钙和硼的协同作用：改善大豆根瘤的解剖结构、氮酶活性、叶片超微结构的调整以及促进植株生长

《Journal of Plant Nutrition》：Synergistic interaction of calcium and boron: enhancing root nodule anatomy, nitrogenase activity, leaf ultrastructure adjustments, and growth in soybean plants

钙硼互作调控大豆根瘤结构、固氮效率及叶片超微结构，缺素或过量均降低生物量与养分积累，导致叶绿体膜扩张、质体小球堆积及细胞层解，优化供应可增强根瘤菌定殖、维管分化及氮素固定，为田间养分平衡管理提供依据。

　　

摘要

由于钙（Ca）和硼（B）在结构和生理功能上的相似性，它们之间的相互作用在植物生物学中已被充分研究。然而，这两种元素对豆科植物根瘤形成、生物固氮（BNF）以及叶片超微结构的具体影响仍知之甚少。本研究探讨了Ca和B之间的相互作用如何影响根瘤的解剖结构、固氮酶活性、养分积累、叶片细胞超微结构以及大豆的整体生长。钙和硼的缺乏或过量都会降低地上部和根部的生物量，干扰镁（Mg）、钾（K）和氮（N）的积累，并影响这两种元素的吸收。在钙和硼供应不足的情况下，固氮酶活性和根瘤鲜重显著下降。叶片叶肉的超微结构分析显示，在养分失衡的情况下，类囊体膜会膨胀，质体小体聚集，包膜结构受损，中间层组织也会发生紊乱。适量的钙和硼供应通过增加根瘤菌感染细胞的比例、增加皮层厚度以及促进维管组织的分化来改善根瘤结构。这些改善与增强的周皮形成、更高的固氮酶效率以及更高的氮积累量相关。总之，钙和硼在调节大豆的养分吸收、根瘤形成效率、细胞结构以及氮代谢过程中起着关键作用。确保钙和硼的平衡供应对于维持根瘤结构、保持细胞完整性以及提高植物生长表现和产量至关重要，尤其是在容易发生养分失衡的田间条件下。