酶的活性或直接参与代谢过程以提供机体所需的营养物质,从而为植株的健康成长提供保障。
三、生态效应 硝基胍是含有氮、磷、钾三种元素的中量化肥,且氮磷比例适当,施用后不易产生缺素症;但是其pH值较低且在施入土壤后会缓慢释放,长期连续使用有可能会造成酸化土壤,因此在使用时需加以注意。目前,尽管人们对硝基胍在植物体内的代谢途径和一些关键酶的特性已经进行了一定的研究,但仍然存在一些未知问题有待解决。例如,关于硝基胍在植物体中的吸收、运转与代谢的机理尚不清楚;硝基胍在根际土中的动态变化规律也需要进一步完善。由于肥料与植物的相互作用较为复杂,而且受外界环境影响较大,因此在研究中应尽可能控制外在条件的一致性和试验材料的均匀性,以提高结论的可靠性。