氮肥施用条件下大豆固氮能力-产量-品质的综合评价

为评价不同氮肥施用条件下不同生育时期大豆品种根瘤固氮能力、产量和品质协同提升情况,文章以不施氮肥处理作为对照,采用主成分分析和隶属函数加权法对不同处理下的大豆根瘤固氮能力、产量和品质进行综合评价。结果表明,不同氮肥处理条件下高蛋白和低蛋白大豆根瘤固氮、产量和品质指标响应不同,各指标间相关性较高。主成分分析表明,4个主成分为影响不同处理大豆根瘤固氮、产质量协同提高系数的主要指标。隶属函数评价和分析计算表明,不同处理条件下低蛋白大豆品种根瘤固氮、产质量协同提高能力大小表现为:VOS-DN>ROS-DN>ROS-GN>ROS-CK>VOS-CK>VOS-GN;高蛋白大豆品种表现为:RPS-DN>VPS-DN> RPS-CK>VPS-CK>VPS-GN>RPS-GN,低蛋白大豆综合评分高于高蛋白大豆。

云南七彩花生根瘤菌固氮能力及其与豆血红蛋白含量的关系

为了阐明豆血红蛋白在花生与根瘤菌互作关系中的作用,通过对云南省元谋干热河谷区七彩花生根瘤中分离到的29株慢生根瘤菌进行盆栽接种试验,研究了各菌株对云南七彩花生生物量和植株全氮与豆血红蛋白含量的影响,探讨了植物生物量、根瘤菌固氮能力与豆血红蛋白总量和根瘤鲜质量的关系。结果表明:与对照组相比,接种各根瘤菌菌株后植株生物量、株高均明显提高,总体上不同根瘤菌之间的固氮能力差异不显著,其中来自七彩花生种植地的根瘤菌固氮效果高于其他来源的根瘤菌。豆血红蛋白总量、根瘤鲜质量均与花生生物量和植株氮总量呈极显著正相关,但豆血红蛋白总量的解释力更高。去除根瘤质量的影响后,花生生物量、植株氮总量与豆血红蛋白含量仍具有极高的相关性,表明豆血红蛋白是影响花生根瘤固氮能力的关键因素,可以作为筛选高效固氮根瘤菌菌株的重要指标。此外,本研究表明,作为云南省的乡土品种,七彩花生可以通过豆血红蛋白的增减来调节对不同固氮能力根瘤菌的资源投入,实现其与根瘤菌共生关系间的奖惩机制。

硒肥对豆科牧草圆叶决明生长和植株养分含量及其固氮能力的影响

通过田间小区试验,研究了施用不同量硒肥对种植于南方红壤的圆叶决明植株生长、牧草品质和根瘤固氮能力的影响.结果表明,1hm2施用硒肥75g(S1)、150g(S2)、225g(S3)、300g(S4)处理的圆叶决明植株株高、分枝数、根干重和茎叶干重分别比不施硒肥的对照(S0)处理提高0.3%～6.2%、65.1%～79.5%、155%～252%和23.5%～70.6%,其中以S2处理最佳.施用4种水平硒肥处理(S1～S4)的植株全氮、全磷和全钾吸收量分别比对照(S0)处理提高21.79%～41.46%、20.74%～34.67%和34.3%～62.4%;而圆叶决明植株粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和氨基酸含量则分别比对照(S0)处理提高了21.79%～41.46%、1.4%～89.6%、34.1%～56.6%和6.33%～63.24%,其中以S2处理对提高圆叶决明植株营养成分含量的效果最为明显.S4处理的圆叶决明植株体硒含量最高,达0.695mg·kg-1,比不施硒肥的S0处理提高了0.658mg·kg-1.在S2处理中,圆叶决明的根瘤重、根瘤数和根瘤固氮酶活性均呈现为最大值,分别比对照(S0)提高了131.7%、114.3%和1417.9%.

桤木种源(家系)苗期根瘤固氮能力的遗传变异

对 1年生桤木种源 (家系 )苗期的根瘤固氮能力进行研究 ,结果表明 ,桤木苗期的根瘤鲜重、固氮酶活性、固氮量在种源间和种源内家系间都存在着显著或极显著差异 ;根瘤个数种源间差异不显著 ,种源内家系间差异极显著。根瘤个数、根瘤鲜重、固氮酶活性和固氮量的种源遗传力分别为 0 .176 0 ,0 .9172 ,0 .1199,0 .1896 ,首次揭示出根瘤鲜重为高度遗传 ,而其他 3个性状属于弱度遗传。根瘤鲜重、固氮酶活性和固氮量与生态梯度值 (EGA)的正相关均达到显著水平 。

大豆固氮能力和产量对施氮量的响应

为量化不同生育时期氮肥施用量与大豆共生固氮能力和产量的关系,探索既不抑制大豆共生固氮能力,又能提高大豆产量的氮肥施用量,以黑农35为材料,采用盆栽试验,通过在V2、R1、R3和R5期施用不同量的氮肥,测定不同生育时期根瘤数量、干重和固氮酶活性及成熟期的产量,研究氮肥施用时期和施用量对大豆根瘤共生固氮能力和产量的影响。不同生育时期处理的大豆根瘤干重、数量和固氮酶活性大小在R6期均表现为V2>R5>R3>R1,且不同生育时期氮肥施用量与大豆根瘤干重、数量和固氮酶活性间均具有显著的线性负相关关系。不同生育时期处理的干物质积累量和产量在R6期均表现为R1>R3>V2>R5。V2、R1和R3期不同氮肥施用量处理,均显著地促进大豆生物量和产量的增加,而R5期不同氮肥施用量处理与CK处理间的生物量和产量差异不显著。不同生育时期处理均以施氮量225 kg·hm-2的生物量和产量最高。R1期是决定大豆固氮能力和产量高低的关键生育时期,不同生育时期对氮肥施用量的要求存在差异。

豆科植物固氮能力的主要测定方法比较

综述和比较了豆科植物固氮能力主要测定方法的优缺点及其适用性;分析了影响豆科植物固氮能力测定的主要因素;并且提出了主要测定方法的改进措施。

施硼对圆叶决明植株生长、养分含量及固氮能力的影响

设立田间小区试验,探讨在红壤中施用不同浓度的硼肥对圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia)植株生长、牧草品质和根瘤固氮能力的影响。结果表明,施用1.5、3.0和4.5kghm-2硼肥(B)处理的植株分枝数、根部重和植株生物产量分别比对照提高15.7%-36.7%、251%-493%和7.2%-34.2%,其中以施B1.5kghm-2的处理较为适宜。施1.5、3.0和4.5kghm-2硼处理的植株全氮、全磷和全钾的含量分别比对照提高8.80%-31.38%、10.37%-31.26%和18.4%-37.9%,粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和氨基酸的含量分别提高8.80%-31.38%、15.6%-65.4%、10.5%-33.7%和1.43%-42.60%,其中也以1.5kghm-2的田间施硼量的效应最佳,适当施用硼肥有利于圆叶决明植株对营养物质的吸收与累积。施硼量为4.5kghm-2时,植株的硼含量最高;施B3.0kghm-2处理的植株根瘤重、根瘤数和根瘤固氮酶活性均达到最大值。综合评价的结果表明,1.5kghm-2B是本试验条件下较佳的硼用量。

接种根瘤菌对鸡骨草幼苗生长、结瘤和固氮能力的影响

用来自不同产地的鸡骨草根瘤菌接种盆栽幼苗,室内培养70 d后,测定植株生长和结瘤情况及植株含氮量。结果表明,接种根瘤菌对鸡骨草的株高、植株生物量、氮素相对积累量和固氮效率有明显的促进作用;不同来源的根瘤菌对鸡骨草生长和固氮的影响不同,来自玉林的根瘤菌菌株有较高的固氮效率。接种根瘤菌能促进鸡骨草生长,增加氮素累积,从而可以减少氮肥的使用,有利于充分发挥生物固氮的作用来提高原料药材的质量。

不同苜蓿—根瘤菌结瘤固氮能力变异的研究

从新疆、重庆和北京3个地区收集了7株苜蓿,从每株苜蓿上分离和纯化出1个根瘤菌菌株。通过抗生素筛选,得到了抗链霉素、新霉素、壮观霉素和卡那霉素的菌株4个,分别是HSmr、ANeor、ⅠSpr和XKmr。4个菌株和7个苜蓿品种做竞争结瘤实验和固氮能力实验结果表明:根瘤菌的竞争结瘤能力是根瘤菌本身的遗传因素和它长期所处的生态环境共进化的结果。几个菌株同时接种时,双感染或多感染普遍发生,并且双感染或多感染发生率受到多种因素的作用,培养条件、苜蓿品种、根瘤菌菌株以及培养条件与苜蓿品种相互作用都影响其发生率。苜蓿的固氮能力受到菌株、苜蓿品种以及两者相互作用的影响。菌株XKmr竞争结瘤能力最差,但固氮能力最强。

大豆固氮能力对生长及产量影响的研究

利用克拉克结瘤（Ｒｊｉ）和非结瘤（ｒｊｉ）等位基因系，通过５种氮处理试验，研究大豆田间固氮能力变化情况．试验结果表明，施氮对结瘤和非结瘤品系产量的反应曲线都呈二次抛物线形，只不过曲线方向正相反．施氮量与开花后的日平均固氮速率之间呈极显著正相关，与固氮总量间虽也呈负相关，但相关不显著．

吉林辽宁两省不同大豆品种自然固氮能力调查

对吉林黑土和辽宁棕壤上的１８个大豆品种分别作了自然固氮能力调查，结果说明在同样条件下不同种质大豆的固氮能力有很大差异。两年结果表明，吉林２１、吉林２３、长８２１０—４、吉林２７等有较高的固氮能力。吉林２３无论植株干重还是固氮量均为最高。辽宁以辽８６—５４５３、辽８５—８５３８、８３—５０２０表现较好，其中辽８６—５４５３最好。同时还讨论了同一大豆品种与不同菌株共生时对共生体系固氮能力的影响。

费氏中华根瘤菌共生质粒缺失对结瘤和固氮能力的影响

费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)HN01在大豆上的结瘤表现为非品种专一性,其共生质粒pSymHN01b在诱动转入另一非品种专一性结瘤菌株WWG18SR后,获得的转移接合子WWG18SRN1中的pSymHN01b缺失约40 kb。盆栽结瘤试验证明,pSymHN01b的缺失导致WWG18SRN1由非品种结瘤菌株转变为大豆品种专一性结瘤菌株,并失去了在所有供试的大豆品种上固氮的能力。在获得了完整的pSymHN01b的转移接合子WWG18SRN2存在时,WWG18SRN1在黑农33上的结瘤受到抑制。

水稻幼苗根际联合固氮能力的QTL定位

以珍汕97×明恢63杂交组合的重组自交系(RIL)群体的241个株系和高效固氮菌株W12以及固氮菌株FY为材料,在严格限菌条件下,利用改进的SpermosphereModel技术,测定RIL群体及其亲本与两个固氮菌株的联合固氮能力表型值。采用MAPMAKER/QTL软件对获得的表型性状进行QTL定位分析,在第2染色体上,检测到控制与W12联合固氮能力(W12 NFA)和与FY联合固氮能力(FY NFA)的QTL各1个;前者位于标记区间RM208～RM207,后者位于标记区间R712～RM324。分别对这两个QTLs的等位标记RM208与R712作单因子方差分析,得W12 NFA在RM208不同标记基因型间差异的F值为8 28,达0 0044显著性水平;FY NFA在等位R712不同标记基因型间差异的F值为13 81,达0 0003显著性水平。显然,本研究检出的控制固氮菌株W12和FY与水稻根际联合固氮能力的QTL是相互独立的。

减氮、加菌、改善土壤物理性状提高大豆固氮能力

氮是大豆生长必须的营养元素之一。大豆是豆科作物,具有共生固氮能力,据估算东北黑土区大豆共生固氮潜力在150～200kg/hm2之间,同时大豆的共生固氮能力受多种因素的影响。土壤中的根瘤菌对氮的响应表现为使用过多的氮肥会抑制根瘤菌的繁殖生长,但少量地使用化肥有利于提高大豆的共生固氮能力。改善土壤物理性状能够增加土壤中的根瘤数量,进而提高大豆的共生固氮能力。基于上述事实我们提出了"减氮、加菌、改善土壤物理性状"的模式,该模式将大豆产量提高了15.3%,氮肥节约了33.3%。

应用15N同位素稀释法鉴定大豆新品系的固氮能力

应用１５Ｎ同位素稀释法对１４个大豆稳定品系进行固氮能力鉴定。结果表明，同熟期大豆品系之间，固氮能力存在显著差异，籽粒产量也有显著差异；固氮能力与产量之间无显著相关；Ｈａ－１００５，Ｈａ－２０９６，Ｈａ－１４５４和Ｈａ－１１３５等４个品系是高固氮品系，固氮率达到７０％

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。

施氮和根系分隔对玉米/紫花苜蓿间作体系中紫花苜蓿根系形态和固氮能力的影响

通过盆栽试验,采用随机区组设计和根系分隔技术研究了施氮和根系分隔方式对玉米/紫花苜蓿间作体系中紫花苜蓿根系形态和固氮能力的影响,为玉米/紫花苜蓿间作体系氮素管理和化肥减量增效提供科学依据。结果表明,施氮能增加紫花苜蓿不同茎级根长、根表面积、根体积,增幅分别为22.4%、18.4%、16.9%;降低根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量,降幅分别为33.8%、64.5%、29.4%、17.0%、55.4%。在不施氮条件下,与塑料板分隔(PSS)处理相比,根系不分隔(NS)和根系尼龙网分隔(NNS)处理紫花苜蓿不同茎级的根长、根表面积、根体积分别降低26.1%、29.1%、36.9%和13.6%、12.9%、23.5%,根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量分别增加69.5%、76.4%、148.2%、52.9%、73.3%和49.3%、61.4%、66.0%、41.9%、43.3%;与NNS处理相比,NS处理使紫花苜蓿不同茎级的根长、根表面积、根体积分别降低14.0%、18.8%、19.5%,根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量分别增加13.5%、9.3%、49.5%、7.8%、20.9%。在施氮条件下,与PSS处理相比,NS和NNS处理紫花苜蓿不同茎级的根长、根表面积、根体积分别降低23.9%、28.3%、32.3%和12.6%、15.3%、23.5%,根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量分别增加45.5%、97.6%、105.5%、30.0%、42.6%和42.8%、45.5%、58.6%、26.2%、18.2%;与NNS处理相比,NS处理使紫花苜蓿不同茎级的根长、根表面积、根体积分别降低12.9%、15.4%、18.1%,根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量分别增加1.9%、35.8%、29.6%、2.9%、20.7%。综上,施氮和根系分隔均会促进玉米/紫花苜蓿间作体系中紫花苜蓿不同茎级根系的生长,但会抑制紫花苜蓿的固氮能力。

自生固氮菌的固氮能力及其对春小麦生长发育的影响

为挑选具有高固氮能力的自生固氮菌菌株,用乙炔还原法对甘肃省春小麦和玉米等非豆科作物根际土壤中分离所得的13株菌进行固氮酶活性测定,并通过盆栽试验对其进行春小麦肥效试验。结果表明:供试13株自生固氮菌对春小麦籽粒、生物产量及其构成因素均有一定促进作用,N6、N10、N13、N14、N27和N426株菌对春小麦产量的促进作用相对较高,具有一定的应用前景,有望成为微生物肥料研制的菌种。其中N13对春小麦的增产效果最为明显,与施同量肥料(1/3N)的对照相比,籽粒增产66.04%,生物产量增产54.19%,穗重增加47.65%,穗粒数增多37.91%,千粒重增加20.42%,株高增加5.16%,穗长增加21.89%,且具有较强的固氮能力,每盆固氮量为212.55mg,固氮酶活性也显著高于其他菌株,达到139.79nmol(C2H4)·h-1·mL-1。