氮营养调控对紫花苜蓿根系形态及其解剖结构的影响

为探究外源氮调控对紫花苜蓿（Medicago sativa L.）生长早期根系外部形态及内部结构的影响,本研究模拟自然条件下土壤中可供植物吸收利用的不同浓度水平（0,105,210,315,420 mg·L^-1）的2种氮素形态（NO₃^--N,NH₄⁺-N）,以‘甘农3号’紫花苜蓿为材料,经营养液砂培,采用石蜡切片技术和根系扫描系统,展开试验研究。结果表明：2种氮形态各水平处理下根系生物量、总长度、表面积、体积、平均直径显著高于对照（P<0.05）,根系各指标均随氮素水平的增加呈先上升后下降的趋势,并在210 mg·L^-1处理下达到最大值,NH₄⁺-N处理好于NO₃^--N。根系输导组织解剖结构也表现为相同的变化趋势,在NH₄⁺-N 210 mg·L^-1时根系维管束面积、木质部面积、韧皮部面积、导管数达到最大值。由此可见,210 mg·L^-1水平NH₄⁺-N可有效促进其根系外部形态建成及改善其内部输导组织结构。     

外源氮对紫花苜蓿固氮酶活性和酰脲含量的影响及其相关关系研究

以‘甘农3号’为研究材料,采用室外(防雨网室)盆栽营养液砂培法,模拟土壤中2种氮素形态(NO₃^--N和NH₄⁺-N)的存在形式,研究混合态氮(NO₃^--N:NH₄⁺-N为1:1)的5个供氮水平(0,105,210,315,420 mg·L^-1)对紫花苜蓿固氮酶活性和酰脲含量的影响并筛选出最佳氮浓度;在筛选出的最佳氮浓度下研究2种形态(NO₃^--N和NH₄⁺-N)氮的7种不同的配比NO₃^--N:NH₄⁺-N(1/7,1/3,3/5,5/5,5/3、3/1,7/1)对紫花苜蓿固氮酶活性和酰脲含量的影响;并对根瘤固氮酶活性和酰脲含量之间的相关关系进行了分析。研究表明:最能促进紫花苜蓿酰脲累积和根瘤固氮能力的外源氮浓度为210 mg·L^-1;最佳混合型态氮配比为NO₃^--N:NH₄⁺-N=1/3。2种试验处理下紫花苜蓿地上部分酰脲含量(y)与固氮酶活性(x)之间分别存在显著正相关关系(P < 0.01),可分别用y=0.0321x+0.4759(R=0.911)和y=0.0313x+0.5545(R=0.960)表示,且2模型高度相似,这为寻求生产中评估紫花苜蓿固氮能力的简便方法提供理论依据。     

外源氮素形态对紫花苜蓿不同生育期根系特性的影响

在完全营养液的条件下,采用砂培法,研究了3种外源氮素形态配比(NO₃^--N,NH₄⁺-N以及N O₃^--N∶N H₄⁺-N为 1∶1)和3个氮素水平(0,105,210 mg/L)对“甘农3号”紫花苜蓿整个生育期根系特性的影响。结果表明,不同形态氮素处理下紫花苜蓿的根系生物量、根表面积、根体积、根系活力、根瘤数、根瘤重和固氮酶活性均显著高于CK,N O₃^- -N和NH₄⁺ -N混合培养下效果最好,NH₄⁺-N培养下次之,N O₃^- -N培养下最低,但对根系平均直径的影响并不大。随着氮素水平的增加,各形态配比下紫花苜蓿的根系生物量、根表面积、根体积、根系活力、根瘤数、根瘤重和固氮酶活性均呈增加的变化趋势,各指标在O₃^- -N+NH₄⁺ -N的浓度为210 mg/L时,达到最大值。整个生育期,各处理下紫花苜蓿的根系生物量、根表面积、根系活力、根瘤数、根瘤重和固氮酶活性均在苗期、现蕾期、盛花期差异比较明显,结荚期和鼓粒期差异不显著,各指标之间均有不同程度的相关性。     

NO3——N/NH4+-N配比对紫花苜蓿营养品质及饲用价值的影响研究

以“甘农3号”紫花苜蓿为试验材料,在室外防雨网室内,采用盆栽营养液砂培,在最佳氮素供应水平210 mg/L基础上,研究NO₃^--N和NH₄⁺-N混合的7种配比(1/7、1/3、3/5、5/5、5/3、3/1、7/1)对紫花苜蓿营养品质及饲用价值的影响。结果表明, NO₃^--N/NH₄⁺-N=5/3处理的粗蛋白(CP)、蛋白总量(TP)、可消化干物质(DDM)及干物质采食量(DMI)总体上都显著高于其他配比处理(P<0.05),中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)均显著低于其他配比处理(P<0.05),5/3处理有利于紫花苜蓿营养积累;N/NH₄⁺-N=1/3、1/7和3/5,而以NO₃^--N为主的混合态氮则有利于锌(Zn)的积累,且最适配比为NO₃^--N/NH₄⁺-N=3/1;用相对饲用价值(RFV)法评定,5/3处理RFV值显著高于其他配比处理(P<0.05),且各处理RFV均大于100,对照美国紫花苜蓿草产品的分级标准,其品质均达到2级以上水平,其中5/3和7/1处理紫花苜蓿的品质达1级水平。说明紫花苜蓿生长环境中速效氮以NO₃^--N为主,且比例接近NO₃^--N/NH₄⁺-N=5/3时,最有利于紫花苜蓿优良营养品质的形成。     

氮素形态及配比对甘蓝养分吸收、产量以及品质的影响

采用田间试验,研究了氮素形态及配比对春茬甘蓝生长、光合作用、养分吸收利用、品质和产量的影响。结果表明,NH₄⁺-N和NO₃^--N∶NH₄⁺-N为3∶7处理明显促进甘蓝茎粗的增加;叶片发生数则以NH₄⁺-N处理下相对较多。铵态氮有利于促进甘蓝不同器官中氮含量的提高,硝态氮有利于钾含量的提高,但磷含量受氮源的影响变化不一致。NO₃^--N∶NH₄⁺-N处于3∶7～7∶3范围内有利于提高甘蓝外叶、叶球和根系的氮、磷和钾含量,同时提高甘蓝叶片的光合作用。NO₃^--N与NH₄⁺-N配施处理的增产率显著大于单一氮肥形态的处理,其中NO₃^--N∶NH₄⁺-N处于3∶7～5∶5范围内时促进增产的效果较好,比率为5∶5时最佳。单施NO₃^--N易增加甘蓝叶球硝酸盐含量,减少Vc含量;NO₃^--N∶NH₄⁺-N处于3∶7～7∶3范围内可降低硝酸盐含量,获得较高的可溶性糖含量,其中以NO₃^--N∶NH₄⁺-N为5∶5时效果最好;铵态氮肥(包括酰胺态氮肥)有利于甘蓝叶片中Vc含量的提高。总之,与单一氮肥形态相比,当NO₃^--N∶NH₄⁺-N处于3∶7～7∶3范围内时甘蓝易获得高产和较好的品质,其中NO₃^--N∶NH₄⁺-N为5∶5是最佳比例。     

胶州湾河口湿地土壤有机碳及氮含量空间分布特征研究

为了了解胶州湾河口湿地土壤碳氮的空间分布特征,2011年11月对该区域土壤有机碳(TOC)、总氮(TN)、硝态氮(NO₃^--N)、铵态氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)以及pH、盐度、含水量进行了测定与分析。结果表明,1)胶州湾河口湿地TOC、TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N以及TP含量分布总体随深度增加而下降,除TOC(P=0.022)外,TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP含量的剖面差异极显著(P<0.01)。碱蓬湿地和芦苇湿地中,NH₄⁺-N的垂直变异系数均大于NO₃^--N;2)胶州湾河口湿地土壤中氮的主要存在形式为有机氮。芦苇湿地表层土壤中TOC含量高于碱蓬湿地,而碱蓬湿地TN、TP含量高于芦苇湿地;3)胶州湾河口湿地土壤中TN、TP与TOC极显著相关(P<0.01),淹水对NO₃^--N、NH₄⁺-N的产生和迁移均产生一定程度的影响;4)与其他滨海湿地生态系统对比,胶州湾湿地土壤中营养元素含量较为丰富,TOC、TN、NO₃^--N以及NH₄⁺-N均处于较高水平。陆源是胶州湾河口湿地有机质的主要来源,且湿地中有机碳腐殖化程度较高。     

不同浓度激素配比对高羊茅再生体系建立的影响

以‘爱瑞3号’为试材,以无菌种子为外植体,对成熟种子愈伤组织诱导、胚性愈伤组织继代和分化的影响因素进行了研究,构建了高频的高羊茅胚性愈伤组织植株再生体系。结果表明:最佳愈伤诱导培养基配方为MS+5.5 mg·L^-1 2,4-D+500 mg·L^-1 CH;最佳分化培养基配方为MS+2.0 mg·L^-1 6-BA+1.0 mg·L^-1 KT;最佳生根培养基配方为1/2MS+0.3 mg·L^-1 IBA, 其蔗糖含量为20 g·L^-1。     

氮对千日红试管苗生长和开花诱导的影响

本文以千日红组培苗为试验材料,研究培养基中氮形态及含量对千日红试管苗生长和开花诱导的影响。结果表明,1)相对于铵态氮(NH₄⁺),硝态氮(No₃^-)作为唯一氮源更有利于千日红试管苗生长和开花诱导,但千日红在NH₄⁺和NO₃^-同时存在的培养基中表现最佳。2)在20 mmol/LNH₄⁺(NO₃^-)和5 mg/L PP₃₃₃存在的条件下,试管苗生长基本随着培养基中NO₃^-(NH₄⁺)含量的增加而增加,并在含40 mmol/L NO₃^-+20 mmol/L NH₄⁺(即MS培养基中氮含量)的培养基中株高达到最大值5.91 cm;而叶片数和开花率则随着培养基中NH₄⁺和NO₃^-含量的增加呈现先增加后下降的趋势,并在20 mmol/L NO₃^-+5 mmol/LNH₄⁺培养基中达到最大值,分别为10.7片/株和38.89%。3)氮含量及形态配比结果表明,千日红试管苗开花率在培养基中氮总量为5 mmol/L、NO₃^-/NH₄⁺为4/1时达到最大值39.95%,而株高和叶片数在氮总量为35 mmol/L,NO₃^-/NH₄⁺为4/1时达到最大值8.52 cm和13.38片/株。千日红试管苗开花率与培养基中NO₃^-/NH₄⁺显著正相关,而与氮总量及株高之间显著负相关。此外,培养基中氮含量及形态配比还显著影响无菌苗根系生长。     

3种外源培养基材料对苜蓿根瘤菌活性的影响

以紫花苜蓿(Medicago sativa)根瘤菌ACCC17631和ACCC17676为供试菌株,采用单因素试验和正交试验设计,研究了KH₂PO₄、黄腐酸、硝酸稀土对苜蓿根瘤菌活性的影响,以期得到最优培养基材料组合.结果表明:KH₂PO₄可极显著促进紫花苜蓿根瘤菌菌株ACCC17631的生长(P<0.01),最适添加浓度为300 mg·L^-1,对菌株ACCC17676的生长促进效果不显著;黄腐酸对2株菌的生长具有极显著促进作用(P<0.01),菌株ACCC17631的最适添加浓度为0.03%,菌株ACCC17676的最适添加浓度为0.02%;硝酸稀土可促进菌株ACCC17631生长,最适添加浓度为200 mg·L^-1;低浓度硝酸稀土对菌株ACCC17676具极显著生长促进作用(P<0.01),最适添加浓度为400 mg·L^-1.菌株ACCC17631最优材料组合为100 mg·L^-1 KH₂PO₄、0.03%黄腐酸与200 mg·L^-1硝酸稀土;菌株ACCC17676的最优材料组合为300 mg·L^-1 KH₂PO₄、0.02%黄腐酸与400 mg·L^-1硝酸稀土.     

脱落酸对混合苏打盐碱胁迫苜蓿幼苗营养器官矿质元素含量的影响

为了探究外源脱落酸（Abscisic acid,ABA）对混合苏打盐碱胁迫下紫花苜蓿（Medicago sativa L.）幼苗营养器官离子含量的影响,本试验以WL343HQ苜蓿种子为试验材料,对苜蓿幼苗进行150 mmol·L^-1混合苏打盐碱胁迫和25,50,75和100 μmol·L^-1ABA缓解处理,采用原子吸收法测定ABA缓解混合苏打盐碱胁迫下苜蓿幼苗根、茎和叶中钠（Na⁺）、钾（K⁺）、钙（Ca²⁺）和镁（Mg²⁺）离子含量的变化。结果表明：混合苏打盐碱胁迫导致苜蓿幼苗各器官的Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺含量产生不同的变化;其中根中Na⁺和Ca²⁺含量增加,K⁺和Mg²⁺含量降低,茎中Na⁺,K⁺,Mg²⁺含量增加,Ca²⁺含量降低;叶中Na⁺和Mg²⁺含量增加,K⁺和Ca²⁺含量降低。经不同浓度的ABA处理的混合苏打盐碱胁迫后苜蓿幼苗各器官中,根中Na⁺含量、根和叶K⁺含量、根和叶Ca²⁺含量、根、茎和叶Mg²⁺含量均随ABA浓度增加而增加,茎和叶Na⁺含量随着ABA浓度的升高而下降,茎中K⁺和Ca²⁺含量随着ABA浓度的升高无明显变化。各器官中的Na⁺/K⁺,Na⁺/Ca²⁺和Na⁺/Mg²⁺比值均随着ABA浓度的升高而下降。可见,混合苏打盐碱胁迫影响苜蓿幼苗对Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺在根、茎、叶营养器官的分布,与苜蓿幼苗的抗盐碱有一定的相关性。     

紫花苜蓿组织解剖结构对NaHCO3盐碱胁迫的响应

为研究苜蓿组织结构对NaHCO₃胁迫的响应,本实验采用石蜡切片技术和光学显微技术,以甘农3号紫花苜蓿为研究试材,比较研究了0,100和150 mmol/L的NaHCO₃胁迫处理对甘农3号紫花苜蓿根、茎和叶内部结构的影响。最显著的结果在于NaHCO₃盐碱胁迫对紫花苜蓿植株维管系统影响较大,使贯通于根、茎、叶3个器官的维管组织变小,导致木质部和韧皮部输导能力锐减,极大地限制了由根系吸收的溶解有盐离子的水分向地上部分的运输。此外,在NaHCO₃盐碱胁迫下,各营养器官的其他组织也发生了相应的改变。盐碱胁迫使苜蓿叶片整体变薄,对海绵组织的影响强于栅栏组织,造成栅栏组织在叶片中所占比例相对增加;使茎的横切面变为不规则形,表皮细胞变小变薄,胞壁角质层加强,且使位于茎中央的髓薄壁组织细胞直径减小,数量增加,而髓细胞的内含物浓度增加;在盐碱胁迫下促进了根部的发育,根部直径显著变粗,木质导管直径显著变小但数量增多。     

不同恢复措施对退化荒漠草原土壤碳氮及其组分特征的影响

以宁夏盐池县退化荒漠草原为对象,实施深翻耕+补播（SR）、浅翻耕+补播（QR）和禁牧封育（F）恢复措施,同时以传统放牧为对照（CK）,研究不同恢复措施草地 0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层土壤总有机碳（SOC）、全氮（TN）及颗粒有机碳（POC）、易氧化有机碳（ROC）、微生物量碳（MBC）、硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）和微生物量氮（MBN）的变化特征,以探讨不同恢复措施对荒漠草原土壤碳氮及其组分的影响。结果表明：与其他处理相比,QR处理草地的土壤SOC含量（5.50~9.93 g·kg^-1）、土壤TN含量（0.17~0.23 g·kg^-1）、土壤ROC含量（0.53~0.99 g·kg^-1）及土壤MBN含量（62.82~73.20 mg·kg^-1）总体较高;土壤MBC含量（386.00~481.80 mg·kg^-1）及碳、氮各组分占SOC和TN的比例总体以F处理的草地较高;不同恢复措施草地各土层土壤POC、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量较CK均有所下降。相关分析表明：SOC含量分别与TN、ROC含量呈极显著正相关（P<0.01）,与MBC含量呈显著负相关（P<0.05）。基于土壤碳、氮固存,在所有的处理中,浅翻耕+补播是退化荒漠草原恢复较为有效的措施。     

镉胁迫对野燕麦幼苗生长及其生理特性的影响

为了解植物幼苗对金属镉(Cd)的反应,以野燕麦(Avena fatua)幼苗为材料,采用1/2 MS营养液水培试验,研究野燕麦幼苗对不同Cd²⁺浓度胁迫的反应积累特性。结果表明:低浓度的Cd²⁺(0.6,2,8 mg·L^-1)能够促进野燕麦幼苗生长,具体表现在促进植物株高、叶长、根长、茎粗的增加,地上、地下部分干、鲜重量的积累;高浓度Cd²⁺(15,30 mg·L^-1)抑制野燕麦幼苗生长,各项生长指标在该浓度下都显示不同程度的降低;随Cd²⁺胁迫浓度的升高,野燕麦叶片细胞膜透性、植株地上、地下部分游离脯氨酸含量大量积累;超氧化物歧化酶和过氧化物酶都呈先升后降的趋势,至Cd²⁺浓度为8 mg·L^-1时达到最大值,随后在Cd²⁺浓度为15 mg·L^-1时,表现为活性下降。表明野燕麦适用于浓度小于8 mg·L^-1 Cd²⁺污染土壤的修复。主成分分析结果表明,在第一主成分上野燕麦幼苗地下干重具有最高的载荷,说明地下干重可以很好的反映镉胁迫下野燕麦幼苗的生长状态。     

黄花苜蓿高频植株再生体系建立的研究

黄花苜蓿（Medicago falcataL.）具有较强的抗逆性,是苜蓿育种重要的种质资源。进行黄花苜蓿功能基因研究,有必要建立其高效的植株再生体系。以新疆野生黄花苜蓿的子叶和下胚轴为外植体,以N6大量,MS微量及铁盐,水解酪蛋白2.0g·L^-1,维生素VB₁9.9mg·L^-1,VB₆9.5mg·L^-1,尼克酸4.5mg·L^-1,琼脂8.0g·L^-1和蔗糖30g·L^-1等成分为基本培养基,通过比较不同激素配比对黄花苜蓿愈伤诱导率和体细胞胚发生率的影响,优化并建立了黄花苜蓿的高频再生体系。优化的培养基激素配比为：愈伤诱导和保持培养基添加2,4-D 3.0mg·L^-1+KT 0.05mg·L^-1;分化培养基添加KT 0.4mg·L^-1,蔗糖浓度调整为20g·L^-1;生根培养基为1/2MS+蔗糖15g·L^-1+琼脂8.0g·L^-1。在优化培养流程下,新疆野生黄花苜蓿子叶愈伤诱导率可达92%,下胚轴可达95%,体细胞胚发生率可达54%,体细胞胚萌发成苗率为76%。再生周期约为70～80d。