玉米-大豆带状套作对大豆根瘤性状和固氮能力的影响

【目的】研究玉米-大豆带状套作系统中大豆生物量积累、根瘤特性、固氮酶活性和植株酰脲含量与固氮能力间的关系,明晰套作根系固氮能力的变化规律,为筛选适宜玉米-大豆带状套作的大豆品种提供理论依据。【方法】以强结瘤大豆NTS1007及其亲本BRAGG和本地耐荫大豆南豆12三个结瘤特性不同的大豆品种（系）为试验材料,在大田试验条件下,采用传统挖掘法挖根考察根瘤生长特性,并对玉豆带状套作下的大豆地上部与地下部生物量积累、根瘤固氮酶活性和植株酰脲含量进行测定和分析。【结果】与单作相比,玉豆带状套作下大豆植株生物量显著下降,地下部（33.15%）较地上部（20.84%）下降更为明显,根瘤生物量受地上部和地下部的共同调控（R2=0.613、0.916）;大豆根瘤数目、单株瘤重和酰脲含量均显著下降,根瘤数目与地下部生物量呈显著正相关（R2=0.813）;单位重量和单株固氮酶活性均显著下降,在达到峰值后下降速度均小于单作;单株固氮酶活性增长速率最快的时间滞后于单作。不同结瘤特性大豆对玉豆带状套作的响应不同,玉豆带状套作下NTS1007单株根瘤数目最多,但与单作相比其降幅最大（52.42%）,BRAGG地下部和地上部生物量、根瘤重量下降幅度最大（37.73%、31.28%、43.25%）,南豆12的根瘤数目、地上部和地下部生物量、根冠比的降幅均为最小（40.12%、10.17%、19.83%、10.41%）;玉豆带状套作下NTS1007的单株固氮酶活性和单位重量酰脲含量降幅最大（64.41%、21.72%）,BRAGG的单位重量固氮酶活性降幅最大（24.16%）,南豆12的单位重量和单株固氮酶活性、单株酰脲含量均表现为最高,且降幅最小（10.01%、45.81%、17.88%）。【结论】玉豆带状套作显著降低了大豆地上部、地下部生物量和根冠比,减少了单株根瘤数目,降低了单位重量根瘤和单株固氮酶活性,抑制了大豆固氮能力的发挥。但生殖生长后期固氮能力下降速度低于单作,这有利于套作大豆籽粒蛋白质的积累。不同结瘤特性大豆对套作的响应不同,强结瘤大豆NTS1007的地上部干物质积累和地下根瘤形成对套作环境反应敏感,南豆12则对玉豆带状套作表现出了良好的适应性。     

不同施肥条件下接种根瘤菌对鲜食大豆结瘤和产量的影响

为探索不同根瘤菌和减施氮肥对鲜食大豆结瘤和产量的影响,通过盆栽试验,设置不接种根瘤菌常规施肥(CK1)、不接种根瘤菌减氮施肥(CK2)、接种慢生型大豆根瘤菌USDA110常规施肥(U1)、接种慢生型大豆根瘤菌USDA110减施氮肥(U2)、接种费氏中华根瘤菌CCBAU45436常规施肥(C1)和接种费氏中华根瘤菌CCBAU45436减施氮肥(C2)处理,研究不同施肥水平和根瘤菌接种水平下鲜食大豆的根瘤数、根瘤质量、根瘤固氮酶活性和产量的差异.结果表明,在常规施肥水平下,花荚期C1处理的根瘤数大于CK1处理,差异极显著;根瘤质量、根瘤的固氮酶活性在各处理间无显著差异.采青期C1处理根瘤数大于CK1处理,差异极显著,C1处理的根瘤鲜质量、根瘤干质量也显著大于CK1,根瘤的固氮酶活性在各处理间无显著差异.减氮施肥水平下,花荚期U2处理的根瘤数显著大于CK2处理;U2处理的根瘤鲜质量、根瘤干质量显著大于C2处理,与CK2无显著差异;根瘤的固氮酶活性在各处理间无显著差异.采青期C2处理的根瘤数显著大于U2处理,根瘤鲜质量、根瘤干质量和根瘤的固氮酶活性在各处理间无显著差异.不接种根瘤菌水平下,花荚期和采青期CK1、CK2处理的根瘤数、根瘤鲜质量、根瘤干质量和根瘤的固氮酶活性无显著差异.接种USDA110根瘤菌水平下,花荚期U2处理的根瘤固氮酶活性显著高于U1处理,采青期差异不显著;花荚期、采青期的根瘤数、根瘤鲜质量、根瘤干质量在U1处理与U2处理间均无显著差异.接种CCBAU45436根瘤菌水平下,花荚期C2处理的根瘤固氮酶活性显著高于C 1处理,采青期差异不显著;花荚期、采青期的根瘤数、根瘤鲜质量、根瘤干质量在C 1处理与C2处理间均无显著差异.综合说明,接种根瘤菌影响了鲜食大豆的结瘤情况,但对根瘤的固氮酶活性影响不大.减施氮肥影响了花荚期鲜食大豆根瘤的固氮酶活性,但对结瘤影响不大.不同施肥水平和根瘤菌接种水平下各处理间产量均无显著差异,但U2、C2处理的鲜食大豆单株鲜籽粒产量比CK1处理分别提高了4.61％、4.24％,在减施氮肥后接种根瘤菌提高了鲜食大豆的产量.     

中国同一纬度不同进化类型大豆固氮特性的研究

本试验研究了中国同一纬度不同进化类型大豆主要生育时期的根瘤固氮酶活性、根瘤酰脲含量和幼茎段酰脲含量。结果表明，根瘤固氮酶活力表现为栽培大豆金元＞半栽培大豆吉５０４５１＞半野生大豆吉５０８５３＞野生大豆生１。根瘤和幼茎段酰脲含量也表现出与根瘤固氮活力类似的趋势。     

玉米-大豆带状套作利于大豆子粒蛋白质的积累

<正>研究玉米-大豆带状套作系统中大豆生物量积累、根瘤特性、固氮酶活性与固氮能力间的关系,明确套作根系固氮能力的变化规律,以强结瘤大豆NTS1007为试验材料,在大田试验条件下,采用传统挖掘法挖根考察根瘤生长特性,并对带状套作下的大豆地上部与地下部生物量积累、根瘤固氮酶活性和植株酰脲含量进行测定和分析。与单作相比,带状套作下大豆植株生物量显著     

多效唑对大豆根瘤、伤流及内源细胞分裂素类的影响

通过大豆栽培小区对比试验证明:多效唑对大豆根系的单株根瘤数、单株根瘤鲜重、单个根瘤鲜重、有效根瘤率均有明显增加,有利于提高根系活力和根瘤固氮能力。多效唑还促使伤流量增加并使伤流液中细胞分裂素类物质的效价明显提高。因此,根系合成的细胞分裂素类物质向上转运,可产生抗顶端优势,促进侧芽发育和器官分化,加强营养调运,延迟叶片衰老,增花增荚等生理效应,从而使大豆植株分枝增多,花荚、籽粒增加,叶片生育期延长,籽粒增重,产量提高。     

StP5CS基因过表达增强高温胁迫下菜用大豆结瘤固氮的能力

高温胁迫严重影响菜用大豆的结瘤固氮过程,增强高温胁迫下菜用大豆结瘤固氮的能力对提高菜用大豆产量具有重要意义。采用蛭石栽培的方法,以转StP5CS基因菜用大豆(T6)为试验材料,研究在35℃高温胁迫下StP5CS基因过表达对菜用大豆结瘤固氮的影响。结果显示:转基因株系的株高、干鲜重及根瘤数目、根瘤干鲜重、单株荚数、粒数、种子重均显著高于非转基因株系(WT);转基因株系根瘤中脯氨酸、豆血红蛋白含量及谷氨酰胺合成酶活性均显著高于WT;经qRT-PCR分析,5个结瘤固氮关键基因(GmENOD40-1,GmENOD40-2,GmGS1β1,GmGS1β2及GmLba)在转基因株系中的相对表达量均显著高于WT。结果表明,高温胁迫下StP5CS基因过表达,促进了脯氨酸的积累,显著增强了菜用大豆的耐热性和结瘤固氮能力,进而提高了菜用大豆的产量。     

不同结瘤品种和行间距对套作大豆根瘤生长及物质积累与分配的影响

在玉米/大豆套作模式下,采用2因素随机区组设计,研究不同玉米/大豆间距(45、60、75 cm,依次记为IS45、IS60、IS75)和不同结瘤特性的大豆品种(弱结瘤:贡选1号;强结瘤:南豆25号)对大豆根瘤生长、干物质积累和分配的影响。结果表明:从三节期到盛花期,随着玉米/大豆间距的增大,大豆受玉米的荫蔽影响减小,根瘤数目和干质量增加;在始粒期大豆的根瘤数目和干质量达到最大值,表现为IS60IS75IS45;相较于弱结瘤品种,强结瘤品种的根瘤数目较少,根瘤干质量较大。从三节期到盛花期,大豆干物质积累总量随玉米/大豆间距的缩小而减少,主要分配在茎秆和叶片;强结瘤品种茎秆和叶片的干物质积累量及干物质积累总量小于弱结瘤品种。从始粒期到成熟期,大豆干物质积累总量迅速增加,茎秆和叶片的分配率降低,荚果的分配率增大,强结瘤品种在成熟期玉米/大豆间距为60 cm时达到最大值。强结瘤品种各营养器官的输出率和贡献率较高,其平均产量比弱结瘤品种高2.94%,IS60处理的平均产量分别比IS45和IS75高9.77%和2.67%。相对于弱结瘤品种,强结瘤品种产量的提高主要通过提高单荚粒数和百粒质量来实现。     

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(Glycine max.L)结瘤和固氮的影响,试验结果表明:钒处理影响大豆结瘤,使大豆植株单株瘤数、单株瘤重减少。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固氮酶活性,但不能增加大豆——根瘤共生固氮体系的固氮效率。     

黑龙江省土著根瘤菌制剂最佳施用浓度筛选

为了解黑龙江省土著根瘤菌制剂对大豆生长的影响,筛选出最佳使用浓度,以结瘤能力较强的根瘤菌菌株为试材,通过活化、摇床培养设定4个浓度梯度,混拌接种于大豆,在结荚期测定其植株生物量、根瘤鲜重、根瘤干重和根瘤数,并于成熟期对其产量构成因子进行测定分析。结果表明:大豆接种根瘤菌后,叶片颜色深绿、株高升高,单株根瘤数目增加,并在结荚期达到结瘤高峰。根瘤干鲜比随着根瘤菌液浓度的变化呈现抛物线状,菌细胞0.8×108个·mL-1浓度处理的根瘤干鲜比最高,对照根瘤菌液处理的根瘤干鲜比明显高于试验中各菌液处理的根瘤干鲜比。接入根瘤菌处理的大豆生物量均高于菌液对照处理及清水对照处理,菌细胞0.6×108个·mL-1处理的生物量达到最高。低浓度菌液处理的根冠比小于高浓度菌液处理。株高、单株荚数、单株粒数随着根瘤菌液浓度的变化也呈现出抛物线状,菌细胞均以0.6×108个·mL-1根瘤菌液浓度处理最高。根瘤菌液各浓度处理的百粒重变化不大,略高于菌液对照处理而显著高于清水对照处理。因此,黑龙江省土著根瘤菌制剂推荐使用浓度菌细胞0.6×108个·mL-1。     

不同生境下菜用大豆产量与品质性状的因子分析

分别对春播和秋播的30个菜用大豆的产量与品质等性状进行因子分析,结果表明,不同播季下影响农艺产量性状的4个累积贡献率>90%的主因子中,构成第1主因子的主要是荚粒产量,第3主因子的主要是结荚高度和茎粗,第4主因子的主要是株高和茎节数;而生育期和一次分枝数在不同播季中的表达不同,春播菜用大豆第2主因子主要是生育期,秋播菜用大豆第2主因子主要是一次分枝数.不同播季下影响荚粒品质性状的4个累积贡献率>90%的主因子中,均由籽粒蛋白含量与荚粒大小因子、籽粒糖含量与荚茸毛色因子、籽粒淀粉含量与种脐颜色因子、籽粒异黄酮含量与粒宽因子构成第1、2、3、4主因子,不同播季下的差异不明显.