第二节大豆栽培的生物学基础 、大豆的形态特征 (一)根和根瘤 1.根的组成 大豆根系为直根系,由主根、侧根、根毛组成。初生根由胚根发育而成,并进 步发育成主根。侧根在发芽后3~7d出现,根的生长一直延续到地上部分不再增 长为止。在耕层深厚的土壤条件下,大豆根系发达,根量的80%集中在5~20cm土 层内,主根在地表下10cm以内比较粗壮,愈向下愈细,几乎与侧根很难分辨,入 土深度可达60~80cm。侧根是从主根中柱鞘分生出来的。一级侧根先向四周水平 伸展,远达30~40cm,然后向下垂直生长。一级侧根还再分生二、三级侧根。根 毛是幼根表皮细胞外壁向外突出而形成的。根毛寿命短暂,大约几天更新一次。根 毛密生使根具有巨大的吸收表面(一株约100m)。 2.根瘤及根瘤菌的形成 在大豆根生长过程中,土壤中原有的根瘤菌沿根毛或表皮细胞侵入,在被侵入 的细胞内形成感染线,根瘤菌进入感染线中,感染线逐渐伸长,直达内皮层,根菌 瘤也随之进入内皮层。在内皮层根菌瘤的后产物诱发细胞进行分裂,形成根瘤的原 基。大约在侵入后1周,根瘤向表皮方向隆起,侵入后2周左右,皮层的最外层形 成了根瘤的表皮,皮层的第2层成为根瘤的形成层,接着根瘤的周皮、厚壁组织层 及维管束也相继分化出来。根瘤菌在根瘤中变成类菌体。 3.根瘤菌固氮机理 类菌体具有固氮酶。固氮过程的第一步是由钼铁蛋白及铁蛋白组成的固氮酶系 统吸收分子氮。氮(N)被吸收后,两个氮原子之间的三价键被破坏,然后被氢化合 成Ⅶ3。№3与α~酮戊二酸结合成谷氨酸,并以这种形态参与代谢过程。 4.根瘤菌固氮特点 (1)何时开始具有固氮能力根瘤细胞内形成豆血红蛋白,根瘤内部呈红 色,此时根瘤开始具固氮能力。据硏究,当幼苗第一对真叶时,已可能结根瘤,2 周以后开始固氮。 (2)大豆植株与根瘤菌的关系大豆植株与根瘤菌之间是共生关系,大豆 供给根瘤糖类,根瘤菌供给寄主氨基酸。有人估计,大豆光合产物的12%左右被根 瘤菌所消耗。 (3)大豆根瘤固氮数量对于大豆根瘤固氮数量的估计差异很大。张宏等根 据结瘤、不结瘤等位基因系的比较,用15N同位素等手段测得,一季大豆根瘤菌共 生固氮数量为96.75kg/hm2。这一数量为一季大豆需氮量的59.64%。一般认为,根第二节 大豆栽培的生物学基础 一、大豆的形态特征 (一)根和根瘤 l.根的组成 大豆根系为直根系，由主根、侧根、根毛组成。初生根由胚根发育而成，并进 一步发育成主根。侧根在发芽后 3～7d 出现，根的生长一直延续到地上部分不再增 长为止。在耕层深厚的土壤条件下，大豆根系发达，根量的 80%集中在 5～20cm 土 层内，主根在地表下 10cm 以内比较粗壮，愈向下愈细，几乎与侧根很难分辨，入 土深度可达 60～80cm。侧根是从主根中柱鞘分生出来的。一级侧根先向四周水平 伸展，远达 30～40cm，然后向下垂直生长。一级侧根还再分生二、三级侧根。根 毛是幼根表皮细胞外壁向外突出而形成的。根毛寿命短暂，大约几天更新一次。根 毛密生使根具有巨大的吸收表面(一株约 100m2 )。 2.根瘤及根瘤菌的形成 在大豆根生长过程中，土壤中原有的根瘤菌沿根毛或表皮细胞侵入，在被侵入 的细胞内形成感染线，根瘤菌进入感染线中，感染线逐渐伸长，直达内皮层，根菌 瘤也随之进入内皮层。在内皮层根菌瘤的后产物诱发细胞进行分裂，形成根瘤的原 基。大约在侵入后 1 周，根瘤向表皮方向隆起，侵入后 2 周左右，皮层的最外层形 成了根瘤的表皮，皮层的第 2 层成为根瘤的形成层，接着根瘤的周皮、厚壁组织层 及维管束也相继分化出来。根瘤菌在根瘤中变成类菌体。 3.根瘤菌固氮机理 类菌体具有固氮酶。固氮过程的第一步是由钼铁蛋白及铁蛋白组成的固氮酶系 统吸收分子氮。氮(N2)被吸收后，两个氮原子之间的三价键被破坏，然后被氢化合 成 NH3。NH3与α～酮戊二酸结合成谷氨酸，并以这种形态参与代谢过程。 4.根瘤菌固氮特点 （1）何时开始具有固氮能力 根瘤细胞内形成豆血红蛋白，根瘤内部呈红 色，此时根瘤开始具固氮能力。据研究，当幼苗第一对真叶时，已可能结根瘤，2 周以后开始固氮。 （2）大豆植株与根瘤菌的关系 大豆植株与根瘤菌之间是共生关系，大豆 供给根瘤糖类，根瘤菌供给寄主氨基酸。有人估计，大豆光合产物的 12%左右被根 瘤菌所消耗。 （3）大豆根瘤固氮数量 对于大豆根瘤固氮数量的估计差异很大。张宏等根 据结瘤、不结瘤等位基因系的比较，用 15N 同位素等手段测得，一季大豆根瘤菌共 生固氮数量为 96.75kg/hm2。这一数量为一季大豆需氮量的 59.64%。一般认为，根