紫花苜蓿根瘤菌及其共生系统耐酸性的研究

 土壤酸碱度是影响根瘤菌形成及固氮的一个主要因素,在南方酸性土壤地区,苜蓿生长的主要限制因素是固氮作用降低,筛选耐酸苜蓿根瘤菌用于接种具有十分重要的生产意义。本研究以9份根瘤菌株为研究对象,在不同的pH条件下培养研究其菌落直径,同时在不同的pH条件下分别与紫花苜蓿品种接种研究其结瘤数,结果表明：YNCY006菌株耐酸性最强而YNCY007菌株耐酸性最差,酸性土壤条件下GT13R紫花苜蓿分别与YNCY006或YNCY008接种是最佳结瘤的共生系统。     

酸铝对耐酸苜蓿根瘤菌生长的影响

[目的]研究酸性条件和游离铝离子对耐酸苜蓿根瘤菌生长的影响.[方法]以普通苜蓿根瘤菌和耐酸根瘤茵为材料,在不同pH液体YMA培养基和加铝酸性液体YMA培养基中进行培养,研究酸铝条件对根瘤菌生长的影响.[结果]所有根瘤菌生长都受到酸性条件的限制,但2个耐酸苜蓿根瘤茵受酸性环境影响小,在酸性条件下的生长强度大,最低能耐受pH 3.0的酸度.耐酸苜蓿根瘤菌生长缓滞期比普通根瘤菌短,而且生长缓滞期时间基本不受环境pH的影响,而普通根瘤茵生长缓滞期随pH的降低而延长.在酸性条件下(pH≤5.0),根瘤茵先分泌碱性物质,再分泌酸性物质;在中性条件下,耐酸菌株先分泌酸性物质,再分泌碱性物质,普通菌株持续分泌酸性物质;在碱性条件下(pH 9.0),各菌株持续分泌酸性物质.在pH4.1的酸性条件下,Al3+浓度为0 ～ 0.5 mmol/L时,根瘤菌的生长不受Al3+的影响.[结论]酸性条件对耐酸苜蓿根瘤菌生长的影响较普通根瘤菌小,酸性条件下耐酸根瘤菌的生长基本不受游离铝离子影响.     

耐酸耐铝毒苜蓿根瘤菌的筛选

从紫花苜蓿、天蓝苜蓿和南苜蓿植株上分离获得的22株根瘤菌菌株中筛选出5株耐酸较好的苜蓿根瘤菌菌株,分别为S0710、S0713、L0701、L0702和P0701,这5株菌株在pH值5的酸性条件下仍能正常生长,茼株S0713和P0701甚至能在pH值4的酸性条件下生长.酸性条件下菌株L0701和P0701对AI3+有较好的耐受性.而菌株S0710则对AI3+极为敏感.     

低pH对葛藤根瘤菌生长的影响

为了研究低pH对葛藤(Pueraria lobata)根瘤菌PR390生长的影响,选取葛藤根瘤菌PR390作为研究对象,设置pH7.0、5.5、5.0、4.8、4.6、4.4六个梯度对根瘤菌生长的影响;研究结果表明:低pH对PR390菌体、菌落大小产生了明显抑制作用;在低pH的液体培养基中PR390表现为生长延滞期增长,对数生长期滞后,稳定期延迟,平均代时增长;在不同酸性土壤悬液中,土壤悬液酸性降低,根瘤菌数目随之减少。说明低pH对PR390生长产生了明显抑制作用,同时表明PR390具有较强的耐酸能力,能够抵制低pH对菌体产生的危害。     

苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的耐酸性研究

用来自酸性土壤上紫花苜蓿根瘤中分离得到的3株能在pH=4.8的YMA固体培养基上正常生长的根瘤菌进行回接试验和生长曲线测定,结果证明,菌株91532耐酸能力高于其余菌珠,并高于国内外已报道过的苜蓿根瘤菌.91532经16SrRNA分析和扫描电子显微镜分析,鉴定为苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti).pH=4.0的质子通量试验中,与酸敏感菌株相比,91532细胞膜具有较强的阻挡质子能力,细胞具有较高的存活率,耐酸能力具有遗传稳定性.     

钙磷对紫花苜蓿-根瘤菌体系酸铝胁迫的修复效应

为初步探究钙、磷在酸铝胁迫之后对豆科植物及其根瘤菌共生结瘤的修复效应,本试验采用水培培养法,以紫花苜蓿和耐酸苜蓿根瘤菌91522为材料,探讨了钙磷对酸铝胁迫后苜蓿根瘤菌生长、存活及苜蓿结瘤、初生根伸长的影响.结果显示,5 mmol/L Ca2+能够显著提高酸铝胁迫下耐酸根瘤菌的生长和存活,4 μmol/L P素在Ca2+的基础上进一步提高根瘤菌存活率.在钙、磷共同存在的条件下,苜蓿初生根的伸长量比酸铝胁迫对照提高了5～7倍;在铝毒害之后,通过补充Ca2+和P,苜蓿结瘤数、瘤鲜重、现瘤时间、农艺性状得到了显著的恢复;高浓度(10 mmol/L)Ca2+对苜蓿根瘤菌生长有更好效果,但对苜蓿结瘤效果则不如5 mmol/L Ca2+.初步认为,钙磷可以通过提高根瘤菌在酸性环境下的存活、苜蓿根系生长以及参与根瘤菌与豆科宿主识别过程来恢复酸铝毒害后的苜蓿-根瘤菌共生结瘤过程.     

苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的耐酸性研究

用来自酸性土壤上紫花苜蓿根瘤中分离得到的3株能在pH=4.8的YMA固体培养基上正常生长的根瘤菌进行回接试验和生长曲线测定,结果证明,菌株91532耐酸能力高于其余菌珠,并高于国内外已报道过的苜蓿根瘤菌.91532经16SrRNA分析和扫描电子显微镜分析,鉴定为苜蓿中华根瘤菌（Sinorhizobium meliloti）.pH=4.0的质子通量试验中,与酸敏感菌株相比,91532细胞膜具有较强的阻挡质子能力,细胞具有较高的存活率,耐酸能力具有遗传稳定性.     

耐酸苜蓿根瘤菌在酸性黄壤中的定殖研究

在酸性黄壤中接种3株耐酸苜蓿根瘤菌91522,91512,91532,并施用不同浓度的Ca2+,比较研究了其在苜蓿根际土壤中的定殖动态与水平,进而分析了施Ca2+和接种耐酸苜蓿根瘤菌对紫花苜蓿共生效应的影响.结果表明:接种3种耐酸苜蓿根瘤菌均能在酸性土中定殖,且定殖动态基本一致,以接种菌株91512和91532的效果最好.施Ca处理对根瘤菌定殖影响不明显,施5 mmol/L Ca2+时,定殖效果最佳.接种耐酸苜蓿根瘤菌对苜蓿植株瘤重、根鲜重、株高、植株上部鲜重、全氮含量的影响显著.施Ca2+对植株根鲜重、株高和上部鲜重的影响达到了极显著水平,对瘤重的影响显著.施用5 mmol/L Ca2+,苜蓿生长和结瘤的效果最好,表明在酸性黄壤中,施用适当浓度的Ca2+可以提高紫花苜蓿的产量和品质.     

耐酸苜蓿根瘤菌在酸性黄壤中的定殖研究

在酸性黄壤中接种3株耐酸苜蓿根瘤菌91522,91512,91532,并施用不同浓度的Ca^2＋,比较研究了其在苜蓿根际土壤中的定殖动态与水平,进而分析了施Ca^2＋和接种耐酸苜蓿根瘤菌对紫花苜蓿共生效应的影响。结果表明：接种3种耐酸苜蓿根瘤菌均能在酸性土中定殖,且定殖动态基本一致,以接种菌株91512和91532的效果最好。施Ca处理对根瘤菌定殖影响不明显,施5mmol／LCa^2＋时,定殖效果最佳．接种耐酸苜蓿根瘤菌对苜蓿植株瘤重、根鲜重、株高、植株上部鲜重、全氯含量的影响显著.施Ca^2＋对植株根鲜重、株高和上部鲜重的影响达到了极显著水平,对瘤重的影响显著施用5mmol／LCa^2＋,苜蓿生长和结瘤的效果最好,表明在酸性黄壤中,施用适当浓度的Ca^2＋可以提高紫花苜蓿的产量和品质.     

快生型大豆根瘤菌的耐盐机制和结瘤性状

1983年,我们自天津及新疆盐碱地分离了14株快生型大豆根瘤菌,一般都能耐0.3—0.4MNaCl,其中 RT19菌株为轻度嗜盐细菌,在无盐的 YM 培养液中生长缓慢,但在含有0.3MNaCl 的 YM 培养液中生长迅速,而且在0.6MNaCl 条件下仍可生长。该茵还可在酸性(pH5.0)和碱性(pH10.5)条件下生长,表现出较强的抗逆性。从美国引进的 USDA191等11株快生型大豆根瘤菌也能在0.3—0.4MNaCl 条件下生长。将这些菌株在夏播大豆112-2-4作结瘤试验,发现除 USDA191外,其他快生型大豆根瘤菌的结瘤和固氮能力一般较差。天津快生型大豆根瘤菌也有类似现象,但其中 RT14菌株表现出较高的固氮酶活性。USDA191能在13个不同的大豆品种结瘤,表明该菌具有广谱性。在0.2MNaCl 条件下,USDA191菌株细胞内的谷氯酸含量急剧上升,以平衡培养基的渗透性。而且,它的耐盐性与培养基所含的氨基酸有关。     

不同轮作体系土壤残留硒锌对小麦产量与营养品质的影响

采用盆栽试验,通过玉米-小麦和大豆-小麦轮作,探讨了不同种植模式中,土壤残留硒锌对小麦产量与营养品质的影响。结果表明,土壤中残留硒锌对小麦生物量和产量的影响与作物轮作体系有关。玉米-小麦轮作,土壤残留硒锌并没有表现出增加小麦产量的趋势,而大豆-小麦轮作,土壤残留硒锌对小麦生物量和产量呈增加趋势。土壤残留硒锌可改变作物体内元素组成。玉米-小麦轮作,土壤残留硒锌有利于小麦籽粒对氮、钾、硫、钙、铁、锌、硒、铜元素的吸收累积。大豆-小麦轮作,土壤残留硒锌促进小麦对钾、硫、镁、铁、锌、硒、铜、锰、硼的吸收,而氮、磷、钙吸收减少。     

外源四价硒条件下硫对小麦硒吸收的影响机制

【目的】研究硫肥对外源四价硒条件下土壤硒赋存形态和价态变化的影响,旨在揭示硫调控小麦硒吸收的作用机制。【方法】以郑麦9023为试验材料,通过苗期土培和水培进行,土培试验设3个硫水平,分别为0、150和300 mg·kg^-1,硫源为硫磺,2个硒水平,分别为0和5 mg·kg^-1,硒源为亚硒酸钠,生长至70 d收获并取土样;水培试验先将幼苗在1/5 Hogland-Arnon营养液中培养2周,然后开始进行处理,设3个硫水平,分别为0、1和2 mmol·L^-1,硫源为硫酸镁,硒水平为10 µmol·L^-1,2种硒源,分别为亚硒酸钠和硒酸钠,培养24 h后收获,土培和水培试验均为完全交互设计,重复4次,采用HG-AFS-8220型双道原子荧光光度计对小麦地上部和根以及土壤中硒含量进行测定,根据与植物硒吸收的相关性,将土壤总硒分成不同赋存形态和价态。【结果】施用适量硒和硫对小麦生长均有一定的促进作用;150 mg·kg^-1硫可以显著降低小麦地上部和根中硒含量和硒累积量,降幅分别可达61.7 %、34.4%和55.7%、24.7%,但是这种降低不会随施硫量的增加而显著变化;施硫可以显著降低土壤pH值,最高可降低0.50个单位,并增加了土壤有机质含量,最高可增加0.78 g·kg^-1。施硫可以显著降低土壤中水溶态硒含量,并显著增加铁锰氧化物结合态硒含量,也增加了有机结合态和残渣态硒含量,而对交换态硒含量无显著影响,表明施硫促使了硒在土壤中的钝化。施硫可以显著降低水溶态中各种价态硒含量,其降幅基本一致,施硫可以增加交换态中四价硒含量而显著减少六价硒含量,表明施硫抑制了硒在土壤中向高效价态的转化。小麦对四价硒和六价硒的吸收差异与是否施硫密切相关,无硫时,六价硒处理下小麦地上部和根中硒含量分别为四价硒处理的44.7和22.4倍,而硫浓度为1 mmol·L^-1时,其硒含量迅速降为四价硒处理的2.8倍和51.8%,表明硫可以显著缩小小麦对四价和六价硒的吸收能力差异。【结论】施用适量硫肥在改善小麦生长的同时,可以通过降低土壤pH和提高有机质含量,促使水溶态硒在土壤中向铁锰氧化物结合态、有机结合态及残渣态的钝化,并抑制交换态中四价硒向六价态的转化,从而降低小麦对硒的吸收。因此,可以通过在高硒缺硫地区增施硫肥以及缺硒高硫地区减施硫肥来有效调控作物体内的硒含量     

不同硒源对小麦生长、硒吸收利用以及玉米后效的影响

湖北恩施蕴藏有丰富硒矿资源。为了明确植物对硒矿及土壤中几种常见硒形态的吸收利用差异,通过土培试验,研究了不同硒源(亚硒酸盐、硒酸盐、硒矿及硒粉)对小麦生长及硒吸收分配的影响,并分析了其对小麦后茬作物玉米的后效。结果表明,施用硒酸盐、亚硒酸盐及硒粉对小麦各部位生物量无显著影响,施用硒矿显著增加了小麦生物量,其增幅可达11.56%。小麦对不同硒源的吸收能力为硒酸盐亚硒酸盐硒矿硒粉,不同硒源处理下硒向小麦地上部的转移能力为硒酸盐硒矿硒粉亚硒酸盐。施用硒矿、亚硒酸盐、硒酸盐以及硒粉后小麦籽粒中硒含量的比例为1∶2.95∶19.19∶0.15,其后效在玉米地上部硒含量的比例为1∶1.96∶6.44∶0.07,由此表明硒矿在玉米后效上与亚硒酸盐和硒酸盐处理的差距显著缩小,硒粉则难以被作物吸收利用。总的来看,硒矿对作物生长的改善能力最强,而且具有相对持久的后效。     

锌硒专用肥对春小麦不同品种子粒品质的影响

[目的]探讨锌硒专用肥在春小麦（Triticum aestivumL．）生产上的应用效果。[方法]以春小麦品种永良四号和巴优一号为试材,通过施用锌硒专用肥,分析比较施锌硒肥对不同春小麦品种麸皮和面粉矿质元素含量的影响。[结果]品种基因型差异是影响小麦面粉、麸皮、子粒矿质元素含量的主要因素之一。在同一地区、相同栽培条件下,不同小麦品种对面粉中粗蛋白积累和K、Mg、Mn、Cu、Zn等矿质营养元素含量的影响不同,其中对面粉中Cu含量的影响最大,对Mg和zn含量的影响次之。永良四号麸皮中粗蛋白及P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Se等9种矿质元素的平均含量均高于巴优一号;而除Se以外,其他元素在面粉中的含量则均低于巴优一号。不同品种对小麦子粒中Zn和Se含量的影响不明显。科学合理地施用zn、Se肥可以实现小麦子粒和面粉中zn、Se的富集,不同施用方式的效果表现为：种肥＋喷施处理〉喷施处理〉种肥处理〉对照。[结论]该研究可为富zn、Se小麦的高产优质栽培提供科学指导。     

喷施硒、锌肥对不同品种春小麦产量及硒吸收积累特性的影响

[目的]优选青海省富硒区对硒素吸收积累能力较强的春小麦品种.[方法]经验采用裂区设计,设6个处理,1:品种青春38,不施肥;2:青春38,喷施Zn肥;3:青春38,喷施Se肥;4:品种阿波,不施肥;5:阿波,喷施Zn肥;6:阿波,喷施Se肥,Zn肥用量为210 g/ha(Zn),Se肥用量为3626 mg/ha(Sc),研究硒锌肥外源性喷施对品种青春38、阿波春小麦产量及硒吸收积累特性的影响.[结果]与对照比较,青春38喷施Zn肥处理产量的增幅最高,为21.66%,其次为品种阿波喷Se肥处理,增幅为20.19%;施用Zn肥处理,青春38籽粒的Se浓度增幅为50.70%,阿波增幅为61.73%;施用Se肥处理品种青春38籽粒的Se浓度增幅为81.69%,品种阿波增幅为90.12%.相同肥源处理下阿波籽粒中Se吸收累积量均高于青春38.收获后不同器官中Se浓度大小为:根>叶>籽粒>茎,Se吸收累积量大小为:籽粒>茎>叶>根.[结论]施用Se肥和Zn肥均可促进不用品种春小麦产量的提高,品种阿波对Se吸收累积能力高于青春38,可在青海富硒地区推广种植.     

施肥对春小麦麸皮中蛋白质和矿物质含量的影响

以永良4号为试验材料,研究了磷酸二铵种肥、锌肥、硒肥对春小麦麸皮中蛋白质及矿物质含量的影响,结果表明：施用磷酸二铵种肥显著提高麸皮中Mn和Se的含量：喷施锌肥显著地提高了麸皮中Zn含量,降低了P、Fe、Cu的含量;喷施硒肥显著提高了麸皮中Ca、Mn、Se的含量,降低了P、Fe、Cu、Zn的含量;喷施锌硒混合肥显著提高了麸皮中Zn和Se含量,降低了蛋白质、Ca、Fe、P的含量。     

长江中下游地区主推小麦品种的硒强化潜力研究

为了筛选适宜叶面喷施硒强化的理想品种,对63个近年来长江中下游主推小麦品种（系）进行叶面喷施硒酸钠,强化浓度为300 mg Se/L（Se300）,利用离子发射光谱-原子吸收仪测定了小麦籽粒中Se、Cu、Fe、Mn、Zn、K、Mg、K和S含量。结果显示,叶面喷施硒酸钠可以提高小麦籽粒中的硒含量,总硒含量平均值由对照组的2.13±0.73 mg/kg提高到9.13±3.86 mg/kg,但增幅因品种而异;籽粒中不同矿物质元素对叶面喷施硒酸钠的响应不同,硒降低了籽粒中Cu、Fe、K、Mg和S的含量,但提高了锌的含量,对Mn和Ca元素含量没有影响。综合比较显示江麦816是长江中下游主要推广品种中硒强化潜力较大的品种（系）之一。     

三种修复剂对稻米甲基汞富集的影响研究

为降低稻田汞(Hg)污染风险,减少稻米中甲基汞(MeHg)的富集,开展了汞污染修复的田间试验,研究3种低成本修复剂(硒肥、秸秆堆肥和甲壳素)施用降低稻米MeHg累积的效果及其可能的作用机理。结果表明:硒肥和秸秆堆肥均显著降低稻米中MeHg的浓度,分别降低35%和52%。同时,在水稻生长前中期(10～80 d),硒肥显著降低土壤MeHg浓度55%～69%;在40～100 d,秸秆堆肥显著降低土壤MeHg浓度45%～64%。此外,秸秆堆肥施用显著降低土壤中MeHg的植物可利用性。甲壳素对土壤MeHg浓度及水稻中MeHg的累积没有显著影响。研究表明,硒肥与秸秆堆肥施用能够显著降低土壤中MeHg浓度,进而导致稻米中MeHg浓度显著降低,表明硒肥与秸秆堆肥应用于稻田土壤汞污染修复具有现实可行性。     

喷施微肥对小麦籽粒产量及微量元素含量的影响

[目的]探讨微量元素肥料对小麦生长发育和产量的影响,为合理施用微肥提供参考.[方法]以洛旱7号和洛麦22为材料,在小麦拔节中期、抽穗前（拔节末期）叶面喷施微肥,研究喷施微肥对小麦产量及产量构成因素、微量元素含量以及生物学产量的影响.[结果]施用锌、铁、硒3种微肥对小麦产量均有所提高;对产量构成因素的影响表现为喷施3种微肥后小麦千粒重、穗粒数、穗数均较对照有不同程度的增加,喷施锌肥和硒肥较显著提高了籽粒中锌和硒含量,施锌后籽粒锌含量较对照提高了2.48％和12.2％,喷施硒后小麦籽粒硒含量较对照提高了159.9％ ～ 717.7％,施铁后小麦籽粒铁含量较对照提高了1.4％、5.9％.[结论]在施氮、磷、钾的基础上配施微量元素肥料能提高小麦籽粒产量和小麦籽粒的微量元素含量.     

高营养饲粮兼用全黑小麦的选育

把野生二粒小麦的黑壳、黑芒和茎叶紫色基因导入黑粒普通小麦中,育成植株茎叶紫色、黑粒、黑壳、黑芒的2个冬性全黑小麦。全黑冬05-7263粗蛋白、硒、锌、铁、钙、氨基酸含量分别比对照晋麦67号高16.65%,460%,39.78%,236.57%,43.14%,21.96%;全黑冬06-4210粗蛋白含量高达24.1%,粗蛋白、硒、锌、铁、钙、氨基酸含量分别比对照晋麦67号高46.42%,460%,52.40%,89.68%,31.37%,47.71%。这表明导入野生二粒小麦的黑壳、黑芒等黑色基因可较显著地提高黑粒小麦的营养成分。