不同供N方式对大豆生长和结瘤固氮的影响

采用框栽试验方法对比研究了不同供N方式对大豆生长和结瘤同氮的影响.结果表明:持续供N和非持续供N对大豆生长有不同的影响,在苗期,非持续供N与持续供N相比,对大豆生长有较大的促进作用,而在仡期以后则是持续供N对大豆生长的促进作用较大;持续供N和非持续供N对大豆结瘤同氮的影响不同,大豆根瘤数量表现为非持续供N＞持续供N＞无N,表明氮肥的持续施用对大豆根瘤的形成和生长有抑制作用,不利于大豆根瘤的生长发育;不论何种方式供N对大豆同氮酶活性和豆血红蛋白含量均有抑制作用,使固氮酶活性和豆血红蛋白含量显著降低,而且氮肥的持续施用对固氮酶活性和豆血红蛋白含量的抑制要显著高于非持续供N,表现为持续供N＜非持续供N＜无N,因此,氮肥的持续施用使大豆的同氮效率降低.     

氮肥对大豆不同类型品种结瘤固氮影响的差异性研究

本研究选用生育期和蛋白质含量不同的六个夏大豆品种，在磷钾肥基础上施用三个氮肥水平（０、６、１２ｋｇ氮／亩）。结果表明：施氨抑制结瘤，氮肥越多抑制越严重；抑制作用主要在盛花期前，至鼓粒期有的品种受抑制作用较小；对固氮的抑制在不同品种间存在明显差异，品种豫豆８号表现出较耐氮。酰脲相对丰度与根瘤干重极显著正相关，六叶期、盛花期和鼓粒期两者的相关系数分别为ｒ＿ａ＝０．９５４５、ｒ＿ｂ＝０．８０２５、ｒ＿ｃ＝０．６５３１，Ｐ＜０．０１。酰脲的相对丰度反映了品种的固氮差异和不同氮肥水平下固氮的变化。     

不同大豆品种田间结瘤固氮有效性的评价

利用相关和通径分析对田间种植的４０份大豆品种（系）的结瘤固氮性状（结瘤分级，有效瘤数，有效瘤干重，有效结瘤指数，植株干重和植株全氮含量）的研究表明：有效瘤数，有效瘤重和有效结瘤指数可以有效地作为对大豆固氮种质的评价指标，其相对重要性为有效瘤重＞有效瘤数＞有效结瘤指数。在此基础上并结合籽粒产量因子筛选出２份结瘤固氮及产量较高的种质。研究同时也获得了七份在有效瘤重与有效瘤数或有效瘤重与效结瘤指数上表现     

两种形态氮源条件下磷对大豆结瘤固氮的影响

用营养液培养大豆7周,研究两种氮源条件下,磷对大豆结瘤固氮的影响.在本试验的各取样时期,随营养液中磷水平的增加,生物固氮植株的根瘤数增加较多,尤其是处理后第6周,磷对根瘤形成的影响最大.磷对硝态氮处理根瘤数的影响不大,但本试验条件下,在16μmol/L磷水平,根瘤数较多.硝态氮处理根瘤数远没有生物固氮处理多,表现出氮素对大豆结瘤的抑制作用,导致根瘤固定的氮量减少.因此,硝态氮植株体内含氮量随磷水平的增加而降低,而生物固氮植株增加.生物固氮处理根中N/P与根瘤数之间存在显著的负相关关系,r=-0.5816*,硝态氮处理根中N/P与根瘤数之间不相关.     

中国和苏联大豆根瘤菌田间结瘤,固氮和接种效果的联合试验

黑龙江省与苏联远东地区间穆尔州邻近,生态条件相似。1989～1990年由黑龙江省农业科学院土肥所提供大豆根瘤菌菌株8852和8752,苏联全俄大豆所提供大豆根瘤菌菌株ЗД—4和ТО—13,分别在各自地区进行了大豆接种根瘤菌的联合试验。 一、试验方法 田间试验在黑龙江省农业科学院土肥所和黑河所进行。4个菌株每个为一个处理,加不接种为对照。每处理6垅、5米长、3次重复,随机区组设计。省农科院土肥所试验地为南部黑土,大豆品种为黑农33,     

缺磷胁迫对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响

采用砂培培养方法研究了缺磷胁迫对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响.结果表明:缺磷胁迫抑制了大豆根瘤的生长,表现为根瘤干重重下降,根瘤数量减少;缺磷胁迫显著降低了大豆的固氮能力,表现为根瘤吲氮酶活性和豆血红蛋白含量降低;缺磷胁迫降低了大豆的固氮量,固氮量随磷水平的增加而增加,随着生育时期的推进,固氮量表现为先增加后降低再增加的趋势,无磷(0μmol·L~(-1))与高磷(50 μmo·L~(-1))以及低磷(30μmol·L~(-1))与高磷处理间均达到了5%的显著差异.因此,缺磷胁迫抑制了大豆的结瘤固氮作用,使大豆的同氮效率降低.     

施氮水平对7S亚基缺失大豆根系形态和结瘤固氮的影响

为有效推广功能型大豆7S亚基缺失品种,以7S亚基缺失大豆品系东富2号为研究对象,设置4种施氮水平(纯N),N0(0 mg·kg~(-1))、N1(25 mg·kg~(-1))、N2(50 mg·kg~(-1))、N3(75 mg·kg~(-1)),采用桶栽法研究大豆根系形态和结瘤固氮对不同施氮水平的响应。结果表明:N1(25 mg·kg~(-1))水平下根系干重加大,根冠比增大,根瘤固氮潜力高,单株产量较高。N2(50 mg·kg~(-1))水平下根长、根表面积、根体积在生育后期增长较快,根系干重较大,根冠比低,固氮酶活性最高,单株籽粒产量最高。N3(75 mg·kg~(-1))水平下植株干重较大,无效生长较多,根瘤数少,固氮潜力和根冠比低,单株产量不高。综合籽粒产量和根系特性指标,功能型大豆7S亚基缺失品系东富2号的适宜施肥量为25~50 mg·kg~(-1)。     

连作对大豆根瘤形成和固氮功能影响的研究展望

通过分析大豆连作障碍因子对大豆生长和品质的影响,阐明目前连作障碍因素对大豆影响研究中存在的问题,提出研究连作障碍因素对大豆根瘤形成、生长发育和固氮功能的影响是未来大豆连作障碍研究中亟待解决的问题,并指明研究的具体内容和拟要达到研究目标.     

氮肥与根瘤菌配施对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为了探讨最适合南疆地区的氮肥和根瘤菌配施方案,设置3个施氮水平(N0:0 kg·hm-2;N1:90 kg·hm-2;N2:180 kg·hm-2)与3种根瘤菌(SMH12、T6和SN7-2)拌种的田间试验,研究主栽大豆品种新大豆8号结瘤情况、干物质积累及分配、产量及其构成因素对施氮及接种根瘤菌的响应.结果表明:随着施...     

结瘤和非结瘤大豆叶片的光合与解剖特征

结瘤和非结瘤大豆第7节位以下叶片的光合及解剖特征无明显差异,第7节位以上差异渐趋明显。结瘤株叶片的光合速率、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、叶内空间体积及叶片厚度均高于非结瘤株;非结瘤株叶片的光呼吸活性、CO_2补偿点、淀粉含量、比叶重、叶肉密度高于结瘤株的叶片。这些差异主要是由于氮素代谢及氮供应状况不同造成的。     

大豆结瘤固氮的分子生理研究

有关豆科作物共生固氮的研究已有170 a的历史。而豆科结瘤固氮的分子生理研究,仅仅是最近30 a的事情。从影响大豆结瘤固氮的生理因子角度,评述了豆科作物的结瘤自动调控机制,进一步在分子水平上阐述了生长素、硝态氮、黄酮类等生理调控物质对大豆结瘤固氮的影响。生长素调节根瘤菌侵染位点和根瘤形成后的生长;可通过控制结瘤的角度来减少土壤硝态氮对大豆结瘤固氮能力的抑制;黄酮类物质在根瘤发育和结瘤基因诱导中起重要作用;乙烯抑制结瘤信号的前期过程,调整根瘤形成的空间分布。详细、系统地从作物-微生物之间关系出发,研究引起豆科作物根瘤形成和固氮系统的整体信号传导、蛋白和代谢过程,是未来大豆共生固氮分子生理研究应该注重的方向。     

诱发油菜结瘤固氮的研究

用果胶细菌处理油菜幼根,使花生根瘤菌侵入油菜根部并结瘤。试验结果表明:根瘤菌侵入油菜根细胞,形成含根瘤菌的根瘤,结瘤率为31.25％。从这些根瘤中分离出的菌株能回接到原寄主。血清学方法测定,油菜根瘤分离物与原接种的根瘤菌起凝集反应。根瘤石蜡包埋切片观察,根瘤细胞内充满了细菌。根瘤固氮酶活性为0.17—3.43nMC_2H_4/株小时,酰脲丰度为0.10％—3.58％。     

根瘤菌与烯效唑互作对大豆生长及固氮的影响

以根韦氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)和埃尔坎慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii)为研究材料,以0.001~100 mg·L~(-1)浓度的烯效唑培养两种根瘤菌,探究烯效唑对根瘤菌生长的影响。结果表明:供试烯效唑浓度范围内大于10 mg·L~(-1)时抑制根瘤菌数量,烯效唑浓度为1 mg·L~(-1)时对根瘤菌数量具有促进作用。大豆以1 mg·L~(-1)浓度烯效唑浸种,每2.5 kg土壤拌有30 m L对数生长期的根瘤菌菌液,在花荚期测定大豆叶片与根系的SOD、POD、CAT酶活力、丙二醛含量(MDA)及大豆根系酰脲含量,确定根瘤菌与烯效唑互作对大豆生长及共生固氮的影响。结果显示:与根瘤菌处理相比,根瘤菌与烯效唑互作可降低大豆植株中MDA含量达40%~60%,提高大豆根系酰脲含量达5%~8.4%,但对测定的3种酶活性影响不显著。试验结果证实了根瘤菌与烯效唑互作可提高大豆固氮能力,降低MDA含量。     

接种根瘤菌对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为筛选南疆结瘤能力强且对春大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,探讨大豆品种和根瘤菌的匹配性,以前期分离、鉴定、纯化的3株根瘤菌菌株为材料,对南疆地区3个春大豆品种进行了田间接种试验,测定大豆根瘤数、根瘤干重、大豆地上部干物质积累分配、产量及其构成因素的变化.结果表明:接种不同根瘤菌均能促进南疆不同春大豆品种根系结瘤,促进结瘤效果存在差异,黑农61接种T6能显著增加中后期根瘤数、根瘤干重,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著增加结瘤数和根瘤干重,SN7-2在春大豆生育前期、T6在生育后期作用明显;黑农61接种SMH12,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著促进干物质积累;新大豆8号接种SN7-2、石大豆2号接种T6、黑农61接种SMH12能促进干物质向生殖器官分配.接种根瘤菌能通过增加主茎节数、单株荚数和百粒重提高春大豆产量,新大豆8号与SN7-2、石大豆2号与SN7-2、黑农61与SMH12匹配性最好.     

氮用量对花生结瘤和氮素吸收利用的影响

以3个花生品种为供试材料,利用盆栽试验研究了氮用量对花生结瘤、氮素积累、根瘤固氮及氮肥利用率的影响,并比较了3个品种间的差异。结果表明,花生根瘤数随生育期推进而增多,施氮量越低根瘤形成越早,且数量增加较快。同一生育时期,不同施氮水平间单株根瘤数和根瘤干重达差异显著水平,随着施氮量增加根瘤数和根瘤干重逐渐减少。增施氮肥有利于花生氮素的吸收积累,花生的氮素吸收总量和氮肥利用率在一定范围内均随氮用量增加而增加,但氮用量达到一定水平时反而下降。花生根瘤固氮量及其占植株总吸氮量比例随着氮用量提高而逐渐降低。相同施氮水平和生育时期,远杂9102结瘤数和根瘤干重高于白沙1016和鲁花12,且随生育期延长差异越来越大,生育后期差异达显著水平;氮素吸收总量和根瘤固氮量以远杂9102最高,白沙1016次之,鲁花12最低。     

不同磷浓度下结瘤对大豆生长及苹果酸合成和分泌的影响

以大豆品种粤春03-3为研究对象,采用水培的方式,在高低磷条件下,分别进行接种或不接种根瘤菌的处理。在大豆花期和成熟期分别测定大豆干重、氮磷浓度、根系苹果酸浓度和分泌速率,以研究结瘤对磷调控大豆生长及苹果酸合成和分泌的影响。结果表明:在低磷条件下,结瘤对大豆植株的干重、氮磷浓度均没有显著影响;在高磷条件下,结瘤能够显著提高植株地上部干重和氮浓度。在不结瘤条件下,磷对根系苹果酸浓度没有显著影响。但结瘤后,低磷明显增加了成熟期根系苹果酸的浓度。而且,结瘤显著提高了高磷条件下根系苹果酸的分泌速率。这些结果表明,结瘤影响了磷对大豆生长、根系苹果酸合成和分泌的调控。     

不同形态氮对大豆根瘤生长及固氮的影响

采用框栽的培养方法,通过施用不同形态氮肥,探讨不同形态氮对大豆根瘤生长、含氮量、氮积累量以及固氮酶活性的影响.结果表明:不同形态的氮源,对根瘤干重、数量有促进作用,同时增加了根瘤中的含氮量和氮积累量.根瘤干重及数量的变化均为铵态氮(N2)＞蛋白氮(N4)＞硝态氮(N1)＞氨基酸态氮(N3)＞酰胺态氮(N5)＞生物固氮(N0),其中N0处理的根瘤干重、数量最少,而N2处理的根瘤干重和数量最多.根瘤含氮量的变化为N1＞N4＞N5＞N2＞N3＞N0,其中N1处理下的根瘤中的根瘤含氮量最高,N1、N4和N5各处理与N0处理间差异显著(P＜5%).而氮积累的变化为N2＞N4＞N1＞N5＞N3＞N0,各处理与N0处理相比,差异极显著(P＜1%),与含氮量的变化趋势略有不同.添加不同形态的氮源对根瘤固氮酶活性有抑制作用,其变化趋势为N0＞N5＞N3＞N2＞N4＞N1,N0处理的固氮酶活性最高.     

Effects of Waterlogging on Nitrogen Fixation and Photosynthesis in Supernodulating Soybean Cultivar Kanto 100

Abstract

The supernodulating soybean (Glycine max (L.) Merr.) cultivar Kanto 100 was previously characterized by superior nitrogen (N) fixation and photosynthesis, and resulting in high yields. However, this cultivar seems to be susceptible to waterlogging during the vegetative growth stage, which frequently occurs in major soybean producing areas in East Asia. The objective of this study was to compare the effects of waterlogging on nodulation, N fixation and photosynthesis in Kanto 100 with those in its normally-nodulating ancestral cultivar Enrei. Kanto 100 and Enrei were grown in pots, and subjected to waterlogging for 10 days at three vegetative growth stages in 2003 and 2004. Waterlogging significantly reduced the number of nodules of both cultivars, but the magnitude of the reduction was more pronounced in Kanto 100. The acetylene reduction activity (ARA) of nodules and apparent photosynthetic rate (AP) of leaves were generally depressed immediately after the start of waterlogging, but both functions recovered substantially at the pod-filling stage in both cultivars. No marked cultivar difference was found in the magnitude of the reduction of ARA per plant and AP measured immediately after waterlogging and at the pod-filling stage in both years, but growth impairment was more pronounced in Kanto 100 in 2003. These results suggest that the supernodulating cultivar Kanto 100 is more susceptible to waterlogging than its normally-nodulating ancestral cultivar.