氮素形态对不同茬次紫花苜蓿氮素积累及利用的影响

为研究氮素形态对不同茬次紫花苜蓿(Medicago sativa)氮素积累及利用的影响,本研究采用完全随机设计,设置不施氮(对照)、单施硝态氮、单施铵态氮以及硝态氮和铵态氮1?1混施4个处理,通过分析添加不同形态氮素对不同茬次紫花苜蓿氮素积累和利用的影响,探索不同形态氮肥在紫花苜蓿生产中的应用方式.结果表明:各处理组的土壤硝态氮含量显著高于对照组(P<0.05),随刈割茬次增加,混合施氮处理组的土壤硝态氮含量最高;土壤铵态氮含量在不同茬次及不同处理下都没有显著的变化(P>0.05).生长第1年的紫花苜蓿在混合施氮和单施硝态氮处理组的氮素积累量、氮素吸收效率和氮肥利用率要显著高于单施铵态氮处理组(P<0.05),且在刈割第2茬时达到高峰.研究认为在pH 7.3～8.6的中性偏碱性土壤中,单施硝态氮和混合施氮更有利于提高紫花苜蓿的产量,增强其对氮素的吸收、利用和积累.随着刈割茬次的增加,紫花苜蓿对氮素的依赖增强,建议在第2次刈割后追施硝态氮或混合施氮,以保证其产量和质量,从而提升饲用品质.     

氮素形态对不同茬次紫花苜蓿氮素积累及利用的影响

为研究氮素形态对不同茬次紫花苜蓿(Medicago sativa)氮素积累及利用的影响,本研究采用完全随机设计,设置不施氮(对照)、单施硝态氮、单施铵态氮以及硝态氮和铵态氮1:1混施4个处理,通过分析添加不同形态氮素对不同茬次紫花苜蓿氮素积累和利用的影响,探索不同形态氮肥在紫花苜蓿生产中的应用方式。结果表明:各处理组的土壤硝态氮含量显著高于对照组(P 0.05),随刈割茬次增加,混合施氮处理组的土壤硝态氮含量最高;土壤铵态氮含量在不同茬次及不同处理下都没有显著的变化(P 0.05)。生长第1年的紫花苜蓿在混合施氮和单施硝态氮处理组的氮素积累量、氮素吸收效率和氮肥利用率要显著高于单施铵态氮处理组(P 0.05),且在刈割第2茬时达到高峰。研究认为在pH 7.3～8.6的中性偏碱性土壤中,单施硝态氮和混合施氮更有利于提高紫花苜蓿的产量,增强其对氮素的吸收、利用和积累。随着刈割茬次的增加,紫花苜蓿对氮素的依赖增强,建议在第2次刈割后追施硝态氮或混合施氮,以保证其产量和质量,从而提升饲用品质。     

外源氮素形态对苜蓿硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3表达的影响

为探究添加不同形态氮素对紫花苜蓿幼根中硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3表达的影响,试验设置4个处理,分别为对照(不加氮)、添加硝态氮、添加铵态氮和添加混合态氮,在紫花苜蓿分枝期测定了添加不同形态氮素后紫花苜蓿幼根中硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3表达量的差异以及苜蓿生理指标、土壤氮含量对该基因表达的影响。结果表明:紫花苜蓿根中硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3的表达量随着氮素的添加而显著增加(P0.05),在添加混合态氮的处理中达到最高;土壤全氮、硝态氮和铵态氮浓度随氮素添加而显著升高(P0.05),紫花苜蓿根中硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3的表达量与土壤氮素浓度呈显著正相关关系(P0.05)。此外,试验结果也表明NRT1.3基因的表达与紫花苜蓿的株高、鲜重及叶绿素、硝酸盐含量也呈显著正相关关系(P0.05)。     

氮素对紫花苜蓿根茎叶氮含量及硝酸还原酶活性的影响

采用营养液砂培方法进行室内盆栽试验,以紫花苜蓿品种甘农3号(Medicago sativa cv.Gannong No.3)和陇东苜蓿(Medicago sativa cv.Longdong)为材料,比较研究了2种氮素形态(铵态氮、硝态氮)和5个氮素水平(0、105、210、315、420 mg/L)对现蕾期紫花苜蓿各部位氮含量及硝酸还原酶活性(NR)的影响。结果表明:2种氮素形态均能显著提高紫花苜蓿根茎叶中硝态氮含量,铵态氮含量、全氮含量及硝酸还原酶活性,且随着氮水平的提高呈先增大后减小的趋势,在210 mg/L处理达峰值。从氮素形态分析,铵态氮肥有利于铵态氮含量的增加,且根茎叶中铵态氮含量、全氮含量在铵态氮210 mg/L处理达到最大值,且显著高于其他处理;硝态氮肥有利于硝态氮含量的增加,且根茎叶中硝态氮含量、硝酸还原酶活性(NR)在硝态氮210 mg/L处理达到最大值,且显著高于其他处理。各部位中,相同氮素形态下,根茎叶中铵态氮含量、硝态氮含量、全氮含量及NR活性均表现为叶片根部茎部,且甘农3号表现优于陇东苜蓿。基于经济效益和生态效益考虑,铵态氮210 mg/L是培养紫花苜蓿较好的形态和水平。     

不同形态氮素配比对高寒草甸生物量及养分的影响

为了探讨不同形态氮素配比对高寒草甸生物量及养分的影响,试验采用随机区组设计在高寒草甸上开展铵态氮肥、硝态氮肥不同配比比较试验,测定了植物生物量及土壤养分等指标。结果表明:当只施用铵态氮时,高寒草甸地上生物量、植物全氮含量均为最大值;在铵态氮、硝态氮之比为30∶70(4组)时,植物全磷为最大值;在只施用硝态氮时,土壤铵态氮为最大值;当铵态氮、硝态氮之比为50∶50(3组)时,土壤硝态氮为最大值,且显著高于1组和对照组(P0.05)。同时,高寒草甸施铵态氮与植物全氮、地上生物量呈极显著正相关(P0.01),硝态氮肥则与植物全钾、土壤全磷和土壤铵态氮呈显著相关(P0.05)。     

模拟增温和不同氮素添加对三江源区高寒草甸草地生产力影响初步探究

为了研究高寒草甸草地植被对模拟增温和不同氮素添加的响应机制,试验在野外条件下对三江源区高寒草甸进行模拟增温和铵态氮、硝态氮的氮素添加,进行植物群落结构调查,检测物种丰富度、多样性指数、植物种群重要值。结果表明:增温施铵态氮、增温施硝态氮处理的植被高度显著高于对照(P0.05),盖度无显著差异(P0.05);生物量增温施铵态氮、增温施硝态氮处理显著高于增温不施氮处理和对照(P0.05),并且从高度和优良牧草生物量来看增温施铵态氮、增温施硝态氮处理均高于其他处理,但高度增温施硝态氮增温施铵态氮,生物量增温施铵态氮增温施硝态氮,增温施铵态氮处理优势种重要值比较高,增温不施氮处理能增加群落丰富度指数、均匀度指数和多样性指数,且阻碍了土壤水分含量的增加,增温施铵态氮处理的土壤水分含量相对较高。说明增温和施铵态氮互作更有利于植物的生长。     

无机氮处理对矿山生态型水蓼氮积累及根系形态的影响

氮肥的过量施用,导致土壤中过量的氮易随渗漏、径流等方式进入水体,造成水体的富营养化加剧。矿山生态型水蓼为前期试验筛选的氮磷修复植物,明确根系形态变化对无机氮处理的响应特征可以为矿山生态型水蓼对氮素的吸收积累机理提供一定理论基础。采用砂培试验,以氮磷富集植物矿山生态型水蓼为研究对象,设置不同铵态氮浓度(25、50、75 mg·L^-1)和硝态氮浓度(25、50、75 mg·L^-1),研究了矿山生态型水蓼植株氮积累以及根系形态各参数的变化。结果表明,矿山生态型水蓼生物量和氮积累量均在供氮50 mg·L^-1时达到最大值。供氮浓度为50和75 mg·L^-1时,矿山生态型水蓼生物量表现为硝态氮处理显著高于铵态氮处理。矿山生态型水蓼氮含量和氮积累量均表现为铵态氮处理高于硝态氮处理。随着铵态氮浓度的增加,矿山生态型水蓼的根长、根表面积和根体积均显著减小;随着硝态氮浓度的增加,矿山生态型水蓼根长、根表面积、根体积均在供氮50 mg·L^-1时最大。在供氮为25 mg·L^-1时,矿山生态型水蓼根系形态各参数表现为铵态氮处理大于硝态氮处理,在供氮50和75 mg·L^-1时则表现为硝态氮处理显著大于铵态氮处理。适宜浓度硝态氮能促进矿山生态型水蓼的生长和侧根发育,从而促进对氮素的吸收。而铵态氮浓度过高会抑制矿山生态型水蓼的根系生长,但并不抑制其对氮素的吸收积累能力,这可能与矿山生态型水蓼根系的抗逆性有关。     

无机氮处理对矿山生态型水蓼氮积累及根系形态的影响

氮肥的过量施用,导致土壤中过量的氮易随渗漏、径流等方式进入水体,造成水体的富营养化加剧。矿山生态型水蓼为前期试验筛选的氮磷修复植物,明确根系形态变化对无机氮处理的响应特征可以为矿山生态型水蓼对氮素的吸收积累机理提供一定理论基础。采用砂培试验,以氮磷富集植物矿山生态型水蓼为研究对象,设置不同铵态氮浓度(25、50、75 mg·L~(-1))和硝态氮浓度(25、50、75 mg·L~(-1)),研究了矿山生态型水蓼植株氮积累以及根系形态各参数的变化。结果表明,矿山生态型水蓼生物量和氮积累量均在供氮50 mg·L~(-1)时达到最大值。供氮浓度为50和75 mg·L~(-1)时,矿山生态型水蓼生物量表现为硝态氮处理显著高于铵态氮处理。矿山生态型水蓼氮含量和氮积累量均表现为铵态氮处理高于硝态氮处理。随着铵态氮浓度的增加,矿山生态型水蓼的根长、根表面积和根体积均显著减小;随着硝态氮浓度的增加,矿山生态型水蓼根长、根表面积、根体积均在供氮50 mg·L~(-1)时最大。在供氮为25 mg·L~(-1)时,矿山生态型水蓼根系形态各参数表现为铵态氮处理大于硝态氮处理,在供氮50和75 mg·L~(-1)时则表现为硝态氮处理显著大于铵态氮处理。适宜浓度硝态氮能促进矿山生态型水蓼的生长和侧根发育,从而促进对氮素的吸收。而铵态氮浓度过高会抑制矿山生态型水蓼的根系生长,但并不抑制其对氮素的吸收积累能力,这可能与矿山生态型水蓼根系的抗逆性有关。     

pH和氮素形态对紫花苜蓿根瘤特性的影响

采用砂培方法,在营养液条件下研究了pH和不同氮素形态对接种中华根瘤菌的甘农3号紫花苜蓿根瘤特性的影响。结果表明,苜蓿对碱性条件的耐受性强于酸性条件。过低或过高的pH对苜蓿与根瘤菌的共生固氮效果具有抑制作用;同时,铵态氮下培养的紫花苜蓿根瘤数、根瘤重、固氮酶活性、根系全氮含量和生物量均高于硝态氮下培养。表明pH接近于中性和铵态氮条件更有利于紫花苜蓿的结瘤固氮和植株的正常生长。     

施肥对羊草草原土壤氮素转化的影响

施肥是常用的草地管理方式之一,对维持草地生产力和草地生态系统健康至关重要。本文以河北沽源羊草草原为对象,设置了5种施肥处理,研究了施肥对半干旱羊草草原土壤氮素形态及转化特征的影响。结果表明:在牧草整个生长季,氮磷配施处理土壤铵态氮和硝态氮含量低于相应的单施氮肥处理。氮肥施入改变了草地土壤氮矿化模式。在5-8月氮素添加各处理的土壤硝化作用强烈,明显高于其他处理,氮素添加处理土壤净氮矿化量在5-7月较大,其矿化量占整个生长季的57.58%~68.97%。土壤铵态氮含量与土壤硝态氮含量、净硝化量、净矿化量、土壤温度和土壤水分均存在显著正相关关系(P<0.05),土壤硝态氮含量与土壤温度有极显著正相关关系(r=0.491,P<0.01)。高氮添加处理增加了硝态氮淋溶损失和污染环境的风险。     

贝加尔针茅草原土壤无机氮含量对氮素添加的响应

土壤无机氮是可以直接被植物根系吸收的氮素形态,也是表征土壤肥力的重要参数。基于内蒙古贝加尔针茅草原长期氮素添加(NH4NO3)试验平台,本研究选取4个氮素添加水平,分别是0(CK)、30(N30)、50(N50)和100 kg N·hm-2·a-1(N100),探究氮素添加对土壤无机氮的影响。于2015年生长季(6—10月)每月中旬分别采集0~10、10~20、20~30、30~40 cm四个土层深度的土壤样品,测定土壤铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)含量。结果表明:贝加尔针茅草原0~40 cm土壤中,CK、N30和N50处理的土壤铵态氮含量较土壤硝态氮含量高,N100处理中,二者几乎各占一半,生长季内无机氮含量的变化趋势与硝态氮一致;各处理土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量在土层间的关系均表现为:0~1010~2020~3030~40 cm,且都随氮素添加水平增加而增加。经方差分析表明,氮素添加、取样时间、土层深度及三者交互作用对土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量均有极显著影响;本试验中,在自然水热条件下,N100处理有明显的硝态氮累积,达"氮饱和点"。     

不同氮肥及施氮水平对称多县高寒草甸生物量和养分的影响

为提高称多县高寒草甸草场牧草产量、完善牧草营养施肥技术,采用随机区组试验,以硫酸铵、硝酸钙和尿素为试验材料,探讨不同形态氮肥及施肥水平对称多县高寒草甸地上植物量、植物养分及土壤养分的影响。结果表明:硫酸铵处理的高寒草甸地上植物量、植物全氮、土壤全氮、土壤铵态氮均显著高于尿素处理和对照(P<0.05);当硫酸铵施用量为200 kg·hm^-2时,地上植物量、植物全氮、土壤全氮均为最大值。相关性研究表明硫酸铵与植物全氮、土壤铵态氮和地上植物量成显著正相关。主成分分析表明,硫酸铵和土壤铵态氮为第一主成分。因此确定施用硫酸铵后称多县高寒草甸增产效果最明显,尿素增产效果次之,硝酸钙效果非佳。施肥量以200 kg·hm^-2为最适施肥量。     

氮磷调控对紫花苜蓿氮积累与土壤氮磷营养的影响

在西北半干旱地区进行不同氮磷水平对种植第2年的‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa‘Gannong No.3’)产量、粗蛋白含量及氮积累的影响和紫花苜蓿草地土壤碱解氮、有效磷含量及其动态变化、土壤脲酶、碱性磷酸酶活性及其动态变化、土壤速效养分及酶活性与紫花苜蓿产量和蛋白总量的相关性研究。结果表明:氮磷肥能显著提高‘甘农3号’紫花苜蓿产量和粗蛋白含量,施肥可提高土壤碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶和碱性磷酸酶活性,其中氮磷配施(NP)作用明显大于氮、磷肥单施。相关性分析表明,‘甘农3号’紫花苜蓿产量(y)与各层土壤碱解氮含量(x₁)、脲酶活性(x₂)、有效磷含量(x₃)及碱性磷酸酶活性(x₄)均呈显著或极显著正相关关系,与土壤碱解氮、有效磷含量的相关性最好,符合线性回归方程y=-2976.953+53.577x₁+216.824x₂+58.534x₃+12.145x₄(R²=0.874^**)。     

根瘤菌对紫花苜蓿生物修复镉污染功能的影响

为研究根瘤菌对紫花苜蓿修复镉污染土壤的作用，本试验在低氮素（1 mmol·L^-1）和高氮素（4 mmol·L^-1）水平下对接种和不接种根瘤菌的紫花苜蓿（Medicago sativa L.）进行镉（CdCl₂）胁迫处理，测定处理后的株高、生物量、地上部和地下部镉含量、氮含量、叶片叶绿素和丙二醛含量。结果表明：在Cd胁迫下，提高氮素水平可显著增加植物株高和生物量、叶片叶绿素含量和Cd含量（P<0.05）；接种根瘤菌可提高紫花苜蓿氮素含量，增加植物的株高、生物量、叶片叶绿素含量和Cd含量，降低丙二醛含量（P<0.05）。综上所述，根瘤通过增加氮素含量缓解重金属Cd的毒害，并促进紫花苜蓿对Cd的吸收，表明根瘤菌在Cd污染土壤的修复中具有较大潜力和广阔的应用前景。     

Effects of nitrogen forms on growth and nitrogen assimilation and utilization of Buchloe dactyloides北大核心CSCD

This research explored the nitrogen (N) uptake preference of Buchloe dactyloides, in order to improve the management of this species over the whole growth cycle. The experiment included two cultivars of B. dactyloides (‘Sundancer’ and ‘Texoka’) and four different N regimes (N0: No N as the control, N1: Urea, N2: Nitrate N, N3: Ammonium N and N4: a 1:1 mixture of nitrate N and ammonium N). The rate of N applied was 500 mg N·kg soil–1 in each case. It was found that total N content, root nitrate reductase (NR) activity, glutamine synthetase (GS) activity and shoot glutamate synthase (GOGAT) activity of B. dactyloides were significantly improved by adding mixed N (P<0.05). Shoot nitrate N content of B. dactyloides was significantly improved by adding nitrate N (P<0.05). Root nitrate N and ammonium N contents of B. dactyloides were significantly improved by adding urea (P<0.05). The shoot ammonium N content and NR activity of B. dactyloides were significantly improved by adding ammonium N (P<0.05). Shoot GS activity of B. dactyloides was significantly reduced by adding ammonium N (P<0.05). Root GOGAT activity of B. dactyloides was significantly reduced by adding nitrate N (P<0.05). Mixed N can better improve the physiological activity and promote the growth of B. dactyloides, but single nitrogen source will inhibit some nitrogen assimilase activity. Based on these results, it is recommended that 1:1 mixed nitrogen should be used as the nitrogen source in the production of B. dactyloides. Where the ammonium:nitrate is not 1:1, urea should be used as the nitrogen source. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

氮磷肥对季节性栽培紫花苜蓿生长及再生的影响

为探讨江淮地区紫花苜蓿季节性栽培体系中氮磷肥供应对干物质产量及再生的影响,试验设置4个磷（P₂O₅）水平处理（0、50、100、150 kg·hm^-2）及4个氮（N）水平处理（0、60、120、180 kg·hm^-2）,研究了干物质产量及产量构成因子、地上部氮磷含量及累积量、再生6和12 d的生长量等指标对氮磷肥投入的响应。结果表明：1）施用氮肥及磷肥均显著促进了紫花苜蓿的生长。在低磷供应条件下,干物质产量随供氮量的增加而增加;在高磷条件下,适宜生长的最优施氮量为120 kg·hm^-2。对不同施氮处理而言,饲草干物质产量均随施磷量的增加显著增加。2）干物质产量与地上部氮含量、地上部氮累积量、地上部磷累积量间存在显著正相关关系。3）氮磷肥施用可以促进植株残茬再生,0、50、100、150 kg·hm^-2磷处理下适宜残茬再生所需的施氮量分别为180、120、120、60 kg·hm^-2。刈割6 d后残茬的再生芽芽长及叶面积、刈割12 d后叶面积均与再生生物量间存在显著正相关关系。可见,江淮地区紫花苜蓿季节性栽培体系中施用磷肥可在一定程度上减少氮肥的用量。当磷肥施用量分别为0、50、100、150 kg·hm^-2时,适宜生长及再生的氮肥推荐用量分别为180、120、120、60 kg·hm^-2。江淮地区紫花苜蓿季节性栽培体系中推荐年施磷量及施氮量分别为100及120 kg·hm^-2,研究结果可为紫花苜蓿季节性栽培技术中的肥料管理提供理论依据。     

施氮对不同水分条件下紫花苜蓿氮素吸收及根系固氮酶活性的影响

氮肥施用可以调控不同水分条件下紫花苜蓿的生长,而其内在机制尚不明确。采用盆栽试验,通过设置3个水分梯度(田间最大持水量的30%、50%以及70%,分别用W₁、W₂、W₃表示)及4个氮素水平(0、0.02、0.04、0.06 g·kg^-1,分别用N₁、N₂、N₃、N₄表示),研究了不同水分条件下紫花苜蓿对氮素的需求规律及其与氮素吸收及根系固氮酶活性的关系。研究结果表明:1)W₁水分条件下,氮肥施用可以显著提高紫花苜蓿生物量,而在W₂及W₃水分条件下,均以N₃处理紫花苜蓿生物量最大;2)W₁及W₂水分条件下,N₄处理植株氮素积累量最高,而在W₃水分条件下,以N₃处理氮素吸收量最高,植株氮素积累量与生物量间存在显著正相关关系;3)根系固氮酶活性随土壤水分有效性的增加而增加,随氮素供应量的增加而降低,在N₄条件下,W₄处理固氮酶活性与W₃处理无显著性差异。因此,在低土壤水分条件下,氮素供应可以保证植株对氮素的需求并提高其生物量;在高土壤水分条件下,适宜供氮量可以促进紫花苜蓿的生长,但过高氮肥供应会显著抑制根系固氮酶活性并最终导致氮素吸收及生物量不再进一步增加。本研究结果可为紫花苜蓿生产系统中的水氮管理提供理论依据。     

内源异黄酮对紫花苜蓿结瘤固氮及氮效率的调控研究北大核心CSCD

为探究紫花苜蓿体内异黄酮与结瘤固氮及氮效率的关系,以紫花苜蓿品种中氮高效的"LW6010"和氮低效的陇东苜蓿为材料,采用室内营养液砂培,设5个氮素水平,研究了不同氮效率紫花苜蓿的异黄酮含量和固氮特性以及异黄酮合酶(IFS)和结瘤信号传递通路基因(nod)的表达。结果表明:紫花苜蓿的异黄酮含量与根瘤数、单株总根瘤重以及单株固氮潜力的相关性显著,并且在低氮胁迫时紫花苜蓿的异黄酮含量以及根瘤数、单株总根瘤重和单株固氮潜力均显著上升。另外,还发现:氮高效的"LW6010"紫花苜蓿在氮胁迫时,茎叶和根系中上调的IFS基因数量和上调幅度均大于氮低效的陇东苜蓿,因此促进了nod基因的高表达,最终提高了氮效率。综上所述,1)紫花苜蓿的结瘤固氮与异黄酮含量显著正相关,在外源氮素浓度改变时,紫花苜蓿能通过茎叶和根系中不同IFS基因的表达提高体内异黄酮含量,从而刺激nod基因表达来促进结瘤和提高单株固氮潜力;2)紫花苜蓿体内异黄酮含量的差异是决定其氮效率高低的重要原因,氮高效紫花苜蓿在氮胁迫时通过多个IFS基因的高表达促进异黄酮合成,进而刺激结瘤固氮,从而表现出氮高效。