硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅰ.对生长、营养元素吸收与分布和固氮量影响

在短期无氮营养液栽培(28天)条件下,研究缺硼和正常供硼处理对Bragg大豆品种及不结瘤突变体nod49和超结瘤突变体nts382生长、矿质元素吸收与分布及固氮量的影响。试验结果表明:1.在正常供硼的条件下,不结瘤突变体nod的植株生长量,株高、主根生长均高于超结瘤突变体及其亲本。缺硼处理时三种基因型大豆的生长均受到明显的抑制作用。无论是正常供硼还是缺硼处理,超结瘤突变体nts382根系的生长量均明显小于其它基因型。2.正常供硼处理时三种基因型大豆地上部、根及nts382的根瘤中硼的浓度和积累量均高于缺硼处理。缺硼处理,超结瘤突变体及其亲本地上部和根中大部分矿质元素浓度高于正常供硼处理,但积累总量低于正常供硼处理或变化不大。施硼处理的nts382和Bragg,根和根瘤中钙的浓度和积累量明显降低,而地上部变化不大,同时在nts382根瘤中,锌、锰、铁、铜浓度和含量也下降,而钼含量增加。3.施硼处理和Bragg和nts382地上部、根及根瘤中氮的浓度和含量均显著高于缺硼处理,其中超结瘤突变体中氮浓度和总量最高。在缺硼条件下,Bragg和超结瘤突变体能够结瘤,但是Bragg大豆根瘤的固氮作用完全受到抑制,而nts382根瘤还能保持较强的固氮能力。     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅱ.对根瘤结构和固氮酶活性的影响

在短期无氮营养液栽培条件下研究了缺硼和正常供硼处理对大豆超结瘤突变体(nts382)及其亲本Bragg根瘤结构和根瘤固氮酶活性的影响。结果表明:1.在缺硼条件下,无论是超结瘤突变体nts382,还是亲本Bragg,其根瘤固氮酶活性都显著下降;2.无论是缺硼还是正常供硼处理,超结瘤突变体nts382单位鲜重根瘤活性都明显低于亲本,但由于nts382每株根瘤数和鲜重显著高于其亲本,使每株固氮酶活性明显高于亲本,植株中氮素积累总量也相应的高于亲本;3.缺硼条件下,根瘤细胞结构发生明显改变,细胞壁凸凹不平,细胞间隙加大,含菌细胞内类菌体含量减少。这可能是硼影响根榴细胞正常固氮功能的主要原因。     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅱ.对根瘤结构和固氮酶活性的影响

在短期无氮营养液栽培条件下研究了缺硼和正常供硼处理对大豆超结瘤突变体(nts382)及其亲本Bragg根瘤结构和根瘤固氮酶活性的影响。结果表明:1.在缺硼条件下,无论是超结瘤突变体nts382,还是亲本Bragg,其根瘤固氮酶活性都显著下降;2.无论是缺硼还是正常供硼处理,超结瘤突变体nts382单位鲜重根瘤活性都明显低于亲本,但由于nts382每株根瘤数和鲜重显著高于其亲本,使每株固氮酶活性明显高于亲本,植株中氮素积累总量也相应的高于亲本;3.缺硼条件下,根瘤细胞结构发生明显改变,细胞壁凸凹不平,细胞间隙加大,含菌细胞内类菌体含量减少。这可能是硼影响根榴细胞正常固氮功能的主要原因。     

缺硼、不同光强及外源葡萄糖对大豆根瘤固氮活性的影响

以大豆超结瘤突变体nts382及其亲本Braggcv．为试验材料，研究了正常供硼和缺硼条件下，不同光强和外源葡萄糖对大豆根瘤固氮活性的影响。结果表明，缺硼时根瘤固氮酶活性显著下降，此时降低光强并没有使根瘤固氮酶活性进一步下降，但使根瘤数减少；外源施用葡萄糖也不能提高根瘤固氮酶活性。在正常供硼情况下，低光强降低了根瘤固氮酶活性，并且使根瘤数和根瘤干重减少，外源施用葡萄糖也增加根瘤固氮酶活性。这说明了在缺硼条件下，根瘤固氮酶活性的下降并不是由于碳水化合物供应不足所造成的。     

缺氮培养大豆Bragg结瘤突变系对CO2倍增的反应

研究了在缺氮条件下，CO2倍增对大豆（GtycinemaxL.）Bragg及其等基因突变体超结瘤大豆nts382和不结瘤大豆Nod49生长和固氮的影响。结果表明在缺氮条件下CO2倍增明显提高大生物量和根系结涵量，但对固氮酶活性的影响则随幼苗的生长而异。播种后25天取样结果显示CO2倍增条件下，Bragg和nts382的固氮比活性和单株固氮活性都显著提高，而其后3天取样的结果没有表现出增加趋势，固氮比活性在nts382反而明显降低。两种CO2浓度条件下，nts382单株固氮活性高于Bragg，但固氮比活性低于后者。两次测定结果的差异说明植物对CO2倍增的反应具有很强的时效性;同时表明，CO2倍增对植物生长和固氮的促进作用不能长期维持。这可能与生物固氮过程本身的复杂性有关。根据本研究结果推测，在未来全球环境变化、CO2倍增条件下，共生固氮植物可能在生态系统氮素平衡中起到更为重要的作用;并有可能通过育种技术改良固氮农作物，提高农作物产量。     

缺氮培养大豆Bragg结瘤突变系对CO2倍增的反应

研究了在缺氮条件下，CO₂倍增对大豆（GtycinemaxL.）Bragg及其等基因突变体超结瘤大豆nts382和不结瘤大豆Nod49生长和固氮的影响。结果表明在缺氮条件下CO₂倍增明显提高大生物量和根系结涵量，但对固氮酶活性的影响则随幼苗的生长而异。播种后25天取样结果显示CO₂倍增条件下，Bragg和nts382的固氮比活性和单株固氮活性都显著提高，而其后3天取样的结果没有表现出增加趋势，固氮比活性在nts382反而明显降低。两种CO₂浓度条件下，nts382单株固氮活性高于Bragg，但固氮比活性低于后者。两次测定结果的差异说明植物对CO₂倍增的反应具有很强的时效性;同时表明，CO₂倍增对植物生长和固氮的促进作用不能长期维持。这可能与生物固氮过程本身的复杂性有关。根据本研究结果推测，在未来全球环境变化、CO₂倍增条件下，共生固氮植物可能在生态系统氮素平衡中起到更为重要的作用;并有可能通过育种技术改良固氮农作物，提高农作物产量。     

钒对大豆结瘤和固氮的影响

通过土培试验研究了钒对春大豆、秋大豆结瘤和固氮的影响，试验结构表明：钒处理影响大豆结瘤，使大豆植株单株瘤数、单株重减少。但钒可促进根瘤个体发育使根瘤个体重量增加，钒处理还增加大豆根瘤因氮酶活性，但不能增加大豆－－根瘤共生固氮体系的固氮效率。     

氮肥对大豆结瘤固氮、籽粒产量和蛋白质含量的影响

  【目的】  合理施用氮肥不仅可提高大豆结瘤固氮能力,还可减少农业污染,实现大豆生产的高产优质高效。研究施氮时期和施氮量对大豆结瘤固氮、产量及蛋白质含量的影响,为大豆高产优质提供理论基础及科学依据。  【方法】  采用盆栽试验,供试大豆品种为‘东生35’,试验设2个氮肥施用时期(V2期和R1期)和3个氮肥施用量[N 0、5、100 mg/(kg, 土)],表示为N0、N5和N100。在大豆R2期(盛花期)和R5期(鼓粒期)取样分析了地上部干物质积累量、根瘤数量、根瘤干重和固氮酶活性。在R8期(成熟期)调查了大豆籽粒产量和蛋白质含量。  【结果】  施氮时期和施氮量对大豆地上干物质积累、结瘤和固氮能力均有显著影响。不论是V2期还是R1期施氮,大豆地上部干物质积累量均随着施氮量的增加而增加,而根瘤干重、数量则呈降低的趋势。R1期施氮条件下,N100处理的大豆盛花期根瘤数量和根瘤干重比N0分别下降了42.3%和32.8%,而固氮酶活性则均以N5处理最高;V2期施氮条件下,N5处理的大豆固氮酶活性在R2期和R5期较N0处理分别增加15.3%和27.1%。大豆籽粒产量和蛋白质含量均以N5处理最高,籽粒蛋白质含量较N0处理增加了6.3%～9.4%。结构方程结果表明,施氮量正向调控固氮酶活性,间接影响大豆产量;负向调控根瘤数量,间接影响大豆籽粒蛋白质含量。施氮时期直接负向调控大豆籽粒产量,正向调控籽粒蛋白质含量。  【结论】  合理施氮有利于大豆高产优质,早期(V2期)施用氮肥有利于大豆产量提升,而推迟到始花期(R1期)施用氮肥更有利于大豆固氮和籽粒蛋白质含量的增加。盆栽条件下,施氮量对大豆产量和蛋白质含量的影响大于施肥时期,施氮量均以控制在N 5 mg/(kg, 土)为宜。     

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。     

保护性施氮对大豆氮素同化影响的研究

通过高Ｃ／Ｎ比值麦秸的“氮因子效应”调控土壤（肥料）氮固定－矿化动态作为大豆保护性施氮的手段。从大豆结瘤,固氮活性,木质部溶质氮形态以及植株同化氮量论证了保护性施氮的生物学效应。试验表明,保护性施氮不仅颇大缓解乃至完全消除了氮肥对大豆结瘤和固搂活性的抑制,提高了木质部中酰脲态氮的相对丰度和有机态氮含量,保护了共生固氮体系正常发育及其功能发挥的前提下,又提高了土壤的供氮水平,从而为大豆籽实蛋白质的合     

玉米/大豆、玉米/花生间作对作物氮素吸收及结瘤固氮的影响

禾本科与豆科作物间作具有显著的增氮作用。为探明玉米/大豆、玉米/花生间作模式的氮素吸收、氮营养竞争能力及豆科结瘤特性的变化,解释玉米与豆科间作体系的增氮效应,通过田间试验,设置玉米单作（MM）、大豆单作（SS）、玉米/大豆间作（MS）、花生单作（PP）、玉米/花生间作（MP）等5种种植模式,研究不同种植模式对作物氮素积累、氮营养竞争强弱及豆科结瘤固氮特性的调控作用。结果表明,与单作相比,间作显著降低玉米和大豆的氮素积累量,对花生的氮素积累量影响不显著。5种模式系统氮素积累总量表现为MS > SS > MP,PP和MM处理最低且差异不显著,MS处理比MP处理显著高21.8%。与MM处理相比,MS和MP处理的玉米氮素积累量分别降低20.5%和11.7%,其中MP处理籽粒、叶片和茎秆氮素积累量比MS处理高8.9%、21.2%和14.3%。与SS处理相比,MS处理的大豆氮素积累量降低28.5%,其中,中行、边行分别降低10.1%、15.4%。玉米相对大豆氮营养竞争比率表现为强（CR_ms>1）,相对花生则表现为弱（CR_mp<1）。与SS处理相比,五叶期MS处理的大豆根瘤数量显著增加,根瘤鲜重无显著差异,盛花期后根瘤数量和鲜重均显著降低;MS处理的大豆根瘤固氮酶活性均降低,且中行降低幅度更大。与PP处理相比,开花期MP处理的花生根瘤数量和鲜重均显著增加,下针期后均显著降低;MP处理的花生根瘤固氮酶活性均降低,且边行降低幅度更大。各间作模式作物的氮素积累量虽然降低,但间作模式的系统氮素积累量却显著高于各单作模式,两种间作模式中MS处理的氮素积累总量最高。     

锰胁迫对大豆氮素积累的影响

采用15N示踪技术与沙培相结合的方法,以最适锰浓度为对照,设置锰缺乏(分别为对照浓度的1/25和1/5作为重度和轻度锰缺乏处理)和锰过量(分别为对照浓度的5倍和25倍作为轻度和重度锰过量处理)4个锰胁迫处理,研究了锰胁迫对大豆氮素积累的影响。结果表明:与对照相比,锰胁迫并未明显影响生育前期大豆植株氮素积累,但对中后期氮素积累起显著抑制作用(P0.01),并且抑制作用随胁迫程度的加深而加重;锰胁迫对苗期(V4)肥料氮的积累无影响,但对其他生育时期肥料氮的积累均表现出不同程度的抑制作用;在整个生育期间,锰胁迫显著抑制了根瘤固氮的积累,大幅度减少了鼓粒期间根瘤固氮的积累;锰胁迫不仅显著减少了成熟期(R8)大豆营养器官和子粒中肥料氮、根瘤固氮、总氮的积累,还在一定程度上增加了营养器官中肥料氮、根瘤固氮、总氮的积累比例,子粒则相应减小。综合分析表明,锰胁迫对大豆肥料氮、根瘤固氮、以及总氮的积累均有抑制作用,抑制效果在大豆生育中后期表现明显,并且锰胁迫改变了成熟期大豆营养器官和子粒中肥料氮、根瘤固氮和总氮的积累比例。本试验所得结果丰富了锰胁迫与大豆氮素营养的相关研究内容,并为进一步的机理研究奠定了基础。     

根瘤菌剂和种衣剂拌种对不同品种大豆结瘤能力和产量的影响

为研究不同拌种材料对不同品种大豆根系结瘤能力和产量的影响,以郑1307和齐黄34为试验材料,设置对照(不拌种)、根瘤菌剂拌种(1010 CFU·mL-1大豆慢生根瘤菌)和悬浮种衣剂拌种(6.25%精甲霜灵·咯菌腈悬浮种衣剂)3个处理,研究其对2个大豆品种根际土壤养分、结瘤能力和产量性状的影响。研究结果表明:(1)与对照相比,根瘤菌剂拌种后齐黄34结瘤优于郑1307,根瘤数、根瘤干重和鲜重分别增加22.73%、23.47%和8.33%。郑1307根瘤数、根瘤鲜重与对照相比分别增加6.67%、2.27%。与对照相比,悬浮种衣剂拌种后根际土壤无机氮含量降低,根系生物量增加。(2)与对照相比,郑1307根瘤菌剂和种悬浮衣剂拌种后产量相对稳定;但根瘤菌剂拌种后齐黄34产量显著增加15.22%,而悬浮种衣剂拌种后产量无增加。(3)根瘤数、根瘤鲜重和干重均与底荚高度呈显著负相关,但与有效分枝数呈极显著正相关;根瘤数及根瘤鲜、干重与根系生物量、秸秆生物量和产量也在一定程度上正相关。综上,2种拌种剂均通过改变根际土壤环境、调控根瘤和根系的生长,影响地上部的农艺性状,但根瘤菌剂对产量的提高效果优于悬浮种衣剂,其具体调控途径和机制还需进一步深入研究。研究结果为黄淮海地区大豆种子处理方式的优化和合理配置田间栽培管理技术提供理论支撑。     

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。     

氮素营养水平对大豆氮素积累及产量的影响

以“东农47”为试材,采用15N 标记的 (NH4)2SO4作为氮源,利用砂培方式研究了氮素营养水平对大豆氮素积累及产量的影响。结果表明,随外源氮水平增加,大豆植株氮素积累量和产量呈先增加后降低的变化趋势,当营养液氮浓度为50 mg/L时,植株氮素积累量和子粒产量最大。在 R4和 R5 期补充氮肥的供给明显增加植株对氮的积累,并能显著提高大豆产量。大豆生长需要一定量的“启动氮”,“启动氮”的作用维持到V3期对大豆氮的积累和产量形成效果最好。随外源氮水平增加,大豆吸收外源氮的比例增加,根瘤固氮所占比例降低,外源氮和根瘤固氮积累量随外源氮水平增加呈先增加后降低的变化趋势。当氮浓度为100 mg/L时,有利于植株对外源氮的吸收,当氮浓度为50 mg/L时,有利于根瘤固氮的积累,“启动氮”的作用维持到V3期根瘤固氮的积累明显增加; 在R4和R5期补充外源氮的供给可以显著增加对外源氮利用,以R5期效果最好。     

短期低温对大豆苗期生长和结瘤固氮的影响

采用早熟大豆品种“黑河43”、晚熟大豆品种“东农53”进行盆栽试验,出苗后进行连续7d的低温处理（LT）,昼夜温度设定为13℃/3℃,以25℃/10℃为对照,从大豆出苗28d开始,每7d进行破坏性取样共4次,测定地上部和根干物质量、根瘤生物量、全氮含量及根瘤固氮量,研究苗期短期低温对大豆生长、结瘤和固氮能力的影响。结果表明：（1）大豆出苗后7d短期低温胁迫会延缓大豆生长发育。出苗后28～42d大豆生物量显著低于CK处理,出苗后49d低温胁迫对两个大豆品种生物量均无显著影响。（2）与CK相比,低温对“东农53”和“黑河43”根瘤形成的显著抑制作用分别出现在苗后42d和35d,根瘤数量分别降低了58.8%和72.0%。出苗后49d,低温使“东农53”和“黑河43”根瘤干重分别减少48.9%和48.5%。（3）低温刺激了两个品种大豆的生物固氮能力。在出苗后49d,低温处理“东农53”和“黑河43”的生物固氮量、单位根瘤生物量的固氮量和单个根瘤的固氮量分别增加了89.9%、118.9%,249.3%、172.6%,150.6%、114.2%。生物固氮百分率分别增加了26.4个和24.5个百分点...     

东北黑土区大豆生长、结瘤及产量对氮、磷的响应

氮肥和磷肥显著影响大豆的结瘤和产量。然而在土壤肥力较高、速效养分有效性差的东北地区,有关氮肥和磷肥施用量对大豆结瘤和产量影响的研究较少。本试验采用裂区田间试验,设置3个氮（N）水平（0、20 和 50 kg/hm2）和 3 个磷（P）水平（0、 20 和 40 kg/hm2）,研究氮、 磷及其交互作用对大豆生长发育、 结瘤特征及产量的影响。结果表明, 单施氮肥大豆生物量和产量随着施氮量的增加而增加,而根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数呈逐渐下降的趋势。单施磷肥促进大豆生物量、 产量、 根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数的增加,但其增幅低于施氮处理下的增幅。氮磷对大豆生长和产量促进作用高于单施氮和单施磷处理,但差异不显著;氮磷处理下的根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数低于单施磷处理;氮磷处理下N2（N 50 kg/hm2）处理下的大豆根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数高于N1处理（N 20 kg/hm2）下的,随着施磷量的增加大豆根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数增加,施磷能够抵消氮对大豆根瘤产生和形成的抑制。氮、 磷及其交互作用对大豆根瘤的影响都是直接的,并且不是通过促进大豆生长间接促进的。因此氮和磷均是限制东北地区大豆结瘤和产量的因素,但氮是主导因素。若要获得大豆高产,氮肥施用量需要控制在50 kg/hm2,磷肥在40 kg/hm2;但若想最大的发挥大豆的结瘤固氮功能,那么应该不施或者减少氮肥的施用量到20 kg/hm2,磷肥仍在40 kg/hm2。     

基于15N示踪法的双根大豆系统氮素吸收和分配特性研究

【目的】施氮可以促进大豆生长并提高产量,同时会抑制根瘤生长和固氮。因此研究大豆对不同形态氮素的吸收、分配及再分配特点,可以为解析大豆氮的转运特性及施氮对根瘤的系统性抑制提供参考。【方法】利用嫁接方法,制备具有两个根部和一个地上部的双根大豆植株,在砂培条件下分别以NO₃–和NH₄+为氮源设置两种试验处理。试验Ⅰ,一侧施50 mg/L的15NO₃– 或15NH₄+(A侧),另一侧不施氮 (B侧);试验Ⅱ,一侧施50 mg/L的15NO₃– 或15NH₄+(A侧),另一侧施同形态的50 mg/L的NO₃– 或NH₄+(B侧)。于始花期 (R1) 和始粒期 (R5) 取样两次,将植株分为A根、B根、A侧根瘤、B侧根瘤、茎、叶片、叶柄、荚等部位,用于测定15N丰度、干重和氮含量等指标。【结果】试验Ⅰ和试验Ⅱ结果发现,大豆A和B两侧根瘤的15N丰度均高于自然丰度 (0.365%),说明根瘤的生长发育过程中,所需要的氮不是全部来自自身固氮,还需要从根中吸取氮。与试验Ⅰ相比,试验Ⅱ的根瘤固氮率明显下降,表明大豆植株优先吸收利用肥料氮。NO₃–与NH₄+处理相比,各器官15N丰度均没有显著性差异,说明在50 mg/L的氮浓度下,NO₃–和NH₄+对大豆的氮营养没有显著差异。试验Ⅰ和试验Ⅱ均发现大豆B侧根及根瘤的15N丰度高于自然丰度 (0.365%),且小于施加的肥料氮的15N丰度 (3.63%),表明A侧根吸收的氮会经地上部转移到B侧的根及根瘤中,即根吸收的肥料氮会以一定的比例运输到地上部,随后会再次重新分配回根及根瘤中。本试验将双根大豆系统中地上部和B侧根及根瘤看成一个氮转移系统,利用15N丰度的差异,构建了R1～R5期地上部向根及根瘤转移氮量的计算方法。经计算发现,当施氮浓度为50 mg/L时,在始花期至始粒期,根来自地上部转移的氮占根部氮积累量的28.4%～40.8%,根瘤来自地上部转移的氮占其氮积累量的14.4%～17.2%。【结论】根瘤生长所需要的氮不是全部来源于自身固氮,有一部分来源于根系吸收的氮。在有肥料氮存在时,大豆植株优先吸收肥料氮。根系吸收的肥料氮以及根瘤固氮被运输到地上部后,会再次重新分配回根及根瘤中。在50 mg/L的氮浓度下,氮素形态 (NO₃–和NH₄+) 不会影响大豆植株对氮的吸收及分配。     

施磷对玉米-大豆间作结瘤固氮及氮素吸收的影响

通过盆栽模拟试验,探讨不同供磷水平对玉米-大豆间作作物生物量、根瘤生长与固氮特性以及植株氮素吸收量的影响,并初步分析间作植株氮素吸收与生物固氮之间的关系。结果表明:不同磷水平下,玉米-大豆间作具有显著的氮吸收优势,氮吸收当量比(LERN)介于1.25～1.41之间。与单作相比,在3个磷水平上间作玉米的平均氮素吸收量在小喇叭口期、大喇叭口期和孕穗期分别提高30.95%、30.50%和25.59%;间作大豆的平均氮素吸收量在分枝期、开花期和结荚期分别提高42.18%、32.25%和32.01%。与常规施磷水平下的单作处理相比,玉米-大豆间作条件下,磷肥减少50%并未降低玉米和大豆植株的氮素吸收量。在3个生育期,间作及施磷均显著提高了大豆根瘤数、根瘤重以及根瘤固氮酶活性,且磷肥减少50%供应时并不影响间作大豆根瘤的生长与固氮。本试验条件下,玉米-大豆间作具有氮磷养分协同高效的优势,可以减少磷肥施用。     

施氮水平对大豆氮素积累与产量影响的研究

以绥农14为材料,利用砂培和15N标记的方法研究了施氮水平对大豆氮素积累及产量的影响。结果表明:随着施氮水平的提高,大豆全株氮素积累量及叶柄、荚皮、籽粒中氮素积累量呈现先增加后下降的趋势;高氮水平增加了叶片和茎中氮素积累量,N150较N0处理叶片的氮素积累量增加了3倍,而茎增加了5倍,但减少了根中氮素积累,降低了大豆全株和籽粒中根瘤固氮量及其所占比例,降低了肥料氮和根瘤氮的收获指数,其中根中氮素积累N150较N50处理降低了60.3%,全株根瘤氮和籽粒中根瘤氮N150较N0分别降低了74.9%、85.7%,肥料氮的收获指数N150较N50降低19.8%,根瘤氮的收获指数N150较N0降低25.5%。随着施氮水平的增加,大豆产量也呈现先增加后下降的趋势,施氮水平的增加促进了大豆植株株高、结荚高度和始荚节位的显著增加,但对节数没有明显影响,N150和N0比较株高增加了55.2%,结荚高度增加了199.7%,始荚节位增加了142.9%。