不同根系交互强度下紫花苜蓿/甜高粱体内氮营养动态特征研究

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2022.01.010

草地学报 ›› 2022, Vol. 30 ›› Issue (1): 76-83.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2022.01.010

• 研究论文 • 上一篇

不同根系交互强度下紫花苜蓿/甜高粱体内氮营养动态特征研究

汪雪, 刘晓静, 赵雅姣, 王静

甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃兰州 730070

收稿日期:2021-06-24 修回日期:2021-07-17 发布日期:2022-01-27
通讯作者: 刘晓静, E-mail: liuxj@gsau.edu.cn
作者简介:汪雪(1997-)，女，汉族，甘肃定西人，硕士研究生，主要从事牧草营养方面的研究，E-mail: 1512339114@qq.com
基金资助:
甘肃省重点研发计划项目(20YF8 NA130)；国家自然科学基金项目(32171674)；甘肃省重大科技专项(课题3)(19ZD2NA002-3)资助

Dynamic Characteristics of Nitrogen Nutrition in Alfalfa/Sweet Sorghum Intercropping Under Different Root Interaction Intensities

WANG Xue, LIU Xiao-jing, ZHAO Ya-jiao, WANG Jing

College of Pratacultural Science, Gansu Agricultural University Lanzhou /Key Laboratory of Grassland Ecosystem (Gansu Agricultural University), Ministry of Education/Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province/Sino-U.S. Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability, Gansu, Lanzhou Province 730070, China

Received:2021-06-24 Revised:2021-07-17 Published:2022-01-27

摘要/Abstract

摘要： 为探明豆/禾间作在不同生长阶段及种间互作的氮营养动态特征，本试验采用营养液砂培法进行了盆栽根系分隔模拟间作试验，通过根系分隔方式对紫花苜蓿(Medicago sativa)和甜高粱(Sorghum dochna)不同生育时期的氮代谢特性及紫花苜蓿结瘤固氮特性进行研究。结果表明：紫花苜蓿结瘤固氮特性在各生育时期下均表现为不分隔>尼龙网分隔>塑料分隔和单作；紫花苜蓿4个氮代谢酶活性在初花期时表现为紫花苜蓿单作显著大于不分隔和尼龙网分隔(P < 0.05)；甜高粱氮代谢特性均在紫花苜蓿初花期时均表现为不分隔显著大于甜高粱单作。因此，紫花苜蓿/甜高粱种间根系互作紧密时，有利于豆科牧草紫花苜蓿结瘤固氮，由此加强了紫花苜蓿/甜高粱种间氮营养的互馈利用，提高其中禾本科牧草甜高粱氮代谢水平。另外，紫花苜蓿/甜高粱在不同生长阶段种间氮营养互馈动态均表现为随着生长动态进程而增加。

关键词: 紫花苜蓿, 甜高粱, 种间, 根系分隔模式, 氮素动态特征

Abstract: In order to explore the dynamic characteristics of nitrogen nutrition in legume/cereal intercropping at different growth stages and interspecific interaction, alfalfa and sweet sorghum simulated intercropping experiment of root separation in pot was carried out by using nutrient solution sand culture method. The nodulation and nitrogen fixation characteristics of alfalfa and nitrogen metabolism characteristics of alfalfa and sweet sorghum were investigated under different growth stages and root separation methods. The results showed that nodulation and nitrogen fixation characteristics of alfalfa at different growth stages were as follows: no separation>nylon mesh separation>plastic separation and monoculture. The activities of four nitrogen metabolizing enzymes in alfalfa monoculture were significantly higher than those in no barrier and nylon mesh separation at initial blooming stage(P < 0.05). The nitrogen metabolism characteristics of sweet sorghum were not separated at the initial flowering stage of alfalfa, which was significantly greater than that of sweet sorghum monoculture. Therefore, when the interspecific root system interaction between alfalfa and sweet sorghum is close, it is beneficial to the nodulation and nitrogen fixation of alfalfa, so as to strengthen the mutual feed utilization of nitrogen nutrition between alfalfa and sweet sorghum, and improve the nitrogen metabolism level of gramineous forage sweet sorghum. In addition, the mutual nitrogen feeding dynamics of alfalfa/sweet sorghum was increased with different growth stages.

Key words: Alfalfa, Sweet sorghum, Interspecific, Root separation pattern, Dynamic characteristics of nitrogen

中图分类号:

S541.9
S514

汪雪, 刘晓静, 赵雅姣, 王静. 不同根系交互强度下紫花苜蓿/甜高粱体内氮营养动态特征研究[J]. 草地学报, 2022, 30(1): 76-83.

WANG Xue, LIU Xiao-jing, ZHAO Ya-jiao, WANG Jing. Dynamic Characteristics of Nitrogen Nutrition in Alfalfa/Sweet Sorghum Intercropping Under Different Root Interaction Intensities[J]. Acta Agrestia Sinica, 2022, 30(1): 76-83.

参考文献

[1] 龙会英, 张德, 曾丽萍, 等. 间作与施氮对牧草生物量、种间竞争和氮磷吸收的影响[J]. 草地学报, 2020, 28(2): 571-576
[2] 张向前, 黄国勤, 卞新民, 等. 施氮和隔根对玉米植株生长、产量和根际微生物的影响[J]. 应用生态学报, 2012, 23(12): 3369-3376
[3] PALTA J A, FILLERY I R P, REBETZKE G J. Restricted-tillering wheat does not lead to greater investment in roots and early nitrogen uptake[J]. Field Crops Research, 2007, 104(1): 52-59
[4] 王一帆, 殷文, 胡发龙, 等. 间作小麦光合性能对地上地下互作强度的响应[J]. 作物学报, 2021, 47(5): 929-941
[5] 杨文英, 杜青, 杨航, 等. 玉米/大豆套作系统下不同品种与根系分隔对大豆根瘤固氮及氮素吸收的影响[J]. 四川农业大学学报, 2016, 34(1): 1-5
[6] 赵雅姣, 刘晓静, 童长春, 等. 紫花苜蓿/玉米间作对紫花苜蓿结瘤固氮特性的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(1): 95-105
[7] LEE Y H, FOSTER J, CHEN J, et al. High affinity amino acid transporters specifically expressed in xylem parenchyma and developing seeds of Arabidopsis. [J]. Journal of Biological Chemistry, 2002, 277(47): 45338-45346
[8] 唐秀梅, 钟瑞春, 揭红科, 等. 间作花生对木薯碳氮代谢产物及关键酶活性的影响[J]. 中国农学通报, 2011, 27(3): 94-98
[9] 刘振洋, 吴鑫雨, 汤利, 等. 小麦蚕豆间作体系氮素吸收累积动态及其种间氮素竞争关系[J]. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(7): 1284-1294
[10] 刘英超, 肖靖秀, 郑毅, 等. 不同施氮水平及根系分隔方式对间作小麦蚕豆氮吸收的影响[J]. 西南林业大学学报(自然科学), 2018, 38(1): 72-78
[11] 党科, 宫香伟, 陈光华, 等. 糜子绿豆带状种植下糜子的氮素积累、代谢及产量变化[J]. 作物学报, 2019, 45(12): 1880-1890
[12] 汪新月, 张仕颖, 岳献荣, 等. 隔根与接种FM对红壤上玉米/大豆植株生长及氮素利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(4): 1022-1029
[13] 廖敦平, 雍太文, 刘小明, 等. 玉米-大豆和玉米-甘薯套作对玉米生长及氮素吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(6): 1395-1402
[14] 张德, 龙会英, 金杰, 等. 豆科与禾本科牧草间作的生长互作效应及对氮、磷养分吸收的影响[J]. 草业学报, 2018, 27(10): 15-22
[15] 蔺芳. 紫花苜蓿/禾本科牧草间作提高其生产潜力和营养品质机理及家畜对其利用效果研究[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2019: 16-17
[16] 再吐尼古丽·库尔班, 吐尔逊·吐尔洪, 山其米克, 等. 施肥对不同生育期甜高粱土壤养分含量的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(1): 103-113
[17] 蔺芳, 刘晓静, 童长春, 等. 基于产量效应的间作紫花苜蓿/禾本科牧草光能利用特征[J]. 应用生态学报, 2020, 31(9): 2963-2976
[18] 张永亮, 张丽娟, 于铁峰, 等. 禾豆组合与间作方式对牧草产量及产量稳定性的影响[J]. 草地学报, 2019, 27(5): 1410-1418
[19] 杨祥波, 姚凯. 不同施氮水平下紫花苜蓿与玉米间作对白浆土腐殖质组成的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2020(4): 19-25
[20] XIA X, MA C, DONG S, et al. Effects of nitrogen concentrations on nodulation and nitrogenase activity in dual root systems of soybean plants[J]. Soil Science and Plant Nutrition, 2017, 63(5): 170-182
[21] 邹琦. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 中国农业出版社, 2006: 56-125
[22] RAJASEKHAR V K, MOHR H. Appearance of nitrite in cotyledons of the mustard (Sinapis alba L. ) seedling as affected by nitrate, phytochrome and photoxidative damage of plastids[J]. Planta, 1986, 168: 369-376
[23] 郑朝峰, 林振武. 谷氨酸合酶活力的快速测定[J]. 植物生理学通讯, 1985(4): 43-46
[24] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 2000: 39-42
[25] 郝凤. 紫花苜蓿氮效率差异机制与氮营养阶段生育期划分的研究[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2017: 85-87
[26] 李娟, 王文丽, 赵旭, 等. 根际分隔对玉米/豌豆间作种间竞争及豌豆结瘤固氮的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2016, 34(6): 177-183
[27] LIU Y C, QIN X M, XIAO J X, et al. Intercropping influences component and content change of flavonoids in root exudates and nodulation of Faba bean[J]. Journal of Plant Interactions, 2017, 12(1): 187-192
[28] 熊淑萍, 吴克远, 王小纯, 等. 不同氮效率小麦品种苗期根系氮代谢及其吸收能力差异分析[J]. 麦类作物学报, 2016, 36(3): 325-331
[29] 唐秀梅, 钟瑞春, 揭红科, 等. 间作木薯对花生叶片碳氮代谢产物及关键酶活性的影响[J]. 西南农业学报, 2014, 27(6): 2316-2321
[30] 杨何宝, 李继泉, 王俊娟, 等. 有机肥施用水平对紫花苜蓿粗蛋白含量及氮代谢关键酶活性的影响[J]. 河北农业大学学报, 2015, 38(5): 22-27

不同根系交互强度下紫花苜蓿/甜高粱体内氮营养动态特征研究

Dynamic Characteristics of Nitrogen Nutrition in Alfalfa/Sweet Sorghum Intercropping Under Different Root Interaction Intensities

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	申晓慧. 两种诱变处理下紫花苜蓿全基因组DNA甲基化图谱分析[J]. 草地学报, 2022, 30(1): 46-54.
[2]	王静, 刘晓静, 程甜甜, 童长春, 汪雪. 不同氮效率紫花苜蓿叶特征及其产量效应研究[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 1941-1949.
[3]	王晓芬, 吴玉鑫, 肖海龙, 张格非, 陈建纲, 张德罡. 三江源退化高寒草原植物种间亲和性和土壤团聚体特征[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2001-2009.
[4]	孟宣辰, 马鹏程, 马杰, 段珍, 韩阳阳, 张吉宇. 黄土高原半干旱区紫花苜蓿覆膜垄沟和施肥效应研究[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2098-2106.
[5]	段丽辉, 刘晓丽, 韩冰, 位晓婷, 才仁措, 邵新庆. 乡土物种补播对青藏高原高寒草甸群落稳定性的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(8): 1793-1800.
[6]	陈雷, 暴雪艳, 郭刚, 霍文婕, 李清宏, 许庆方, 王聪, 刘强. 单宁酸和乳酸菌对紫花苜蓿青贮品质和体外瘤胃发酵的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(8): 1853-1858.
[7]	李春萍, 邱轶辉, 夏厚胤, 谭璐娜, 许环宇, 张瀚文, 高景慧. 紫花苜蓿多父本F₁代低蒸腾及产量性状的隶属函数分析[J]. 草地学报, 2021, 29(7): 1416-1422.
[8]	李天琦, 林志玲, 卢轩, 黄佳媛, 杨宁, 沃野, 高凯, 柳小妮, 王显国. 灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿土壤速效养分分布及淋失的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(7): 1454-1461.
[9]	董志晓, 何润濠, 况鉴洋, 聂聪, 杨建, 张建波, 苟文龙, 马啸. 成都平原甜高粱间作拉巴豆对混合饲草产量及品质的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(7): 1578-1583.
[10]	李鹏珍, 赵得琴, 邓波, 杨军, 赵国华, 赵亮. 生物炭与干旱胁迫对接种紫花苜蓿光合效率及生长的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(6): 1257-1264.
[11]	李兴龙, 师尚礼, 黄宗昌, 李革革, 吴芳, 张辉辉. 黄土丘陵区不同饲草混播模式对种间关系的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(6): 1318-1326.
[12]	王文静, 麻冬梅, 赵丽娟, 马巧利. 2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿生理指标及根系离子积累的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(6): 1363-1368.
[13]	潘新怡, 史昆, 龚攀, 韦宝, 吴欣明, 王赞. 紫花苜蓿花青苷合成的转录组分析[J]. 草地学报, 2021, 29(5): 866-875.
[14]	黄荣, 姚博, 张玉娟, 贾倩英, 李向阳, 张宏, 张振粉. 成团泛菌CQ10脂多糖对紫花苜蓿种子萌发及苗期生长的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(5): 965-971.
[15]	潘越, 周冀琼, 郭川, 杨喆, 刘琳, 闫艳红, 赵艳兰, 刘珊, 孙飞达. 丛枝菌根真菌与根瘤菌对3种豆禾混播植物种间互作的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(4): 644-654.