微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿土壤酶活性與根系脯氨酸的影響

曹雪松，鄭和祥，佟長福，李和平，劉瑞春，郝語新

(1.水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020; 2.內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市杭錦旗防汛抗旱辦公室，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017400;3.蒙晟建設(shè)有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

地下滴灌作為近些年新興的灌溉方式，由于其提高了灌溉用水效率，在干旱和半干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中備受關(guān)注[1-2]。經(jīng)過3～4 a地下滴灌后，作物根區(qū)滴灌帶滴頭附近土壤的水力學(xué)特性及土壤結(jié)構(gòu)等會受到不同程度的影響，加之作物根區(qū)土壤多年缺乏翻耕，導(dǎo)致作物根系區(qū)土壤板結(jié)，限制土壤孔隙中O2的擴(kuò)散與流動性，不利于作物根區(qū)土壤與大氣之間的氣體交換[3-4]，從而造成作物根區(qū)缺氧，根系出現(xiàn)不同程度的黑根現(xiàn)象，甚至死亡。因此，如何提高作物根區(qū)土壤O2含量，改善作物根區(qū)土壤微環(huán)境成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。

作物根系的正常生長離不開O2，只有根系土壤保持一定的O2環(huán)境，作物根系才能維持正常的呼吸作用，發(fā)揮其吸收水分和養(yǎng)分的功能[5]。微納米氣泡水地下滴灌是在原有地下滴灌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在滴灌系統(tǒng)首部安裝特定的微納米氣泡發(fā)生器，將空氣以微納米級氣泡的形式摻入灌溉水中隨地下滴灌系統(tǒng)直接輸送到作物根區(qū)土壤，向根區(qū)通氣，從而解決作物根區(qū)土壤通透性不足導(dǎo)致的作物根系缺氧，進(jìn)而影響根區(qū)土壤與根系的正常呼吸。國內(nèi)外學(xué)者對加氣灌溉已有初步研究，研究成果均表明作物根區(qū)通氣有利于改善作物根區(qū)土壤O2環(huán)境，進(jìn)而保障根系區(qū)土壤及微生物呼吸作用，改善根系區(qū)土壤微環(huán)境，促進(jìn)作物根系有氧呼吸的順利進(jìn)行，保障作物根系對土壤養(yǎng)分與水分的吸收，促進(jìn)作物生長、提高作物品質(zhì)，有效緩解作物根區(qū)缺氧的實(shí)際問題[6-12]。陳慧等[13]研究表明加氣灌溉增加了平均2.1%的土壤硝化細(xì)菌數(shù)量，減少了平均9.7%的土壤反硝化細(xì)菌數(shù)量；雷宏軍等[14-15]研究表明曝氣地下滴灌能促進(jìn)紫茄對養(yǎng)分的吸收，提高水分利用效率與產(chǎn)量，并且可以促進(jìn)N2O的排放，較不加氣處理增加35.16%；Du等[16-17]研究表明加氣灌溉對土壤生物環(huán)境產(chǎn)生積極影響的同時(shí)可提高土壤N利用率。土壤酶作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的組分之一，為土壤有機(jī)體的代謝提供動力，也是生態(tài)系統(tǒng)的生物催化劑，其活性的大小在一定程度上反映了所處土壤的理化性質(zhì)與土壤肥力，在土壤物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過程中具有重要作用[18-19]。

作為氧化還原酶類的過氧化氫酶參與土壤腐殖質(zhì)組分的合成與土壤形成過程，是表征土壤肥力的重要指標(biāo)之一；作為水解酶類的脲酶主要功能是水解蛋白質(zhì)、多糖等大分子物質(zhì)為易被植物根系吸收的小分子物質(zhì)，對土壤生態(tài)系統(tǒng)中的碳、氮循環(huán)具有重要作用，是植物氮素營養(yǎng)的直接來源，可用來表征土壤的氮素狀況[20]；脯氨酸作為植物體內(nèi)最重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，當(dāng)植物體受到不同類型的脅迫時(shí)，植物體便會通過滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累達(dá)到對逆境的適應(yīng)反應(yīng)。已有報(bào)道表明，作物根際土壤中過氧化氫酶和脲酶的活性明顯高于非根際土壤[21]，且過氧化氫酶和脲酶的活性隨土壤深度的增加而逐漸降低[22-23]。朱愛民等[24]研究了秋末刈割對紫花苜蓿根頸游離脯氨酸的影響，建議不在秋末敏感期對紫花苜蓿進(jìn)行刈割。

國內(nèi)外學(xué)者針對加氣灌溉研究的加氣方式大多集中在傳統(tǒng)加氣(文丘里加氣)，即利用偏壓射流器吸收天然空氣，再使用循環(huán)水泵將水往復(fù)流經(jīng)文丘里射流器進(jìn)行循環(huán)曝氣，傳統(tǒng)的文丘里加氣溶解于灌溉水的氣泡直徑多為毫米級，并且微納米氣泡水地下滴灌條件對紫花苜蓿土壤酶活性和根系游離脯氨酸的影響少見報(bào)道。本文將空氣通過微納米氣泡快速發(fā)生裝置后，使溶解于灌溉水的氣泡直徑介于微米級和納米級之間，由于微納米氣泡的比表面積大、自身增壓溶解、上升速度慢、吸附性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、表面帶電等特性[25-28]，使灌溉水溶解氧濃度大幅度升高，更加高效地緩解了根區(qū)土壤缺氧。因此，為緩解長時(shí)間地下滴灌導(dǎo)致的作物根區(qū)土壤板結(jié)、土壤濕潤體通透性減弱及作物出現(xiàn)黑根現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)問題，筆者開展了紫花苜蓿微納米氣泡水地下滴灌試驗(yàn)研究，通過對紫花苜蓿根區(qū)土壤酶活性與根系脯氨酸等指標(biāo)的觀測，分析微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿土壤酶活性與根系脯氨酸的影響，旨在為多年生牧草微納米氣泡水地下滴灌提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)位于鄂托克前旗(106°31′～108°30′ E，37°37′～38°45′ N)，多年平均風(fēng)速2.7 m·s-1；多年平均日照時(shí)數(shù)2 957 h；平均相對濕度49.7%；多年平均氣溫8.0℃；多年平均降水與蒸發(fā)量分別為261.0、2 498.1 mm；無霜期平均為170 d，最大凍土層深1.55 m。試驗(yàn)區(qū)100 cm深土壤類型為砂土，土壤機(jī)械組成詳見表1。

1.2 試驗(yàn)材料及種植方法

滴灌系統(tǒng)：滴灌帶采用內(nèi)鑲貼片式，壁厚0.4 mm，滴頭間距0.3 m，額定流量2.0 L·h-1，4行紫花苜蓿由1條滴灌帶進(jìn)行灌水控制，滴灌帶埋深20 cm，行距60 cm。

供試苜蓿品種：紫花苜蓿為4 a生草原2號。

種植方法：紫花苜蓿的種植方法為人工條播，行距設(shè)置為15 cm，于每茬紫花苜蓿初花期(開花約30%)進(jìn)行刈割。該地區(qū)第一茬苜蓿于每年4月中旬開始返青，第三茬苜蓿于每年9月底收割并儲存。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018年4—10月在鄂托克前旗開展了紫花苜蓿微納米氣泡水地下滴灌田間試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)不同加氣水平處理和1個(gè)常規(guī)不加氣灌溉處理(CK)作為對照。每個(gè)試驗(yàn)處理小區(qū)的長和寬分別為50.0 m和8.0 m，為了保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可重復(fù)性，每個(gè)試驗(yàn)處理均采取3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)間隔1 m，相鄰試驗(yàn)處理間設(shè)隔離帶，寬度為2 m，試驗(yàn)區(qū)總面積1 900 m2，試驗(yàn)布置見圖1。

表1 試驗(yàn)區(qū)0～100 cm土層土壤機(jī)械組成

根據(jù)前期的研究結(jié)果[29]，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的灌水定額均為22.5 mm，灌水日期和灌水次數(shù)相同。灌水日期根據(jù)WA-2處理的適宜含水率下限確定。全年紫花苜蓿第一茬、第二茬、第三茬分別灌水5、4、5次，整個(gè)紫花苜蓿生長季共灌水14次，灌溉定額為315 mm。由于空氣曝氣條件下微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度的低氧、飽和狀態(tài)分別為1.8、8.2 mg·L-1，故本研究微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度設(shè)低、中、高3個(gè)水平，分別為處理WA-1(1.8 mg·L-1)、處理WA-2(5.0 mg·L-1)、處理WA-3(8.2 mg·L-1)，每個(gè)處理微納米氣泡水地下滴灌時(shí)間均相同，地下滴灌周期為5～7 d，遇降雨順延。每個(gè)處理和對照均于返青期第一次灌水時(shí)施尿素30 kg·hm-2，尿素在滴灌首部的施肥罐里均勻溶于水后隨滴灌水流直接作用于苜蓿根區(qū)。

1.4 觀測指標(biāo)與方法

試驗(yàn)區(qū)設(shè)置有小型農(nóng)田氣象站，主要觀測指標(biāo)有降雨量、相對濕度、日照、氣溫、風(fēng)速與風(fēng)向、氣壓等氣象數(shù)據(jù)。

地下水觀測：利用環(huán)刀在試驗(yàn)區(qū)取原狀土，進(jìn)行田間持水量室內(nèi)測定，并與田間的測定結(jié)果進(jìn)行對比，確定了試驗(yàn)區(qū)0～60 cm土層的田間持水量為22.86%。采用HOBO地下水位自動測定儀(美國)測定試驗(yàn)區(qū)地下水水位變化，確定試驗(yàn)區(qū)地下水埋深在1.2～2.0 m。

土壤含水率：每個(gè)試驗(yàn)處理地塊安裝有土壤濕度計(jì)，采用烘干法和儀器測定法計(jì)算土壤含水率。烘干法使用土鉆取土，烘箱烘干；儀器測定采用HH2型TDR土壤水分測定儀，每根TDR管測3次，取平均值代表試驗(yàn)小區(qū)的土壤含水率。

注：→代表滴灌帶，其中箭頭表示水流方向。Note: → represents the drip irrigation belt, where the arrows indicate the direction of flow.圖1 試驗(yàn)小區(qū)布置Fig.1 Experimental plot layout

紫花苜蓿根系特征：(1)利用Marquez-Ortiz法確定根頸直徑和分枝數(shù)，根頸直徑使用游標(biāo)卡尺測量，分枝數(shù)是指從根頸直接長出的分枝數(shù)；(2)利用Johnson法確定根形態(tài)特征：主根直徑是指根莖1 cm處直徑，主根長度是指根莖以下主根至根直徑≥0.1 cm處的長度；側(cè)根直徑是指靠近主根處的直徑，側(cè)根數(shù)是指離主根0.5 cm處的側(cè)根數(shù)量，當(dāng)直徑≥0.1 cm時(shí)計(jì)入，當(dāng)直徑<0.1 cm時(shí)不計(jì)入；根系生物量是指根系的干重。

微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度采用溶解氧測量儀(美國維賽YSIPro20)測量。于每茬紫花苜蓿返青期、拔節(jié)期、分枝期、開花期取其根際土壤測定土壤酶活性(過氧化氫酶、脲酶)與根系脯氨酸含量，以紫花苜蓿根系為中心選取土樣，土樣面積400 cm2(20 cm× 20 cm)，土樣深度60 cm，混合均勻后作為一個(gè)土樣。

土壤酶活性與根系脯氨酸測定方法：過氧化氫酶活性測定采用滴定法，其酶活性用每克干土消耗的0.1 mol·L-1的KMnO4溶液數(shù)量表示，單位為ml·g-1；脲酶活性的測定方法為苯酚-次氯酸鈉比色法，其酶活性用每克土1 d后生成的NH3-N質(zhì)量表示，單位為mg·g-1·d-1；脯氨酸的測定方法采用茚三酮法，單位為μmol·g-1。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與繪圖軟件包括Excel 2013、OriginPro 8.5和SPSS 19.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿根區(qū)土壤過氧化氫酶活性的影響

注：不同字母表示在P<0.05水平下各處理差異顯著,下同。Note: Different letters indicate the significant difference under the level of P<0.05, the same below.圖2 微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿土壤過氧化氫酶活性的影響Fig.2 Effect of subsurface drip irrigation with micro-nanobubbled water on alfalfa soil catalase activity

過氧化氫是伴隨著土壤微生物與有機(jī)物的呼吸作用及生物化學(xué)氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，對土壤及其微生物具有一定的毒害作用。過氧化氫酶能促進(jìn)過氧化氫的分解與氧化，從而降低對土壤和生物體的不利影響。圖2為不同微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿各生育階段土壤過氧化氫酶活性的影響。從圖中可以看出，微納米氣泡水地下滴灌處理土壤中過氧化氫酶活性明顯高于處理CK，處理WA-3、WA-2和WA-1的4個(gè)生育期的過氧化氫酶活性均值分別為19.72、18.67、16.40 ml·g-1，相較于處理CK的13.35 ml·g-1，分別增加47.72%、39.85%和22.85%，并且在紫花苜蓿不同生長期，隨著微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度的增加，土壤中過氧化氫酶活性呈增大的趨勢。

同一試驗(yàn)處理?xiàng)l件下，土壤中過氧化氫酶活性隨著微納米氣泡水地下滴灌次數(shù)的增加呈先升后降的趨勢，在紫花苜蓿分枝期達(dá)到最大，處理WA-3、WA-2和WA-1的土壤過氧化氫酶活性分別為20.28、19.19、16.92 ml·g-1，相較于處理CK(13.82 ml·g-1)，分別高出46.74%、38.86%和22.43%，這是因?yàn)樽匣ㄜ俎Ｐ柙陂_花初期進(jìn)行刈割，在分枝期末已經(jīng)不需要進(jìn)行灌溉，所以土壤中過氧化氫酶活性在開花期略低于分枝期。

2.2 微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿根區(qū)土壤脲酶活性的影響

脲酶存在于作物根區(qū)土壤大多數(shù)細(xì)菌及真菌體內(nèi)，主要作用是分解尿素，產(chǎn)物為氨和二氧化碳，利于作物根系對土壤養(yǎng)分的吸收和利用，所以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常被用來表征土壤的氮素營養(yǎng)狀況。圖3為微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿根區(qū)土壤脲酶活性的影響，由圖3可知，微納米氣泡水地下滴灌處理土壤中脲酶活性明顯高于處理CK，處理WA-3、WA-2和WA-1的4個(gè)生育期的過氧化氫酶活性均值分別為13.56、12.61、11.61 mg·g-1·d-1，相較于處理CK(9.03 mg·g-1·d-1)，分別增加50.17%、39.65%和28.57%。并且在紫花苜蓿不同的生長期，隨著微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度的增加，土壤中脲酶活性呈增大的趨勢。

同一試驗(yàn)處理?xiàng)l件下，土壤中脲酶活性隨著微納米氣泡水地下滴灌次數(shù)的增加呈先升后降的趨勢，在紫花苜蓿分枝期達(dá)到最大，處理WA-3、WA-2和WA-1的脲酶活性分別為13.98、13.17、12.07 mg·g-1·d-1，相較于處理CK(9.63 mg·g-1·d-1)，分別高出45.17%、36.76%和25.34%，這是因?yàn)樽匣ㄜ俎Ｐ柙陂_花初期進(jìn)行刈割，在分枝期末已經(jīng)不需要進(jìn)行灌溉，所以土壤中脲酶活性在開花期略低于分枝期。

圖3 微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿土壤脲酶活性的影響Fig.3 Effect of subsurface drip irrigation with micro-nanobubbled water on alfalfa soil urease activity

2.3 微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿根系特征的影響

根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，同時(shí)具有合成有機(jī)物、支持和固定植株、改變土壤的物理、化學(xué)和生物特性以及固持水土等功能。根系特征是牧草水分和養(yǎng)分管理、刈割和放牧利用的基本依據(jù)，亦與土壤耕作及作物種植制度等密切相關(guān)。表2為微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿根系特征的影響。從表2可知，相同灌溉定額條件下，使用不同灌溉水溶解氧質(zhì)量濃度的水進(jìn)行灌溉，紫花苜蓿表現(xiàn)出不同的根系特征。處理CK、WA-1、WA-2和WA-3的根頸直徑分別為0.937、0.941、0.975 cm和0.958 cm，相較于處理CK，處理WA-1、WA-2和WA-3分別增大0.43%、4.06%和2.24%，微納米氣泡水地下滴灌對根頸直徑的影響在p<0.05水平下顯著。微納米氣泡水地下滴灌對分枝數(shù)的影響不顯著。微納米氣泡水地下滴灌對主根直徑、主根長度、側(cè)根數(shù)和根系生物量的影響表現(xiàn)出相似的規(guī)律，均是處理WA-2最大，處理CK的最小，處理CK與WA-1、處理WA-2與WA-3之間的差異不顯著，處理CK、WA-1與WA-2、WA-3之間在p<0.05水平下差異顯著；微納米氣泡水地下滴灌對側(cè)根直徑的影響為處理WA-2的最大，為0.267 cm，分別比處理CK、WA-1和WA-3增加6.07%、5.65%和4.38%，且與處理CK、WA-1和WA-3的差異在p<0.05水平下顯著。以上數(shù)據(jù)表明，微納米氣泡水地下滴灌能在一定程度上緩解紫花苜蓿根系缺氧的狀況，使滴灌帶滴頭附近的根系生長旺盛，從而根系比較發(fā)達(dá)，更利于根系對水肥的高效吸收與利用。

表2 微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿根系特征的影響

2.4 微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿根系脯氨酸含量的影響

脯氨酸廣泛在植物體內(nèi)以游離態(tài)存在，主要作用是維持細(xì)胞正常的結(jié)構(gòu)以及完成細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞間的運(yùn)輸。當(dāng)植物受到缺氧脅迫時(shí)，植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成受到抑制，分解反而被促進(jìn)，導(dǎo)致植物體通過游離脯氨酸含量的升高來維持其正常的新陳代謝作用。圖4為微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿不同生育期根系游離脯氨酸含量的影響。從圖中可以看出，對于處理CK，隨著紫花苜蓿生育期的推進(jìn)，根系脯氨酸含量呈增大趨勢，說明植物體內(nèi)蛋白質(zhì)分解被促進(jìn)，植物根系受到了一定的低氧脅迫，限制了根系有氧呼吸。微納米氣泡水地下滴灌條件下，紫花苜蓿不同生育期根系游離脯氨酸的含量明顯低于處理CK，說明微納米氣泡水地下滴灌能夠緩解因長時(shí)間地下滴灌導(dǎo)致的土壤通氣性減弱的現(xiàn)象，一定程度上促進(jìn)了蛋白質(zhì)的合成與根系的有氧呼吸作用，而且隨著生育期的推進(jìn)，同一處理的紫花苜蓿根系脯氨酸含量呈降低趨勢，并且同一灌水水平條件下，紫花苜蓿根系脯氨酸含量表現(xiàn)為處理WA-1>WA-3>WA-2。處理WA-2紫花苜蓿根系脯氨酸含量返青期為61.33 μmol·g-1，開花期為51.01 μmol·g-1，減少16.83%，而相較于處理CK開花期的92 μmol·g-1，則減少44.55%，說明微納米氣泡水地下滴灌能夠一定程度上改善長時(shí)間地下滴灌造成的根區(qū)缺氧的狀況，促進(jìn)根系的呼吸作用。但微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度不宜過大，當(dāng)超過適宜的微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度后，反而會抑制根系的生長發(fā)育，脯氨酸含量增加，說明此時(shí)微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度已非限制根系生長發(fā)育的主要因素。

圖4 微納米氣泡水地下滴灌對紫花苜蓿根系脯氨酸含量的影響Fig.4 Effects of subsurface drip irrigation with micro-nanobubbled water on alfalfa root proline content

3 討 論

土壤是作物生長的基質(zhì)，作物能否正常生長主要取決于土壤環(huán)境。土壤環(huán)境因子主要有土壤類型、土壤微環(huán)境水分、養(yǎng)分及酶活性等。土壤與土壤微生物的異氧呼吸作用以及作物根系的自養(yǎng)呼吸作用是作物根系和土壤與外界大氣進(jìn)行交換的主要途徑[30]，而作物根區(qū)土壤的微環(huán)境及其通氣狀況共同影響著土壤呼吸[31]，土壤通氣狀況不佳直接導(dǎo)致作物根系呼吸作用減弱[32]，進(jìn)而影響作物根系對土壤微環(huán)境養(yǎng)分與水分的吸收與利用，外觀表現(xiàn)為作物品質(zhì)與產(chǎn)量的降低[33]。國內(nèi)外研究表明，在灌溉過程中通入空氣、氧氣或含氧物質(zhì)，能夠有效緩解灌水過程中出現(xiàn)的根際土壤缺氧問題，提高土壤氧氣擴(kuò)散速率[34]，改善土壤通透性，有利于作物根際土壤呼吸，提高土壤酶活性，從而促進(jìn)作物根系的生長發(fā)育，促進(jìn)植株的光合作物，改善作物長不高、結(jié)果少、品質(zhì)差等現(xiàn)狀[35-36]。Greenway等[37]研究結(jié)果表明加氣灌溉能顯著提高土壤微生物活性；朱艷等[38]研究表明加氣灌溉能有效改善土壤通氣性，促進(jìn)根系的呼吸作用。本試驗(yàn)中，微納米氣泡水地下滴灌能夠有效提高紫花苜蓿根區(qū)土壤過氧化氫酶和脲酶活性，促進(jìn)了根區(qū)土壤及微生物的呼吸作用，這與李元等[39]研究得出加氣灌溉提高土壤酶活性和微生物數(shù)量的結(jié)論一致。

自然界中諸多逆境因子均能影響或限制植物體的正常生長發(fā)育，例如高溫、低溫、鹽漬、干旱、環(huán)境污染等。通常情況下，植物遇到脅迫后都會有一個(gè)抵御機(jī)制，遇到的脅迫不同，植物便產(chǎn)生不同的反應(yīng)來調(diào)節(jié)，把脅迫產(chǎn)生的不利影響降到最低。作為植物體內(nèi)最重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，脯氨酸在對抗脅迫時(shí)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。Nolte等[40]研究表明在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)積累的脯氨酸可作為滲透調(diào)節(jié)劑或抗冷劑；Voetberg等[41]研究表明低水勢下脯氨酸積累引起的滲透調(diào)節(jié)對維持玉米幼根伸長有重要作用；Alia等[42]硏究表明當(dāng)綠豆和芥菜受鋅脅迫時(shí)，植物體內(nèi)脯氨酸的積累量隨自由基的增加而增加；蔣明義等[43]研究表明氨基酸的積累有利于提高植物抗氧化能力與逆境適應(yīng)性。本試驗(yàn)中，微納米氣泡水地下滴灌條件下脯氨酸含量明顯低于不加氣常規(guī)處理，說明微納米氣泡水地下滴灌能夠緩解長時(shí)間地下滴灌造成的根區(qū)缺氧的狀況，改善土壤通透性，促進(jìn)根系的呼吸作用，解除根區(qū)低氧脅迫，游離脯氨酸含量降低。但微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度不宜過大，當(dāng)超過適宜的濃度后，反而會抑制根系的生長發(fā)育，不利于紫花苜蓿的生長發(fā)育。

4 結(jié) 論

1)微納米氣泡水地下滴灌能明顯提高紫花苜蓿根區(qū)土壤過氧化氫酶和脲酶活性；在紫花苜蓿不同的生長期，隨著微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度的增加，土壤過氧化氫酶和脲酶活性呈增大的趨勢；相同試驗(yàn)處理?xiàng)l件下，土壤過氧化氫酶和脲酶活性隨著微納米氣泡水地下滴灌次數(shù)的增加呈先升后降的趨勢。

2)微納米氣泡水地下滴灌能夠緩解因長時(shí)間地下滴灌導(dǎo)致的土壤通氣性減弱的現(xiàn)象，使紫花苜蓿免受低氧脅迫的危害，根系游離脯氨酸含量明顯低于不加氣常規(guī)灌溉處理，從而促進(jìn)根系的有氧呼吸作用；但微納米氣泡水溶解氧質(zhì)量濃度不宜過大，當(dāng)超過適宜的濃度后，反而會抑制根系的生長發(fā)育，不利用紫花苜蓿的生長發(fā)育。