大豆作为我国重要粮食及油料作物是一种营养价值丰富、生理活性较强并且涉及广泛用途的宝贵生物类资源。氮素作为大豆的必须元素,在各个方面均影响着大豆的生长发育。氮素与根瘤固氮之间关系是合作与矛盾的结合体,当氮素与根瘤固氮结合时可达高产,但是二者之间的矛盾对根瘤固氮会产生不利影响,氮素影响根瘤固氮作用机制仍然是不明确的。本试验于2015-2017年于东北农业大学大学试验基地展开,试验利用嫁接形成的大豆双根系统,对大豆根部局部施氮,设置多个氮浓度梯度,并进行氮素浓度的变化,用以进一步研究氮素营养与大豆结瘤固氮之间的调控关系,同时测试分析与之可能相关的调控物质。利用¹⁵N标记法测定根瘤固氮率,探索不同生育期的大豆品种在不同氮素浓度条件下根瘤固氮能力的差异性。试验结果表明:大豆双根系统中,施氮侧（N+）根瘤数量和重量随氮浓度的增加呈现先上升后下降的单峰变化趋势,在50 mg/L浓度以下增加氮浓度促进结瘤,高于50 mg/L显著抑制结瘤;未施侧（N-）根瘤数量和重量随氮浓度增加呈增加趋势,并且在高浓度氮水平（50 mg/L以上）时,施氮侧（N+）根瘤数量和重量显著低于未施氮侧（N-）,表明高浓度氮对根瘤形成（根瘤数量）和发展（根瘤重量）的影响是一种接触性的局部抑制。大豆双根系统中,根瘤固氮酶活性施氮侧（N+）与未施氮侧（N-）均随氮浓度的增加呈先升高后降低的单峰变化趋势,在50 mg/L浓度达到峰值,而且氮素浓度变化对施氮侧（N+）与未施氮侧（N-）根瘤固氮酶活性的促进或抑制呈同步性,表明氮素对大豆根瘤固氮酶活性的影响是通过地下、地上部互相作用的系统性调控。大豆双根系统中,对一侧根局部施氮（100 mg/L）处理,施氮侧（N+）根基部韧皮部游离天冬氨酸的含量在施氮处理后明显增加,停止施氮后降低,而未施氮侧（N-）游离天冬氨酸的含量并没有受到明显的影响,对游离谷氨酸含量没有表现出像天冬氨酸那样明显的影响,表明氮素可能通过增加韧皮部天冬氨酸含量而对大豆结瘤固氮进行调节。大豆双根系统中,对一侧根局部进行施氮（100 mg/L）处理,施氮侧（N+）与未施氮侧（N-）根系中的大豆苷、大豆苷元、染料木苷、染料木素、黄豆黄素、异黄酮总含量均明显增加,停止施氮后均降低,表明大豆根系异黄酮含量受到氮素系统性的调节。大豆双根系统中,对一侧根局部进行施氮（100 mg/L）处理,对根部相关激素含量的影响有明显差异。其中,茉莉酸和吲哚乙酸含量并无明显变化;而施氮侧（N+）与未施氮侧（N-）根系中赤霉素含量在施氮后增加,停止施氮后降低;而施氮侧（N+）水杨酸含量在施氮处理后明显降低,停止施氮后恢复,未施氮侧（N-）水杨酸含量则受到的影响较小,表明大豆根系中赤霉素和水杨酸的含量可能与氮素抑制结瘤固氮有关。大豆双根系统中,对一侧根局部施氮,较高供氮浓度（50 mg/L以上）能够明显促进植株地上部以及两侧根的生长发育,浓度越大促进作用越明显,施氮虽然能够促进未施氮侧（N-）根的干物质积累,但施氮侧（N+）根系生长量明显大于未施氮侧（N-）,在高氮浓度下尤为显著,表明大豆根系对高浓度氮表现出趋氮性;并且施氮侧（N+）氮浓度的变化,能够明显改变大豆地上部和施氮侧（N+）根系的C/N,氮浓度越高,地上部和施氮侧（N+）根系的C/N越低。对供试的4个大豆品种（2个早熟和2个晚熟品种）,施以不同浓度的¹⁵N标记的硫酸铵,在R₁、R₅以及R₈三个取样时期,4个大豆品种根瘤固氮率均随着施氮浓度的增加而显著降低,而品种之间根瘤固氮率无明显差异,表明早熟品种和晚熟品种根瘤固氮率差异不大,而只受氮素浓度的影响,而且随着氮素水平的增加,大豆产量均明显增加。