春大豆氮代謝機制及相關(guān)酶活性的研究.pdf

1、本試驗于2002-2004年進行，采用田間試驗與框栽試驗相結(jié)合的方法，土壤為黑土，試驗品種為東農(nóng)47(高油型)，綏農(nóng)10(豐產(chǎn)型)。2002-2003年設置了始花期、盛花期和盛莢期追氮肥處理；2004年設置了種肥施氮和不施氮、初花期追氮肥和不追氮肥四個處理。對大豆氮素積累與轉(zhuǎn)運、氮代謝機制與相關(guān)酶活性動態(tài)以及氮肥對其影響等方面進行了研究，結(jié)果表明：　　大豆的氮素營養(yǎng)有五個時期：(1)子葉營養(yǎng)期：出苗至子葉期(VE-VC)，氮素和其它營

2、養(yǎng)物質(zhì)主要依靠子葉中貯藏物質(zhì)提供；(2)無機氮營養(yǎng)期：苗期至始花期(V1-R1)，主要依靠硝態(tài)氮；(3)無機氮與根瘤固氮并行期：始花期至盛莢期(R1-R4)，既依靠硝態(tài)氮又通過根瘤固氮，兩者營養(yǎng)作用同等重要；(4)根瘤固氮營養(yǎng)期：盛莢期至鼓粒期(R4-R6)，氮素營養(yǎng)主要依靠根瘤固定的氮，營養(yǎng)器官在積累氮的同時也開始向結(jié)實部位轉(zhuǎn)移氮素；(5)營養(yǎng)器官氮素快速轉(zhuǎn)移期：鼓粒期至成熟(R6-R8)，營養(yǎng)器官積累的氮素快速向莢果中轉(zhuǎn)移，根系所提

3、供的氮素主要是根瘤固定的氮素；莢果高強度積累氮素?！　〈蠖怪仓甑胤e累與干物質(zhì)積累特點相一致。葉片、葉柄、莖在盛花期至鼓粒初期積累速度最快，生育前期氮素與干物質(zhì)主要在葉片中積累，中后期葉柄、莖部積累量逐漸增加，葉片中所占比例下降；鼓粒期以后營養(yǎng)器官中氮素向外流轉(zhuǎn)，集中于莢果中。葉片氮素流轉(zhuǎn)量明顯高于莖和葉柄，莖部氮素流轉(zhuǎn)量高于葉柄。在框栽條件下，葉片、莖、葉柄的氮素流轉(zhuǎn)量分別為428.5～436.4mg/株、232.8～320.7mg

4、/株、83.0～103.2mg/株，合計占籽粒中氮素的29.6％～32.6％；莖的氮素流轉(zhuǎn)率高于葉片和葉柄，葉片和葉柄接近，分別為70.1～76.3％、56.1～56.7％、54.0～59.3％?！　≈仓曛蟹撬苄缘兓瘎討B(tài)與全氮的變化規(guī)律一致，兩者正相關(guān)(R2=0.9631)；葉片中非水溶性氮含量高于莖和葉柄，莖和葉柄含量相近；植株各部位非水溶性氮含量占全氮的比例，葉片在90％以上，高于莖和葉柄，隨生育時期變動很小。水溶性氮主要成分

5、是硝態(tài)氮、酰脲、氨態(tài)氮。大豆葉片中水溶性氮含量低，變化幅度??；莖部水溶性氮含量高于葉柄和葉片，V4期含量較高，快速下降至盛花期，其后又開始增加；莢果中水溶性氮素含量也比較高，是流轉(zhuǎn)態(tài)氮素庫。葉片水溶性氮中，氨態(tài)氮占90％以上，酰脲和硝態(tài)氮含量很少；莖部水溶性氮中，氨態(tài)氮的比例是前期和后期低、中期較高，V4、R2、R6期分別為32.4％～36.5％、43.2％～54.2％、24.2％～25.7％；莖部水溶性氮中硝態(tài)氮的比例是前期高，隨生育

6、期進程而下降，V4期達54.4％～62.0％，而到R4、R5期其比例非常低；莖部酰脲態(tài)氮占水溶性氮的比例是前期低，隨生育進程而迅速增加，R6期達73.0％以上。葉柄中氨態(tài)氮的比例是前期低，逐漸增加，R5期最高達65％，酰脲態(tài)氮所占比例動態(tài)與莖中規(guī)律一致，其比例較莖中低；葉柄中硝態(tài)氮占水溶性氮比例動態(tài)是隨生育時期而下降，但其比例明顯高于莖中比例，V4-R1期達77.1～83.1％。　　莢果和莖部的酰脲含量高于葉片和葉柄，上部莖含量比較高

7、；尿囊酸含量明顯高于尿囊素；莖中酰脲豐度在R4期為44.5％～49.0％以上，其后快速增加而高于硝態(tài)氮；在葉柄中R2期以前硝態(tài)氮明顯高于酰脲，R2期酰脲豐度是38.9％～44.0％，其后酰脲豐度快速提高；莢果中酰脲占絕對優(yōu)勢，硝態(tài)氮極少，說明酰脲對結(jié)實部位的作用非常大?！　≡诖蠖怪仓甑母?、根瘤、莖、葉片、莢皮、籽粒中分別檢測到了谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、尿囊素酶(allantoinase)的活性，硝酸還原酶(

8、NR)只有在葉片具有活性。莖和根的GS活性呈單峰曲線，峰值在R2期；葉片的GS活性動態(tài)與莖、根的動態(tài)有些差異；各部位的活性順序是：根瘤＞莖＞根＞莢皮＞籽粒＞葉片。莖部NADH-GOGAT活性呈單峰曲線，最大值出現(xiàn)在R1期(東農(nóng)47)和R2期(綏農(nóng)10)；葉片中NADH-GOGAT活性無明顯規(guī)律性；綏農(nóng)10根部NADH-GOGAT活性呈單峰曲線，最大值出現(xiàn)在R2期，而東農(nóng)47規(guī)律不明顯；根瘤中活性比較高。NR是V4期活性較高，隨生育進程而

9、下降，至R4期以后降至非常低的水平。根、莖、葉中尿囊素酶的活性順序是：莢皮＞莖＞籽粒＞根瘤＞根＞葉片：莖部的尿囊素酶在V4期活性較高，而根部尿囊素酶在V4期活性較低，葉片中尿囊素酶活性一直較低，波動較小?！　》N肥與始花期追氮肥對植株全氮、葉綠素無明顯影響，可增加苗期和盛花期水溶性氮的含量，尤其對莖和葉柄的硝態(tài)氮含量增加明顯；種肥處理R1期植株中酰脲有增有減；始花期追氮增加了R2期植株酰脲含量，尤其是莖部增加幅度大，在R4期沒有明顯規(guī)律