铝和酸胁迫对紫花苜蓿和天蓝苜蓿及其根瘤菌生长和抗氧化酶系的影响

摘要

紫花苜蓿作为豆科牧草已得到广泛的应用，它是世界上栽培最早的优良多年生豆科牧草，具有良好的生物学特性，在草地畜牧业发展中起着举足轻重的作用。然而，南方地区土壤酸性环境一直是限制紫花苜蓿在南方推广种植的重要因素之一。紫花苜蓿对酸性土壤环境敏感，生长受到酸性土壤中铝毒等的限制。酸性土壤环境中较低的pH水平和较高的活性铝也限制着紫花苜蓿与根瘤菌建立共生关系，根瘤菌在酸性土壤环境中繁殖率和存活率受到严重抑制。天蓝苜蓿是西南地区分布较广泛的野生苜蓿属一年生豆科植物，对酸性土壤具有较强的适应性。我们设想能否将在南方生长较为良好的天蓝苜蓿的根瘤菌接种于紫花苜蓿以提高紫花苜蓿对酸性土壤环境的适应性。
　　 鉴于此，本实验第一部分选用紫花苜蓿和天蓝苜蓿作为试验材料，分析测定了它们在酸性土壤铝胁迫下的生长性状。铝毒胁迫对两种苜蓿均有毒害作用，抑制天蓝苜蓿和紫花苜蓿的生长，而且两种苜蓿对铝胁迫的抗性存在一定差异，天蓝苜蓿的抗铝性略优于紫花苜蓿。这一研究结果为酸性土壤环境中种植苜蓿属植物提供了理论依据。
　　 论文第二部分对分离自天蓝苜蓿和紫花苜蓿的根瘤菌菌株进行了铝胁迫和酸胁迫处理，研究了根瘤菌的生长及其抗氧化酶系应对酸铝胁迫的响应机制。结果表明，两种苜蓿根瘤菌的生长在酸和铝胁迫下受到毒害，但天蓝苜蓿根瘤菌优于紫花苜蓿，说明天蓝苜蓿根瘤菌耐酸铝能力优于紫花苜蓿。因此，天蓝苜蓿根瘤菌较紫花苜蓿根瘤菌有较强的耐酸耐铝性，理论上可用于酸性土壤接种紫花苜蓿。
　　 论文第三部分，对紫花苜蓿在酸性土壤中分别接种两种苜蓿根瘤菌后的早期生长速度、根伸长速度、结瘤性能进行了研究。结果表明，接种天蓝苜蓿根瘤菌和紫花苜蓿根瘤菌对紫花苜蓿早期的生长影响差异不大;对早期的结瘤性能影响也无明显差异。说明紫花苜蓿接种天蓝苜蓿根瘤菌后早期结瘤良好，与紫花苜蓿根瘤菌无明显差异。添加石灰可促进紫花苜蓿生长与结瘤。初步明确了天蓝苜蓿根瘤菌用于紫花苜蓿接种。
　　 论文第四部分采用盆栽试验，进一步比较研究了紫花苜蓿接种两种苜蓿根瘤菌后的生长、结瘤及养分吸收性能，明确了酸性土壤中紫花苜蓿接种两种根瘤菌后的适应性表现。结果表明，接种两种根瘤菌能显著促进紫花苜蓿生长，提高结瘤性能，对苜蓿产量具有增产作用。比较天蓝苜蓿根瘤菌与紫花苜蓿根瘤菌，它们对于紫花苜蓿生长的促进与结瘤并没有明显差异。虽然之前的研究结果证明天蓝苜蓿根瘤菌较之紫花苜蓿根瘤菌有较强的耐酸耐铝能力，但在盆栽试验中，天蓝苜蓿根瘤菌较之紫花苜蓿根瘤菌并没有表现出优越性，而是可以在紫花苜蓿上结瘤成功，这可能与紫花苜蓿对根瘤菌的亲和性有关。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 酸性土壤环境

1．1．1 酸性土壤环境中的铝毒害

1．1．2 铝对植物的毒害

1．1．3 植物的耐铝机制

1．1．4 缓解酸性土壤毒害的措施

1．2 紫花苜蓿和天蓝苜蓿

1．2．1 紫花苜蓿概述

1．2．2 紫花苜蓿与酸性土壤环境

1．2．3 南方酸性土壤环境中生长的天蓝苜蓿

1．3 根瘤菌

1．3．1 生物固氮

1．3．2 根瘤菌与酸性环境

第2章 引言

2．1 选题背景

2．2 主要研究内容

2．3 预期研究成果

2．4 技术路线

2．5 预期目标

第3章 铝胁迫对紫花苜蓿和天蓝苜蓿生长的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 供试材料

3．1．2 供试土壤

3．1．3 实验设计

3．1．4 测定指标及方法

3．2 结果与分析

3．2．1 铝胁迫对两种苜蓿地上、地下生物量及根冠比的影响

3．2．1 铝胁迫对两种苜蓿根系总长及根系总面积的影响

3．2．3 铝胁迫对两种苜蓿营养特性的影响

3．2．4 两种苜蓿各指标的相关性

3．3 讨论

第4章 铝和酸胁迫对苜蓿根瘤菌生长和抗氧化酶系的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 供试苜蓿根瘤菌菌株(Rhizobium Strains)

4．1．2 基础培养基

4．1．3 培养方法

4．1．4 酶活性测定

4．1．5 数据处理

4．2 结果与分析

4．2．1 Al胁迫处理对两种苜蓿根瘤菌生长和抗氧化酶活性的影响

4．2．2 不同酸水平对两种苜蓿根瘤菌生长及抗氧化酶活性的影响

4．3 讨论

第5章 紫花苜蓿接种两种苜蓿根瘤菌后在酸性土壤中的早期生长表现

5．1 材料与方法

5．1．1 供试材料

5．1．2 供试土壤

5．1．3 实验设计

5．2 结果与分析

5．2．1 紫花苜蓿接菌后在酸性土壤中的生长速度

5．2．2 紫花苜蓿接菌后在酸性土壤中的根伸长速度

5．2．3 紫花苜蓿在酸性土壤中的早期结瘤性能

5．3 讨论

第6章 紫花苜蓿接种天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌后在酸性土壤中的生长表现及结瘤性能

6．1 材料与方法

6．1．1 供试材料

6．1．2 实验设计

6．1．3 测定项目与方法

6．2 结果与分析

6．2．1 影响紫花苜蓿生长表现及结瘤性能的因素分析

6．2．2 接菌对紫花苜蓿株高、根长、分枝数的影响

6．2．3 接菌对紫花苜蓿地上、地下生物量及根冠比的影响

6．2．4 接菌对紫花苜蓿结瘤性能的影响

6．3 讨论

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 特色与创新处

7．3 研究展望与建议

参考文献

致谢

研究生期间发表的主要论文及参加课题情况