种间距对不同结瘤特性套作大豆物质积累、 鼓粒及产量形成的影响

目的 间套作是实现资源高效利用、解决粮食供求矛盾的重要途径,间套作体系下作物和谐共生受种间互作强度的重要影响。本研究以玉米-大豆套作系统为研究对象,探讨玉豆种间距对不同结瘤特性大豆干物质积累与产量形成的影响。方法 2016—2017年,连续2年进行大田试验,二因素随机区组设计,A因素为不同玉豆种间距,大豆净作（A1）与玉米大豆套作（4种玉豆种间距：30 cm,A2;45 cm,A3;60 cm,A4;75 cm,A5）,B因素为3个大豆品种（贡选1号,弱结瘤;桂夏3号,中度结瘤;南豆25号,强结瘤）,分析大豆干物质积累、鼓粒、产量构成的变化规律。结果 玉豆种间距对不同结瘤大豆的物质积累分配有显著影响,鼓粒前期净作大豆的干物质积累量显著高于套作,R4期（盛荚期）达到最高;套作大豆的干物质积累则在R5期（始粒期）达到最高,并逐渐高于净作,以玉豆种间距45、60 cm下的物质积累量较高;玉豆种间距60 cm（A4）下的南豆25号在荚果分配率、成熟期干物质积累量和营养器官对荚果的贡献率等方面优于桂夏3号和贡选1号。各品种在套作下均以A4种间距下的鼓粒时间最长、达到最大鼓粒速率时的籽粒重最高,百粒重与产量最大,且与净作产量差异不显著;各玉豆种间距下以南豆25的鼓粒能力最强,A4种间距下南豆25的平均产量分别比桂夏3号、贡选1号高5.4%和6.3%。结论 强结瘤的南豆25号能较好适应玉米大豆套作环境,且在种间距60 cm下表现最优,有利于干物质向籽粒分配和鼓粒,以增加百粒重,弥补荚数不足,达到套作与净作产量相当的目的。     

活性氧调控豆科植物早期结瘤的研究进展

活性氧（reactive oxygen species,ROS）是一类具有高反应活性的氧衍生物,包括超氧阴离子（·O₂^—）、羟自由基（·OH）、过氧羟自由基（·HO₂）以及过氧化氢（H₂O₂）等。植物在进行有氧代谢或遭遇生物与非生物胁迫时会产生ROS,它不仅仅是有氧代谢的有毒副产物,同时能作为信号分子调节体内代谢过程,对抗外界环境。豆科植物形成根瘤时同样会产生ROS,这种ROS的变化区别于病原体入侵,而是作为一种信号物质参与结瘤过程。结瘤因子（nod factor,NF）诱导下ROS的产生参与了浸染线形成时细胞壁的重建、植物基质糖蛋白（matrix glycoprotein,MGP）的交联和肌动蛋白微丝的成核和延长过程。细胞质膜NADPH氧化酶（respiratory burst oxidase homologue,RBOHs）是共生过程中ROS产生的主要途径,Rboh基因的过表达会促进根瘤菌浸染和根瘤形成,同时根瘤中的共生微粒体数量增加,固氮效率提高,而表达受抑制后会减少ROS的产生,同时下调结瘤相关基因RIPs、NIN、ENOD2的表达,抑制固氮酶活性。此外,ROS时空上的变化与Ca²⁺相关联,协同调控根系结瘤。ROS的产生是植物与微生物早期的识别信号,通过认识ROS在早期结瘤过程中的作用有助于我们进一步理解共生关系建立的特异性。本文就ROS在早期结瘤过程中的产生及其发挥的作用做了综述,指出ROS通过直接或间接作用诱导结瘤基因的表达,是豆科植物根瘤形成以及功能固氮的重要信号分子。     

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。