大豆是重要的粮油兼用作物,是世界油料产量的主要贡献者,是人类优质蛋白的主要来源,也是我国进口量最大的农产品之一,在我国国民经济中具有重要作用。氮能促进大豆生长并提高产量,大豆与根瘤菌通过复杂的相互作用形成根瘤,可以高效地固定空气中的氮气供自身的氮营养,尽管大豆可以发生根瘤固氮,但大豆仍是一种需氮作物,施氮量过少会导致大豆产量降低,施氮量过多会导致氮的浪费及环境的污染,因此研究大豆氮的营养机制是至关重要的。本试验利用嫁接方法制备出结瘤大豆与结瘤大豆共生的双根系统以及不结瘤大豆与结瘤大豆共生的双根系统,在砂培条件下施用¹⁵NO₃^-和¹⁵NH₄⁺,进行了三组试验处理,测定了R₁期和R₅期的大豆植株各部位的干重、氮含量、¹⁵N丰度,探究大豆对肥料氮和共生氮吸收、分配及再分配特点。试验结果表明:在双侧结瘤的双根系统中,大豆生育后期施氮量的减少对地上部营养器官的干重影响较大,而在单侧结瘤的双根系统中,大豆生育前期施氮量的减少对地上部营养器官的干重影响较大。无论在双侧结瘤大豆双根系统中还是在单侧结瘤大豆双根系统中,局部施加氮素没有影响各个部位的氮含量。在单侧结瘤的双根系统中,局部施氮会影响大豆生育前期根的氮积累量,对大豆生育后期根的氮积累量的影响较弱。无论在双侧结瘤大豆双根系统中还是在单侧结瘤大豆双根系统中,根系吸收的氮素及根瘤固定的氮素主要是运输到地上部供地上部生长,而仅有少部分会供给根系及根瘤的生长。根系吸收的肥料氮和根瘤固氮对茎、叶、柄三个部位的营养作用相同。无论在双侧结瘤大豆双根系统中还是在单侧结瘤大豆双根系统中,在同时存在肥料氮和根瘤固氮时,大豆植株优先吸收利用肥料氮,在50mg/L的氮浓度下,大豆生育前期偏向于吸收肥料氮,而生育后期偏向于吸收根瘤固氮。无论在双侧结瘤大豆双根系统中还是在单侧结瘤大豆双根系统中,根部吸收的¹⁵NO₃^-和¹⁵NH₄⁺有一部分是在根中同化并用于根系生长的需要。施50mg/L氮素条件下,NO₃^-和NH₄⁺没有影响植物对氮的吸收及分配。在双侧结瘤大豆双根系统中,施氮会抑制施氮侧根瘤的生长而会促进不施氮侧的根瘤的生长,且施氮影响根瘤干重的同时也会影响根瘤供应地上部氮的能力,NO₃^-处理引起的抑制根瘤生长的作用小于NH₄⁺处理。无论在双侧结瘤大豆双根系统中还是在单侧结瘤大豆双根系统中,无论供氮还是不供氮,根瘤的生长所需要的氮不是全部都来自自身固氮,还需要从根中吸取,且随着肥料氮的增加,转运到根瘤中的肥料氮就越多。根瘤中来自根系吸收的氮素是由地上部转移下来的,而非根系直接吸收供给的,而根瘤固定的氮素是直接供给了根系。无论在双侧结瘤大豆双根系统中还是在单侧结瘤大豆双根系统中,根吸收的肥料氮会以一定的比例运输到地上部,随后会再次重新分配回根及根瘤中。将双根大豆系统中地上部和一侧根及根瘤看成一个氮转移系统,利用¹⁵N丰度的差异,计算出了R₁-R₅期地上部向根及根瘤转移氮量。即在双侧结瘤双根系统中,当施氮浓度为50mg/L时,试验Ⅱ中,R₁-R₅期根来自地上部转移的氮占根部氮积累量的28.52%-40.76%,R₁-R₅期根瘤来自地上部转移的氮占其氮积累量的14.14%-17.15%,R₁-R₅期地上部分转移到根及根瘤的总氮积累量占地下部分的总氮积累量的比例为21.49%-27.65%。在单侧结瘤双根系统中,当施氮浓度为50mg/L时,试验Ⅰ中,R₁-R₅期从地上部分转移到根及根瘤的总氮积累量占地下部分的总氮积累量的比例为25.14%-25.51%。试验Ⅱ中,R₁-R₅期地上部分转移到根及根瘤的总氮积累量占地下部分的总氮积累量的比例为32.48%-37.76%。