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豆科植物共生固氮是生物固氮的主要途径,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为优质的豆科牧草,普遍采用接种根瘤菌来提高其共生固氮能力,但是,许多环境因子常常影响或抑制豆科植物的共生固氮效果。本文通过双层钵结构的盆栽试验,采用两种环境因子pH值和化合态氮,设定不同的梯度和化合态氮浓度,分别测定植株干重、叶绿素含量、总根瘤数、固氮酶活性、总氮含量等生理生化指标,观察这两种环境因子对紫花苜蓿-根瘤菌共生固氮效果的影响,试验结果表明:1.pH值的变化对根瘤菌生长的影响显著,主要抑制根瘤菌对植株根部的侵染,过高或过低的pH值对根瘤菌的生长均具有抑制作用,pH<4.5或pH>10.5时,根瘤菌的增长速率几乎为零,基本处于停滞状态,根瘤菌生长最适的pH值范围为6.5~7.5。2.pH<6.5时,植株的干重、总氮含量和固氮酶活性随着pn值的增加而增加,pH>7.5时,这三个指标呈下降趋势。各个水平间差异显著,说明pH值对这三个指标的变化具有显著影响,同一水平不同处理间也存在差异显著性,说明不同的苜蓿品种和不同的根瘤菌进行匹配,对酸碱的耐受性不同。根瘤菌SM1和SM5同巨人201匹配表现出一定的耐酸性,根瘤菌SM1和USDA1002同驯鹿进行匹配时表现出一定的耐碱性。3.低浓度的化合态氮对共生固氮效果具有促进作用,化合态氮浓度超过5mmol/L时,根瘤菌对根毛的侵染产生抑制作用,根毛的变形率减少,固氮酶活性降低,而植株的干重和总氮含量随着化合态氮浓度的提高而增加,说明,化合态氮作为植株生长的主要养分,对植株的生长具有促进作用,但是对固氮效果却具有抑制作用。4.由于同化NH4+-N的过程中的呼吸消耗量少于同化NO3--N的过程,从而减少了共生固氮与同化化合态氮两个过程对光合产物的竞争,导致NH4+-N处理下植株的干重比NO3--N处理下植株的干重高,且总氮含量也较高;由于同化NO3--N的关键酶-NR与固氮酶对钼存在竞争性,减少了钼铁蛋白的形成,从而降低了共生固氮的固氮酶活性,导致NO3--N对固氮酶活性的抑制作用强于NH4+-N。5.在不同pH值的情况下,叶绿素含量的测定结果虽呈现一定的变化规律,但与植株干重、总氮含量和固氮酶活性这三个指标之间相关不显著,同时,在不同化合态氮浓度变化的情况下,叶绿素含量随着化合态氮浓度的增加而增加,说明化合态氮对植株的生长具有促进作用,但是,叶绿素同植株干重、总氮含量和固氮酶活性这三个指标之间也表现出相关性不显著,说明,叶绿素含量这个指标在这两个因素变化的情况下,不能作为衡量固氮效果的间接指标。