春大豆氮代谢机制及相关酶活性的研究

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本试验于2002-2004年进行,采用田间试验与框栽试验相结合的方法,土壤为黑土,试验品种为东农47(高油型),绥农10(丰产型)。2002—2003年设置了始花期、盛花期和盛荚期追氮肥处理;2004年设置了种肥施氮和不施氮、初花期追氮肥和不追氮肥四个处理。对大豆氮素积累与转运、氮代谢机制与相关酶活性动态以及氮肥对其影响等方面进行了研究,结果表明: 大豆的氮素营养有五个时期:(1)子叶营养期:出苗至子叶期(VE—VC),氮素和其它营养物质主要依靠子叶中贮藏物质提供:(2)无机氮营养期:苗期至始花期(V1—R1),主要依靠硝态氮;(3)无机氮与根瘤固氮并行期:始花期至盛荚期(R1—R4),既依靠硝态氮又通过根瘤固氮,两者营养作用同等重要:(4)根瘤固氮营养期:盛荚期至鼓粒期(R4—R6),氮素营养主要依靠根瘤固定的氮,营养器官在积累氮的同时也开始向结实部位转移氮素;(5)营养器官氮素快速转移期:鼓粒期至成熟(R6—R8),营养器官积累的氮素快速向荚果中转移,根系所提供的氮素主要是根瘤固定的氮素;荚果高强度积累氮素。 大豆植株氮素积累与干物质积累特点相一致。叶片、叶柄、茎在盛花期至鼓粒初期积累速度最快,生育前期氮素与干物质主要在叶片中积累,中后期叶柄、茎部积累量逐渐增加,叶片中所占比例下降;鼓粒期以后营养器官中氮素向外流转,集中于荚果中。叶片氮素流转量明显高于茎和叶柄,茎部氮素流转量高于叶柄。在框栽条件下,叶片、茎、叶柄的氮素流转量分别为428.5~436.4mg/株、232.8~320.7mg/株、83.0~103.2mg/株,合计占籽粒中氮素的29.6%~32.6%;茎的氮素流转率高于叶片和叶柄,叶片和叶柄接近,分别为70.1~76.3%、56.1~56.7%、54.0~59.3%。 植株中非水溶性氮变化动态与全氮的变化规律一致,两者正相关(R2=0.9631):叶片中非水溶性氮含量高于茎和叶柄,茎和叶柄含量相近;植株各部位非水溶性氮含量占全氮的比例,叶片在90%以上,高于茎和叶柄,随生育时期变动很小。水溶性氮主要成分是硝态氮、酰脲、氨态氮。大豆叶片中水溶性氮含量低,变化幅度小;茎部水溶性氮含量高于叶柄和叶片,V4期含量较高,快速下降至盛花期,其后又开始增加;荚果中水溶性氮素含量也比较高,是流转态氮素库。叶片水溶性氮中,氨态氮占90%以上,酰脲和硝态氮含量很少:茎部水溶性氮中,氨态氮的比例是前期和后期低、中期较高,V4、R2、R6期分别为32.4%~36.5%、43.2%~54.2%、24.2%~25.7%;茎部水溶性氮中硝态氮的比例是前期高,随生育期进程而下降,V4期达54.4%~62.0%,而到R4、R5期其比例非常低;茎部酰脲态氮占水溶性氮的比例是前期低,随生育进程而迅速增加,R6期达73.0%以上。叶柄中氨态氮的比例是前期低,逐渐增加,R5期最高达65%,酰脲态氮所占比例动态与茎中规律一致,其比例较茎中低;叶柄中硝态氮占水溶性氮比例动态是随生育时期而下降,但其比例明显高于茎中比例,V4—R1期达77.1~83.1%。 荚果和茎部的酰脲含量高于叶片和叶柄,上部茎含量比较高:尿囊酸含量明显高于尿囊素:茎中酰脲丰度在R4期为44.5%~49.0%以上,其后快速增加而高于硝态氮;在叶柄中R2期以前硝态氮明显高于酰脲,R2期酰脲丰度是38.9%~44.0%,其后酰脲丰度快速提高;荚
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