检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

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

RichHTML

7

PDF (PC)

277

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
[1] 万涛, 邸伟, 马春梅 , 等. 大豆根瘤固氮酶活性与温度关系的研究. 作物杂志, 2012(6):56-60.
[2] 刘晓静, 蒯佳林, 李文卿 , 等. 硝态氮与铵态氮对紫花苜蓿根系生长及结瘤固氮的影响. 甘肃农业大学学报, 2011,46(5):106-110.
[3] 黄新, 王亚琴, 刘建新 , 等. 接种根瘤菌对不同紫花苜蓿品种结瘤和生物学产量的影响. 浙江农业学报, 2005,17(6):390-394.
[4] 齐敏兴, 刘晓静, 张晓磊 , 等. 不同磷水平对紫花苜蓿光合作用和根瘤固氮特性的影响. 草地学报, 2013,21(3):512-516.
[5] 周相娟, 梁宇, 沈世华 , 等. 接种根瘤菌和遮光对大豆固氮和光合作用的影响. 中国农业科学, 2007,40(3):478-484.
[6] 刘玉华, 史纪安, 贾志宽 , 等. 旱作条件下紫花苜蓿光合蒸腾日变化与环境因子的关系. 应用生态学报, 2006,17(10):1811-1814.
[7] 王伟, 王岩, 赵天宏 , 等. 刈割对UV-B辐射增强下紫花苜蓿光合及荧光特性的影响. 生态学杂志, 2016,35(7):1721-1729.
[8] 樊秦, 李彦忠 . 苜蓿茎点霉对紫花苜蓿光合生理的影响. 草业学报, 2017,26(1):112-121.
[9] 崔青青, 董彦红, 李曼 , 等. CO2加富下水氮耦合对黄瓜叶片光合作用和超微结构的影响. 应用生态学报, 2017,28(4):1237-1245.
[10] 王伟, 王岩, 梁变变 , 等. 初花期喷镧对UV-B辐射增强下紫花苜蓿光合及荧光特性的影响. 中国农业气象, 2017,38(4):230-239.
[11] He H, Peng Q, Wang X , et al. Growth,morphological and physiological responses of alfalfa (Medicago sativa) to phosphorus supply in two alkaline soils. Plant and Soil, 2017,416(1-2):565-584.
doi: 10.1007/s11104-017-3242-9
[12] 李立辉, 王岩, 胡海燕 , 等. 初花期干旱对不同抗旱性紫花苜蓿光合特征及荧光参数的影响. 华北农学报, 2015,30(4):126-131.
doi: 10.7668/hbnxb.2015.04.022
[13] 米雪, 李晓兵, 王宏 , 等. 内蒙古典型草原不同放牧强度下羊草光合生理生态特性分析. 中国草地学报, 2015(3):92-98.
[14] 钱萍仙, 李学孚, 吴月燕 , 等. 遮阴对樟叶槭容器苗生长和生理特性的影响. 江苏农业学报, 2015,31(3):667-672.
[15] Klabi R, Bell T H, Hamel C , et al. Contribution of Medicago sativa to the productivity and nutritive value of forage in semi-arid grassland pastures. Grass and Forage Science, 2018,73(1):159-173.
doi: 10.1111/gfs.2018.73.issue-1
[16] 韦金河, 闻婧, 张俊 , 等. 夏季遮光对3种槭树PSⅡ叶绿素荧光参数的影响. 江苏农业学报, 2015,31(1):172-179.
[17] 许楠, 倪红伟, 钟海秀 , 等. 不同供氮水平对饲料桑树幼苗生长以及光合特性的影响. 江苏农业学报, 2015,31(4):865-870.
[18] 杨志晓, 丁燕芳, 张小全 , 等. 赤星病胁迫对不同抗性烟草品种光合作用和叶绿素荧光特性的影响. 生态学报, 2015,35(12):4146-4154.
doi: 10.5846/stxb201308212124
[19] Stroch M, Materova Z, Vrabl D , et al. Protective effect of UV-A radiation during acclimation of the photosynthetic apparatus to UV-B treatment. Plant Physiology and Biochemistry, 2015,96:90-96.
doi: 10.1016/j.plaphy.2015.07.017
[20] 梁晓, 祁永, 吝亚杰 , 等. 应用综合指标法和灰色关联度法对10个紫花苜蓿品种进行耐盐性评价. 作物杂志, 2017(4):44-49.
[21] 郝曦煜, 王红丹, 尹智超 , 等. PEG胁迫对小豆苗期抗旱生理指标的影响及抗旱鉴定体系建立. 作物杂志, 2017(4):134-142.
[22] Zheng Y, Giordano M, Gao K . Photochemical responses of the diatom Skeletonema costatum grown under elevated CO2 concentrations to short-term changes in pH. Aquatic Biology, 2015,23(2):109-118.
doi: 10.3354/ab00619
[1] 蔡东芳,张书芬,王建平,何俊平,曹金华,文雁成,赵磊,王东国,朱家成. 控释氮肥运筹对丰油10号光合性能及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 136–140
[2] 韦兴迪,曾庆飞,谭玉兰,韦鑫,李亚娇,陈超. 贵州部分地区野生白三叶根瘤菌资源调查与区系分析[J]. 作物杂志, 2018, (2): 35–43
[3] 梁晓,祁永,吝亚杰,石一均,曹卫东,刘忠宽,刘桂霞. 应用综合指标法和灰色关联度法对10个紫花苜蓿品种进行耐盐性评价[J]. 作物杂志, 2017, (4): 44–49
[4] 崔科飞,代惠萍,朱佳妮,张阿芳. 硒胁迫对大叶紫花苜蓿生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2016, (4): 133–136
[5] 施伟梅, 王妙飞, 罗双慧, 等. 超声联合酶法提取紫花苜蓿总黄酮及其抗氧化性能研究[J]. 作物杂志, 2015, (6): 64–69
[6] 杨艳君, 赵红梅, 邵青玲, 等. 谷子杂交种与常规种光合和叶绿素荧光特性的比较[J]. 作物杂志, 2015, (3): 146–149
[7] 刘晓云, 孙新新, 刘昱, 等. 河北省豆科绿肥作物种质资源相关共生根瘤菌资源的研究[J]. 作物杂志, 2015, (3): 29–35
[8] 杨向黎, 韩凤英, 秦旭, 等. 紫花苜蓿几种主要害虫的化学防治试验[J]. 作物杂志, 2014, (2): 131–136
[9] 陈萍, 沈振荣, 迟海峰, 等. 不同施肥处理对紫花苜蓿产量和株高的影响[J]. 作物杂志, 2013, (1): 91–94
[10] 文益东, 才华, 柏锡, 纪巍, 王臻昱, 魏正巍, 朱延明. 转AtDREB2A基因苜蓿的耐碱性分析[J]. 作物杂志, 2012, (3): 32–35
[11] 谢运河, 李小红, 王同华, 等. 玉米/大豆间作条件下根瘤菌与氮肥互作对大豆产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2011, (4): 54–57
[12] 张武. 俄罗斯大豆根瘤菌与不同大豆品种的生态适应性[J]. 作物杂志, 2010, (3): 54–55
[13] 张瑞富, 杨恒山, 包宝君, 等. 8个紫花苜蓿品种多年草产量比较[J]. 作物杂志, 2010, (3): 78–81
[14] 朱铁霞, 高凯, 张永亮, 等. 不同根瘤菌接种量对紫花苜蓿的影响[J]. 作物杂志, 2008, (4): 37–38
[15] 高凯, 朱铁霞, 张永亮, 等. 叶面喷施硫肥对紫花苜蓿生物量和粗蛋白含量的影响[J]. 作物杂志, 2007, (6): 60–61
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .