接种荧光标记根瘤菌对苜蓿幼苗生长的影响

将含有cfp(cyan fluorescent protein)基因质粒的荧光标记根瘤菌S.LZgn5-cfp6、S.LZgn5-cfp16、S.LZgn5-cfp28,S.12531-cfp2、S.12531-cfp13、S.12531-cfp26、S.LH3436-cfp1、S.LH3436-cfp2、S.LH3436-cfp6接种于甘农5号紫花苜蓿,测定苜蓿幼苗生物量、单株结瘤数、固氮酶活性等,结果表明:荧光标记根瘤菌可有效促进植株生长和生物量的积累,有明显促生效果;与出发菌相比,荧光标记根瘤菌未对苜蓿幼苗产生显著的不良影响,能在植物体内稳定表达,具有与出发菌株相近的促生能力。     

不同施氮水平下接种根瘤菌对苜蓿固氮效能及种子生产的影响

设置田间小区试验和沙培试验,采用¹⁵N自然丰度法测定不同施氮水平下、不同方式接种根瘤菌对紫花苜蓿固氮效能、生长和种子产量的影响。结果表明,在50 kg/hm²低施氮量下,接种根瘤菌能增加苜蓿的根瘤数量和根瘤重量,苜蓿固氮率、固氮量均达到了最高,分别为(77.8±0.508)%和(452.51±2.568) kg/hm²。接种根瘤菌有效促进了苜蓿的生长,提高了地上部干物质积累,增加了有效分枝数、荚果数及种子产量,种子产量增幅平均达(59.7±0.118)%,显著高于不接种、不施氮和其他施氮处理。而施氮量超过50 kg/hm²,则会抑制根瘤菌结瘤,引起苜蓿固氮率、固氮量下降。随着施氮量增加,根瘤菌促进苜蓿植株生长的效应明显减弱,造成生物量和荚果数减少,种子增产幅度降低。比较秋播拌种和春季返青追施2种不同的根瘤菌接种方式,以秋播拌种根瘤菌结合施氮量50 kg/hm²时的增产最为显著。秋播拌种根瘤菌的生物固氮百分率和固氮量与苜蓿种子产量呈显著正相关。     

接种不同根瘤菌对沙地苜蓿结瘤及生长状况的影响

筛选出适合科尔沁沙地种植的根瘤菌-苜蓿最佳匹配组合,试验以编号为9、8-3、5-1、18-1、Z12.3的根瘤菌菌株作为菌源,以不接种根瘤菌作对照,进行了不同紫花苜蓿和杂花苜蓿品种接种不同根瘤菌试验,分析了接种根瘤菌对苜蓿生长特性及根瘤生长的影响。结果表明:肇东-(9)、农菁8号-(8-3)、东苜1号-(5-1)、草原3号-(5-1)、公农1号-(18-1)5个组合的植株高度较其对照显著增高;农菁8号-(8-3)和草原3号-(5-1)组合的根瘤重量较其对照显著增加;肇东-(9)、肇东-(18-1)、草原3号-(5-1)3个组合的根瘤数较其对照显著增加;东苜1号-(5-1)、公农1号-(18-1)及草原3号-(5-1)的苜蓿单位面积枝条数较对照增加显著;亦有接种后株高、根瘤数和产量较对照低的组合。草原2号-(18-1)和公农1号(18-1)两组根瘤菌苜蓿匹配组合较好,适合在科尔沁地区推广应用。     

施氮对退化天然草地主要物种地上生物量和重要值的影响

在内蒙古太仆寺旗退化天然草地连续两年进行不同施氮水平的试验,结果表明:施用尿素可显著提高退化草地主要植物种群和草地群落的生产力.施用尿素50kg/hm2对羊草和冰草地上生物量的增加效果最为显著,重要值明显提高,羊草取代星毛委陵菜成为群落中的主要物种;施用尿素75kg/hm2,羊草和冰草出现效应递减现象,糙苏的地上生物量显著增加,重要值也有所上升;施用尿素100kg/hm2,星毛委陵菜的地上生物量显著增加,盖度增大.从改良草地的效果来看,研究地区退化草地的适宜施氮水平为尿素50kg/hm2.     

接种红色荧光蛋白标记根瘤菌对苜蓿幼苗生长及结瘤能力的影响

将含有红色荧光蛋白(RFP)基因质粒的荧光标记根瘤菌S.LZgn5-rfp2,S.12531-rfp4、S.LH343-rfp3接种于甘农5号和WL343HQ紫花苜蓿,分别测定2个苜蓿品种幼苗的生物量、生长指标、固氮酶活性等指标。结果表明:RFP标记根瘤菌与出发菌相比对苜蓿幼苗生长无显著影响,与不接菌的苜蓿幼苗相比有明显的促生效果,能稳定的在苜蓿幼苗体内表达,并具有与出发菌无差异的促生能力,2个苜蓿品种间也无特异性。     

铝和酸胁迫对苜蓿根瘤菌生长和抗氧化酶系的影响

在铝和酸胁迫下,比较分析了天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌的生长及SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)、POD(过氧化物酶)、及GR(谷胱甘肽还原酶) 等抗氧化酶系响应特点。铝胁迫设5个梯度,即0,25,50,75,100 μmol/L;酸胁迫设4个pH水平,即4,5,6,7。结果表明,铝和酸胁迫下,2种苜蓿根瘤菌的OD_A600均显著降低,生长受到抑制,且天蓝苜蓿根瘤菌的OD_A600显著高于紫花苜蓿根瘤菌。在pH水平为4和5时,紫花苜蓿根瘤菌没有生长。在铝毒胁迫下,天蓝苜蓿根瘤菌的SOD酶活性一定程度减小后缓慢上升,而CAT、POD和GR酶活性随铝浓度增大显著下降;紫花苜蓿根瘤菌的SOD,CAT及GR酶活在低Al胁迫下无显著变化,在高铝胁迫下显著下降。随着pH水平的下降,天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌均表现为SOD、CAT、POD、GR酶活性的显著下降。在不同铝及酸胁迫下,天蓝苜蓿根瘤菌各抗氧化酶活性显著高于紫花苜蓿根瘤菌。综合分析认为天蓝苜蓿根瘤菌较之紫花苜蓿根瘤菌有较强的耐酸、耐铝性。     

苜蓿耐药根瘤菌筛选及荧光蛋白标记对根瘤菌耐药性的影响

为明确荧光蛋白标记技术对根瘤菌耐药性的影响,采集6个品种的苜蓿根瘤进行根瘤菌的分离、纯化和初步鉴定,并筛选其中对3种稀土盐抑菌剂La（NO3）3·6H2O,LaCl3和Ce（NO3）3·6H2O以及2种植物源抑菌剂苦参碱和除虫菊素具有耐受性的菌株,得到一株编号为LH3436的根瘤菌,对0.6mg/mL苦参碱具有天然耐受性。将LH3436和对照根瘤菌R.12531以及参比根瘤菌R.GN5进行荧光蛋白标记后,观察其对抑菌剂耐受性的变化。发现各初筛菌株在无氮培养基上的生长状况对非根瘤菌的筛除率最高,所有初筛菌株均为革兰氏染色阴性的快生型产酸菌,全部难以利用柠檬酸盐,而可以利用蔗糖和可溶性淀粉,但对乳糖、葡萄糖和果糖等碳源的利用存在差异性;试验初筛菌株对植物源类抑菌剂的相对耐受性好,而对稀土盐类抑菌剂的相对耐受性差,将筛选根瘤菌进行荧光蛋白标记后,其对抑菌剂的耐受性未发生改变。     

苜蓿根瘤菌对不同形态磷利用效率的研究

为研究酸性土地区耐酸苜蓿根瘤菌对难溶性磷的利用,采用固体培养和液体培养方法在含不同形态磷(酵母膏有机磷、无机可溶性磷、磷酸钙、磷酸铝和磷酸铁),初始pH分别为4.1,7.0和9.0的培养基中进行了苜蓿根瘤菌的培养,观察并测定了不同固体培养基上的菌落形态和大小,液体培养基中根瘤菌的吸光度、培养液中有效磷含量和培养液pH。结果显示,在各pH条件下,无磷对照CK中的根瘤菌生长最差,其固体培养基上的菌落直径显著低于酵母膏有机磷对照(CK_YE-P)和无机磷对照(CK_P),同时,无磷对照液体培养中根瘤菌吸光度也远低于CK_YE-P和CK_P,说明在本试验条件下有效磷是影响根瘤菌生长的关键因素。固体培养基上4个不同难溶性磷处理中,植酸磷处理(T_Phy-P)菌落直径在各pH条件下皆为最大,磷酸钙处理(T_Ca-P)次之,而磷酸铝处理(T_Al-P)和磷酸铁处理(T_Fe-P)在各条件下的菌落直径都较小。根瘤菌经液体培养后,T_Phy-P和T_Ca-P的培养液在酸性和中性条件下有效磷含量和根瘤菌吸光度较高,但碱性条件下则较低;T_Al-P和T_Fe-P在各pH条件下的有效磷含量和根瘤菌吸光度皆较低。根瘤菌的接种培养使所有处理的pH下降,其中中性和酸性条件下的T_Ca-P以及中性条件下的T_Phy-P培养液pH变化相对较小。未接种对照中,T_Phy-P和T_Ca-P的有效磷含量在酸性条件下最大,随pH值升高而迅速降低,碱性条件下植酸钙镁几乎不溶;T_Al-P和T_Fe-P在3种pH条件下的有效磷没有明显变化。与未接种对照比,除酸性条件下的T_Phy-P和T_Ca-P外,其他接种处理的有效磷含量皆有不同程度的升高,碱性处理的升高幅度最大。苜蓿根瘤菌能较有效的利用植酸钙镁和磷酸钙中的磷,但在碱性条件下,对二者的利用大幅下降;根瘤菌很难利用磷酸铝和磷酸铁中的磷。培养液pH对植酸钙镁和磷酸钙的有效性影响较大,而对磷酸铝和磷酸铁影响较小。根瘤菌的生长会导致培养液pH的降低,促进难溶性磷中磷的释放,提高有效磷含量,但提高程度随磷形态而异。     

施氮对武功山山地草甸土壤氮素含量、根系生长及氮素吸收的影响

本研究以武功山草甸为研究对象,采用随机区组试验设计,研究不同施氮水平(N0:不施氮;N_1:施氮量75kg·hm-2;N_2:施氮量150kg·hm-2;N_3:施氮量300kg·hm-2)下草甸土壤氮素时空变化规律和草甸植被根系形态特征及其对氮素吸收利用的影响。结果表明:土壤碱解氮含量随着施氮量的增加而增加(P0.05),各施氮处理土壤碱解氮含量随时间推移呈先升高后降低的趋势,并在7-9月间平均值降到最低(N0:111.7 mg·kg~(-1);N_1:140.6mg·kg~(-1);N_2:162.7mg·kg~(-1);N_3:1 169.0mg·kg~(-1));各处理0-20cm土层根系生物量密度由高到低依次为N_3(10.27mg·cm~(-3))N_2(10.02mg·cm~(-3))N_1(8.0mg·cm~(-3))N0(6.28mg·cm~(-3)),根长密度由高到低依次为N_3(20.1cm·cm~(-3))N_2(20.09cm·cm~(-3))N_1(17.2cm·cm~(-3))N0(14.3cm·cm~(-3)),其中N0、N_1和N_2这3个处理差异显著(P0.05);在0-150kg·hm-2的施氮范围内,根系对氮素的积累(N0:13.7kg·hm-2;N_1:23.3kg·hm-2;N_2:31.2kg·hm-2)随着施氮量的增加而显著增加(P0.05)。因此,在武功山草甸施用氮肥时应注意其氮肥施用量(推荐施氮范围为0-150kg·hm-2),避免氮素流失引起环境污染及资源浪费。     

紫花苜蓿根瘤菌培养基的优化研究

以苜蓿根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)ACCC17631和ACCC17676为供试菌株,采用单因素碳氮源利用试验和正交设计试验,确定最佳碳源、氮源及培养基配方.结果表明:2株供试菌株最佳碳源为蔗糖,最佳氮源分别为大豆粉和酵母粉.根瘤菌ACCC17631(ACCC17676)的最佳培养基配方(g·L-1)为:蔗糖20,大豆粉(酵母粉)2.4,K2 HPO4 0.25,KH2PO4 0.25,MgSO4·7H2O 0.2,NaC1 0.1,pH为6.8～7.0.     

中苜1号紫花苜蓿高效共生根瘤菌的筛选

研究8株根瘤菌对"中苜1号"紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.Zhongmu No.1)的接种效果。结果表明:8株根瘤菌接种效果差异明显;接种后干草重、根瘤数、干根重、粗蛋白质含量比对照分别增加了3.8%~26.12%、2.9%~41.43%、5.8%~41.38%和2.39%~8.5%;筛选出与中苜1号最佳共生匹配的根瘤菌ACCC17544,该菌株能增强其共生固氮效果,既提高干草产量,又增加粗蛋白质含量,具有一定的生产应用价值。     

沿海滩涂地区苜蓿根瘤菌接种方法和效果的研究

通过沿海滩少地区接种根瘤菌大面积种植苜蓿的调查结果表明，丸衣化接种技术显著地提高了芷蓿的成苗率和生长势，接种根瘤菌可使苜蓿产草量提高５０￣９３．２％，根系生物量提高３９．０２￣４４．５３％，结瘤量提高７０．９７￣７３．３９％。     

施氮量和种植密度对紫花苜蓿生长及种子产量的影响

通过田间试验研究了施氮量、种植密度对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)各器官干物质积累、氮素吸收、积累分配及种子产量的影响。结果表明:高氮稀植(N3D1)处理有利于苜蓿各器官干物质及氮素积累;氮素积累趋势因施氮量、种植密度不同而异:低氮高密、中氮高密处理下氮素积累以茎杆为中心,高氮低密处理下,花荚为氮素积累中心,施氮可显著提高干物质及氮素积累量。各处理中干物质及氮素积累量均以N3D1处理最高,该处理下苜蓿根、茎、叶、花荚中干物质量为8.65,19.02,2.35,5.98g·株^-1,氮素积累量分别为12.23,15.01,3.62,15.70mg·株^-1。本研究中当施氮量为150kg·hm^-2,密度为3kg·hm^-2时,种子产量最高达到740.36kg·hm^-2。     

施氮对不同紫花苜蓿品种氮积累及土壤氮动态变化的影响

在甘肃省秦王川灌区种植"甘农3号"和"陇东苜蓿"的紫花苜蓿(Medicago sativa)试验田,采用完全随机区组设计,设置3个施氮水平0,51.75和103.50 kg(N)·hm^-2(记为N0,N51.75,N103.50),研究施氮对不同紫花苜蓿品种氮积累及土壤氮动态变化的影响。结果表明:施氮可以提高西北荒漠灌区紫花苜蓿物质积累,紫花苜蓿植株干物质积累和氮积累随施氮量的增加而增加,在N103.50水平下最高,经回归分析得出施氮量与干物质积累和氮素积累之间符合一元二次方程;施氮可以显著提高西北荒漠灌区刈割苜蓿田土壤碱解氮含量,对全氮含量没有太大影响。因此,西北灌区紫花苜蓿适宜施氮量为103.50 kg(N)·hm^-2,为了使紫花苜蓿达到更高产量,应在每次刈割后补施氮肥。     

黑土区紫花苜蓿根瘤菌特性研究与促生能力分析

本文通过采集东北黑土地区2龄紫花苜蓿(Medicago)根瘤菌菌株,经过根瘤菌的耐盐、耐碱、耐酸、溶磷能力、生长素分泌能力、代时、固氮酶活性等生物学特性测试;并进行回接试验,测定供试菌株促生植株的根瘤数、根瘤重、生物量及全氮量,旨在阐明黑土区苜蓿根瘤菌特性与促生植株地上生物量及其全氮的关系。结果表明:菌株促生植株的全氮量与根瘤菌泌酸能力、代时、促生植株根瘤数显著相关(P≤0.05);菌株促生植株地上生物量与菌株溶磷能力、泌酸能力、促生植株根瘤重呈极显著相关(P≤0.01)。通过通径分和回归分析建立了苜蓿根瘤菌株促生植株地上生物量及其全氮量的最优多元线性回归方程,该方程可为优异菌株筛选及其促生能力判断提供科学依据。     

模拟氮沉降对克氏针茅和碱韭种间竞争的影响

以克氏针茅和碱韭为研究对象,分析单播和混播种植方式下,氮沉降对两种植物地上生物量、地下生物量的影响,比较两种植物的竞争能力。结果表明:单播时,克氏针茅的株高随着施氮浓度的增加而上升且在施氮20 g/(m^2·yr)时显著高于其他处理(P<0.05),碱韭的株高在施氮20 g/(m^2·yr)时显著低于其他处理(P<0.05)。氮素对克氏针茅种群和碱韭种群都具有显著的调节效应,随着氮素梯度的增加,克氏针茅与碱韭的地上生物量、地下生物量、总生物量均有增加的趋势。克氏针茅对氮素添加的响应相比碱韭更明显,在单播时,克氏针茅在施氮10 g/(m^2·yr)时地上、地下及总生物量显著高于其他处理(P<0.05),混播时,克氏针茅在施氮20 g/(m^2·yr)时地上、地下及总生物量最大;在模拟氮沉降的过程中,克氏针茅与碱韭的种内竞争大于种间竞争,说明氮沉降对两者之间的竞争关系影响较小。     

不同氮效率紫花苜蓿各生育期氮利用特征研究

为探讨不同氮效率紫花苜蓿各生育期氮利用特征,本研究采用室外营养液砂培试验,选取4种不同氮效率类型的紫花苜蓿品种（"LW6010""甘农3号""甘农7号"和"陇东苜蓿"）,设2个氮水平（210 mg·L^-1和21 mg·L^-1）,以研究其在各生育期的生长特性、根系特性、结瘤特性、氮代谢酶活性及氮积累量。结果表明：随着生育期的推进,生长特性、根系特性和氮积累量在成熟期达到最大,结瘤特性在结荚期达到最大,氮代谢酶活性在盛花期达到最大;低氮处理,"LW6010"和"甘农7号"的生长特性、根系特性、结瘤特性、酶活性及氮积累量高于"甘农3号"和"陇东苜蓿";高氮处理,"LW6010"和"甘农3号"的生长特性、根系特性、结瘤特性、酶活性及氮积累量高于"甘农7号"和"陇东苜蓿"。综上,氮高效型紫花苜蓿品种"LW6010"对氮素的固定、吸收及转化能力高于氮低效型"陇东苜蓿"。     

磷水平和接根瘤菌对紫花苜蓿根系形态特征和根瘤固氮特性的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.3’)为材料,采用营养液沙培法,研究了磷及根瘤菌对紫花苜蓿根系形态和根瘤固氮酶活性的影响,结果表明:接种根瘤菌或在一定范围内(0~2000 μmol·L^-1)提高磷水平,均可显著增加紫花苜蓿的根长、根表面积、根平均直径、根体积和根系活力,并使其根瘤数增多,根瘤重增大,固氮酶活性显著增强,植株全氮含量增加;与不接菌相比,接菌提高了紫花苜蓿对磷的需求;本试验条件下紫花苜蓿所需磷素最佳范围为1000~1500 μmol·L^-1。     

不同形态及配比的氮素对高寒草甸植物生长高度和生物量的影响

为探索提高青藏高原高寒草甸草地生产力的科学施肥途径,通过小区施肥试验,研究添加不同形态及配比的氮素对称多县高寒草甸植物生长高度和生物量的影响。在2013年添加氮素的当年,选用的9个物种的生长高度对添加不同形态氮素及配比处理的响应表现出多元特征;除有机态氮外,铵态氮、硝态氮、酰胺态氮3种形态的氮素对禾本科、莎草科、杂类草的平均草丛高度有显著影响（P<0.05）,不同形态氮素添加对禾本科、莎草科、杂类草功能群以及群落总生物量影响显著（P<0.05）,但铵态氮和硝态氮的不同配比间差异不显著。