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作物杂志,2018, 第5期: 156–161 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.05.025

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

接种中华根瘤菌SD101和避光对紫花苜蓿固氮和光合作用的影响

刘淑霞1,2,魏国江2,荆瑞勇1,王丽艳1,关向军2,孙宇峰2,王广达1,韩如月1,石杰2,郭永霞1   

  1. 1 黑龙江八一农垦大学,163319,黑龙江大庆
    2 黑龙江省科学院大庆分院,163319,黑龙江大庆
  • 收稿日期:2018-04-16 修回日期:2018-07-13 出版日期:2018-10-15 发布日期:2018-10-12
  • 通讯作者: 郭永霞
  • 作者简介:刘淑霞,副研究员,从事作物栽培学与耕作学研究
  • 基金资助:
    黑龙江省基本科研业务费专项课题(ZNBZ2017DQ03);大庆市指导性科技计划项目(ZD-2016-123)

Effects of Sinorhizobium SD101 Inoculation and Shading on Nitrogen Fixation and Photosynthesis of Medicago sativa L.

Liu Shuxia1,2,Wei Guojiang2,Jing Ruiyong1,Wang Liyan1,Guan Xiangjun2,Sun Yufeng2,Wang Guangda1,Han Ruyue1,Shi Jie2,Guo Yongxia1   

  1. 1 Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang, China
    2 Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences, Daqing 163319, Heilongjiang, China
  • Received:2018-04-16 Revised:2018-07-13 Online:2018-10-15 Published:2018-10-12
  • Contact: Yongxia Guo

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260

摘要：

为了研究光合和氮素互作对紫花苜蓿自身生长和光合作用的影响,以紫花苜蓿品种WL319为试验材料,通过接种中华根瘤菌SD101和避光处理相结合,测定接种中华根瘤菌SD101紫花苜蓿在非避光、避光和复光条件下的生长情况和光合指标。研究结果表明,非避光条件下,接种中华根瘤菌SD101能够显著提高紫花苜蓿的地上生物量、叶片中叶绿素含量和紫花苜蓿的光合能力;避光条件下,受气孔导度和非气孔等因素的影响,中华根瘤菌SD101不能发挥其与紫花苜蓿共生固氮的优越性,光合速率比不接种中华根瘤菌SD101对照低。恢复光照后,接种中华根瘤菌SD101的紫花苜蓿光合作用恢复程度没有不接菌对照好。由此可见,紫花苜蓿与中华根瘤菌SD101的共生固氮作用需要在适宜的光照下才能促进紫花苜蓿生长和光合作用。

关键词: 紫花苜蓿, 避光, 根瘤菌, 光合参数

Abstract:

Plant growth and photosynthetic indexes in alfalfa (Medicago sativa L. WL319) were investigated after inoculation with Sinorhizobium fredii SD101 under shaded and subsequent recovered conditions in order to study the interactive effects of shading and nitrogen supply on plant growth and photosynthetic physiology. The results showed that under non-shading conditions, plant biomass, chlorophyll contents and photosynthetic capacity all significantly increased by inoculating with Sinorhizobium fredii SD101 as compared to the control alfalfa. Under shading condition, photosynthetic rate of the inoculated alfalfa decreased compared to the non-inoculated control alfalfa due to the influences of stomatal and non-stomatal factors, which lead the inoculated rhizobia not to play the role in alfalfa nitrogen fixation. After the restoration of light, the photosynthetic parameters were not recovered to the degree as the non-inoculated control. It could be inferred that only under suitable illumination condition symbiotic nitrogen fixation between alfalfa and Sinorhizobium fredii SD101 could promote the plant growth and photosynthesis.

Key words: Alfalfa, Shading, Rhizobia, Photosynthetic parameters

表1

避光与接种根瘤菌SD101对紫花苜蓿生长和结瘤固氮能力的影响"

项目Item 未避光Unshaded 避光Shaded
未接种
Non-inoculated		 接种SD101
Inoculated SD101		 未接种
Non-inoculated		 接种SD101
Inoculated SD101
株高Plant height (cm) 76.54±0.12ab 80.47±0.09a 68.27±0.20b 78.39±0.15ab
地上生物量Aboveground biomass (g) 1.84±0.10b 2.03±0.14a 1.01±0.13c 1.03±0.09c
叶面积Leaf area (cm2) 1.17±0.05a 1.23±0.07a 0.76±0.01b 0.81±0.03b
单株根瘤数Nodules per plant 16.55±0.05b 20.11±0.02a 9.12±0.08c 10.43±0.05c
单个根瘤重Single nodule weight (g) 0.0043±0.0001b 0.0051±0.0004a 0.0011±0.0003c 0.0014±0.0000c
固氮酶活性Nitrogenase activity [ug/(g·h)] 30.3±0.3b 35.0±0.6a 18.7±0.5c 22.6±0.1c

表2

避光与接种SD101根瘤菌对紫花苜蓿叶片叶绿素含量的影响"

项目Item 未避光Unshaded 避光Shaded
未接种
Non-inoculated		 接种SD101
Inoculated SD101		 未接种
Non-inoculated		 接种SD101
Inoculated SD101
Chl a 1 837.4±23.1c 2 103.1±37.6b 2 321.9±26.4ab 2 562.5±25.9a
Chl b 623.1±11.2c 1 210.0±12.5a 954.6±8.9b 882.7±10.8b
总叶绿素含量Total Chlorophyll content 2 460.5±35.2b 3 313.1±33.0a 3 276.5±29.5a 3 345.2±21.2a
Chl a/Chl b 2.95±0.12a 1.74±0.08b 2.43±0.09ab 2.90±1.04a

表3

避光与接种SD101根瘤菌对紫花苜蓿光合参数的影响"

项目Item 未接种Non-inoculated 接种SD101 Inoculated SD101
未避光Unshaded 避光Shaded 未避光Unshaded 避光Shaded
Pn [umol/(m2·s)] 5.04±0.10b 4.16±0.08b 7.60±0.13b 2.92±0.11c
Gs [mmol/(m2·s)] 0.076±0.001b 0.120±0.002a 0.124±0.008a 0.025±0.016c
Ci (umol/mol) 233.05±2.12b 304.15±4.03a 259.77±4.35b 248.14±4.52b

表4

恢复光照后紫花苜蓿的光合参数"

项目Item 未接种Non-inoculated 接种SD101 Inoculated SD101
未避光Unshaded 避光Shaded 未避光Unshaded 避光Shaded
Pn [umol/(m2·s)] 4.38±0.21b 6.79±0.10a 4.67±0.09b 5.22±0.14b
Gs [mmol/(m2·s)] 0.072±0.005b 0.187±0.022a 0.089±0.010b 0.123±0.016b
Ci (umol/mol) 240.27±3.14b 289.48±2.58a 260.12±5.62ab 269.38±6.17ab

表5

避光与接种SD101根瘤菌对紫花苜蓿叶绿素荧光参数的影响"

项目Item 未接种Non-inoculated 接种SD101 Inoculated SD101
未避光Unshaded 避光Shaded 未避光Unshaded 避光Shaded
Fv/Fm 0.831±0.004ab 0.816±0.009b 0.841±0.006a 0.832±0.001ab
ΦPSⅡ 0.622±0.015a 0.486±0.012c 0.638±0.018a 0.574±0.023b
qP 0.806±0.017a 0.701±0.020c 0.810±0.015a 0.752±0.011b
qN 0.279±0.020b 0.501±0.011a 0.275±0.009b 0.321±0.016b

表6

恢复光照后紫花苜蓿叶绿素的荧光参数"

项目Item 未接种Non-inoculated 接种SD101 Inoculated SD101
未避光Unshaded 避光Shaded 未避光Unshaded 避光Shaded
Fv/Fm 0.822±0.001c 0.846±0.004a 0.836±0.013b 0.843±0.014ab
ΦPSⅡ 0.635±0.011a 0.599±0.014b 0.638±0.006a 0.636±0.016a
qP 0.847±0.009a 0.810±0.011c 0.849±0.009a 0.828±0.003b
qN 0.304±0.016a 0.284±0.005a 0.289±0.008a 0.247±0.007b
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