豆科牧草与根瘤菌共生固氮作用知识简介

生物固氮对自然界的氮素循环有着十分重要的意义。具估计,每年全球的生物固氮量为175×107t,是工业固氮的3倍。其中农田固氮约为9×107t,而根瘤菌与豆科植物的共生固氮能力居各类固氮体系之首,约为3.7×106t。近年来,共生固氮资源的人工开发利用成就显著,花生、大豆、紫云英、三叶草、直立黄芪、苜蓿、红豆草等根瘤菌接种大面积推广应用,南方荒山和北方黄土高原飞机大面积播种豆科牧草技术的推广起了关键性作用。但开发利用生物固氮资源及人工草地栽培豆科牧草与国外相比差距较大,美国每年从豆类生物固氮获取240×104t氮素,俄罗斯为260×104…     

生物固氮细菌的应用

分类论述了生物固氮细菌在农业作物上、生态环境的保护上、动物消化道的固氮作用,同时分析和评价了生物固氮的研究和应用前景。     

白花草木樨半同胞家系的生物固氮性状评价

以不同的白花草木樨(Melilotus albus)半同胞家系为试验材料,分别种植于甘肃临泽和榆中,测定其根干重、根瘤数、根瘤重、叶全氮、叶全磷和生物固氮百分率,以此评价其生物固氮能力。结果表明,白花草木樨在两个地区表现出的各项固氮指标变异系数均大于15%,主成分分析后,可将半同胞家系划分为4组,组1白花草木樨家系的根干重、根瘤数、根瘤重、叶全氮、叶全磷和生物固氮百分率分别高出对照当地白花草木樨品种(RX-02)4%、26%、10%、17%、24%、11%,其中生物固氮百分率的最大值和最小值分别为58%和43%。本研究筛选出的优良生物固氮性状的后代家系,可为进一步选育生物固氮能力强的新品种奠定基础。     

生物固氮技术在苜蓿生产中的应用

生物固氮技术应用于苜蓿生产 ,可提高苜蓿的成苗率 ,增加苜蓿产量和蛋白质含量 ,同时 ,还可增加土壤肥力。1　生物固氮技术在苜蓿生产中的作用生物固氮包括共生固氮和自生固氮。本文论述的是豆科牧草苜蓿与根瘤菌的共生固氮。根瘤菌与苜蓿的共生固氮 ,是指苜蓿根瘤菌侵染苜蓿根部形成根瘤 ,通过根瘤固氮酶的作用 ,将空气中的分子态氮转化为氨态氮 ,并提供给苜蓿利用。同时 ,苜蓿将光合作用产物提供给根瘤菌 ,作为根瘤菌生长及固氮的能量来源 ,这就是共生固氮作用。每个根瘤就是一座微型氮肥厂 ,根瘤菌给苜蓿生产氮肥 ,不会污染环境 ,不需长…     

陇东雨养农区紫花苜蓿叶片氮、磷、钾重吸收与生物固氮的偶联关系

叶片养分重吸收是植物提高养分利用效率、增强环境适应性的重要机制之一,易受多种因素影响。在豆科植物中,养分重吸收与生物固氮有何关联尚不可知。为揭示养分重吸收与生物固氮间的偶联关系,以陇东雨养农区已建植2、4、7、11和14年龄的陇东苜蓿草地为对象,测定了叶片N、P、K浓度及δ¹⁵N,分析了叶片N、P、K重吸收效率(NRE、PRE和KRE)、重吸收度(NRP、PRP和KRP)及其与生物固氮率的关系。随紫花苜蓿建植年龄增长,叶片NRE、PRE呈先增大后减小的趋势,NRE和PRE分别为36.5%(28.4%~43.4%)和52.6%(38.1%~68.2%),其中7年龄苜蓿的NRE和PRE最高;2、11和14年龄苜蓿KRE为17.8%(23.0%~27.5%),但4和7年龄为负值。随紫花苜蓿年龄变化,叶片NRP、PRP和KRP均无明显变化趋势。随紫花苜蓿年龄增长,生物固氮率先降低后升高,平均固氮率为51.0%,其中7年龄苜蓿的最低。紫花苜蓿生物固氮率与叶片NRE、PRE和KRP负相关,但与叶片KRE、NRP和PRP不相关。紫花苜蓿生物固氮与叶片的氮、磷、钾重吸收存在偶联关系,对氮、磷重吸收效率和钾重吸收度有显著影响。     

草地生物固氮与集约化草地畜牧业

草地生物固氮不仅是草地生态系统氮素循环输入过程的重要部分，而且与集约化草地畜牧业的建立和退化草场的恢复有重要的关系。在草地生态系统生物固氮的３种方式中，豆科植物根瘤生固是重要方式，细菌自主固氮值得重视，而联合固氮在草地生物固氮中有着广泛的应用前景与潜力。     

生物固氮在集约化草地畜牧业中的作用

草地生物固氮不仅是草地生态系统氮素循环输入过程的重要部分，而且与集约化草地畜牧业的建立和退化草场的恢复有着重要的关系。在草地生态系统生物固氮的3种方式中，豆科植物根瘤共生固氮是重要的方式，细菌自生固氮值得重视，而联合固氮在草地生物固氮中也有着广泛的应用前景。     

半干旱地区禾-豆混播草地生物固氮作用研究

 本研究以羊草－沙打旺、羊草－兴安胡枝子、羊草－ 花苜蓿和羊草－ 紫花苜蓿混播草地为对象,比较４种豆科牧草在松嫩平原半干旱地区的生物固氮能力、氮素转移能力以及生物固氮量对草地氮产量的贡献。结果表明,羊草－沙打旺、羊草－紫花苜蓿混播草地氮产量显著高于单播羊草草地,草地粗蛋白含量的增加显著改善了草地质量。沙打旺、兴安胡枝子、花苜蓿和紫花苜蓿生物固氮率为３５％～４０％,大气氮是豆科牧草生长不可缺少的氮素来源。豆科牧草向羊草转移氮素２～１２ｋｇＮ／（ｈｍ^２·ａ）,占羊草氮产量的５％ ～２４％。豆科植物的固氮能力增加了草地氮素资源,沙打旺、兴安胡枝子、花苜蓿和紫花苜蓿生物固氮量分别占其混播草地总氮产量的２０．３０％,１７．７８％,１１．２９％和３１．７７％。     

陇东雨养农区3个紫花苜蓿品种叶片氮磷重吸收特性

以3个紫花苜蓿品种(新疆大叶苜蓿、阿尔冈金苜蓿和陇东苜蓿)为材料,研究叶片N、P重吸收特性及其与生物固氮的关系。结果表明:3个紫花苜蓿品种叶片N重吸收效率(NRE)平均为18.0%,且第一茬显著高于第二茬。第一茬,阿尔冈金苜蓿与陇东苜蓿的叶片NRE差异不显著,但均显著高于新疆大叶苜蓿;第二茬,阿尔冈金苜蓿叶片NRE显著高于陇东苜蓿,但二者与新疆大叶苜蓿均无显著差异。3个品种叶片P重吸收效率(PRE)平均为18.3%,品种间和茬次间差异不显著。紫花苜蓿品种间叶片N、P重吸收效率差异较小,而茬次间差异显著。3个品种叶片NRE与叶片氮浓度、生物固氮率有一定的相关性,但茬次间存在差异;PRE与叶片养分浓度、生物固氮率不相关。     

植物内生菌研究发展现状

植物内生细菌在各领域都有广泛的应用价值,如促进植物生长、抗病虫害、生物固氮、降解有毒害化合物等方面都引人关注.本文概述了内生细菌侵染定殖规律及其定殖的检测方法,内生细菌研究应用过程中存在的问题,展望了内生细菌的应用过程.     

豆科植物根瘤菌分类研究进展

根瘤菌是一类与农业生产关系密切的细菌,与豆科植物共生具有很高的固氮效率。根瘤菌分类作为生物固氮和细菌分类两个领域的结合点,具有十分重要的意义。随着根瘤菌资源的不断发现和科学技术的不断发展,根瘤菌分类从以互接种族为依据的传统分类逐步过渡到了以系统发育关系为依据的现代系统分类,特别是近十几年来,生物技术应用于根瘤菌系统发育及其分类的研究进一步促进了根瘤菌资源的开发利用,使得根瘤菌的分类及其系统发育研究有了突破性进展。     

玉米－紫花苜蓿间作模式与效应研究

以玉米和紫花苜蓿间作系统为研究对象,研究了不同间作模式和不同减氮水平下的光照强度、透光率、土壤养分含量、玉米产量、苜蓿产量和单位面积纯收益变化规律。结果表明,随着玉米大行距的加大,玉米行间和苜蓿带与玉米带间隔中部、底部的光照强度和透光率均表现增大趋势,除T4处理外,其他处理的玉米行间中部、底部的光照强度和透光率均高于对照CK。间作处理的有机质、有机氮、速效氮较对照均成增加趋势,而且这种趋势随着间作时间的延长越发明显,土壤有机质、有机氮、速效氮含量随玉米大行距的加大均成增加趋势。在保持单位面积株数相同的情况下,3个试验年份玉米籽粒产量均以T2处理最高,除T4处理玉米籽粒产量低于对照外,其他处理产量均高于对照,苜蓿产量随玉米大行距的加大均成增加趋势;3个试验年份单位面积纯收益均以T3处理最高,所有间作处理单位面积纯收益均高于对照。减氮均不同程度地造成了玉米减产,但随着间作时间的延长减氮所造成的减产幅度逐渐降低,到试验第3年,R1和R2处理的玉米产量与CK相比没有显著性差异(P>0.05);试验第3年R1和R2处理的单位面积纯收益均高于CK,但差异不显著(P>0.05)。     

弗兰克氏菌在农业生产中的应用

农业的可持续发展是现代农业追求的目标,而生物固氮被认为是最有效的方式,其中,弗兰克氏菌以其特有的固氮优势在农业生产应用中受到了越来越多的重视。介绍了弗兰克氏菌在农业生产应用中的现状、前景及存在的问题。     

地耳生物固氮特性及其在内蒙古草原氮素循环中的作用

对内蒙古锡林郭勒草原地耳进行地上生物量、生理生化特性及固氮特性的研究。结果表明,地耳在晴天、早、晚是固氮能力最强的时间,中午几乎测不到固氮活性,而夜间气温不低于 5℃时仍能固氮。夏季雨天24h均能固氮。根据地耳在不同草原的分布及生物量、固氮活性昼夜变化、季节动态和年降水天数,估算出地耳在内蒙古草原的固氮量为1～4kg/hm²·a。     

内源异黄酮对紫花苜蓿结瘤固氮及氮效率的调控研究北大核心CSCD

为探究紫花苜蓿体内异黄酮与结瘤固氮及氮效率的关系,以紫花苜蓿品种中氮高效的"LW6010"和氮低效的陇东苜蓿为材料,采用室内营养液砂培,设5个氮素水平,研究了不同氮效率紫花苜蓿的异黄酮含量和固氮特性以及异黄酮合酶(IFS)和结瘤信号传递通路基因(nod)的表达。结果表明:紫花苜蓿的异黄酮含量与根瘤数、单株总根瘤重以及单株固氮潜力的相关性显著,并且在低氮胁迫时紫花苜蓿的异黄酮含量以及根瘤数、单株总根瘤重和单株固氮潜力均显著上升。另外,还发现:氮高效的"LW6010"紫花苜蓿在氮胁迫时,茎叶和根系中上调的IFS基因数量和上调幅度均大于氮低效的陇东苜蓿,因此促进了nod基因的高表达,最终提高了氮效率。综上所述,1)紫花苜蓿的结瘤固氮与异黄酮含量显著正相关,在外源氮素浓度改变时,紫花苜蓿能通过茎叶和根系中不同IFS基因的表达提高体内异黄酮含量,从而刺激nod基因表达来促进结瘤和提高单株固氮潜力;2)紫花苜蓿体内异黄酮含量的差异是决定其氮效率高低的重要原因,氮高效紫花苜蓿在氮胁迫时通过多个IFS基因的高表达促进异黄酮合成,进而刺激结瘤固氮,从而表现出氮高效。     

地下生态系统中氮素的循环及影响因素

氮素是陆地生态系统初级生产力的主要限制因子之一。地下生态系统中绝大部分氮素以不溶的聚合物形式存在,不能直接被植物吸收,因此其转化为可吸收的离子氮的生态过程受到人们越来越多的关注。本文主要综述了土壤生物与非生物两个自然因素在地下生态系统氮素循环过程中发挥的重要作用。土壤生物通过自身代谢和分泌各种酶类来加速各种形态氮素相互转化;植物根系可以通过影响土壤物理结构和分泌大量有机物质,实现与地下生态系统氮素循环之间的"相互交流";而由于生物生存与环境因子有直接联系,二者之间的相互作用也对土壤氮素循环起着特殊作用。目前,由于土壤生物种类繁多、营养流通途径复杂、分子生物学实验技术较昂贵以及在全球气候变化背景下对许多自然规律的响应变化认识有限,因此,尚不能完全在分子水平形成一张氮素在地下生态系统的流通网络图,这应该成为今后相关研究工作的方向和重点。