大豆吸收利用氮素規(guī)律及相關(guān)酶活性研究.pdf

1、本試驗于2006-2007年進行，采用框栽、砂培以及組培相結(jié)合的方法進行?？蛟栽囼灒瑧?yīng)用15N示蹤技術(shù)，選用高蛋白型、高油型、豐產(chǎn)型、飼料型大豆和不結(jié)瘤大豆，以其中一個品種為材料，設(shè)置高氮、中氮和低氮三個施氮水平，研究大豆氮素積累與來源規(guī)律，同時測定谷氨酰胺合成酶和硝酸還原酶活性；砂培試驗，以15N標記的氮肥為氮源，測定大豆氮素來源與構(gòu)成及谷氨酰胺合成酶、硝酸還原酶活性，并測定硝態(tài)氮誘導(dǎo)下的硝酸還原酶mRNA含量；組培試驗，以15N標記

2、硫酸銨或硝酸鉀以及兩者混合為氮源培養(yǎng)大豆，測定銨態(tài)氮和硝態(tài)氮吸收比例。運用以上方法，對大豆吸收利用氮素規(guī)律及相關(guān)酶活性進行了研究，結(jié)果表明： ㈠大豆氮素吸收表現(xiàn)為明顯的時期性，而栽培品種與秣食豆(飼料大豆)有明顯差異。(1)無機氮營養(yǎng)期，大豆主要依靠土壤氮和肥料氮。栽培品種的無機氮營養(yǎng)期為出苗-R1期，在R1期土壤氮所占比例為83.8％～85.2％，肥料氮所占比例為12.7％～15.0％，根瘤固氮所占比例在3.0％以下：而秣食豆

3、無機氮營養(yǎng)期為出苗-V4期，在V4期土壤氮所占比例為75.4％，肥料氮所占比例為15.7％，根瘤固氮所占比例為8.9％。(2)根瘤固氮快速增長期，大豆主要依靠土壤氮和根瘤固氮，而根瘤固氮快速增加。栽培品種表現(xiàn)在R1-R5期，根瘤固氮量和所占比例大幅度提高，土壤氮和肥料氮的積累量都有所增加，但其所占比例均下降：栽培品種在R5期土壤氮所占比例為60.0％～67.9％，根瘤固氮所占比例達到28.3％～36.3％，肥料氮所占比例低于4.0％；而

4、秣食豆表現(xiàn)在V4-R5期，在R5期時根瘤固氮所占的比例達到69.1％，土壤氮所占比例為29.7％，而肥料氮所占比例僅為1.2％。(3)土壤氮和根瘤固氮同步吸收期，既依靠土壤氮，又依靠根瘤固氮。栽培大豆表現(xiàn)在R5-R8期，土壤氮和根瘤固氮仍有大量積累，肥料氮積累不明顯，而土壤氮和根瘤固氮積累接近：栽培品種R8期土壤氮所占比例在39.3％～60.5％，根瘤固氮所占比例為37.5％～59.2％，肥料氮所占比例均低于2.0％：秣食豆在這一時期主

5、要依靠根瘤固氮，土壤氮和肥料氮的積累量較少，R8期根瘤固氮所占的比例高達71.4％。 ㈡施氮水平對大豆氮的吸收積累有明顯影響。(1)在框栽條件下，東農(nóng)47的氮素積累量大小順序為：低氮處理＞中氮處理＞高氮處理，差異達到顯著水平；根瘤固氮積累量的大小順序為：低氮處理＞中氮處理＞高氮處理，低氮處理顯著高于中氮處理和高氮處理，中氮和高氮處理差異不顯著。(2)在砂培條件下，東農(nóng)47隨氮素水平增加，大豆植株中肥料氮所占比例增大，根瘤固氮所占

6、比例減?。辉诔雒?V3期、出苗-R1、出苗-R2期給予高氮處理，而V3-R8期、R1-R8期、R2-R8期變?yōu)榈偷幚頃r，隨高氮處理的時間延長氮素積累量減少，其中根瘤固氮積累量隨高氮處理的時間延長明顯減少，而肥料氮積累量差異不大；從出苗-R4期、出苗-R5期給予低氮處理，R4-R8期、R5-R8期給予高氮處理時，與全生育期給予低氮的處理相比氮素積累量明顯增加，其中R5-R8期給予高氮的處理肥料氮積累量顯著大于R4-R8期給予高氮的處理，

7、兩個處理根瘤氮積累量差異不顯著。 ㈢施氮水平對大豆產(chǎn)量影響很大。(1)在框栽條件下，東農(nóng)47的產(chǎn)量大小順序為：低氮處理＞中氮處理＞高氮處理，低氮處理和中氮處理的產(chǎn)量顯著大于高氮處理，而低氮和中氮處理的產(chǎn)量差異不顯著。(2)在砂培條件下，低氮處理不能滿足大豆對氮的需求，產(chǎn)量較低，而高氮處理因抑制根瘤的生長，也不能獲得較高的子粒產(chǎn)量。從出苗-V3期、出苗-R1期、出苗-R2期給予高氮處理，而V3-R8期、R1-R8期、R2-R8期變

8、為低氮處理時，隨高氮處理的時間延長產(chǎn)量降低；從出苗-R4期、出苗-R5期給予低氮處理，R4-R8期、R5-R8期給予高氮處理時，與全生育期給予低氮的處理相比產(chǎn)量顯著增加，但兩個處理間差異不顯著。由此可見，當(dāng)外源氮水平較低時，于R4期或R5期提高外源氮水平可以增加大豆產(chǎn)量。 ㈣對大豆產(chǎn)量與子粒中肥料氮所占比例、大豆產(chǎn)量與根瘤固氮所占比例分別作回歸分析，回歸方程分別為y=-0.017x2+1.329x+25.294、y=-0.017

9、x2+2.091x-12.828，經(jīng)測驗兩個回歸方程擬合效果很好，經(jīng)求導(dǎo)分析得出大豆子粒中肥料氮所占比例為39.1％、根瘤固氮所占比例為61.5％時大豆產(chǎn)量最高。由此推斷，當(dāng)外源氮對子粒的貢獻率為40％左右、根瘤固氮貢獻率為60％左右時，能夠同時滿足大豆對根瘤固氮和外源氮的需求.有利于大豆產(chǎn)量的形成。 ㈤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮對大豆的營養(yǎng)作用不同，大豆吸收銨態(tài)氮比例大于硝態(tài)氮。在無菌條件利用組培方法下培養(yǎng)大豆，當(dāng)培養(yǎng)基中NH+4-N與N

10、O-3-N比例為1:1時，大豆吸收NH+4-N與NO-3-N的比例接近1.5:1，其中葉片、莖、根吸收NH+4-N與NO-3-N的比例分別為1.6:1、1.4:1和1.6:1。大豆上部幼嫩葉片硝酸還原酶活性較高，中部成熟葉片和下部老化葉片活性較低，品種間表現(xiàn)一致，而大豆葉片硝酸還原酶活性動態(tài)品種間存在一定差異。NO-3能夠誘導(dǎo)iNR的基因表達，經(jīng)NO-3誘導(dǎo)iNR1和iNR2兩種同工酶mRNA含量明顯增加。大豆上部幼嫩葉片和中部成熟葉片