全 文 ：8第 1 3卷 第 1期
V ol
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1 3 N o
.
1
内 蒙 古 农 枚 学 院 学 报
J ou rn a l ofIn n e rM n og ol iaIn : t itu t e
ofA g riu e ltu re&An i ma l H
s ub an d ry
19 9 2年 3月
M a r
.
19 9 2
毛苔子在不同氮素水平下接种效果的研究
王建光 吴渠来 程丽杰 胡秋芳
(草原科学系 )
摘 要
本文在培养基质中不同氮素水平下 (即液培含氮量为。 . 0、 5. 0 1、 2 5. 6。 和 7 6. 80 P p m, 土培
有效氮含量为 92 . 0 、 94 . 20 、 1 0 2 . 8 0和 1 2 4 . 3 o p p m ) , 对毛曹子的结瘤性能及接种效 果 进行了探
讨。 实验表明 , 毛若子在种床氮素营养贫乏的情况下 , 能够更好地形成根瘤和增强固氮作用 , 其生
物量不低于在氮素营养为中等的情况下生长的植株 。如果进行根瘤菌接种 ,其结瘤率和单株根瘤数则
可显著提高 , 而生物量甚至会超过在中等氮素营养情况下生长的植株 。 若氮素营养中等或过高时 ,
毛苔子的结瘤能力和固氮能力反而明显地受到抑制 , 其接种的根瘤菌比土著根瘤菌则会受到更大的
抑制。
关键饲 : 毛若子 ; 根瘤菌接种 ; 氮素水平
中图分类号 : 5 5 4 2 . 3
引 言
生物固氮研究在满足农业生产对氮素需求方面 已有很多成就 , 尤其对根瘤菌接种技术的
推广应用 , 其增产效果在国内外已引起了足够的重视 。 毛苔子作为我国北方干旱和半干早农
区重要的豆科牧草 , 已 日益发挥着重大作用 , 为了提高农作物增产效果 , 作者认为有必要推
广应用根瘤菌接种技术。 有鉴于兹 , 我们于1 9 8 8年 , 在实验室条件下 , 进行了毛苔子接种效
果与播床中氮素水平相关性的研究 , 初步找出了毛曹子种植和接种的种床氮素适宜含量 , 从
而为农业生产有效地应用这一技术提供了理论依据 。
实验材料和方法
1
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1 材料
1
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!
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1 供试毛苔子 ( V i e i a v i l l o s a R o t h ) 种子于 1 9 5 7年 9 月采自内 蒙古四子王旗 。
1
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1
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2 人工选育的毛曹子根瘤菌剂由中国农科院土肥所宁 国 赞先生于 1 9 88年 2 月制成并提
收稿 日期 : 1 9 9 1一01 - 2 9
第 1期 王建光 等 :毛苔子在不同氮素水平下接种效果的研究
供 (在室内用连续稀释法计数 , 每克菌剂含有 1。 。个根瘤菌 ) 。
1
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1
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3 土著根瘤菌剂由内蒙古农牧学院牧草试验站采取熟土 , 利用植株计数法 , 测 得每克
土壤约有 15 个毛曹子根瘤菌 。
1
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2 方法和设计 ( 见表 1 )
表 1 毛曹子不同处理的氮素水平 (P p m )
含 氮 水 平
培 养 方 法 — 备 注最低 (包括不接种 )液 培 (全氮量 )土 培 (速效氮含量 ) O 。 0 09 2 。 0 0 5 . 1 0 2 5 。 6 09 4 . 2 0 1 0 2 。 8 0 7 6 。 8 01 2 4 。 3 0 接种苔子菌接种土著菌1 . 2 . 1 液培 用 C a( 洲 O 。 ) 2来调节无氮培养液中的氮素水平 , 将毛着子菌剂 (剂量为 10 0 9菌剂 / 1 k g种子 )丸化接种 于毛曹子种子上 , 然后培养于各个含氮 水平的培养液上 (据推算每盘35 万个毛若子菌 ) 。 另将未接种根瘤菌的毛若子种子培养在中等氮素水平的培养液上作为对照 。 共 5 个处理 , 各处理盘中 10 0粒种子 。 其后分 4 次采 样 , 每 次采 10 株 (即 10 个重复 ) ,每个处理盘中盛有 I L无氮培养液 。 此后每隔一周陆续补加 20 m抚氮培养液 , 以使容量保持一致 。1 . 2 . 2 土培 在盛有 2 . 5 0 k g田间土 (见 1 . 1 . 3 ) 的瓷盘上 , 用 和 液 培 施用 方 法 相 同的C a( N O 3 ) : 调节土培中的氮素水平 。 除 4 个土著接种处理 (据推算每盘 3 . 75 万 个 土 著 酋子菌 ) 外 , 另设一含氮中等的土培进行紫外线灭 菌处 理作为对照 。 在上述 5 个 处 理瓷盘中各播 10 粒种子 , 播后每隔 Z d补水 2 0 m l 。 成苗后分 4 次采样 , 每次 10 株 (即 10 次重复 ) 。
2 实验结果和分析
2
.
1 毛曹子不同处理的结瘤性能
播后 2 d0 , 我们对不同处理植株进行了结瘤性能的研究 (见表 2 ) 。
表 2 不 同 氮 素 水 平 下 毛 曹 子 结 瘤 性 能
- ~ ~ ~ ~ ~ - ~ ~ ~ - - ~ ~ ~ -
接 种 根 瘤 菌 类 别
氮素水平 人选曹子根瘤菌(液培 ) 土著根瘤菌( 土培 )
单株根瘤数
(个 ) 结瘤率 单株根瘤数 结瘤率(纬 ) (个 )
7 0
6 0
4 0
4 0
n曰é八é nUǐn八曰ù日,. .1一.
:
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0
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中 ( e k )
向 U 。 U 0 0 。 2 2 0
一一- . . . . . . . . . . . . . . . . .结果表明 , 在氮素水平接近零 、 最低或较低的情况卞 , 毛若子的结瘤率和平均单株根瘤数均显著高于其它处理 , 尤其人工选育的毛菩子根瘤菌比土著根瘤菌表现出更强的侵染能力 , 其
1 0内 蒙 古 农 牧 学 院 学 报 1 2 9 9年
能力大小与其菌量有关 。 但在氮素水平为中等和高等的情况下 , 土著根瘤菌却比人工选育的
毛苔子根瘤菌 , 表现出较强的耐高氮能力 。 在氮素水平较高的情况下 , 用土著根瘤菌接种的
毛苔子仍有根瘤形成 , 而用人工选育的毛着子根瘤菌接种的毛苔子却几乎不形成根瘤 。 由表
2 可知 , 在中等含氮水平的情况下 , 人工接种可促使根瘤形成 , 但这种效果在土培试验中表
现不甚明显 , 这可能是由于在土培时紫外线灭菌不彻底的缘故 。
从结瘤效果来看 , 在氮素水平较低时要比无氮情况下表现好 , 这 在 液 培中也得到了证
实 。 在土培中不补加 C a ( N O 3 ) : 的处理 , 由于土壤 自身含有氮素 (速效氮含量约 9 2 . Oo p p m ) ,
故其结瘤效果略比少加 C a ( N 。 。 ) : 的处理 (低氮 ) 要好 , 这 正好进一步证实了液培的结果 。
在氮素水平中等时 , 毛着子根瘤的形成就受到明显的抑制 , 由此表 明 , 应用根瘤菌接种技术
应注意播床中的氮素水平 。
2
.
2 毛曹子不同处理的固氮能力
测定植物固氮能力强弱的指标很多 , 而植株干重的增加却是测定植物固氮能力的一项 良
好指标 。 播后 1 周 , 毛若子就基本全部出苗 , 到 2 周叶片就已达到 2 ~ 4 枚 , 并形成根瘤 , 在
第 3 周以后 , 叶片达到 3 ~ 5 枚 , 根瘤也逐渐进入 固氮时期 。 我们对生长在第 3 周至第 5周
的毛苔子生物量的相对增长速度 ( R G R ) 进行了分析研究 (见表 3 ) 。
表 3 不同氮素水平毛昔子相对生长速度 (单株均值 )
氮素水平
植 株 部 位
根 茎 叶 总生物量
初始干重 R G R 初始干重 R G R 初始千重 R G R 初始干重 R G R
( m g ) ( m g / m g d ) ( m g ) ( m g / m g d ) ( m g ) ( 皿 g / d g m ) ( . 9 ) ( nr g / m g d )
接种菌根瘤类别
.…CtUo一胜口厂O`Qé八O口。0gUQ4n舀Oùné,1,1,. .1,é 1.孟1noj .尸上O`任J斗.…ōU几hJC舀O曰丹七尸al勺O口Jq..…八bQ口月了Oē卜一O公ó到汽X,1从口
,1
户勺,自OUIù2
.…几JnO工匀d`O时3nJ性月少曰八J冉0JI人1上..…OU乃舀O自no11J赴ù诵兮口坟月, `往
无
低
中
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高
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中
中 (未接种 )
高
2 9
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1
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6
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7
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9
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0 1 3 1
0
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0
。
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0
。
0 4 4 2
0
。
0 3 8 0
0
。
0 3 55
0
。
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0
。
0 4 1 7
0
。
0 1 1 2
0
。
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0
。
0 1 9 6
0
。
0 1 2 4
0
。
0 3 8 5
O
。
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O
。
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。
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0
。
0 3 9 1
O
。
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0
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0
。
0 4 5 7
0
。
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0
。
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0
。
0 3 2 7
O
。
0凌8 8
0
。
0 4 5 8
0
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0
。
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0
。
0 3 9 0
人选有子瘤根菌
9 1
.
9
9 6
。
2
0
。
0 2 1 8
0
。
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0
.
C艺5 7
0
。
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0
。
C 3 0 7
0
。
0 3 9续
0
。
C 4 2 7
0
。
0 3 2 7
0
。
0该1 6
0
。
0 4 0 5
土著根瘤菌
注 : R G R即相对生长速度
结果表明 , 在液培中 , 接种曹子菌的毛若子初期总生物干重在氮素水平为 低等和中等时相差
不太明显 , 但其在以后的生长中 , 低氮水平培养基质中的植株 , 明 显 地 出 现 了 较 高的增
长速度 , 其最终总生物干重 ( 3 7 3 . 9 Om g /株 ) 远超出了中 等 氮素 ( 3 1 1 . 9 0 m g /株 ) 和 无 氮
( 29 3
.
70 扭 g /株 )基质中的植株 ,这种结果主要与其低氮水平植株根瘤的固氮能力增强有关 ,
其固定的氮素利用效率甚至超过了在最适含氮水平 (中等氮素水平 ) 培养基质中氮素的利用
效率 , 由表 3 可知 , 这种效率主要运用在地上部分茎叶的生长 。
第 1期 王建光等 :毛曹子在不同氮素水平下接种效果的研究
从中等氮素水平来看 , 接种和不接种的差异 , 初期总生物干重未接种的植株显著高于接
种植株 , 由根 、 茎 、 叶各部分生物量来看 , 接种植株由于根部根瘤的生长 , 从而抑制了地上
茎 、 叶的生长 。 随着接种植株固氮能力的加强 , 这种生物量的差异 , 尤其地上茎 、 叶的差异
将逐渐缩小或消失 , 甚至超过未接种植株 。
在土培中 , 植株初期总生物干重在氮素水平为最低等 、 低等和中等时与含氮水平呈正相
关 , 之后 , 这种关系发生了变化 , 低氮水平的植株因固氮能力的加强而使其最终生物量发生
了突出变化 , 较中等氮素水平和最低氮素水平的植株分别 高出 7 . 36 %和 1 1 . 31 % , 由表 3 可
知 , 这种增加主要表现在地上茎叶的生物量上 。 从中氮水平来看接种和不接种的差异 , 灭菌
土培基质 ( C K ) 中的植株初期总生物干 重 , 显著低 于 不 灭 菌 植株 (即接种土著根瘤菌植
株 ) , 其原因可能与灭菌过程中杀死土壤微生物而影响土壤 中氮素的分解和利用有关 。 这种
差异在随后的生长中 , 由于土壤微生物的更新和繁殖而逐渐消除 。
在氮素水平过高时 , 由于超量硝态氮起到了毒害作用 , 而抑制了植物生长 。 这在液培和
土培中均得到体现 。
从固氮效率来看 , 在低氮水平时接种根瘤菌效果最佳 , 在无氮 或 氮素 水平很低的情况
下 , 接种根瘤菌也会起到良好作用 ; 在氮素水平最适 (中等 ) 时 , 接种根瘤菌也是有效的 ,
但这种效率远不如低氮的。 从我们的实验结果来看 , 毛若子适宜种植 在 氮 素较贫乏的熟土
上 , 在这种土壤上更能有效地发挥其固氮作用 , 如果采用根瘤菌接种技 术 , 这种 作用更为
突出 。
2
。
3 毛若子不 同处理苗期生长发育状况
取播后 3 2d 不同处理植株进行了 有关项 目的测定 (见表 4 )
表 4 不同氮素水平下的毛若子苗态 (单植均值 )
一 总生物量
氮素水平
植 株 部 位
根 茎 叶
主根长 主根中 侧根数点直径
I n m
干重
m g
茎高
刃以刃区
茎中点直径
1】l m
干重
m g
叶片数
枚
干重
nI g
干 重
m g
接种根瘤菌类别
ō`qUQé 0曰厅了llQ甘尸aA`0
. ..…nj、é, l月尸30八O。b八U乃O曰甲Jl生,J九bg一ó0OJjqé叮ó丹乃0nJ60ù自Qé乙O白,é00八On甘n,1一J任月了00OU23药6198407无低中中 ( e k )
高
最低
低
中
中 ( e k )
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4
。
2
5
。
1
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。
2
4
。
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。
3
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。
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。
6
4
。
7
4
。
6
4
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2
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。
1
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。
8
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。
6
4 2
。
8
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。
5
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。
2
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。
5
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。
5
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。
2
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。
8
2 7 9
。
1
1 9 6
。
0
2 0 0
。
0
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。
8
1 9 2
。
1
1 8 9
。
8
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。
7
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。
0
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。
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.
0
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。
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7
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6
5
。
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。
1
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。
2
1 5 4
。
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。
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。
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。
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.
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。
0
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。
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。
3
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。
4
6
。
2
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。
5
6
。
3
6
。
6
7
。
5
6
。
6
6
。
6
6
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土著菌
8 8
。
9
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.…OC口ó匕n凸5一匕月性减q
结果表明 , 低氮水平培养基质中植株根系明显表现较好 , 尤其在根重和根体积上 。 从地上茎
叶来看 , 低氮水平培养基质中的植株茎叶干重较其它水平下的植株为高 , 而且在叶数和茎体
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积上也表现了它的优势 。 上述情况在液培和土培中均有所体现 , 液培反应则更为明显 。 由此
我们认为 , 由于低氮水平中生长的豆科牧草根瘤能更好地发挥其固氮作用 , 其根 、 茎 、 叶各
部位的生长均不低于在中氮水平下生长的植株 , 这在生物总量上也得到了反映 。 另外 , 液培
和土培均表明在无氮和高氮水平下生长的植株 , 因氮素营养的过差和过盛而影响了毛若子植
株的生长发育。 与不接种植株相比 , 在中等氮素水平下 , 接种植株由于根瘤发育不 良 , 在根 、
茎 、 叶各部分生长中没有表现出明显的差异 。
3 结 论
3
.
1 毛苔子的根瘤形成和固氮能力 , 与培养基 质 中氮素水平有密切关系 。 接种根瘤菌的
毛曹子在液培含氮为 5 . l o p p m时表现最好 , 无氮次之 ,含氮为 25 . 6 o p P m时则明显受到抑制 ,
但仍比不接种强 , 超出76 . s o p p m结瘤性能完全受到抑制 ; 接 种 土著菌的毛苔子在土培速效
氮含量为 92 . 0 一9 4 . 2 o p p m 左右时表现最好 , 在 1 02 . S Op p m时略逊于低氮水平 , 在高氮水平
(即 1 2 4 . 3 o p p 。 ) 时毛苔子结瘤性能和固氮作用则受到明显抑制 。
3
.
2 毛苔子的结瘤率和单株根瘤数与接种菌株的侵 染力和接种菌数量有关 , 这一点从液
培和土培结果中可以看出 。
3
.
3 毛菩子适用于在氮素较贫乏的土壤上栽植 。 在此情 况 下若进行人工接种根瘤菌 , 其
生物总量甚至明显超过中氮水平下生长的植株 。 这表明其根瘤菌固氮量至少能完全满足自身
的需要量 。
3
.
4 在土壤氮素营养富足的情况下 , 不宜种植毛菩 子 , 更 没有必要进行根瘤菌接种 。
主 要 参 考 文 献
1 M
. 奥 巴托等著 , 蒋有绎 ,周枫译 . 共生固氮技术手册 (豆科植物一根瘤菌 ) . 北京 : 科学 出版社 , 1 9 8 7
名 J . M . 芬森特 著 ;上海植物生理所固氮研究室译 . 根瘤菌实用研究手册 . 上海 :上海人民出版社 , 1 97 3
3 姜魁生译 . 基质硝态氮浓度对大豆野生种和栽培种 、 紫云英及白三 叶的固氮和氮 吸收的影响 . 农业科技
译丛 , 1 9 8 6 ; 2 : 4 3一 5 0
A S t u d y o f I n o e u l a t i o n B e n e f i t s o n H a i r y V e t e h
U n d e r D i f f e r e n t N i t r o g e n L e v e l s
W a n g J i a n g u
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u Q u l a i
,
C h e n g L i j i e
,
( D e p a r t m e n t o f G r a s s l a n d S e i e n e e
,
I n n e r M o n g o l i a
A g r i e u l t u r e a n d A n im a l H u o b a n d r y )
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第 1期 王建光等 :毛苔子在不同氮素水平下接种效果的研究 1 3
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h i g h N l e v e l s
.
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.
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m e d王u m a n d
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t h a n w i t h
K e y w o r d s : H
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,
In o e u l
a t i o n
,
N i t r o g e n l e v e l