三、大豆的形態(tài)特征 (一)根和根瘤 1、根 大豆根系由主根、支根、根毛組成。初生根由胚根發(fā)育而成,并進一步發(fā)育成主根。支根在發(fā)芽后3~7 d出現(xiàn),根的生長一直延續(xù)到地上部分不再增長為止。在耕層深厚的土壤條件下,大豆根系發(fā)達,根量的80%集中在5~20 cm土層內(nèi),主根在地表下lO cm以內(nèi)比較粗壯,愈向下愈細,幾乎與支根很難分辨,人土深度可達60~80 cm。支根是從主根中柱鞘分生出來的。一次支根先向四周水平伸展,遠達30~40 cm,然后向下垂直生長。一次支根還再分生二三次支根。根毛是幼根表皮細胞外壁向外突出而形成的。根毛壽命短暫,大約幾天更新一次。根毛密生使根具有巨大的吸收表面(一株約100 ㎡)。 2、根瘤 在大豆根生長過程中,土壤中原有的根瘤菌沿根毛或表皮細胞侵入,在被侵入的細胞內(nèi)形成感染線,根瘤菌進入感染線中,感染線逐漸伸長,直達內(nèi)皮層,根菌瘤也隨之進入內(nèi)皮層。在內(nèi)皮層根菌瘤的后產(chǎn)物誘發(fā)細胞進行分裂,形成根瘤的原基。大約在侵入后l周,根瘤向表皮方向隆起,侵入后2周左右,皮層的最外層形成了根瘤的表皮,皮層的第2層成為根瘤的形成層,接著根瘤的周皮、厚壁組織層及維管束也相繼分化出來。根瘤菌在根瘤中變成類菌體。根瘤細胞內(nèi)形成豆血紅蛋白,根瘤內(nèi)部呈紅色,此時根瘤開始具固氮能力。 3、固氮 類菌體具有固氮酶。固氮過程的第一步是由鉬鐵蛋白及鐵蛋白組成的固氮酶系統(tǒng)吸收分子氮。氮(N2)被吸收后,兩個氮原子之間的三價鍵被破壞,然后被氫化合成NH3。NH3與α一酮戊二酸結(jié)合成谷氨酸,并以這種形態(tài)參與代謝過程。大豆植株與根瘤菌之間是共生關系。大豆供給根瘤糖類,根瘤菌供給寄主氨基酸。有人估計,大豆光合產(chǎn)物的12%左右被根瘤菌所消耗。對于大豆根瘤固氮數(shù)量的估計差異很大。張宏等根據(jù)結(jié)瘤、不結(jié)瘤等位基因系的比較,用15N同位素等手段測得,一季大豆根瘤菌共生固氮數(shù)量為96.75 kg/h㎡。這一數(shù)量為一季大豆需氮量的59.64%。一般地說,根瘤菌所固定的氮可供大豆一生需氮量的1/2~3/4。這說明,共生固氮是大豆的重要氮源,然而單靠根瘤菌固氮不能滿足其需要。據(jù)研究,當幼苗第一對真葉時,已可能結(jié)根瘤,2周以后開始固氮。植物生長早期固氮較少,自開花后迅速增長,開花至子粒形成階段固氮最多,約占總固氮量的80%,在接近成熟時固氮量下降。關于有效固氮作用能維持多久,目前尚無定論。大豆鼓粒期以后,大量養(yǎng)分向繁殖器官輸送,因而使根瘤菌的活動黨到抑制。 編輯:李敏