本发明属于农业生物学,具体涉及一种检测方法,即界定具有硝化特性的土壤微生物是否经根内作用而影响玉米叶细胞分裂素含量水平。
背景技术:
1、土壤硝化作用是在氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌等,具有硝化特性的土壤微生物的参与下,在土壤中将铵态氮氧化为硝态氮的过程。经硝化作用而从土壤中释放出来的硝态氮,对农业生产具有重要的意义。硝态氮作为植物利用氮素的最主要形态,极大地影响着土壤氮素向作物的供给能力、作物生长和农田生产力。硝态氮可诱发作物根系合成细胞分裂素传输至叶片,来向叶片传递根系可供给氮素的能力大小,进而指导作物对氮素的吸收利用。
2、另外,这些具有硝化特性的土壤微生物还可进入根系内部,通过直接参与细胞分裂素的合成,由此引起其向叶片的传输,这会进一步促使作物对土壤中硝态氮素的利用,和作物的生长发育。具有硝化特性的土壤微生物于土壤中通过硝化作用释放硝态氮来诱发根系合成的细胞分裂素向叶传输,和于根系内部诱发根系合成细胞分裂素向叶传输,分别被命名为“根外作用”和“根内作用”。
3、但关于界定具有硝化特性的土壤微生物通过根内作用使作物叶中细胞分裂素含量增加的方法尚未见报道。找到一种可以检测这种土壤微生物通过根内作用对作物叶细胞分裂素所作贡献的方法,有助于明确作物利用氮素的途径,这对于作物氮素的高效利用,和粮食生产具有重要的意义。
4、本发明拟通过建立数学模型来检测上述的贡献。然后依据这些贡献,分析土壤微生物通过什么样的途径使玉米叶片ctk含量增加。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明的目的一在于提供检测具有硝化特性的土壤微生物通过根内作用对玉米叶细胞分裂素所作贡献的数学模型,目的二在于提供一种检测具有硝化特性的土壤微生物通过根内作用对玉米叶细胞分裂素所作贡献的具体方法,目的三在于提供所述数学模型或所述检测方法的应用。这样一来就可较为准确地界定具有硝化特性的土壤微生物通过何种途径来对玉米叶片中ctk含量施加影响。
2、为了实现上述目的,本发明采用的具体方案为:
3、第一方面,检测具有硝化特性的土壤微生物经根内作用对植物叶细胞分裂素所作贡献的数学模型,所述数学模型由以下公式1和公式2构成;
4、所述公式1为: ;
5、所述公式2为: en ;
6、上述公式中,具有硝化特性的土壤微生物于根系的根际土壤中对植物叶片ctk含量的贡献率命名为eb,即根外作用对叶片ctk含量的贡献率;所述土壤微生物进入植物根内,由此引起的对植物叶片ctk含量的贡献率命名为en,即根内作用对叶片ctk含量的贡献率;
7、其中,测试土壤硝化作用被抑制时过量硝态氮作用下的植物叶片ctk的含量为rb;测试接种具有硝化特性的土壤微生物菌株情况下植物叶中的ctk含量为ra。
8、第二方面,一种检测具有硝化特性的土壤微生物经根内作用对玉米叶细胞分裂素所作贡献率的方法,包括以下步骤:
9、步骤一:将玉米苗随机分为试验组a和b;
10、步骤二:在试验组a土壤中,加入含有具有硝化特性的土壤微生物的菌株的培养液;在试验组b土壤中,添加土壤硝化抑制剂来抑制土壤硝化作用,然后土壤中添加过量硝态氮;
11、步骤三:检测得试验组a和对照组b的玉米叶中ctk含量,即分别为ra、 rb;依据ra、rb的值,使用权利要求1所述的数学模型计算得eb、en的值;
12、步骤四:通过比较eb和en的值,确定土壤微生物如何通过根内作用而调控玉米叶片中的ctk含量。
13、进一步地,步骤四中,若en=1,eb=0,则表示土壤微生物仅通过根内的作用方式来调控叶片中ctk含量;若en>eb>0,则表示土壤微生物通过根内作用和根外作用的联合途径来调控叶片中ctk含量,其中根内作用对此的贡献高于根外作用对此的贡献;若eb>en>0,则表示土壤微生物通过根内作用和根外作用的联合途径来调控叶片中ctk含量,但根内作用对此的贡献是否高于根外作用对此的贡献,无法准确界定;若eb=1,en=0,则表示该土壤微生物仅通过根外的作用方式来调控叶片中ctk含量。
14、优选地,步骤二中,所述土壤硝化抑制剂为dmpp,添加量为1.5g/l。
15、优选地,所述玉米叶片ctk含量采用酶联免疫法测量。
16、第三方面,上述的数学模型或方法在检测具有硝化特性的土壤微生物通过根内作用对植物叶细胞分裂素所作贡献方面的应用。作为优选,所述植物为玉米。
17、有益效果:本发明利用数学模型,通过检测试验组a和b的玉米苗叶片ctk含量,可以检测土壤微生物通过根内作用,对玉米叶ctk含量所作的贡献。利用该方法,可以简单、高效地揭示具有硝化特性的土壤微生物对作物生长调控的作用途径,这对促进作物生长和粮食产量的提高具有重要的意义。
1.检测具有硝化特性的土壤微生物经根内作用对植物叶细胞分裂素所作贡献的数学模型,其特征在于:所述数学模型由以下公式1和公式2构成;
2.一种检测具有硝化特性的土壤微生物经根内作用对玉米叶细胞分裂素所作贡献率的方法,其特征在于:包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤四中,若en=1,eb=0,则表示土壤微生物仅通过根内的作用方式来调控叶片中ctk含量;若en>eb>0,则表示土壤微生物通过根内作用和根外作用的联合途径来调控叶片中ctk含量,其中根内作用对此的贡献高于根外作用对此的贡献;若eb>en>0,则表示土壤微生物通过根内作用和根外作用的联合途径来调控叶片中ctk含量,但根内作用对此的贡献是否高于根外作用对此的贡献,无法准确界定;若eb=1,en=0,则表示该土壤微生物仅通过根外的作用方式来调控叶片中ctk含量。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤二中,所述土壤硝化抑制剂为dmpp,添加量为1.5g/l。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述玉米叶片ctk含量采用酶联免疫法测量。
6.根据权利要求1所述的数学模型或权利要求2-5任意一种所述的方法在检测具有硝化特性的土壤微生物通过根内作用对植物叶细胞分裂素所作贡献方面的应用。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于:所述植物为玉米。