不同土壤湿度下稗草对大豆根瘤固氮的影响

在全自控人工气候室内系统研究了不同土壤湿度下稗草对大豆根瘤固氮的影响。结果表明,稗草在每盆3株的密度下,使播后53～63天淹水期间及淹水期后一天的大豆单株根瘤固氮量平均分别比无草对照提高了16.6%和30.0%,在每盆10株的密度下分别使其比无草对照提高了34.2%和67.5%。播后30～70天,在不淹水的情况下,稗草在每盆3株和10株的密度下使其所在处理的平均日蒸发蒸腾量分别比无草对照增加了23.8%和50%,从而削弱了水分对大豆植株的供应;而当土壤水分供应水平从其田间持水量的80%降低到35%时,大豆根瘤的氧气传导速率从0.38cm·s~(-)下降到0.20cm·s~(-1),净光合速率从18.81mg·dm~(-2)·h~(-1)降低到4.04mg·dm~(-2)·h~(-1);每盆10株稗草对大豆单株根瘤重量及每克根瘤固氮酶活性的抑制率则分别从8.2%和17.0%升高到18.3%和19.6%,其对大豆单株根瘤固氮量的抑制率也随之从21.5%上升到33.1%。     

玉米-大豆带状套作对大豆根瘤性状和固氮能力的影响

【目的】研究玉米-大豆带状套作系统中大豆生物量积累、根瘤特性、固氮酶活性和植株酰脲含量与固氮能力间的关系,明晰套作根系固氮能力的变化规律,为筛选适宜玉米-大豆带状套作的大豆品种提供理论依据。【方法】以强结瘤大豆NTS1007及其亲本BRAGG和本地耐荫大豆南豆12三个结瘤特性不同的大豆品种（系）为试验材料,在大田试验条件下,采用传统挖掘法挖根考察根瘤生长特性,并对玉豆带状套作下的大豆地上部与地下部生物量积累、根瘤固氮酶活性和植株酰脲含量进行测定和分析。【结果】与单作相比,玉豆带状套作下大豆植株生物量显著下降,地下部（33.15%）较地上部（20.84%）下降更为明显,根瘤生物量受地上部和地下部的共同调控（R2=0.613、0.916）;大豆根瘤数目、单株瘤重和酰脲含量均显著下降,根瘤数目与地下部生物量呈显著正相关（R2=0.813）;单位重量和单株固氮酶活性均显著下降,在达到峰值后下降速度均小于单作;单株固氮酶活性增长速率最快的时间滞后于单作。不同结瘤特性大豆对玉豆带状套作的响应不同,玉豆带状套作下NTS1007单株根瘤数目最多,但与单作相比其降幅最大（52.42%）,BRAGG地下部和地上部生物量、根瘤重量下降幅度最大（37.73%、31.28%、43.25%）,南豆12的根瘤数目、地上部和地下部生物量、根冠比的降幅均为最小（40.12%、10.17%、19.83%、10.41%）;玉豆带状套作下NTS1007的单株固氮酶活性和单位重量酰脲含量降幅最大（64.41%、21.72%）,BRAGG的单位重量固氮酶活性降幅最大（24.16%）,南豆12的单位重量和单株固氮酶活性、单株酰脲含量均表现为最高,且降幅最小（10.01%、45.81%、17.88%）。【结论】玉豆带状套作显著降低了大豆地上部、地下部生物量和根冠比,减少了单株根瘤数目,降低了单位重量根瘤和单株固氮酶活性,抑制了大豆固氮能力的发挥。但生殖生长后期固氮能力下降速度低于单作,这有利于套作大豆籽粒蛋白质的积累。不同结瘤特性大豆对套作的响应不同,强结瘤大豆NTS1007的地上部干物质积累和地下根瘤形成对套作环境反应敏感,南豆12则对玉豆带状套作表现出了良好的适应性。     

田菁生育期间根瘤菌固氮作用和木质素积累研究

本试验研究了田菁生育期间新老根瘤更替和根瘤菌固氮作用,干物质 C/N 比和木质素累积。试验结果表明:1.田菁生育过程中有旺盛的新老根瘤的更替。主茎一真叶有效根瘤在主根上发生,主根有效根瘤教在盛花期达最大值,结荚期则减少16%,而侧根有效根瘤数则增加40.5%,从盛花期至鼓粒期单株有效根瘤数和衰亡根瘤数均增加。2.从盛花期到鼓粒期单株有效根瘤重量显著增加,虽然单位重量有效根瘤固氮酶活性降低,而单株有效根瘤固氮酶活性提高,增加固氮量。3.田菁鼓粒期较盛花期干物质量大并提高干物质 C/N 比和木质素含量,增加单株木质素积累。     

大豆磷肥的施用

磷对大豆根系生长的促进作用，有利于根瘤的形成。当土壤中磷的供应不足时．大豆根瘤虽然能侵入根中，但是不结瘤。钼肥是根瘤固氮必不可少的微量元素，土壤缺磷的情况下，单施钼肥反而使根瘤减少。磷对根瘤中氨基酸的合成以及根瘤中可溶性氮向植株其他部分转移，都有重要作用。     

不同轮作方式对大豆孢囊线虫及大豆固氮能力的影响

１９９３～１９９４年的田间试验表明，不同轮作方式能显著地影响大豆根区孢囊线虫孢囊数量，每百克干土中孢囊数顺序为：重茬＞迎茬＞正茬．与正茬相比，重茬、迎再茬别降低单株根瘤重量２４．００％和３１．４８％；分别降低单株固氮能力３２．９４％和２２．５８％．而对根区根瘤菌数量及根瘤固氮酶活性没有明显的影响．     

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为大豆的高产栽培提供参考,进行净作大豆(T1),净作大豆十钼肥拌种(T2,播种大豆前取5 g钼酸铵用温水完全溶解,然后加水至0.5 kg,即为1％钼酸铵溶液,然后拌种),间作大豆(T3),间作大豆十钼肥拌种(T4)栽培试验.结果表明:净间作条件下,钼肥拌种大豆能明显改善地上部的农艺性状,T2处理大豆的叶片叶绿素含量比T1处理增加28.9％、T4处理比T3处理增加15.1％;单株根瘤数T4处理为47.2个/株,比T3处理增加24.5％,且比T2处理增加12.9％;净间作大豆的根系活力分别比相应对照增加55.8％和33.6％,产量分别增加550.25 kg/hm2和340.4 kg/hm2,增产幅度为23.4％和38.03％.钼肥拌种处理能够显著增加净间作大豆株高,促进根瘤数增多、根瘤体积增大、固氮能力提高,进而叶片叶绿素含量增加、光合能力增强,从而提高大豆产量.     

咪唑乙烟酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的机理研究

【目的】探索咪唑乙烟酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的关键机制,为解决咪唑乙烟酸长期大量应用对根瘤固氮的毒害提供依据。【方法】采用田间试验方法,研究咪唑乙烟酸茎叶处理对根瘤固氮酶活性的影响与根瘤豆血红蛋白含量、根瘤类菌体和细胞浆中氨含量的关系。【结果】咪唑乙烟酸施用后21 d内,固氮酶活性受到显著抑制。112.5和225.0 g a.i./hm2施药量下,对豆血红蛋白含量的抑制峰值分别出现在第7、14天,抑制率分别为30.52%和35.41%,抑制作用分别在第21、28天得到解除。根瘤类菌体中氨含量抑制峰值均出现在第14天,抑制率分别为35.33%和48.96%,第28天氨含量均恢复正常。细胞浆中氨含量显著增高,且分别在第 21、28天恢复正常。【结论】咪唑乙烟酸茎叶处理后,豆血红蛋白含量降低是导致固氮酶活性降低的1个重要原因,同时细胞浆中氨积累也造成了对固氮酶活性的反馈抑制。     

不同氮肥施用量对大豆生长状况的影响

为了摸清氮肥施用量对大豆生长状况的影响,设置不同梯度氮肥试验。结果表明:施用氮肥能够显著增加大豆株高、叶绿素含量,促进植株干物质的积累,不同施氮水平下,株高和叶绿素含量以及植株生物量在N3P2K(高氮)处理中达到最大值,但对大豆根瘤的形成和生长则表现出抑制作用,表现为减少根瘤数量和根瘤干重,降低固氮酶活性。与低氮处理相比,其它处理的根瘤固氮酶活性较弱。增加施氮量能够改善大豆产量性状,增加大豆单株荚数和粒数,但与N1P2K(低氮)处理相比,N2P2K(中氮)、N3P2K(高氮)处理的产量稍有下降,分别减少了6.8%、1.1%。     

赛克津(Sencor)对大豆生育、共生固氮及土壤微生物的影响

本研究结果表明,在土壤有机质含量2.25％～2.35％,土壤水分条件较好的情况下,不同浓度的赛克津除草剂进行土壤处理对大豆种子发芽和幼苗出土均无影响。施量高于0.25 kg/ha的各浓度处理对大豆幼苗均产生药害,药害程度随苗期的延长,用药浓度的增加而加重。开花期的株高和株重,各处理均低于对照。赛克津低浓度0.25 kg处理对大豆根瘤的共生固氮无不良影响;而0.5 kg以上浓度处理,对大豆根瘤的形成和株固氮总活性有较明显的抑制作用。成熟大豆植株的株高(除0.25 kg外),分枝数、荚数、株重及株粒重均低于对照,随用药浓度的增加而降低。赛克津除草剂对土壤中细菌,放线菌和霉菌在数量上有一定刺激作用。     

大豆细胞色素P450家族GmCYP78A71固氮功能解析

大豆可与根瘤菌互作进行共生固氮,有效缓解其对土壤氮素的依赖。细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)是一种血红素单加氧酶,参与植物信号分子、植物激素和黄酮类等多种次生代谢物的合成,为探究其在大豆结瘤固氮中的生物学功能,分析了该家族GmCYP78A71基因的结构,并对其表达模式及生物学功能进行了深入解析。qRT-PCR和转启动子大豆毛根的根瘤GUS染色表明,GmCYP78A71在根瘤中特异表达,且随着根瘤的发育表达量逐渐增高,在成熟根瘤中达到峰值;与对照相比,超表达复合植株的根瘤个数、鲜重、固氮酶活性等显著提高,而RNAi毛状根的根瘤个数、鲜重、固氮酶活性等显著降低。上述结果表明GmCYP78A71对根瘤的生长发育和固氮发挥重要作用。     

盆栽条件下土壤无机氮浓度对大豆结瘤、固氮和产量的影响

【目的】大豆结瘤固氮和产量对氮肥的反应不同,实际上是由于大豆共生固氮系统及其根系系统对土壤无机氮浓度的感知不同造成的。通过对不同土壤无机氮浓度下大豆结瘤、固氮及产量影响的研究,探索能提高大豆产量、结瘤和固氮的土壤无机氮浓度,即掌握土壤无机氮浓度与大豆共生固氮和产量的数量关系,为调控氮肥施用量及施用时期、预测氮肥对大豆共生固氮能力和产量的影响提供理论依据。【方法】采用盆栽土培试验方法,分别在第一片复叶充分生长（V2期）、始花期（R1期）、始荚期（R3期）和始粒粒（R5期）一次性施用不同量的氮肥,从而形成不同无机氮浓度的土壤。利用获得的不同无机氮浓度土壤为供试土壤,对各生育时期根瘤数量、干重和固氮酶活性及成熟期产量及其构成因子进行调查,明确大豆根瘤固氮和产量对土壤无机氮浓度的响应,掌握土壤无机氮浓度与氮肥及与大豆固氮和产量的数量关系。【结果】不同时期土壤无机氮浓度处理下的根瘤干重、数量和固氮酶活性均随着大豆生育时期的推进在R4期时达到最大值。R6期时大豆平均根瘤干重、数量和固氮酶活性均表现为：V2期＞R5期＞R3期＞R1期,较CK处理根瘤平均干重分别下降15%、18%、17%和32%;根瘤数量下降13%、18%、19%和20%;固氮酶活性下降19%、22%、23%和32%。不同生育时期土壤无机氮浓度与R6期大豆根瘤干重、数量和固氮酶活性间均具有显著的线性负相关关系,即土壤无机氮浓度越大对根瘤干重、数量和固氮酶活性的抑制作用越大。大豆干物质积累量和产量的变化趋势均表现为：R1期＞R3期＞V2期＞R5期。除R5期不同土壤无机氮浓度处理与CK处理间的生物量和产量差异不显著外,V2、R1和R3期不同土壤无机氮浓度处理,均显著地促进大豆生物量和产量的增加。不同生育时期处理均以N3和N4处理的生物量、株高、株荚数、株荚重、株粒重显著高于其它处理。V2期土壤无机氮浓度对大豆固氮能力和产量的影响最大,而R1期土壤无机氮浓度对大豆生长和产量的影响最大。不同生育时期不抑制大豆固氮同时还提高大豆产量的土壤无机氮浓度不同：V2期土壤无机氮浓度达到135.8 mg•kg -1;R1期土壤无机氮浓度为58-91 mg•kg-1;R3期土壤无机氮浓度为29.4-62.8 mg•kg -1;在R5期土壤无机氮浓度达到102.3 mg•kg -1。【结论】大豆对氮肥的反应主要取决于土壤无机氮浓度的大小,而土壤无机氮浓度大小的调节,除了与氮肥施用量有关外还与大豆的生育时期有关系,可以根据农业生产和科学试验的需要进行调节。其中V2期土壤无机氮浓度对大豆根瘤数量、干重和固氮酶活性的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理;而R1期土壤无机氮浓度对大豆生物量和产量的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理。     

平衡施肥对大豆生长状况和固氮能力的影响

为提高大豆产量,高效利用肥料以降低生产成本,选择了4种不同肥料组合,分别为NP、NK、PK和NPK,研究了各施肥条件对大豆生长状况及固氮能力的影响。结果表明:平衡施肥(NPK)能够促进大豆生长,其株高、叶绿素含量和植株生物量均达到了最大值。平衡施肥中氮肥的施用抑制了大豆根瘤固氮能力,根瘤数量、根瘤干重和固氮酶活性均低于CK处理。NK处理的单株荚数和粒数高于其它处理,PK处理获得了较高的百粒重,但平衡施肥(NPK)条件下,大豆的产量最高,与CK相比,产量增加了39.4%。     

普通田菁的共生固氮特性

普通田菁(Sesbania cannabina)在苗龄10天左右主根开始结瘤,根瘤呈马蹄形至鸡冠状,深红,大小为0.5cm×1.0cm;苗龄65天,主根瘤开始衰败,苗龄35天侧根显瘤,侧根瘤多为球状,少数呈马蹄形,生长期长达80天以上。乙炔还原法测定表明:湿润和旱栽田菁根瘤固氮酶活性的变化比较一致,苗龄60～65天出现活性高峰,分别为16.45微克分子乙烯/株·小时和16.43微克分子乙烯/株·小时。在淹水条件下,固氨酶活性在苗龄,60～80天之间出现两个高峰,其峰值分别为19.91和14.51微克分子乙烯/株·小时。同时,比色测定的结果也表明。在不同的栽培条件下,根瘤豆血红蛋白含量的消长与固氮酶活性变化相一致。在适宜的栽培条件下,普通田菁的固氮周期可长达120天以上,湿润栽培下每季田菁的总固氮量估计可达13g/m~2。     

种植密度对玉米-大豆带状间作下大豆光合、产量及茎秆抗倒的影响

【目的】阐明玉米-大豆带状间作下大豆植株冠层在不同种植密度下的光环境变化规律,明确种植密度对间作大豆叶片光合特性、产量形成及茎秆抗倒的影响,为构建寡日照地区间作大豆合理群体密度提供理论参考。【方法】本研究以大豆（川豆-16）和玉米（正红-505）为试验材料。采用双因素随机区组设计,主因素为种植方式,设玉米-大豆带状间作和大豆带状单作2个水平,副因素为大豆的3个种植密度（PD1=17株/m²,PD2=20株/m²,PD3=25株/m²),研究种植密度对间作大豆冠层内部光环境变化、叶片光合特性、植株生长动态、田间倒伏率及产量构成等的影响。【结果】2年结果表明,在玉米-大豆带状间作系统中,大豆生长中后期受高位作物玉米遮荫和自荫性增加的影响,其植株群体冠层内部的光合有效辐射（PAR）、叶面积指数（LAI）、叶片光合能力、分枝数及产量显著降低,但受玉米影响的程度因大豆种植密度的不同而不同。在间作模式下,PD1和PD2处理的大豆植株群体冠层光合有效辐射比PD3处理分别增加了45.4%和24.8%,净光合速率分别增加了46.1%和12.3%,单株有效荚数分别增加了53.2%和27.2%,单株分枝数分别增加了270.4%和140.9%,田间倒伏率分别降低了50.3%和19.3%。相关性分析发现,间作大豆的田间倒伏率与冠层内部光合有效辐射、叶片净光合速率、茎秆抗折力、茎叶干物质比、单株分枝数及单株有效荚数呈显著负相关,与株高、叶面积指数和单株无效荚数呈显著正相关。【结论】在玉米-大豆带状间作模式下,20株/m²的大豆密度（PD2）有利于创造良好的群体冠层内部光环境,降低植株田间大豆倒伏率,增加光合产物积累,从而提高大豆产量。     

大豆/玉米间作下干物质累积动态变化与产量分析

通过采用田间小区试验研究了不同氮素供应水平以及接种根瘤菌对大豆/玉米间作下的干物质积累与产量的影响。试验结果表明,生育前期,间作大豆和玉米与单作之间单株干物质积累量差异不显著;生育后期,间作大豆的单株干物质积累量小于单作时的单株干物质积累量,而间作玉米单株干物质积累量则显著高于单作。在不施氮时,接种根瘤菌处理的大豆在鼓粒期大豆根瘤干质量显著高于未接种处理,而间作大豆的根瘤干质量显著高于单作;在施氮量150kg.hm-2时,接种根瘤菌处理促进了大豆根瘤的生长,但是间作种植大豆根瘤干质量显著低于单作。在经济产量方面,大豆和玉米间作体系中接种根瘤菌显著提高了大豆和玉米的籽粒产量,不施氮处理,接种根瘤菌比不接种根瘤菌处理大豆和玉米经济产量总量平均增加了14.2%,在施氮为150kg.hm-2时,平均相应的增加6.5%。     

苗期追施氮肥对紫花苜蓿生长的影响(1988年)

试验结果表明:在氮素缺乏的江西红壤丘陵岗地上种植紫花苜蓿时,通过苗期追施氮肥可以促进紫花苜蓿的生长.在一次追施5kg/亩尿素时,花期株高、根长及单株根瘤数分别比对照高32.5%,22.4%及49.5%.     

中国北方水稻与无芒稗化感作用研究

为了探寻中国北方栽培稻种资源是否对稗草具有化感作用,用改进的差时播种共培法对中国北方常见的37份水稻栽培品种与稗草(无芒稗)进行了室内幼苗化感作用初步评价。试验结果表明:北方栽培稻中存在对稗草具有较强化感作用的资源,与对照相比,各参试水稻品种对稗草幼苗的株高、根长、植株干重、根干重化感作用差异很大。其中1046,屉优35,TA/C4115,沈农315,TA/C418等品种对稗草幼苗具有较强的化感抑制作用;265-11,高优8等对稗草幼苗基本无化感作用;而265,265-2等对稗草幼苗具有促进作用。同时发现多数水稻品种对稗草根长抑制率高于对株高抑制率,对根干重抑制率高于株干重抑制率。     

钼肥对净间作大豆农艺性状及产量的影响

为大豆的高产栽培提供参考,进行净作大豆(T_1),净作大豆+钼肥拌种(T_2,播种大豆前取5g钼酸铵用温水完全溶解,然后加水至0.5kg,即为1%钼酸铵溶液,然后拌种),间作大豆(T_3),间作大豆+钼肥拌种(T_4)栽培试验。结果表明:净间作条件下,钼肥拌种大豆能明显改善地上部的农艺性状,T_2处理大豆的叶片叶绿素含量比T_1处理增加28.9%、T_4处理比T_3处理增加15.1%;单株根瘤数T_4处理为47.2个/株,比T_3处理增加24.5%,且比T_2处理增加12.9%;净间作大豆的根系活力分别比相应对照增加55.8%和33.6%,产量分别增加550.25kg/hm~2和340.4kg/hm~2,增产幅度为23.4%和38.03%。钼肥拌种处理能够显著增加净间作大豆株高,促进根瘤数增多、根瘤体积增大、固氮能力提高,进而叶片叶绿素含量增加、光合能力增强,从而提高大豆产量。     

化肥与秸秆配施对大豆生长及产量的影响

为了进一步提高大豆产量,研究了化肥与秸秆配施条件下,大豆生长及产量的变化。结果表明:化肥与秸秆配施增加了大豆株高和叶绿素含量,促进了大豆植株的干物质积累。增加秸秆施入量对大豆株高的叶绿素含量影响不大。苗期秸秆处理能够促进大豆根瘤形成,后期逐渐表现出抑制作用。低量秸秆处理能够促进大豆固氮酶活性,高量秸秆对大豆固氮酶活性有抑制作用。化肥与秸秆配合施用能够改善大豆产量性状,低量秸秆处理单株荚数、单株粒数、百粒重和产量最高。     

硝态氮对于大豆幼苗生长、根瘤固氮及光合产物运转的影响

田间试验说明大豆植株全生育期间固氮作用至少出现两个高峰。第一高峰较小,在营养生长开始阶段;第二高峰在开花到结荚中期。结荚后期固氮作用显著降低。固氮速率与根瘤鲜重变化趋势基本一致。溶液喷雾培养大豆幼苗的试验说明NO_3-N含量超过30ppm时,严重抑制固氮作用。NO_3-N含量愈低,单株根瘤鲜重愈高,说明其固氮能力也愈强,单株根瘤鲜重与乙炔还源之间的相关系数为 0.85。 以标记甲酸滴于出苗后23天的大豆幼苗第一复叶的中小叶上,24小时后第二复叶(未展开)及根瘤中放射性强度较高,在茎、子叶以及根中较低。分析各器官甲酸同化中间产物,在固氮作用被强烈抑制的植株中其阳性和中性离子化合物放射性强度按根、根瘤、叶片的次序递减;根瘤固氮作用受抑制的植株,其天门冬氨酸-谷氨酸代谢池增加,柠檬酸-苹果酸代谢池减少。 根据试验结果讨论了有关大豆碳氮关系以及碳素同化途径的问题。