保护性施氮对大豆氮素同化影响的研究

通过高Ｃ／Ｎ比值麦秸的“氮因子效应”调控土壤（肥料）氮固定－矿化动态作为大豆保护性施氮的手段。从大豆结瘤,固氮活性,木质部溶质氮形态以及植株同化氮量论证了保护性施氮的生物学效应。试验表明,保护性施氮不仅颇大缓解乃至完全消除了氮肥对大豆结瘤和固搂活性的抑制,提高了木质部中酰脲态氮的相对丰度和有机态氮含量,保护了共生固氮体系正常发育及其功能发挥的前提下,又提高了土壤的供氮水平,从而为大豆籽实蛋白质的合     

缺氮培养大豆Bragg结瘤突变系对CO2倍增的反应

研究了在缺氮条件下，CO2倍增对大豆（GtycinemaxL.）Bragg及其等基因突变体超结瘤大豆nts382和不结瘤大豆Nod49生长和固氮的影响。结果表明在缺氮条件下CO2倍增明显提高大生物量和根系结涵量，但对固氮酶活性的影响则随幼苗的生长而异。播种后25天取样结果显示CO2倍增条件下，Bragg和nts382的固氮比活性和单株固氮活性都显著提高，而其后3天取样的结果没有表现出增加趋势，固氮比活性在nts382反而明显降低。两种CO2浓度条件下，nts382单株固氮活性高于Bragg，但固氮比活性低于后者。两次测定结果的差异说明植物对CO2倍增的反应具有很强的时效性;同时表明，CO2倍增对植物生长和固氮的促进作用不能长期维持。这可能与生物固氮过程本身的复杂性有关。根据本研究结果推测，在未来全球环境变化、CO2倍增条件下，共生固氮植物可能在生态系统氮素平衡中起到更为重要的作用;并有可能通过育种技术改良固氮农作物，提高农作物产量。     

缺硼、不同光强及外源葡萄糖对大豆根瘤固氮活性的影响

以大豆超结瘤突变体nts382及其亲本Braggcv．为试验材料，研究了正常供硼和缺硼条件下，不同光强和外源葡萄糖对大豆根瘤固氮活性的影响。结果表明，缺硼时根瘤固氮酶活性显著下降，此时降低光强并没有使根瘤固氮酶活性进一步下降，但使根瘤数减少；外源施用葡萄糖也不能提高根瘤固氮酶活性。在正常供硼情况下，低光强降低了根瘤固氮酶活性，并且使根瘤数和根瘤干重减少，外源施用葡萄糖也增加根瘤固氮酶活性。这说明了在缺硼条件下，根瘤固氮酶活性的下降并不是由于碳水化合物供应不足所造成的。     

缺氮培养大豆Bragg结瘤突变系对CO2倍增的反应

研究了在缺氮条件下，CO₂倍增对大豆（GtycinemaxL.）Bragg及其等基因突变体超结瘤大豆nts382和不结瘤大豆Nod49生长和固氮的影响。结果表明在缺氮条件下CO₂倍增明显提高大生物量和根系结涵量，但对固氮酶活性的影响则随幼苗的生长而异。播种后25天取样结果显示CO₂倍增条件下，Bragg和nts382的固氮比活性和单株固氮活性都显著提高，而其后3天取样的结果没有表现出增加趋势，固氮比活性在nts382反而明显降低。两种CO₂浓度条件下，nts382单株固氮活性高于Bragg，但固氮比活性低于后者。两次测定结果的差异说明植物对CO₂倍增的反应具有很强的时效性;同时表明，CO₂倍增对植物生长和固氮的促进作用不能长期维持。这可能与生物固氮过程本身的复杂性有关。根据本研究结果推测，在未来全球环境变化、CO₂倍增条件下，共生固氮植物可能在生态系统氮素平衡中起到更为重要的作用;并有可能通过育种技术改良固氮农作物，提高农作物产量。     

不同施氮量对A_N值法估计固N_2的影响

在本试验中,施用氮肥抑制了结瘤大豆的固氮活性。随着施氮肥的增加,大豆以固 N_2得到的氮的百分率降低,而且籽粒产量也随着施肥量的增加而降低。不结瘤大豆则相反,籽粒产量随着施氮肥量的增加而增加。施氮肥对土壤的 A_N 值有影响,但是在一定施肥量范围内,不妨碍用 A_N 值法估计结瘤作物的固 N_2百分率和固N_2量,而且比总 N 差值法所得数据更为合理可靠。     

玉米滴灌栽培条件下尿素与氢醌、双氰胺配施方法及效果

本研究通过在滴灌栽培条件下将脲酶抑制剂氢醌(简称HQ)、硝化抑制剂双氰胺(简称DCD)和尿素在玉米盆栽试验中进行配施,以探求HQ和DCD在滴灌施氮肥条件下应用的可行性。试验共设17个处理。试验结果表明:在滴灌施尿素条件下,加入0.3%HQ、0.5%HQ和5.0%DCD于溶液中,尿素的氮素利用率分别为74.8%、75.8%和75.3%,均显著高于单独施用尿素处理;当将HQ和DCD进行土壤施用并配合滴灌浇水时,HQ对提高氮肥利用率无显著作用,但DCD的施用能显著提高尿素氮的利用率;HQ和DCD在滴灌施肥条件下的施用效果要好于土壤施用效果。     

壳聚糖对NaCl胁迫下菜用大豆结瘤固氮的影响

【目的】研究壳聚糖对盐胁迫抑制菜用大豆结瘤固氮的缓解效应,为进一步探讨壳聚糖抗逆机理提供新的线索。【方法】以蛭石为基质,以菜用大豆‘特早王’–根瘤菌共生体系为研究对象,采用人工气候箱培养,研究NaCl胁迫下壳聚糖对菜用大豆根瘤形成、生物固氮的影响。菌种为与‘特早王’共生匹配性较好的快生根瘤菌N18。接种后的植株进行如下4个处理:1)叶面喷施清水,根部浇灌无氮营养液(CK);2)叶面喷施壳聚糖水溶液,根部浇灌无氮营养液(CTS);3)叶面喷施清水,根部浇灌溶有NaCl的无氮营养液(Cl);4)叶面喷施壳聚糖水溶液,根部浇灌溶有NaCl的无氮营养液(CTS+Cl)。上述各处理施用的水或水溶液均为无菌水配制,NaCl处理的浓度为50 mol/L,CTS处理的适宜浓度为200 mg/L。接种30天后,将大豆植株取出,用清水将根部蛭石冲洗干净后,立即测定根瘤固氮酶活性、根瘤数及根瘤鲜重,然后测定根瘤豆血红蛋白含量和根系活力,最后测植株干重和全氮量。【结果】氯化钠胁迫下,植株干重显著下降,与CK相比降幅达49%,喷施壳聚糖后(CTS+Cl),降低幅度显著减小,但依然显著低于CK (P <0.05)。无盐条件下,与CK相比,壳聚糖处理(CTS)增加植株干重的效果不明显。喷施壳聚糖显著增加了菜用大豆的根瘤数、根瘤鲜重、植株含氮量、根系活力、豆血红蛋白含量及固氮酶活性(P <0.05)。NaCl胁迫显著抑制了菜用大豆的结瘤固氮作用,其中根瘤数、根瘤鲜重分别较CK下降了79%、90%,而壳聚糖处理(CTS+Cl)使菜用大豆在盐逆境下的结瘤数、根瘤鲜重、植株全氮含量、根系活力、豆血红蛋白含量及固氮酶活性等均显著回升,增幅分别达对照的29%、20%、17%、48%、19%、21%,但均显著低于CK。【结论】非NaCl胁迫下,喷施壳聚糖可以显著促进菜用大豆结瘤,提高豆血红蛋白含量及固氮酶活性,最终增加植株含氮量。在NaCl胁迫下,外源壳聚糖可以显著缓解氯化钠胁迫导致的对根系活力和结瘤固氮的影响。因此,叶面喷施壳聚糖是促进菜用大豆结瘤固氮和生长的有效措施。     

氮锌配施及锌肥不同用量对夏大豆产量品质的影响

在河南省大豆产区进行了氮与锌配合施用及锌肥不同有得的田间试验。结果表明，施用锌肥促进大豆结瘤固氮并提高固氮酶活性，氮肥肥效较高，增产７．２％－１１．１％，同时使籽粒氨基酸含量得到相应提高；单施氮增产４．３％－１３．６％，施氮配合施锌后增产达７．１％－１６．２％；最佳施氮量为４．８ｋｇ／亩，取得的利润比不施锌时增加２．３元／亩；锌肥底施并不是越多越好，以每亩底施１ｋｇ硫酸锌，产量较高，利润最佳。     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅱ.对根瘤结构和固氮酶活性的影响

在短期无氮营养液栽培条件下研究了缺硼和正常供硼处理对大豆超结瘤突变体(nts382)及其亲本Bragg根瘤结构和根瘤固氮酶活性的影响。结果表明:1.在缺硼条件下,无论是超结瘤突变体nts382,还是亲本Bragg,其根瘤固氮酶活性都显著下降;2.无论是缺硼还是正常供硼处理,超结瘤突变体nts382单位鲜重根瘤活性都明显低于亲本,但由于nts382每株根瘤数和鲜重显著高于其亲本,使每株固氮酶活性明显高于亲本,植株中氮素积累总量也相应的高于亲本;3.缺硼条件下,根瘤细胞结构发生明显改变,细胞壁凸凹不平,细胞间隙加大,含菌细胞内类菌体含量减少。这可能是硼影响根榴细胞正常固氮功能的主要原因。     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅱ.对根瘤结构和固氮酶活性的影响

在短期无氮营养液栽培条件下研究了缺硼和正常供硼处理对大豆超结瘤突变体(nts382)及其亲本Bragg根瘤结构和根瘤固氮酶活性的影响。结果表明:1.在缺硼条件下,无论是超结瘤突变体nts382,还是亲本Bragg,其根瘤固氮酶活性都显著下降;2.无论是缺硼还是正常供硼处理,超结瘤突变体nts382单位鲜重根瘤活性都明显低于亲本,但由于nts382每株根瘤数和鲜重显著高于其亲本,使每株固氮酶活性明显高于亲本,植株中氮素积累总量也相应的高于亲本;3.缺硼条件下,根瘤细胞结构发生明显改变,细胞壁凸凹不平,细胞间隙加大,含菌细胞内类菌体含量减少。这可能是硼影响根榴细胞正常固氮功能的主要原因。     

白浆土大豆结瘤及其固氮状况

黑龙江省是我国大豆主要产区,在国营农牧场中大面积机械化生产条件下,大豆的种植面积约占耕地面积的三分之一左右。一般认为,大豆与根瘤菌的共生固氮作用所固定的氮,能提供大豆整个生育过程中对氮素需要量的二分之一到三分之二。然而,在大田生产实践中,由于土壤类型、肥力水平、气候条件、前作、品种、施肥等因素的综合影响,使大豆在田间的共生固氮效率产生了很大的差异。     

IMPACT OF LOW RATES OF NITROGEN APPLIED AT PLANTING ON SOYBEAN NITROGEN FIXATION

Environmental conditions in the northern Great Plains can delay emergence, nitrogen (N) fixation and growth of soybean due to cool and wet soil conditions at planting. The objective was to evaluate the impact of low rates of N applied at planting on soybean N fixation and crop growth. A field experiment was established within corn soybean rotation using a split-plot design with four replications. Whole plots were no-tillage and conventional tillage and split plots were starter fertilizer. Nitrogen sources were ammonium nitrate or urea applied at four rates. The amount of plant N fixation increased with growth stage reaching a maximum fixation at the R5 growth stages. Plant ureide content decrease with increase N applied for all growth stages except R7. The increase in plant biomass contributed to an overall increase in yield indicating that in unfavorable environments application of N at planting can have a positive impact on soybean growth.     

Grain yield,seed weight,seed N concentration,and nodule activity of soybean as influenced by defoliation and N fertilizer

It is unknown if nitrogen (N) fertilizer application will ameliorate the yield loss associated with severe defoliation of soybean [Glycine max (L.) Merr.] at the R5 stage of growth. The objective of this field study was to investigate the interaction of N fertilization rate and extent of defoliation on soybean yield, seed weight, seed N concentration, and nodule activity. Field experiments were conducted in 1988 and 1989 on a Drummer silty clay loam (Typic Haplaquolls). Treatment variables were three cultivars: BSR 101, Chamberlain, and Elgin 87; three N fertilizer rates applied one day after defoliation: 0, 84, and 168 kg N ha^‐1 as urea; and three levels of defoliation: 0, 50, and 75%. Grain yield was not significantly affected by N rate but did decrease with defoliation. Fertilizer N did not ameliorate the yield reduction associated with defoliation. Seed weight decreased linearly with increasing defoliation. Plants exposed to the most severe defoliation produced seed which weighed 1 g 100^‐1 seed less than seed from nondefoliated plants. In 1989 seed weight of only the nondefoliated plants increased slightly with N rate, seed weight was not affected by N rate for any other year by defoliation treatment combination. Seed N concentration was not affected by N rate. Seed N concentration increased with defoliation in 1988 but not in 1989. Seed N concentration was not affected by defoliation in 1989. N fertilizer application and defoliation decreased nodule activity. Defoliated plants utilized nitrates in preference to dinitrogen fixation. Fertilizer N increased the concentration of nitrates in the plant, but the increase did not ameliorate the yield loss. Developing pods and seed are the predominate sink. The additional energy presumably required for dinitrogen fixation did not exacerbate the yield loss.     

玉米—花生混作体系中不同施氮水平对花生铁营养及固氮的影响

盆栽试验结果表明,不同氮水平条件下玉米—花生混作可明显改善花生铁营养。与单作相比,混作花生新叶叶绿素SPAD值明显提高,新叶活性铁浓度提高12.4%～27.1%,同时花生根瘤数和固氮酶活性显著增加。在本试验种植密度下,施氮水平和种植方式对单株花生生物量无显著影响,而施氮对玉米根际土壤活性铁浓度的提高有一定的促进作用,并且花生根瘤数和固氮酶活性受施氮水平影响较大。说明石灰性土壤上玉米—花生混作对花生铁营养改善及提高花生的固氮能力具有重要作用;施氮水平对花生铁营养影响不大,但随施氮量增加对花生共生固氮有抑制作用。     

Effect of placement of coated urea fertilizer on root growth and rubidium uptake activity in soybean plant

Abstract

We reported in the previous paper (Takahashi et al. 1991) that the deep placement of slow release N fertilizer (coated urea) contributed to a stable increase of soybean (Glycine max L. Merr.) yield. In the previous study we observed that the deep placement of coated urea did not depress appreciably the nitrogen fixation by root nodules although fertilizer N was efficiently utilized. We assumed that the N absorbed from the roots in the deep layers did not cause nodule senescence, contributed to the maintenance of the leaf activity during the maturation stage, and that the increase in the availability of carbohydrate and N improved seed production. In the current report the effects of placement of coated urea fertilizer on the root growth and activity were studied by measuring the root dry weight and Rb absorption activity.     

Genistein addition to the rooting medium of soybean at the onset of nitrogen fixation increases nodulation

In the legume‐(Brady)Rhizobium symbiosis, signal exchange between the host‐plant and the symbiotic bacterium is an essential step in nodule formation. Genistein is the most effective plant‐to‐bacterium signal in the soybean [Glycine max (L.) Merr.] N₂‐fixing symbiosis. Its concentration in soybean root system increases with seedling development, and decreases immediately after the onset of N₂ fixation. This study was conducted to determine whether addition of genistein to the rooting medium at the onset of N₂ fixation would increase nodulation thereafter. The results indicated that watering soybean plants with a solution containing genistein beginning at the onset of N₂‐fixation increased nodule size, nodule number and nodule weight per plant. Shoot nitrogen (N) concentration was also increased. Soybean cultivar AC Bravor was more sensitive to genistein addition than Maple Glen.     

控释尿素不同条施深度下鲜食玉米产量和氮素利用效应

通过田间试验研究一次性施肥条件下控释尿素不同条施深度(0,5,10,15cm)对鲜食玉米产量、干物质积累变化、氮素利用率和土壤无机氮含量的影响,为控释尿素在鲜食玉米上的应用推广提供依据。结果表明:控释尿素施用深度的不同主要影响鲜食玉米抽雄至乳熟收获期的干物质积累,该阶段10,15cm深度下鲜食玉米的干物质积累速率和积累量显著高于0,5cm。随着控释尿素施用深度的增加,鲜食玉米鲜穗产量、乳熟收获期植株总吸氮量以及氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率均呈现递增趋势,与0cm相比,15cm深度处理的鲜穗产量和收获期植株总吸氮量分别显著提高13.3%和53.0%,氮肥偏生产力从70.9kg/kg增加到80.4kg/kg,氮肥农学利用效率从6.8kg/kg增加到16.3kg/kg,氮肥表观利用率从3.3%提高到33.7%;10cm深度处理仅较0cm处理显著提高了植株总吸氮量和氮肥表观利用率,而5cm深度处理的鲜穗产量、乳熟收获期植株总吸氮量、氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率与0cm处理间均无显著差异。抽雄期叶片光合特性测定结果表明,与不施氮(CK)相比,控释尿素的施用显著提高了单株叶面积、叶面积指数和穗位叶净光合速率,与0cm相比,15cm深度处理的单株叶面积、叶面积指数、叶片净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度均有不同程度的提高。关键生育期的土壤无机氮测定结果表明,控释尿素施用深度的增加可以提高拔节期、抽雄期和乳熟收获期行间(施肥部位)0—20cm土层、抽雄期和乳熟收获期行间(施肥部位)20—40cm土层以及乳熟收获期玉米种植行(非施肥部位)0—20cm的土壤无机氮含量。可见,控释尿素深施能够提高鲜食玉米抽雄期以后的土壤供氮能力和改善叶片光合特性,促进干物质积累和氮素吸收,从而提高氮肥利用率和鲜穗产量。试验设置条件下,控释尿素最佳的施用深度为15cm。     

冬小麦上短控释期尿素的适宜施用量与施用方法研究

【目的】控释尿素受土壤温度、 水分等环境条件的影响,应用效果不一。对比相同施氮量下一次性基施控释尿素与尿素分期施用,以及控释尿素和普通尿素追施对冬小麦籽粒产量、 品质, 氮肥利用率及综合经济效益的影响,可为控释尿素的合理施用提供理论和技术依据。【方法】采用大田试验,选用新麦26为供试材料,随机区组试验设计,调查了冬小麦籽粒产量、 主要品质性状、 氮肥利用率及经济效益。设两个试验,试验1: 控释尿素和普通尿素各设5个氮肥水平,即N 0、 120、 160、 200和240 kg/hm2; 试验2: 设不施氮肥、 N 200 kg/hm2总氮量下普通尿素和控释尿素均40%返青期追施3个处理。【结果】 1)与不施氮(CK)相比,控释尿素和普通尿素均可显著提高小麦籽粒产量,且随着施氮量的增加而增加,其中以分期施用普通尿素N 240 kg/hm2处理籽粒产量最高。相同施氮量下,分期施用普通尿素处理小麦籽粒产量显著高于一次性基施控释尿素处理(N 160 kg/hm2除外)。然而,返青期追施控释尿素处理小麦籽粒产量显著高于同期追施普通尿素处理,增产率达15.8%; 2)相同施氮量下,分期施用普通尿素处理较一次性基施控释尿素处理的小麦籽粒容重、 蛋白质含量、 水分含量、 湿面筋含量均有所提高,且两种尿素处理间籽粒容重在N 160 kg/hm2和N 200 kg/hm2时差异达显著水平。然而,返青期追施控释尿素处理小麦籽粒容重、 湿面筋含量、 蛋白质含量等品质指标显著高于同期追施普通尿素处理; 3)两种尿素处理氮肥农学利用率和氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低,在相同施氮量下分期施用普通尿素处理显著高于一次性基施控释尿素处理。此外,与分期施用普通尿素处理相比,一次性基施控释尿素处理减少了小麦拔节期追肥人工成本投入,但由于一次性基施控释尿素处理籽粒产量较低和氮肥价格较高,导致经济效益相对较低。然而,试验2结果表明,返青期追施控释尿素处理氮素利用率(氮肥农学效率、 氮肥偏生产力及氮素回收率)和经济效益显著高于同期追施普通尿素处理。【结论】本研究地区较适宜的推荐氮肥施用量为N 200 kg/hm2,一次性基施控释尿素较适宜于劳力欠缺的农户,而对于个别劳力充足的农户则适宜采用分期追施普通尿素或者小麦返青期追施控释尿素的氮肥管理技术。因此,在当前农村劳动力日益减少,用工成本日益增加以及种粮比较效益持续降低的大环境下,氮素肥料合理选择和施用技术要依据实际情况而定。     

施磷对花生积累氮素来源和产量的影响

利用盆栽试验和15N示踪技术,研究了不同施磷量对花生吸收土壤氮、肥料氮、大气固氮量及比例和产量的影响,并探讨其原因,可为花生生产中科学施肥提供理论依据和技术指导。结果表明,花生根系干物重和根系活力随着施磷量的增加而增大,根瘤数和根瘤鲜重均随着施磷量的增加而增多,植株各器官含氮量和15N丰度均随着施磷量的增加而增加,成熟期各器官氮素积累量和15N积累量均表现为随着施磷量的增加而增加。花生吸收肥料氮的比例在11.34%~12.69%之间,吸收土壤氮的比例在33.95%~47.75%之间,吸收大气氮的比例在40.90%~53.36%之间,增施磷肥减小了吸收土壤氮的比例,增加了吸收肥料氮和大气氮的比例。花生氮肥利用率在34.65%~47.53%之间,氮肥土壤残留率在31.42%~36.00%之间,氮肥损失率在21.05%~29.35%之间。氮肥利用率随着施磷量的增加而增大,而氮肥土壤残留率和损失率均随着施磷量的增加而减少。综上所述,增施磷肥由于显著提高了花生根系干物重、根系活力和根瘤数及根瘤鲜重,促进了花生植株对肥料氮的吸收和对大气氮的固定,进而提高了植株体氮素含量,促进植株生长发育,最终增加产量。