不同类型豆科植物群落凋落物对城市土壤质量的影响

为了解不同豆科植物群落类型的凋落物特征对土壤质量的影响。选取太原市森林公园内3种不同群落类型(豆科落叶阔叶林、豆科与非豆科落叶阔叶树种混交林、豆科与常绿针叶树种混交林),通过对不同类型豆科植物群落凋落物性质和土壤质量进行差异性、相关性分析,探讨凋落物性质与土壤因子间的关系。结果表明,不同豆科植物群落类型间凋落物的理化性质存在差异。豆科落叶阔叶林群落凋落物全氮含量(17.68 g/kg)、N/P比值(4.15)显著高于豆科与非豆科落叶阔叶树种混交林、豆科与常绿针叶树种混交林。豆科与常绿针叶树种混交林群落凋落物的全磷含量(5.96 g/kg)显著高于豆科与非豆科落叶阔叶树种混交林(3.68 g/kg);不同豆科植物群落类型间土壤性质存在差异。豆科落叶阔叶林土壤全碳(127.28 g/kg)、碱性磷酸酶活性(0.6 g/kg)显著优于豆科与非豆科落叶阔叶树种混交林、豆科与常绿针叶树种混交林,脲酶活性(0.87 g/kg)显著优于豆科与非豆科落叶阔叶树种混交林;豆科与非豆科落叶阔叶树种混交林土壤有机碳(23.51 g/kg)、硝态氮(11.21 mg/kg)、全钾(20.88 g/kg)含量显著低于豆科落叶阔叶林、豆科与常绿针叶树种混交林;凋落物全碳、全氮、全磷、N/P与最大持水量、毛管持水量,土壤全碳、有机碳、全氮、硝态氮、全磷、全钾、速效钾含量,以及脲酶和过氧化氢酶活性间呈显著正相关;凋落物总量、全碳及全磷含量与土壤容重间呈极显著负相关,凋落物C/N与土壤全氮、全碳、有机碳含量间呈显著负相关。不同豆科植物群落类型凋落物可显著降低土壤容重,提升土壤养分和酶活性,且豆科落叶阔叶林、豆科与常绿针叶树种混交林土壤质量要优于豆科与非豆科落叶阔叶树种混交林。

豆科植物乙醇提取物对雌性淡色库蚊的趋避效果

为开发新型的植物源蚊虫驱避剂,于2021年在江西农业大学校园内,采用实验室自制的昆虫趋避实验装置测试国槐、紫荆、黄花决明、肥皂荚、紫藤、龙爪槐、鄂羊蹄甲、合欢、美丽胡枝子、小槐花等10种豆科植物乙醇提取物对淡色库蚊雌蚊成虫的趋避活性。结果表明:10种豆科植物中紫藤、紫荆、黄花决明、肥皂荚4种植物提取物对淡色库蚊雌蚊具有较好驱避作用,其中紫藤对淡色库蚊成虫的驱避效果最好(趋避率为78.66%),其次是紫荆(趋避率为70.95%);而合欢、小槐花、美丽胡枝子这3种豆科植物提取物对淡色库蚊雌蚊成虫具有引诱作用,以美丽胡枝子的引诱效果最强(趋避率为-55.67%)。综合结果表明,紫藤、紫荆提取物对淡色库蚊具有较好驱避作用,具有开发成为驱蚊剂的潜力;而美丽胡枝子提取物对淡色库蚊具有较好引诱效果,具有开发成为蚊虫引诱剂的潜力。

植物激素调控豆科植物根瘤发育的研究进展

豆科植物与固氮微生物形成的共生固氮体系使植物可以利用大气中的氮元素,从而降低了植物对土壤中氮含量的需求。合理利用共生固氮可以减少农业生产中氮肥的施用量,对农业可持续发展具有重要意义。共生固氮体系的形成以及建立过程受多个信号的调控,其中植物激素是一类关键的影响因子,在共生固氮体系建立的整个过程中发挥着重要的作用。本文整理了植物激素对豆科植物根瘤形成和发育过程的影响,为后续的相关研究提供参考。

金属基纳米颗粒对豆科植物生长及固氮的影响综述

随着纳米技术的发展,金属基纳米颗粒(Metal-based Nanoparticles,M-NPs)因用量低、效果好等特点被应用于农业生产中当作肥料、生长调节剂和杀虫剂等。尽管前人在M-NPs对植物的影响方面有广泛研究,但仍缺少对豆科植物及氮循环过程的相关研究。为更好地了解M-NPs对植物固氮的影响途径与机制,总结不同M-NPs对豆科植物固氮及生长的影响,发现M-NPs对豆科植物固定氮的能力及生长情况的影响与M-NPs的种类、浓度、大小、形状等因素相关。此次研究为M-NPs促进农作物固氮提供理论依据,并对M-NPs在农业中的安全、高效应用进行展望。

胶东半岛野生豆科植物资源调查与分析

目的:调查胶东半岛野生豆科植物资源现状,分析植物功能,为当地合理利用野生豆科植物资源提供科学依据。方法:通过实地调查、标本采集、文献分析等方法,鉴定胶东半岛野生豆科植物种类,统计分析植物生境分布、功能、区系等。结果:胶东半岛共有野生豆科植物31属78种,主要为草本植物,以野豌豆属和胡枝子属种数最多。植物功能多样,有饲用植物73种、药用植物66种、可食用植物45种、观赏植物20种、油脂植物19种、蜜源植物13种。属的地理成分以温带区系占优势,但有明显的热带亲缘。结论:胶东半岛野生豆科植物资源丰富,用途多样,但利用程度不高,建议结合当地生态和经济社会发展需求,加以合理利用。

光信号和光合产物调控豆科植物根瘤形成发育的研究进展

豆科植物与根瘤菌共生形成根瘤,并通过共生固氮满足植株氮素营养需求。充分发挥豆科固氮能力对减少氮肥消耗及潜在的环境污染、实现农业生产可持续发展有重要意义。根瘤菌与豆科植物共生固氮极其耗能,因此植株的能量供应调控着共生及固氮过程。本文综述了近些年关于光通过植株的光形态建成和光合作用控制根瘤形成发育的研究进展。植株叶片通过蓝光受体(CRY1s)感知蓝光信号,并产生从地上移到地下的光受体依赖性转录因子(STFs/FTs),同时整合根毛发育和根瘤菌诱导的共生信号(NIN)途径形成根瘤,环境中根瘤菌的运动和附着能力也受光的刺激。植物与根瘤菌形成共生关系后,植物用光合产物交换根瘤菌同化的NH4+,光合产物(蔗糖)经韧皮部长距离运输至根瘤,在根瘤内经糖酵解等途径代谢成有机酸,为根瘤菌固氮提供碳骨架、能量及还原剂,光合产物的中间代谢产物如葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸、海藻糖-6-磷酸等结合糖信号代谢调控蛋白TOR、SnRK1启动复杂的根瘤皮层细胞生长发育通路。在低氮条件下,光合产物还以类黄酮、有机酸的形式分泌到根际,招募根瘤菌与植物形成共生关系。

豆科植物-根瘤菌固氮系统及其碳氮互作

根瘤菌是好氧型异养微生物,与豆科植物共生形成根瘤后可将N2转化为氨提供给植物,并消耗豆科植物光合作用产物。在豆科植物与根瘤菌共生过程中,根瘤菌侵染植物后在根瘤内分化为类菌体,类菌体将N2转化为不同类型的氨类物质提供给植物,与此同时,植物将光合作用的主要产物蔗糖转化为二羧酸盐(苹果酸盐为主)的碳源形式,为共生固氮及根瘤菌自身发育提供能源与动力。对豆科植物-根瘤菌共生系统中根瘤菌侵染过程、氮的转化与利用、氮碳代谢途径、氮碳互作关系进行综述,又对紫花苜蓿-根瘤菌共生系统中脂肪酸的合成、分解和利用以及脂肪酸能否作为氮代谢的能源进行了探讨,以期为苜蓿与根瘤菌共生系统间的能量信息传递提供理论依据,为提高共生系统固氮效率奠定坚实基础。

甘肃省豆科植物表型性状多样性综合分析

【目的】对甘肃省豆科(Leguminosae)植物进行表型性状多样性综合评价,为甘肃省豆科植物的种质资源评价和园林植物选育与创新提供参考。【方法】根据文献调查与资料收集,汇总甘肃省豆科种质资源共54属256种,提取木本的10个质量性状和6个数量性状及草本的9个质量性状和6个数量性状进行赋值分级,分别进行表型性状的多样性分析、相关性分析、主成分分析与系统聚类分析。【结果】表型性状变异程度木本高于草本。表型性状多样性指数低于0.5的木本仅生态习性,草本有花序类型与观赏特性、果期。表型性状的变异程度数量性状高于质量性状。数量性状多样性指数变幅:木本1.37~1.58,草本1.55~1.68,质量性状变幅:木本0.21~2.09,草本0.29~1.94。相关性分析发现所有性状间均存在内在联系,且数量性状之间、数量性状与质量性状之间的相关性更为密切。木本植物16个表型性状提取出6个主成分,累计贡献率69.46%,草本植物15个表型性状提取出5个主成分,累计贡献率71.96%。在遗传距离为10与13处,可将木本与草本植物分别分为6类。【结论】甘肃省豆科植物的表型性状较为丰富,其中木本植物性状的果实形状、叶质、花色、生活型、果实颜色以及所有数量性状为主要的表型性状,草本植物性状中的部分数量性状以及质量性状中的果实形状、花期、果期、花色、花序类型为主要的表型性状。

山药田土壤微生物群落分布特征及间作豆科植物的改良效果

为解析山药田连作后的土壤微生态环境变化,探寻连作障碍产生的微生物学机理,采用田间小区试验和室内检测分析相结合的方法,以粮田土壤为对照,在分析山药田土壤微生物群落分布特征的基础上,探究间作苜蓿、三叶草和大豆3种豆科植物对土壤微生态环境的改良效果。结果表明:在0~100 cm土层中,山药田和粮田土壤细菌、真菌和放线菌三大微生物种群的数量基本表现为随土层加深而降低的趋势。与粮田相比,山药苗期0~100 cm土层土壤细菌和真菌数量均表现为山药田土壤高于粮田土壤,特别是真菌数量,高于粮田土壤1.86~4.48倍。而固氮菌和放线菌数量则表现为粮田土壤高于山药田土壤的趋势,特别是0~20 cm土层,分别比山药田土壤提高了1.51和0.75倍。山药收获期,0~20和20~40 cm土层山药田土壤细菌、固氮菌和放线菌数量均呈现出低于粮田土壤,而真菌数量高于粮田土壤的趋势,且0~100 cm土层土壤细菌与真菌数量的比值均降低。间作苜蓿、三叶草和大豆后可显著提高0~40 cm土层土壤中的固氮菌、解磷细菌及放线菌的数量。说明山药连作会明显影响土壤三大微生物群落的组成结构,而间作豆科植物对土壤微生物群落分布有一定的改良效果。

根瘤菌-豆科植物共生体系修复及响应土壤重金属污染机制研究进展

工业化迅速发展直接导致土壤重金属污染日益严重、土壤肥力下降、农作物产量与品质低下、重金属含量升高,经食物链传递后对人类健康和自然生态系统造成巨大威胁,因此,土壤重金属污染的修复十分重要。耐受重金属污染的根瘤菌接种豆科植物形成的共生体系能够有效缓解植物对重金属的响应,降低植物体内重金属富集量,为重金属污染土壤中种植豆科植物提供重要参考。

豆科植物对铝土矿矿泥肥力和酶活性的影响

研究豆科植物对铝土矿矿泥基质的改良作用可以为矿泥基质的合理利用提供参考依据。文章以铝土矿矿泥为基质,大豆、花生、紫花苜蓿和紫云英为受试植物进行温室盆栽实验,分析了植物种植前后矿泥基质的养分含量、酶活性和植物生物量。结果显示:(1)大豆和花生的地上、地下部生物量分别为(2.98±0.02)、(1.03±0.08)g/盆和(9.21±1.63)、(1.12±0.09)g/盆,均显著高于紫云英和紫花苜蓿;(2)种植大豆和花生后矿泥基质的全氮、速效磷的含量分别为(1.00±0.10)g/kg、(4.44±0.12)mg/kg和(1.02±0.06)g/kg、(4.47±0.20)mg/kg,均显著高于对照;(3)4种豆科植物种植后矿泥基质的脲酶活性均显著高于对照,大豆和花生种植后矿泥基质的蔗糖酶活性、中性磷酸酶活性分别为(1.68±0.14)mg/(g·24 h)、(0.14±0.01)mg/(g·2 h)和(2.32±0.27)mg/(g·24 h)、(0.14±0.02)mg/(g·2 h),均显著高于对照。统计分析表明,矿泥基质中性磷酸酶活性与速效磷和全氮含量均呈显著的正相关关系,归一化的酶活性与归一化的养分含量和全氮含量也均呈显著的正相关关系。与紫云英和紫花苜蓿相比,大豆和花生的生物量较高,能显著提高根际矿泥基质的肥力和酶活性,可以作为铝土矿矿泥基质改良的先锋植物。

适宜铝土矿复垦土壤改良的固氮豆科植物筛选及固氮效应研究

【目的】筛选适合改良铝土矿复垦土壤的豆科植物,为矿区农业可持续发展提供参考依据。【方法】在广西平果铝土矿复垦土壤上盆栽田菁[Sesbania cannabina(Retz.)Poir.,SC]、箭筈豌豆(Vicia sativa L.,VC)、紫云英(Astragalus sinicus L.,AS)、光叶紫花苕(Vicia villosa Roth var.,VR)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.,MS)、柱花草(Stylosanthes guianensis,SG)和小冠花(Coronilla varia L.,CV)7种豆科植物,测定各豆科植物的生物量、是否检出根瘤、营养元素含量、固氮效率、生物固氮量及土壤营养元素、钙和镁离子(Ca^(2+)和Mg^(2+))及总铝(Al)和活性铝(Al^(3+))含量,通过主成分分析,筛选出适合铝土矿复垦土壤改良的豆科植物;建立偏最小二乘法路径模型(PLS-PM),探究影响铝土矿复垦土壤豆科植物生物固氮量的因素。【结果】在7种豆科植物中,光叶紫花苕的地上部生物量(0.344 g/pot)最大,紫云英的地下部生物量(1.961 g/pot)最大,小冠花的地上部生物量(0.387 g/pot)和地下部生物量(0.099 g/pot)均最小;田菁的氮(N,7.98%)、磷(P,2.999 g/kg)和钾(K,19.828 g/kg)含量均最高;在结瘤情况方面,仅田菁、紫云英和小冠花结有根瘤,其余豆科植物均未结出根瘤,其中,田菁的固氮效率(80.01%)和生物固氮量(0.077 g/pot)均最高。以植物养分含量、生物量、生物固氮量和固氮效率为评价因子对3种结瘤豆科植物进行的主成分分析结果表明,田菁的综合得分最高(2.30分)。PLS-PM路径分析结果表明,在铝土矿复垦土壤上种植豆科植物的生物固氮量受植物养分含量和土壤Al^(3+)含量直接影响,pH、土壤养分、植物类型通过影响植物养分含量和土壤Al^(3+)含量间接影响豆科植物的生物固氮量。【结论】田菁、紫云英和小冠花能在铝土矿复垦土壤中结瘤,提高铝土矿复垦土壤的pH、速效K、Al^(3+)和有机质含量及其本身的生物固氮量。综合评价认为,田菁是最适合在铝土矿复垦土壤中种植的豆科植物,可作为铝土矿复垦区土壤固氮培肥的豆科植物推广应用。

两种豆科植物及各器官对不同形态氮的吸收、分配研究

豆科植物在氮素缺乏的荒漠生态系统中大量存在,是该生态系统提供有效氮的中心,也是这一区域重要的先锋物种。该文选择古尔班通古特沙漠广泛分布的弯花黄芪(Astragalus flexus)和镰荚黄芪(Astragalus arpilobus)作为研究对象,分别在0~5、5~15 cm土层添加3种不同形态氮(^(15)N-NH_(4)^(+)、^(15)N-NO_(3)^(-)、^(15)N-glycine),研究两种植物及各器官对不同形态氮素的吸收、分配策略。结果表明:(1)在不同土层中,两种植物均偏好吸收硝态氮,并且弯花黄芪、镰荚黄芪对硝态氮的最高吸收速率均为3.26、2.59μg·g^(-1)·h^(-1)。(2)在不同土层中,植物各器官间均对不同氮源吸收及分配有显著性差异(P<0.05),弯花黄芪根的^(15)N吸收量均大于镰荚黄芪的,3种不同形态氮主要分配于叶。(3)在不同土层中,不同氮源对两种植物的贡献率均为^(15)N-NO_(3)^(-)>^(15)N-glycine>^(15)N-NH_(4)^(+),硝态氮对弯花黄芪氮素吸收的贡献率在37%~41%之间,而对镰荚黄芪氮素吸收的贡献率最高可达45%。(4)植物各器官间均对不同形态氮的回收率存在显著性差异(P<0.05);在0~5 cm土层中,植物各器官对硝态氮的回收率均为叶>茎>根,而在5~15 cm土层中,弯花黄芪表现为叶>根>茎。总体上,在古尔班通古特沙漠生态系统中,不同生活型豆科植物对氮素吸收及分配能力既有一致性也有差异性,并且受到不同土壤深度、氮形态的影响。该研究结果为新疆干旱、半干旱区豆科植物的氮吸收利用及分配提供了理论依据。

甘肃省通渭县豆科植物资源评价分析

目的通过普查摸清了通渭县豆科植物种类与资源现状,为其有效开发提供基础。方法基于第四次全国中药资源普查通渭县资源普查结果,结合文献资料,对通渭县豆科植物进行资源分析与评价。结果通渭县豆科植物资源共17属34种,其中药用植物资源占94.1%(32种),饲用植物资源占91.2%(31种),具有生态价值的植物资源占50.0%(17种)。结论通渭县豆科植物资源丰富,功能价值多样,为其可持续开发利用提供依据。

五种豆科植物WRKY基因家族全基因组鉴定及表达分析

为了增强对豆科植物WRKY基因的多样性和进化上的认识,探索WRKY转录因子家族成员的功能和在育种中的应用。在本研究中,利用生物信息学方法对5种豆科植物大豆、鹰嘴豆、菜豆、蒺藜苜蓿及百脉根的WRKY基因进行了染色体定位、系统进化、保守基序、基因结构和基因复制等方面的分析。从上述5种豆科植物中分别鉴定出185、61、90、108和83个WRKY基因。将5种豆科植物WRKY蛋白分为三类和五个亚类,同一亚类具有相似的蛋白结构和基因结构。5种豆科植物的WRKY基因家族成员中存在基因复制事件,并且在各个组织中有明显差异表达。WRKY基因在不同组织中的表达模式表明,它们可能在豆科植物的生长发育中发挥重要作用。

豫东黄河故道区域豆科植物根瘤菌资源调查

采用野外调查和室内试验法对豫东黄河故道区域豆科植物根瘤菌资源进行调查.采集到根瘤样品72份,包括野生型和栽培型豆科植物共22属29种,根瘤形状主要为球状、棒状、掌状,少数珊瑚状、三棱状、不规则状;颜色多为土黄色、粉色,少数呈白色、绿色、棕色.研究表明,豆科植物结瘤状况及其根瘤特征,除了与宿主遗传特性有关外,还与其生态环境(水分、土壤结构、土壤pH等)有密切关系.抗逆性试验表明,根瘤内生菌对盐碱(NaCl、pH等)具有较强耐受性.该研究为根瘤菌资源的开发和利用提供科学依据.

豆科和非豆科植物的结瘤和固氮作用

豆科和非豆科植物的结瘤和固氮作用ＯｎＮｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄＮｉｔｒｏｇｅｎ．ＦｉｘａｔｉｏｎｏｆＬｅｇｕｍｉｎｏｕｓａｎｄＮｏｎ—ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓＰｌａｎｔｓ￥／／单雪琴（中国科学院植物研究所，副研究员北京１０００４４）荆玉祥（中国科学院植物...

豆科植物与矿业废弃地植被恢复

Deficiency of nutrients and the role of legume species in restoration of mined wastelands are reviewed in this paper.The deficiency of major nutrients,especially poverty of nitrogen,is one of the most important limiting factors for vegetation restoration of mining wastelands.Legume species are very useful in restoration of wasteland because N-fixing properties of legume can increase the accumulation of nitrogen and organic matter.Effects of edaphic conditions,especially heavy metal toxicity on N-fixing of rhizobia-legume symbiotic,selection for tolerant legume species and application of those species on restoration of mining wastelands were also discussed.

轮作豆科植物对马铃薯连作田土壤速效养分及理化性质的影响

合理轮作天蓝苜蓿（Medicago lupulina L.）、陇东苜蓿（Medicago sativa L.）和箭筈豌豆（Vicia sativa L.）3种豆科植物对马铃薯连作田土壤速效氮、速效磷及速效钾含量有不同程度的促进作用。对于马铃薯2年以上连作田，轮作3种豆科植物均能起到提高土壤氮素有效性的作用，速效氮含量最高提高476%，且可显著提高3年以上连作田速效磷含量，增幅最高可达207%。对于3～4年连作田，轮作天蓝苜蓿可提高土壤速效钾含量，筈其他连作年限及轮作箭豌豆和陇东苜蓿均没有提高土壤速效钾含量。轮作豆科植物后，不同连作年限马铃薯连作田土壤电导率值均显著下降，与对照相比，土壤的电导率值最大降低69.7%，说明实施马铃薯-豆科植物轮作对防止马铃薯连作田土壤盐渍化有显著效果。轮作豆科植物使连作田土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均显著提高。从第2年连作开始，轮作豆科植物对后茬马铃薯产量产生明显影响，第3～4年连作期间，筈轮作天蓝苜蓿和箭豌豆对后茬马铃薯增产效果较明显。