芦苇在铵富集梯度下的耐受性与生态生理响应

《Wetlands》：Tolerance and Ecophysiological Responses of Phragmites karka Across an Ammonium Enrichment Gradient

　　

摘要

铵（NH₄⁺）富集在富营养化湿地中很常见。尽管湿地植物可以去除 NH₄⁺ 并改善水质，但过量的 NH₄⁺ 可能具有毒性。Phragmites karka 是一种用于去除营养物质的湿地植物，然而其高浓度 NH₄⁺ 下的耐受性及生态生理响应仍缺乏了解。本研究调查了 P. karka 在 NH₄⁺ 富集梯度上的表现。这些植物在温室条件下，使用含有不同 NH₄⁺ 浓度（0.5、1.0、2.5、5.0、10.0 和 15.0 mM）的标准营养液进行了 68 天的生长培养。当 NH₄⁺ 浓度为 2.5 mM 时，植物表现出最高的相对生长率（RGR）和地上部分伸长率。随着 NH₄⁺ 浓度增加，植物的地上部分与根部比值增加，根长减少，气孔密度降低且气孔尺寸增大。然而，在 15.0 mM NH₄⁺ 下生长的植物其相对生长率与在 0.5 mM 下生长的植物相当。这表明 P. karka 可以在广泛的 NH₄⁺ 浓度范围内生长。此外，作为生理调节，植物的叶绿素浓度和根部 ATP 浓度增加，以支持 NH₄⁺ 的同化并补偿胁迫。结果，总氮浓度增加。当供应 5.0 mM 或更高浓度的 NH₄⁺ 时，组织中的 NH₄⁺ 浓度显著增加，而在供应 15.0 mM NH₄⁺ 的植物中，NH₄⁺ 吸收率显著降低。这些结果表明 P. karka 的 NH₄⁺ 耐受性约为 5 mM。我们的研究结果支持将 P. karka 用于基于自然的处理系统中，以减轻氮富集景观中的营养污染。