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大豆是我国重要的粮食和油料作物,系统研究大豆根瘤固氮酶活性及固氮量对于合理施用氮肥,降低成本,增加产量,减少化肥对环境的污染具有理论与现实意义。本实验于2008-2009年进行,采用框栽和砂培相结合的方式进行研究。
框栽实验,2008年应用15N示踪技术,实验品种为黑河41(第五、六积温带)、绥农14(第二、三积温带)、黑农40(第一积温带)、秣食豆(饲料型大豆)和不结瘤大豆(对照),研究不同品种大豆根瘤固氮能力变化和固氮量的差异。2009年设置了N0、N100、N200、N300、N400五个施氮水平,研究施氮水平对大豆根瘤固氮酶活性的影响;砂培试验,以15N标记的硫酸铵为氮源,设置四个氮素水平,测定大豆根瘤固氮酶活性,以及固氮量,并测定光照、温度,以及蔗糖等对大豆根瘤固氮酶活性的影响。运用以上方法对大豆根瘤固氮酶活性以及固氮量进行了研究。
结果表明:不同生育期大豆品种根瘤固氮能力不同。
(1)各品种根瘤干重呈单峰曲线变化趋势,苗期根瘤干重差异不大,但在生殖生长期,生育期越长的品种根瘤干重越大。
(2)单位根瘤固氮酶活性变化趋势基本相同,最大值出现在初花期(R1)至初荚期(R3)之间。早熟品种活性提高较早,且活性大于其他品种,饲料大豆(秣食豆)整个生育期单位固氮酶活性较栽培大豆低。
(3)单株根瘤固氮酶活性整个生育期有很大差异,苗期单株根瘤固氮酶活性比较低,之后显著提高,生育期越长,单株根瘤固氮酶活性保持较高水平的时间就越长,大豆植株和籽粒中根瘤固氮量越高,根瘤氮所占植株全氮比例也越大。
不同生育期品种根瘤最大值与根瘤固氮量显著正相关,相关系数为r=0.9685**,鼓粒初期(R5)单株根瘤固氮酶活性及单株根瘤固氮酶活性各时期累积与根瘤固氮量也都显著正相关,相关系数为分别为r=0.9841**、r=0.9730**。各品种单位根瘤固氮酶活性最大值出现在基本上在初荚期(R3)和鼓粒初期(R5)之间。不同施氮水平对大豆根瘤固氮能力有很大的影响。
(1)各施氮水平下,大豆整个生育期根瘤干重呈现单峰曲线变化趋势,施氮抑制了大豆根瘤的着生,施氮水平越高根瘤干重越小。
(2)在砂培条件下表现为:在生育前期,施氮促进单位根瘤固氮酶活性,施氮处理间表现为N50＞N100＞N150,而后期(盛荚期R4后)表现为N0＞N50＞N100＞N150;在框栽条件下苗期(V4)和盛荚期(R4)都表现为N100＞N200＞N300＞N0＞N400,一定的施氮促进了单位根瘤固氮酶活性的提高,但过高的施氮则会抑制根瘤固氮酶活性。
(3)单株根瘤固氮酶活性各施氮水平差异也比较大,在苗期(V4)不施氮处理和高氮处理较低,在初花期(R1)后随着施氮水平的提高,单株根瘤固氮酶活性逐渐降低。根瘤固氮量和根瘤氮所占植株全氮比例逐渐减少,施氮水平与根瘤固氮量显著负相关y=-102.2x+519.8(r=0.983**)。不同施氮水平下,鼓粒初期(R5)大豆根瘤干重与根瘤固氮量显著正相关,相关系数为r=0.9926**,鼓粒初期(R5)单株根瘤固氮酶活性及单株根瘤固氮酶活性各时期累积与根瘤固氮量也都显著正相关,相关系数为分别为r=0.9863**、r=0.9730**。光照对单位根瘤固氮酶活性影响很大。对大豆植株进行暗处理,6小时后活性降低为对照的60％;24小时后,活性基本不在变化;96小时后恢复光照24小时,单位根瘤固氮酶活性明显恢复。
暗处理时淋浇蔗糖溶液,根瘤固氮酶活性明显提高。随着温度的提高,根瘤固氮酶活性呈单峰曲线彼岸花趋势,将温度与根瘤固氮酶活性拟合,得到在21℃左右时根瘤固氮酶活性最高。根瘤固氮酶对高温较低温敏感。在框栽和砂培条件下测得的根瘤固氮酶活性与茎秆和根中蔗糖含量无相关性,但在暗处理条件下和不同温度条件下单位根瘤固氮酶活性与茎秆和根中蔗糖含量显著正相关。
框栽实验,2008年应用15N示踪技术,实验品种为黑河41(第五、六积温带)、绥农14(第二、三积温带)、黑农40(第一积温带)、秣食豆(饲料型大豆)和不结瘤大豆(对照),研究不同品种大豆根瘤固氮能力变化和固氮量的差异。2009年设置了N0、N100、N200、N300、N400五个施氮水平,研究施氮水平对大豆根瘤固氮酶活性的影响;砂培试验,以15N标记的硫酸铵为氮源,设置四个氮素水平,测定大豆根瘤固氮酶活性,以及固氮量,并测定光照、温度,以及蔗糖等对大豆根瘤固氮酶活性的影响。运用以上方法对大豆根瘤固氮酶活性以及固氮量进行了研究。
结果表明:不同生育期大豆品种根瘤固氮能力不同。
(1)各品种根瘤干重呈单峰曲线变化趋势,苗期根瘤干重差异不大,但在生殖生长期,生育期越长的品种根瘤干重越大。
(2)单位根瘤固氮酶活性变化趋势基本相同,最大值出现在初花期(R1)至初荚期(R3)之间。早熟品种活性提高较早,且活性大于其他品种,饲料大豆(秣食豆)整个生育期单位固氮酶活性较栽培大豆低。
(3)单株根瘤固氮酶活性整个生育期有很大差异,苗期单株根瘤固氮酶活性比较低,之后显著提高,生育期越长,单株根瘤固氮酶活性保持较高水平的时间就越长,大豆植株和籽粒中根瘤固氮量越高,根瘤氮所占植株全氮比例也越大。
不同生育期品种根瘤最大值与根瘤固氮量显著正相关,相关系数为r=0.9685**,鼓粒初期(R5)单株根瘤固氮酶活性及单株根瘤固氮酶活性各时期累积与根瘤固氮量也都显著正相关,相关系数为分别为r=0.9841**、r=0.9730**。各品种单位根瘤固氮酶活性最大值出现在基本上在初荚期(R3)和鼓粒初期(R5)之间。不同施氮水平对大豆根瘤固氮能力有很大的影响。
(1)各施氮水平下,大豆整个生育期根瘤干重呈现单峰曲线变化趋势,施氮抑制了大豆根瘤的着生,施氮水平越高根瘤干重越小。
(2)在砂培条件下表现为:在生育前期,施氮促进单位根瘤固氮酶活性,施氮处理间表现为N50＞N100＞N150,而后期(盛荚期R4后)表现为N0＞N50＞N100＞N150;在框栽条件下苗期(V4)和盛荚期(R4)都表现为N100＞N200＞N300＞N0＞N400,一定的施氮促进了单位根瘤固氮酶活性的提高,但过高的施氮则会抑制根瘤固氮酶活性。
(3)单株根瘤固氮酶活性各施氮水平差异也比较大,在苗期(V4)不施氮处理和高氮处理较低,在初花期(R1)后随着施氮水平的提高,单株根瘤固氮酶活性逐渐降低。根瘤固氮量和根瘤氮所占植株全氮比例逐渐减少,施氮水平与根瘤固氮量显著负相关y=-102.2x+519.8(r=0.983**)。不同施氮水平下,鼓粒初期(R5)大豆根瘤干重与根瘤固氮量显著正相关,相关系数为r=0.9926**,鼓粒初期(R5)单株根瘤固氮酶活性及单株根瘤固氮酶活性各时期累积与根瘤固氮量也都显著正相关,相关系数为分别为r=0.9863**、r=0.9730**。光照对单位根瘤固氮酶活性影响很大。对大豆植株进行暗处理,6小时后活性降低为对照的60％;24小时后,活性基本不在变化;96小时后恢复光照24小时,单位根瘤固氮酶活性明显恢复。
暗处理时淋浇蔗糖溶液,根瘤固氮酶活性明显提高。随着温度的提高,根瘤固氮酶活性呈单峰曲线彼岸花趋势,将温度与根瘤固氮酶活性拟合,得到在21℃左右时根瘤固氮酶活性最高。根瘤固氮酶对高温较低温敏感。在框栽和砂培条件下测得的根瘤固氮酶活性与茎秆和根中蔗糖含量无相关性,但在暗处理条件下和不同温度条件下单位根瘤固氮酶活性与茎秆和根中蔗糖含量显著正相关。