科研产出
施氮对不同结瘤特性花生土壤固氮菌多样性和群落组成的影响
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：施氮对豆科作物土壤固氮菌的影响机理尚不明确。深入研究施氮对花生土壤固氮菌的影响,对花生田高效施氮和农业可持续发展具有重要意义。本研究以结瘤（花育22）和不结瘤（BL）花生为材料,设置N0(不施氮,0kg hm–2)、N60 (减量施氮, 60 kg hm–2)、N120 (常量施氮, 120 kg hm–2)和N180 (过量施氮, 180 kg hm–2) 4个施氮水平,探讨不同施氮水平对不同结瘤特性花生土壤固氮菌的影响。采用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,以nif H基因为标靶,分析土壤固氮菌丰度、多样性和群落组成。结果表明:（1）施氮显著提高土壤氮组分含量, N120结瘤花生土壤中微生物量氮和可溶性有机氮显著高于不结瘤花生。不结瘤花生荚果产量随施氮水平呈线性增加,而结瘤花生产量不受施氮影响。（2）施氮条件下,不结瘤花生土壤nif H拷贝数显著降低,而结瘤花生土壤nif H拷贝数随施氮水平增加先降低后增加。（3）施氮对不结瘤花生土壤固氮菌多样性先抑制后促进,而施氮对结瘤花生土壤固氮菌多样性呈先促进后抑制的模式,并在N120达到最大值。（4）施氮显著改变不结瘤花生土壤固氮菌群落组成,不同施氮水平优势属分别为nonrank＿Bacteria （N0）、unclassified＿Cyanobacteria （N60）、nonrank＿Bacteria （N120）和Skermanella （N180）,硝态氮是影响处理间土壤固氮菌群落组成差异的唯一显著因素;结瘤花生土壤各施氮水平固氮菌群落组成相似,除N120外,均以unclassified＿Proteobacteria和Skermanella占优。不结瘤与结瘤花生土壤固氮菌对施氮水平截然不同的响应可能是由于二者分别受到不同氮源的影响（肥料氮vs.根瘤固氮）。本研究中120 kg hm–2是对土壤固氮和花生生产最优的施氮水平。
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花生主要碳代谢指标与根瘤固氮能力的关系
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】比较花生叶片碳代谢指标与根瘤固氮的关系,以寻找与根瘤固氮能力关系最为密切的叶片碳代谢指标,为花生育种提供可靠的判定方法。【方法】盆栽试验在山东省花生研究所莱西试验站进行,试验以19个花生品种（系）为材料,包括山东、河南、河北、四川等省份近年来审定或育成的品种（系）,辅助利用15N示踪技术,测定了花生叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性及根瘤固氮量,分析了碳代谢各指标品种间的差异性及其与根瘤固氮能力的关系。【结果】1)不同品种叶绿素含量、净光合速率、可溶性糖含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性及根瘤固氮量均存在显著差异,其中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量变异系数均达12.0%以上,叶绿素a变异系数最大;净光合速率变幅为14.5～29.7μmol/（m2·s）,变异系数为21.5%,净光合速率最大值较平均值高36.9%;可溶性糖含量以日本千叶半蔓最高,较平均值高34.4%,约是可溶性糖含量最低品种日花1号的1.9倍;蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性变异系数分别为18.4%和24.3%,日本千叶半蔓蔗糖合成酶活性最高,豫花9326蔗糖磷酸合成酶活性最高;根瘤固氮量变异系数达20.0%以上,最大根瘤固氮量是最小根瘤固氮量的2.6倍。2)根瘤固氮量与碳代谢各指标均呈极显著正相关关系,相关系数达0.793～0.950,相关性大小依次为蔗糖合成酶活性>可溶性糖含量≈类胡萝卜素含量>蔗糖磷酸合成酶活性>总叶绿素含量≈叶绿素b含量>净光合速率>叶绿素a含量。【结论】花生叶片碳代谢特性和根瘤固氮能力不仅具有显著的遗传变异性,而且碳代谢与根瘤固氮呈密切正相关,碳代谢为根瘤固氮提供能量,而根瘤固氮为花生叶片提供氮素营养,二者共同调节花生碳氮代谢及营养平衡。叶片可溶性糖含量及蔗糖合成酶活性不仅遗传变异性较大,而且与根瘤固氮量呈正相关,相关系数均达0.9以上,因此,可以选择叶片可溶性糖水平和蔗糖合成酶活性作为培育高根瘤固氮能力花生品种的依据。
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花生不同氮源供氮特性及氮肥利用率研究
《中国油料作物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为实现花生"供需同步"高效施氮,在桶栽条件下,以花育22号为材料,不结瘤系花生NN-1为对照,应用15N示踪技术,研究花生土壤氮、肥料氮和根瘤固氮3种氮源供氮特性及氮肥利用率。结果表明,不同生育期3种氮源供氮速率存在较大差异。根瘤供氮速率呈单峰曲线变化,结荚期最高;土壤供氮速率花针期和饱果期较高;氮肥供氮速率花针期和结荚期较高。随生育进程的推进,根瘤供氮比例呈单峰态势,峰值出现在结荚期;土壤供氮比例呈不规则V型,低谷出现在结荚期;肥料供氮比例呈逐渐下降趋势。花生氮素营养主要来自根瘤固氮,其次为土壤氮,肥料氮最小,三者的比例约为5∶3∶2。不同生育时期氮肥利用率和氮肥利用率贡献比例均表现为:结荚期>花针期>苗期>饱果期,差异显著。全生育期氮肥利用率40.0%以上。
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