源庫對(duì)不同生長習(xí)性大豆固氮酶活性的影響

摘要：在正常的栽培條件下，豆科植物的生長階段需要供應(yīng)大量的氮素，一般來說，根瘤是固定氮的主要來源，因此根瘤固氮酶的活性與豆科植物的生長有及其密切的關(guān)系。本文主要研究了源庫，包括摘莢、摘心和去葉三種方法對(duì)于不同生長習(xí)性大豆固氮酶活性的影響，本研究選擇的是有限型、亞有限型和無限型三種生長習(xí)性的大豆，結(jié)果不盡相同。

關(guān)鍵詞：源庫；大豆；固氮酶

酰脲是指尿囊素和尿囊酸，是大豆固氮反應(yīng)的主要產(chǎn)物，因此可以根據(jù)酰脲的含量變化而觀察不同狀態(tài)下大豆固氮酶固氮能力的變化。有研究表明，去葉后，大豆固氮酶的活性明顯降低，而大豆植株的莖中酰脲含量明顯增加，這說明源庫產(chǎn)生變化后，大豆的根瘤固氮酶的活性也可能會(huì)發(fā)生一定的變化。本文主要研究的是不同生長習(xí)性的大豆固氮酶在進(jìn)行摘英、摘心以及去葉處理后的生長變化，以及對(duì)大豆根瘤固氮酶活性的影響。

1.大豆根瘤固氮酶概述

大豆中的氮有三種來源，包括土壤和空氣中的氮以及根瘤固定的氮，這三種獲取氮的方式相輔相成，但是同時(shí)也相互制約著，一起為大豆植株的生長和發(fā)育過程提供氮素營養(yǎng)，其中大豆根瘤固氮量占所需氮量的大部分，但是豆科植物僅僅依靠大豆與根瘤菌的共生作用來固氮很難使大豆達(dá)到高產(chǎn)的目的。目前已經(jīng)有不少研究表明，根瘤的固氮作用主要依靠大豆根瘤固氮酶，因此，固氮酶活性對(duì)大豆的生長發(fā)育有極其深遠(yuǎn)的影響。大豆生長過程中，使用過多的氮肥會(huì)影響根瘤的生長，降低大豆的共生固氮作用，也大大降低了大豆的最終產(chǎn)量，因此應(yīng)該少施氮肥，為根瘤菌的生長創(chuàng)造一個(gè)安全的環(huán)境。固氮酶的活性容易受到固氮產(chǎn)物的影響和調(diào)控，因此應(yīng)當(dāng)為固氮酶的生成提供好所需的營養(yǎng)物質(zhì)，加強(qiáng)大豆植株的光合作用。

2.材料的選取

直接以田野間生長的大豆為研究對(duì)象，作為試驗(yàn)材料，大豆的品種分別為無限型、亞有限型和有限型，這三個(gè)品種的大豆即為三種不同生長習(xí)性的大豆品種。之后對(duì)這些大豆植株進(jìn)行預(yù)處理，處理方式如下：①摘莢處理：觀察大豆植株，開始結(jié)莢后要在盡量短的時(shí)間內(nèi)分別將植株上所有的莢全部去掉，由于大豆植株仍然處于生長狀態(tài)，因此每隔一天處理一次新出現(xiàn)的幼莢，一直到試驗(yàn)結(jié)束為止。②摘心處理：大豆植株主莖的尖端位置即為大豆植株的心，應(yīng)當(dāng)在盛花期時(shí)其剪掉。③去葉處理：去葉過程主要針對(duì)的是完全展開的復(fù)葉中兩側(cè)的小葉，在盛花期將小葉去掉，并且每隔一天都要處理一次，一直到試驗(yàn)結(jié)束為止。④設(shè)置對(duì)照組，選擇正常生長的，與試驗(yàn)植株生長情況、大小以及其他情況均相似的健康植株作為對(duì)照，在測量大豆根瘤固氮酶活性或幼莖中酰脲含量時(shí)可以作為參考。

3. 不同處理方式對(duì)三種生長習(xí)性大豆固氮酶活性的影響

3.1摘莢處理

摘莢處理后，因?yàn)榍v皮具有很強(qiáng)的降解酰脲的能力，摘莢會(huì)直接降低酰脲的使用量，因此有限型和無限型的大豆植株根瘤固氮酶活性在一定時(shí)間之后均低于對(duì)照組，但是無限型大豆植株雖然失去莢，但是其本身的營養(yǎng)器官具有一定的補(bǔ)償作用，酰脲無法大量積累，因此摘莢處理過程對(duì)無限型大豆的根瘤固氮酶活性沒有較為明顯的影響。

3.2摘心處理

摘心處理能夠不同程度的降低三種生長習(xí)性的根瘤固氮酶活性，主要原因是摘心處理會(huì)使光合作用產(chǎn)物向根瘤端的運(yùn)輸量減少，同時(shí)還會(huì)降低根瘤酰脲的利用率，導(dǎo)致根瘤酰脲的積累，從而降低了根瘤固氮酶的活性。

3.3去葉處理

去葉處理是去掉66%的小葉，這對(duì)三種生長習(xí)性的大豆根瘤固氮酶活性產(chǎn)生了相同趨勢的影響。去掉66%的小葉使光合作用的器官減少，從而導(dǎo)致向根瘤運(yùn)輸?shù)墓夂献饔卯a(chǎn)物不足，使根瘤固氮酶的活性降低。因此，有限型和亞有限型大豆在處理后21天的根瘤固氮酶活性比對(duì)照稍有增加，其他時(shí)間均低于對(duì)照。

4.不同處理對(duì)三種生長習(xí)性大豆莖中酰脲含量的影響

4.1摘莢處理

相繼摘莢處理對(duì)三種生長習(xí)性的大豆幼莖中酰脲含量產(chǎn)生不同的影響，有限型、亞有限型和無限型大豆植株摘莢后幼莖中酰脲的含量總平均值分別比對(duì)照增加21%、12%和1%，由此可見，摘莢處理對(duì)無限型大豆幼莖中酰脲含量沒有明顯的影響。

4.2摘心處理

摘心處理后的植株下部分莖中的酰脲含量相較于對(duì)照植株來說有了顯著的提高，主要原因可能是摘除莖生長點(diǎn)后，植株不再向上生長，利用酰脲的器官減少，因此下部分的莖中積累了大量的酰脲。有限型、亞有限型大豆植株的酰脲含量比對(duì)照分別增加了70%和85%，無限型大豆植株酰脲含量相對(duì)于前兩個(gè)雖然增加的較少，但是比對(duì)照還是增加了48%。

4.3去葉處理

去葉處理后，有限型大豆植株幼莖中酰脲的含量比對(duì)照組有了明顯的增加，總平均值比對(duì)照增加了47%，無限型大豆植株幼莖中的酰脲含量與對(duì)照組相比變化不大，增加了約6%，但是亞有限型大豆植株去葉處理后幼莖中的酰脲含量總平均值比對(duì)照降低了6%。

可能原因是無限型和亞有限型大豆植株幼莖中的酰脲被不斷利用，因此不能大量積累，而有限性植株的干物質(zhì)補(bǔ)償性積累能力差，酰脲的利用率較低，因此得到了大量積累。

結(jié)語

摘心和去葉的限源方法主要用于減少光合作用的產(chǎn)物，雖然這種方式能夠降低三種不同生長習(xí)性的大豆固氮酶活性，但是降低的程度卻各不相同。摘莢處理可以降低有限型和亞有限型大豆的固氮酶活性，并且能夠使幼莖中的酰脲含量增加，但是對(duì)無限型大豆沒有明顯作用；去葉處理只能夠增加有限型大豆幼莖中的酰脲含量；摘心處理能夠明顯增加三種大豆幼莖中的酰脲含量；三種處理方式均能使三種生長習(xí)性的大豆固氮酶活性降低。

參考文獻(xiàn)：

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