芽孢杆菌与根瘤菌复合包衣对大豆结瘤固氮能力的影响

为了探究不同芽孢杆菌与根瘤菌复合包衣对大豆结瘤固氮的影响,通过盆栽试验,设置不接菌对照(CK)、根瘤菌单独包衣(R)、阿氏芽孢杆菌(RB)和胶质类芽孢杆菌(RP)2种促生菌分别与根瘤菌双包衣以及 3种菌混合包衣(RBP)共5个处理,测定大豆根瘤数量、干重、根瘤固氮酶活性及植株氮、磷、钾含量,筛选根瘤菌剂最佳组合。结果表明,接种菌剂的处理均能够促进大豆结瘤固氮,其中RB处理效果最好,能够获得最高的大豆植株干重、根瘤数量、根瘤干重、固氮酶活性、全氮含量,比CK分别提高51.80%、14.44%、53.33%、44.36%、25.61%,3种菌包衣并没有比双接种促生效果更好。相关性分析表明,根瘤干重与固氮酶活性、根瘤数量及植株干重都呈显著正相关关系,说明根瘤的质量可能比数量更能准确评价共生固氮效率。此结果为根瘤菌剂应用于机械化种植提供可能性,为进一步推广根瘤菌剂的规模化生产应用提供了科学依据。     

四川高效大豆根瘤菌的筛选及初步应用研究

采用无氮水培、盆栽、田间区组试验,从采集自四川33个市县35个采样点分离获得的70个大豆根瘤菌株中,筛选与四川主栽大豆品种 贡选1号 匹配性最佳的根瘤菌。对第一批分离自21个市县23个采样点的52个菌株进行无氮水培实验,其结瘤能力和共生固氮能力表明,S8、S22、S36、S46、S55、S65菌株与贡选1号共生匹配性好。用6个菌株进行的盆栽试验结果表明,S36、S8菌株与 贡选1号 匹配性较佳。将第二批分离自四川另外12个市县的12个采样点的18个菌株进行第二次水培实验,以S8、S36和CK分别作为阳性和阴性对照,结果表明接种S151、S152、S150、S149菌株的植株鲜重和干重均极显著高于CK,且高于阳性对照（S8、S36）。结合盆栽和第二次水培实验结果选择S152、S151、S150、S149、S8进行田间试验,以不接种为对照,结果显示,接种S152、S150菌株的大豆产量分别比CK显著增加33.5%和18.5%,且显著高于其它三个供试菌株S151、S149和S8接种处理。为此筛选出与四川主栽大豆品种贡选1号共生匹配性最佳的菌株是S152、S150。     

Mo与花生根瘤菌的复合菌剂对盛花期花生生长的影响

通过盆栽试验分析了"Mo+花生根瘤菌Spr2-9"复合菌剂对花生盛花期生长的影响.结果表明:(1)单接种Spr2-9(R1)能明显或显著增加植株干重、叶绿素和全氮量,分别比相应对照增加10.0%,14.6%,37.0%.(2)复合菌剂处理(R2,R3,R4)的占瘤率随钼浓度增大而增大,平均单瘤重随钼浓度增大显著降低,而总瘤数、全氮、叶绿素含量、植株干重随钼浓度的变化不显著.(3)钼能显著促进盛花期无菌处理(2,3,4)植株和根瘤的生长,平均单瘤重、叶绿素含量、植株干重、全氮量等随钼浓度增大显著增高,但对总根瘤数的影响不大.(4)等钼量的复合菌剂和无菌处理间,除无菌处理的单瘤重显著或明显高于复合菌剂外,其它都是复合菌剂处理高于无菌处理.表明供试根瘤菌是高效菌株,"Mo+供试根瘤菌"的复合菌剂对竞争结瘤、根瘤及植株生长有明显作用.     

接种根瘤菌对蚕豆/玉米间作系统产量及结瘤作用的影响

通过田间试验,研究了不同施氮水平下蚕豆接种根瘤菌GS374对蚕豆/玉米间作系统产量及蚕豆结瘤作用的影响。结果表明,不施氮处理接种根瘤菌所获得的单作或间作系统产量与不接种但施N225kghm-2的相应系统产量相当,且施N225kghm-2处理接种仍能促进蚕豆的结瘤作用。统计分析表明,与不接种根瘤菌、蚕豆单作、不施氮相比,接种、蚕豆/玉米间作、施氮均极显著地提高了蚕豆生物学产量,但只有间作能显著增加其籽粒产量;施氮显著增加玉米生物量和籽粒产量。施N225kghm-2后,蚕豆接种、间作对玉米生物量无显著影响;但不施氮时蚕豆接种显著提高了与之间作的玉米籽粒和生物学产量,增幅分别为34.3%和25.6%。接种根瘤菌显著提高了不同氮处理以籽粒产量为基础计算的土地当量比和不施氮处理以生物学产量为基础计算的土地当量比。蚕豆接种根瘤菌与不接种相比,其单株根瘤数和根瘤干重均显著增加;间作与蚕豆单作相比对根瘤数的影响较小,但显著促进了蚕豆单株根瘤干重的增加。因此,本研究认为豆科作物接种合适的根瘤菌,是进一步提高豆科/禾本科作物间作系统间作优势的又一重要途径。     

高效亲和的花生寄主植物-根瘤菌株组合

本文针对栽培花生，从大、小共生体双方研究了寄主植物－根瘤菌株组合的亲和性。结果指出：（１）在温室水培盆栽条件下，用菌株１４７－３接种的寄主植物结瘤、固氮能力育成品种〉普通型；（２）血清学鉴定出５个不同血清型菌株，其竞争力或回收率与寄主品种、根瘤菌株和土著菌数密切相关；（３）在温室与田间条件下，不同花生寄主一根瘤菌株组合存在着广谱或特异共生亲和性与非亲和性的差异，并鉴定出高效、广谱亲和的品种徐州６－     

蚕豆任米问作接种AM真菌与根瘤菌对其吸磷量的影响

盆栽试验研究不同根系分隔方式蚕豆/玉米间作接种AM真菌和根瘤菌对其吸收有机磷影响结果表明,接种AM真菌均显著促进玉米和蚕豆吸收有机磷,与对照相比吸P量分别增加138.1%和82.3%;接种AM真菌和根瘤菌对蚕豆吸收有机磷有协同促进作用,蚕豆根瘤数、根瘤重和菌根侵染率显著增加,并改善与其间作玉米的营养状况,明显促进玉米生长。     

豌豆族根瘤菌菌株分离筛选及某些因素对结瘤的影响

从豌豆和蚕豆植株根瘤中分别分离纯化根瘤菌22株和11株。其中豌豆2210,2213,2211和蚕豆114,117,112等菌株结瘤表现较好。从分离的菌株中随机取豌豆211,2210及蚕豆112,115,123菌株测定了不同 pH 值、盐浓度、不同可给态氮的不同浓度对结瘸的影响以及豌豆2210和蚕豆115菌株的固氮活性。结果表明,总的趋向是在中性偏碱范围结瘤表现较好。在 pH 4的条件下,对植株生长、结瘤有较明显的抑制作用;在 pH 9条件下,除接种豌豆2210菌株的植株不受抑制外、其余均不同程度的受到抑制。盐浓度在0.01 mol/L 时,对植株生长、结瘤无不良影响,当浓度增加到0.05 mol/L 时,对接种豌豆2210菌株的植株生长、结瘤无影响,其余植株生长无明显影响但结瘤数很少。可给态氮不论是铵态氮或硝态氮,浓度在0.5～16 ppm 对植株生长和结瘤均无不良影响。     

壳聚糖对NaCl胁迫下菜用大豆结瘤固氮的影响

【目的】研究壳聚糖对盐胁迫抑制菜用大豆结瘤固氮的缓解效应,为进一步探讨壳聚糖抗逆机理提供新的线索。【方法】以蛭石为基质,以菜用大豆‘特早王’–根瘤菌共生体系为研究对象,采用人工气候箱培养,研究NaCl胁迫下壳聚糖对菜用大豆根瘤形成、生物固氮的影响。菌种为与‘特早王’共生匹配性较好的快生根瘤菌N18。接种后的植株进行如下4个处理:1)叶面喷施清水,根部浇灌无氮营养液(CK);2)叶面喷施壳聚糖水溶液,根部浇灌无氮营养液(CTS);3)叶面喷施清水,根部浇灌溶有NaCl的无氮营养液(Cl);4)叶面喷施壳聚糖水溶液,根部浇灌溶有NaCl的无氮营养液(CTS+Cl)。上述各处理施用的水或水溶液均为无菌水配制,NaCl处理的浓度为50 mol/L,CTS处理的适宜浓度为200 mg/L。接种30天后,将大豆植株取出,用清水将根部蛭石冲洗干净后,立即测定根瘤固氮酶活性、根瘤数及根瘤鲜重,然后测定根瘤豆血红蛋白含量和根系活力,最后测植株干重和全氮量。【结果】氯化钠胁迫下,植株干重显著下降,与CK相比降幅达49%,喷施壳聚糖后(CTS+Cl),降低幅度显著减小,但依然显著低于CK (P <0.05)。无盐条件下,与CK相比,壳聚糖处理(CTS)增加植株干重的效果不明显。喷施壳聚糖显著增加了菜用大豆的根瘤数、根瘤鲜重、植株含氮量、根系活力、豆血红蛋白含量及固氮酶活性(P <0.05)。NaCl胁迫显著抑制了菜用大豆的结瘤固氮作用,其中根瘤数、根瘤鲜重分别较CK下降了79%、90%,而壳聚糖处理(CTS+Cl)使菜用大豆在盐逆境下的结瘤数、根瘤鲜重、植株全氮含量、根系活力、豆血红蛋白含量及固氮酶活性等均显著回升,增幅分别达对照的29%、20%、17%、48%、19%、21%,但均显著低于CK。【结论】非NaCl胁迫下,喷施壳聚糖可以显著促进菜用大豆结瘤,提高豆血红蛋白含量及固氮酶活性,最终增加植株含氮量。在NaCl胁迫下,外源壳聚糖可以显著缓解氯化钠胁迫导致的对根系活力和结瘤固氮的影响。因此,叶面喷施壳聚糖是促进菜用大豆结瘤固氮和生长的有效措施。     

GUS基因标记法对慢生花生根瘤菌竞争结瘤和接种效果的研究

应用GUS基因标记技术,可简便、快速、准确、原位、直观地确定标记花生根瘤菌株形成的根瘤,从而方便地研究标记菌株与土著根瘤菌的竞争结瘤能力。无氮水培试验表明,标记菌株gusA4-5、gusA2-9分别与土著菌混和接种占瘤率为71.4%、77.0%。盆栽试验表明,接种供试菌株Spr4-5、Spr2-9占瘤率分别为57.9%、63.0%,比对照极显著增产52.5%、22.7%;接种Spr4-5比Spr2-9极显著增产24.2%。初步说明两个供试菌株的竞争结瘤力比土著根瘤菌强,菌株Spr2-9强于Spr4-5;Spr4-5比Spr2-9有效性高,是结瘤适量,竞争结瘤能力强的高效菌株。     

接种根瘤菌对不同品种绿豆生长及产量的影响

在田间试验条件下,调查了品种2号、中绿5号和冀绿9号3个绿豆品种接种根瘤菌菌剂对植株及产量等性状的影响.研究发现,接种根瘤菌可显著促进品种2号和冀绿9号两个绿豆品种的生长,根瘤数量明显增多,产量分别增加41％和29％;中绿5号接种根瘤菌后,产量不增反降,但总根瘤数要明显高于对照,且主根瘤数也高于其他两个品种.从而建议根瘤菌的应用应与品种相匹配.     

间作小麦和接种AM真菌协同提高蚕豆抗枯萎病能力和根际微生物碳代谢活性

【目的】接种丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal,AM) 真菌和间作均是防治蚕豆枯萎病的有效方法,从土壤微生物学角度研究两者协同减轻蚕豆枯萎病的机理,对控制蚕豆枯萎病传播具有重要意义。【方法】利用盆栽试验方法,进行了间作和接种AM真菌摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae,Fm) 和扭形球囊霉 (Glomus tortuosum,Gt) 试验。设蚕豆单作对照 (MF)、蚕豆小麦间作 (IF)、蚕豆单作接种Fm (MFFm)、蚕豆小麦间作接种Fm (IFFm)、蚕豆单作接种Gt (MFGt)、蚕豆小麦间作接种Gt (IFGt) 6个处理。于蚕豆开花期 (生长70天) 取土壤样品,测定蚕豆幼苗生长、枯萎病发生、根际镰刀菌数量和微生物碳代谢活性。【结果】间作显著增加蚕豆幼苗干重93.0%、降低蚕豆枯萎病病情指数71.4%,接菌显著增加蚕豆幼苗干重55.3%、降低病情指数76.6%,其中接种Fm真菌对蚕豆幼苗干重的影响更大,对病情指数的抑制效果更好。间作接菌显著增加蚕豆幼苗干重100%、降低病情指数89.8%。Biolog微平板测试结果显示,间作提高根际微生物碳代谢活性32.3%;接菌提高微生物活性85.4%;间作接菌提高微生物活性122%。主成分分析结果表明,间作和接菌均明显改变了根际微生物的群落结构,并主要改变了对碳水化合物类、氨基酸和羧酸类碳源的利用。相关性分析结果显示,枯萎病发病率和病情指数与根际镰刀菌数量呈极显著正相关关系,与AWCD值、Shannon多样性指数和丰富度指数均呈极显著负相关。【结论】蚕豆与小麦间作和接菌对抑制蚕豆枯萎病和促进蚕豆生长均具有积极效应,间作显著提高了AM真菌的定殖率,二者协同提高了根际微生物活性,改变了微生物群落结构,并抑制了病原菌增殖,进而控制蚕豆枯萎病发生。     

丛枝菌根真菌对蚕豆秸秆降解及玉米养分和镉铅吸收的影响

  【目的】   丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF) 有利于作物对养分的吸收。在镉、铅污染的土壤中,作物常将镉、铅积累在秸秆中,随着秸秆的还田而释放回土壤。探究前茬蚕豆秸秆还田和丛枝菌根真菌 单施或联合施用对土壤肥力、后茬玉米的矿质养分与镉、铅吸收的影响,为AMF 在调控污染农田轮作体系矿质养分与镉铅累积的生态功能提供新认识。   【方法】   采用四室隔板分室系统进行蚕豆秸秆降解试验,供试土壤和蚕豆秸秆均来源于云南省会泽铅锌矿区污染区,土壤全镉和铅含量分别为4.5和269.0 mg/kg,蚕豆秸秆镉和铅含量分别为1.9和10.9 mg/kg。将蚕豆秸秆粉碎至粒径0.5～2.0 mm装入尼龙袋中,埋于土壤内进行腐解培养试验。玉米盆栽试验设4个处理:污染土壤对照 (CK)、接种AMF菌根 (AMF)、添加蚕豆秸秆 (SI)、接种AMF菌根同时添加蚕豆秸秆 (SI+AMF)。分析AMF对蚕豆秸秆降解、矿质养分 (N、P、K) 与镉铅释放、土壤速效养分含量、玉米生长、矿质营养和镉铅吸收的影响。   【结果】   接种AMF显著提高蚕豆秸秆的降解量、矿质养分和镉铅释放量,促进蚕豆秸秆降解。与AMF处理相比,AMF+SI处理玉米根系的AMF侵染率提高了12%。SI处理显著增加土壤速效养分含量和玉米植株钾含量,降低玉米根部的镉含量,但对玉米株高和生物量没有显著影响。接种AMF、SI+AMF处理显著提高土壤速效氮、磷、钾含量,增加玉米氮、磷、钾含量与吸收量,显著提高玉米株高和生物量,同时显著降低土壤有效态镉、铅含量和玉米植株镉、铅含量。双因素分析表明,接种AMF和添加秸秆对土壤速效氮、磷、钾含量影响显著,但接种AMF对植株矿质元素吸收量、土壤有效态镉、铅含量和植株镉、铅含量作用显著,接种AMF与添加秸秆对各测定指标没有显著的交互作用。   【结论】   AMF能促进前茬秸秆降解、养分和镉铅的释放。接种AMF在提高土壤氮、磷、钾养分含量,降低有效态镉、铅含量,提高玉米对氮、磷、钾的吸收,降低镉和铅在玉米植株内的积累量等方面,均显示出良好的应用前景。虽然接种AMF与秸秆还田没有表现出显著的交互作用,但秸秆还田可增加AMF在玉米根部的侵染率,因此,在使用AMF菌剂时应考虑秸秆还田。     

测苗定氮综合氮素管理提高直播稻产量和肥料利用效率

【目的】直播水稻生长期和养分吸收均不同于传统插秧稻。本研究比较了直播稻不同品种对苗期定氮综合氮素管理措施的响应,以期为直播稻的最佳氮肥管理提供理论依据。【方法】于2016-2017年在成都平原,以超级杂交稻、普通杂交稻、普通常规稻为材料进行了田间试验。设置两种氮肥调控处理:"一基多追"(即基肥、苗肥、分蘖肥、穗肥,N1)和"无基多追"(即氮肥不基施,中后期采用测苗定氮综合氮肥管理技术,N2),以不施氮为对照(N0)。于分蘖中期、幼穗分化期、齐穗期,采用叶绿素仪(SPAD-502)测定叶片SPAD值。于收获期,取样测定氮磷钾含量,调查产量及产量构成。【结果】与N1处理相比,N2处理施氮量减少了33.3%~40.0%,直播稻产量并未出现显著下降;氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥吸收利用率平均分别提高了48.9%、56.7%、11.9%;N2处理直播稻氮、钾吸收量平均分别降低了10.8%、5.8%;生产1000kg稻谷氮、钾需求量平均分别降低了9.4%、4.0%,磷吸收量和生产1000 kg稻谷磷需求量与N1处理相当。与普通杂交稻和普通常规稻相比,相同氮素管理措施下,超级杂交稻产量平均增加了11.7%,氮、磷、钾吸收量平均分别增加了21.5%、37.7%、17.5%,每生产1000 kg稻谷氮、磷、钾需求量平均分别增加了8.9%、24.3%、6.5%。超级杂交稻较高的氮、磷、钾养分吸收量和较低的氮、磷、钾收获指数是其生产单位稻谷氮、磷、钾需求量增加的主要原因。【结论】直播稻基肥不施氮,中后期采用测苗定氮综合氮肥管理技术,不仅可以减少1/3的氮肥投入量,还可维持直播稻较高的产量,减少生产1000 kg稻谷的需氮量和需钾量,提高氮肥效率。超级杂交稻比普通杂交稻和常规稻更适合采用测苗定氮综合管理技术。     

小麦蚕豆间作及氮肥调控对蚕豆赤斑病和锈病复合危害及产量损失的影响

【目的】研究不同施氮水平下蚕豆单作、小麦与蚕豆间作种植模式下蚕豆赤斑病和锈病复合危害及蚕豆产量损失的差异,量化赤斑病和锈病复合危害导致的产量损失,定量评估间作控病对产量优势的贡献。【方法】于2016年进行了田间试验,设置蚕豆单作和蚕豆小麦间作2种种植模式,防治病害和不防治病害2种处理,4个施氮水平(N 0、45、90、135 kg/hm^2,依次记为N0、N1、N2、N3)。调查蚕豆赤斑病和锈病复合危害程度的差异,测定蚕豆的百粒重和产量。【结果】施氮(N1、N2、N3)使单作蚕豆赤斑病和锈病病情进展曲线下面积(AUDPC)平均增加33.9%和39.6%,使间作蚕豆平均增加27.1%和69.3%,均以N3水平增加最高。所有施氮水平下,与单作相比,间作显著降低赤斑病AUDPC 49.1%~53.6%,降低锈病AUDPC 39.6%~56.8%。施氮(N1、N2、N3)加剧蚕豆赤斑病和锈病的危害,单作蚕豆百粒重损失28.1~32.4 g,间作损失16.3~16.8 g,单作籽粒产量损失1441~1770 kg/hm^2,间作籽粒产量损失815~1263 kg/hm^2,间作比单作平均减少百粒重46.8%和籽粒产量36.9%,减少效果表现为N3> N2> N1> N0。蚕豆病害复合危害与籽粒产量的回归分析表明,赤斑病和锈病的AUDPC每增加一个单位可导致1.7 kg/hm^2的蚕豆籽粒产量损失,赤斑病对蚕豆产量损失的影响大于锈病。【结论】施氮加重赤斑病和锈病的复合危害,加剧蚕豆产量损失。小麦与蚕豆间作能显著减轻赤斑病和锈病的复合危害程度,减少产量损失。合理施用氮肥能够充分发挥间作的控病增产效果,有利于间作的产量优势最大化。本试验条件下,兼顾间作的控制病害增产效果和间作产量优势其他效应,推荐蚕豆的适宜施氮量为45 kg/hm^2。     

田间玉米和蚕豆对低磷胁迫响应的差异比较

【目的】植物在长期进化过程中形成了一系列适应机制,以应对低磷胁迫。本文提出玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设,并通过与蚕豆植株在根系形态与生理方面对低磷胁迫反应的比较试验加以验证。【方法】在中国农业大学上庄长期定位试验田进行两年田间实验,玉米和蚕豆分别单作,重复3次。在玉米抽雄前的拔节至大喇叭口期和蚕豆的初花至盛花期两次取样(两年的两次取样时间间隔10~12天),比较研究了不供磷和供磷100 kg/hm2下玉米和蚕豆生长和磷素吸收、根系在0—40 cm土层中分布、以及根际p H值和酸性磷酸酶活性的差异。【结果】1)玉米植株的生物量和含磷量远远高于蚕豆;第一次取样时蚕豆的根冠比高于玉米,而且两种植物低磷下的根冠比高于供磷充足处理。两次取样时玉米的总根长大于蚕豆,两种植物的大部分根系分布在0—20 cm表层土壤,玉米根系在0—10 cm土层的分布更多。2)蚕豆根系的比根长明显大于玉米,但单位根长吸磷量低于玉米,两种植物间的上述差异不受取样时间和供磷水平的影响。3)两次取样时,蚕豆根表的酸性磷酸酶活性均明显高于玉米。玉米根表的酸性磷酸酶活性在两个供磷水平下没有差异。第一次取样时,缺磷蚕豆根表的酸性磷酸酶活性高于供磷充足的蚕豆植株。4)缺磷蚕豆的根际土壤p H值明显低于供磷充足蚕豆;但玉米根际土壤p H值在缺磷和供磷充足条件下无显著差异。【结论】低磷条件下两种植物的根冠比均明显增加。玉米根系单位根长的吸磷量高于蚕豆,并且在含磷量丰富的表层土壤分布有更多根系,但缺磷条件下玉米没有增加根系的质子和酸性磷酸酶的分泌,主要以根系形态变化来适应低磷胁迫。结果支持本文提出的玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设。但蚕豆在低磷条件下除了增加根系生长外,还具有通过增加质子分泌和根表酸性磷酸酶活性提高根际土壤有效磷浓度的潜力。     

间作和施氮对小麦和蚕豆籽粒淀粉及蛋白质含量的影响

  【目的】  探明小麦/蚕豆间作下作物籽粒淀粉和蛋白质含量的变化特征及其对氮肥施用的响应。  【方法】  小麦/蚕豆间作田间试验于2019和2020年在云南昆明进行,供试小麦品种为云麦52 (Triticum aestivum L.),蚕豆品种为玉溪大粒豆(Vicia faba L.)。种植模式包括小麦单作、蚕豆单作、小麦蚕豆间作。每个种植模式均设4个施氮水平,小麦分别为N 0、90、180、270 kg/hm2,蚕豆分别为N 0、45、90、135 kg/hm2。成熟期测定了小麦和蚕豆籽粒淀粉和蛋白质含量。  【结果】  随着氮肥施用量的增加,单作、间作小麦籽粒的淀粉含量均显著降低。在4个施氮水平下,2019和2020年间作小麦较单作小麦籽粒总淀粉含量分别提高了10%和22%,支链淀粉含量分别提高了5%和18%,直链淀粉含量分别提高了18%和28%。间作蚕豆相较于单作蚕豆显著降低了籽粒支链、直链和总淀粉含量,且年际间变异较大。2019和2020年间作小麦籽粒总蛋白含量较单作小麦分别提高了5%和6%,醇溶蛋白含量分别提高了9%和15%;蚕豆间作也较单作提高了两年的蚕豆籽粒球蛋白含量和2019年的醇溶蛋白含量,但对蚕豆籽粒总蛋白及其它蛋白组分含量无明显影响。  【结论】  小麦蚕豆间作有利于提高小麦籽粒蛋白质和淀粉含量,而对蚕豆籽粒蛋白质含量几乎无影响,因此,间作是一种具有品质优势的种植模式。     

根瘤菌菌株NM353对小麦/蚕豆间作体系中作物生长及养分吸收的影响

采用不同根系分隔方式(小麦与蚕豆根系完全分隔、尼龙网分隔和不分隔)研究了间作蚕豆接种根瘤菌菌株NM353,在施氮和不施氮情况下,蚕豆和小麦的生长和养分吸收状况。结果表明,无论何种分隔方式和施氮与否,接种根瘤菌菌株NM353对蚕豆的生长都好于不接种;同时,间作小麦也通过根系的相互作用受益。在施氮情况下,接种与不接种处理相比,蚕豆生物量在三种分隔方式中依次增加了15%、16%和5%;吸氮量依次增加了17%、9%和12%;而根系不分隔并接种根瘤菌NM353还改善间作小麦的生长,其生物量、吸氮量比不接种时分别增加了13%和22%。因此,小麦/蚕豆间作中通过选择合适的菌株进行接种,并配合适当的氮肥施用,可以充分发挥豆科生物固氮作用,并改善与之间作的作物氮素营养。     

小麦蚕豆间作体系氮素吸收累积动态及其种间氮素竞争关系

  【目的】  通过研究小麦//蚕豆间作地上部的氮含量和吸收量，明确不同氮水平下小麦//蚕豆间作的氮吸收累积特征，解析间作小麦和蚕豆种间氮素竞争关系。  【方法】  田间试验采用两因素随机区组试验设计，设置3个种植模式 (单作小麦，单作蚕豆及小麦//蚕豆间作) 及4个氮水平 (N0，N1，N2，N3)，其中小麦的4个施氮量依次为0、90、180、270 kg/hm2，蚕豆的4个施氮量依次为0、45、90、135 kg/hm2。测定了单间作小麦和蚕豆的产量、地上部氮累积含量，利用Logistic模型模拟小麦蚕豆的氮吸收关键参数及氮吸收动态，分析了间作小麦和蚕豆的氮素竞争关系。  【结果】  小麦//蚕豆间作整体平均提高小麦产量33.4% (除N3外)、降低蚕豆产量20.7%，N0和N1水平下，间作具有显著产量优势。通过Logistic模型分析发现，间作条件下小麦的氮吸收高峰比蚕豆晚12～19天。4个氮水平下，间作主要提高了小麦最大氮累积量 (A)、最大氮吸收速率 (R_max) 和初始氮吸收速率 (r)，却降低了蚕豆的A、达到最大氮吸收速率所需的时间 (T_max) 和R_max。在营养生长阶段，小麦的氮素竞争力低于蚕豆，施氮可提高小麦的氮素吸收量。从施氮水平和种植模式共同作用角度分析，N0、N1和N2水平下，间作分别提高小麦的R_max 34.1%、44.6%和21.0%。因此，当小麦达到氮吸收高峰后，间作分别提高小麦氮吸收速率和氮素累积量15.1%～48.4%和9.2%～28.9%，却降低蚕豆氮吸收速率和氮素累积量7.3%～28.4%和7.9%～14.0%。此时，间作小麦氮素竞争力大于蚕豆，在N1水平下小麦的氮素竞争力最强。  【结论】  小麦//蚕豆间作提高了小麦的初始及最大氮素吸收速率 (r和R_max)，提高了小麦生殖生长阶段的氮素吸收和累积，是间作小麦产量优势的基础。优化氮肥投入量，可调控小麦和蚕豆的种间竞争及互补关系，是小麦//蚕豆间作体系产量优势形成、氮素高效吸收利用的关键。     

阿魏酸诱导蚕豆枯萎病发生及根系组织结构损伤的化感效应

  【目的】  酚酸类化合物是多种农作物根际土壤中常见的自毒物质，化感自毒物质与土传病害发生密切相关。研究阿魏酸对枯萎病发生的促进效应及机理，为阐明连作自毒物质–病原菌–寄主抗病性互作效应提供参考。  【方法】  采用水培试验研究阿魏酸对蚕豆幼苗生长和枯萎病发生的影响。在蚕豆幼苗长至4～6片真叶时，将其移入2 L Hoagland 营养液中进行培养，其中阿魏酸浓度分别为0、50、100、200 mg/L。待阿魏酸处理2 天后，加入25 mL 1 × 106 cfu/mL的尖孢镰刀菌孢子悬浮液。继续培养40天后，取样调查植株生长状况和枯萎病发病率。利用显微镜观察蚕豆根系细胞组织结构的变化，通过室内培养试验研究尖孢镰刀菌菌丝生长和致病力对阿魏酸胁迫的响应。  【结果】  与无添加阿魏酸 (0 mg/L) 处理相比，添加阿魏酸处理显著抑制蚕豆幼苗的生长，且阿魏酸浓度越高抑制作用越强。本试验条件下，阿魏酸处理显著提高蚕豆枯萎病发病率300.0%～500.0%，显著增加病情指数113.3%～1666.7%，发病率和病情指数均在阿魏酸处理浓度200 mg/L下达到最大值。阿魏酸处理抑制尖孢镰刀菌的菌丝生长，显著提高尖孢镰刀菌产生的果胶酶、纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶活性44.8%～59.0%、78.2%～145.6%、975.6%～2435.4%和165.1%～622.9%；显著提高枯萎酸含量107.6%～236.2%。阿魏酸胁迫下，蚕豆根系表皮细胞扭曲变形，木质部导管变细，导管壁增厚，胶状物和内含物充满整个细胞，阻碍营养物质和水分的正常运输，进而加速蚕豆枯萎死亡。  【结论】  阿魏酸胁迫虽然抑制尖孢镰刀菌的菌丝生长，但显著提高蚕豆根系细胞壁降解酶活性和枯萎酸含量，进而增加尖孢镰刀菌致病力，加速根系细胞组织结构损伤，促进尖孢镰刀菌侵入蚕豆根系，加剧枯萎病发生和危害。阿魏酸在蚕豆连作障碍中扮演着初始诱因的角色。     

不同磷水平下小麦蚕豆间作对根际有效磷及磷吸收的影响

【目的】探明不同磷水平下小麦–蚕豆间作对根际有效磷含量及作物磷吸收量的影响,提高磷肥利用率。【方法】2015—2016和2016—2017两季田间试验在云南农业大学试验基地耕作红壤上进行,供试小麦品种为云麦-52,蚕豆品种为玉溪大粒豆。设施P2O5 0 (P0)、45 (P45)和90 kg/hm^2 (P90)三个水平,和单作(M,包括小麦单作MW和蚕豆单作MF)和间作(I)两种种植模式。每季在小麦分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期,蚕豆分枝期、开花期、结荚期、籽粒膨大期、收获期采取根际土样测定有效磷含量。在小麦蚕豆收获期测定单、间作小麦、蚕豆产量,并测定作物地上部磷含量。计算土地当量比(LER)来衡量间作优势,并用磷肥农学利用率来反映磷肥的吸收效率。【结果】与单作相比,在P0、P45、P90水平下,2016年间作种植显著提高了小麦籽粒产量12.5%、21.7%和17.3%,2017年间作蚕豆产量较单作分别降低了16.8%、11.7%和8.2%。三个磷水平下,小麦–蚕豆间作具有产量优势,土地当量比(LER)为0.95~1.18。与常规施磷水平(P90)下的单作相比,小麦–蚕豆间作条件下,磷肥减施1/2 (P45)并未降低小麦和蚕豆产量。间作种植对小麦根际有效磷含量无显著影响(除2016年成熟期外),但2017年,在蚕豆分枝期、开花期、结荚期,间作则分别降低蚕豆根际有效磷含量20.8%、44.5%和18%。与P90单作相比,间作P45处理几乎不会降低小麦、蚕豆根际有效磷含量。小麦、蚕豆磷吸收量主要受磷水平的调控,种植模式对小麦和蚕豆磷的吸收量及磷肥农学利用率均没有影响。【结论】在本试验条件下,小麦–蚕豆间作提高了小麦籽粒产量,降低了蚕豆产量;间作种植主要是改变了蚕豆生育前期根际有效磷含量,但对作物的磷吸收量没有影响。小麦–蚕豆间作具有减施磷肥、维持作物产量和根际土壤有效磷的潜力。