铵硝比(NH4+/NO3-)对不同氮素利用效率水稻的生理效应

采用控制条件下的水培试验方法,研究了不同铵硝配比(NH4+/NO3-分别为100/0、75/25、50/50和25/75)营养条件对8种不同氮素利用效率水稻苗期生长的影响.结果表明:在增硝营养条件下,不同水稻品种对硝态氮(NO3-)的反应不同.与纯铵营养条件相比,铵硝混合的营养条件对大多数氮高效水稻品种的生长都有显著促进作用,而对氮低效品种的生长没有显著影响.试验重点研究了增硝营养对氮高效水稻品种南光、云粳38和氮低效水稻品种ELIO生长的影响.结果发现,对于南光和云粳38,增硝营养可以使水稻的分蘖数和光合速率分别增加35%和24%,从而促进水稻生长和氮吸收,提高氮素利用率;而增硝营养对ELIO的生长并无显著影响.不同基因型水稻在增硝营养下氮积累量增幅不同主要是由于其生物量增幅不同造成的,而整株氮素含量增幅差异不大;NO3-的存在可增加干物质在水稻根系的积累,增加根系体积,促进水稻根系的生长.     

铵硝比(NH4+/NO3-)对不同氮素利用效率水稻的生理效应

采用控制条件下的水培试验方法,研究了不同铵硝配比(NH4 /NO3-分别为100/0、75/25、50/50和25/75)营养条件对8种不同氮素利用效率水稻苗期生长的影响.结果表明:在增硝营养条件下,不同水稻品种对硝态氮(NO3-)的反应不同.与纯铵营养条件相比,铵硝混合的营养条件对大多数氮高效水稻品种的生长都有显著促进作用,而对氮低效品种的生长没有显著影响.试验重点研究了增硝营养对氮高效水稻品种南光、云粳38和氮低效水稻品种ELIO生长的影响.结果发现,对于南光和云粳38,增硝营养可以使水稻的分蘖数和光合速率分别增加35%和24%,从而促进水稻生长和氮吸收,提高氮素利用率;而增硝营养对ELIO的生长并无显著影响.不同基因型水稻在增硝营养下氮积累量增幅不同主要是由于其生物量增幅不同造成的,而整株氮素含量增幅差异不大;NO3-的存在可增加干物质在水稻根系的积累,增加根系体积,促进水稻根系的生长.     

水稻增硝营养的生理与分子生物学机制

 前人对水稻氮（N）营养的研究主要侧重在铵（NH4+）营养而忽略了对硝（NO3－）营养的研究。但值得注意的是,水稻根系能分泌氧气（O2）,这些O2能被硝化微生物利用,从而将NH4+氧化成NO3－。因此,即便是完全淹水,水稻根系也是处于铵、硝混合营养中。本文首先论述了水稻根际的硝化作用及增硝营养的可行性,然后提出增硝营养可促进水稻根系生长、氮素吸收和同化,并阐述了目前增硝营养条件下硝酸盐转运蛋白、铵转运蛋白和基因芯片的分子生物学研究进展,并提出水稻对增硝营养的响应度强弱可能是水稻品种氮素效率差异性的因子之一,最后提出了今后在水稻增硝营养方面的研究方向。     

不同氮形态对水稻苗期氮素吸收和根系生长的影响

采用控制条件下的水培试验,对不同氮形态(全铵、铵硝混合(75:25)、全硝营养)条件下水稻苗期的氮素吸收和根系生长进行了研究。结果表明:铵硝混合营养条件下水稻的生物量和氮素积累量最高,全铵和全硝营养之间差异不明显。铵硝混合营养处理的水稻地上部和根系的氨基酸含量最高,全铵处理次之,全硝处理最低。全硝处理的水稻植株硝酸盐含量约为全铵和铵硝混合处理的4倍,铵硝混合营养处理的水稻植株硝酸盐含量高于全铵处理,增幅为18%。培养时间为0～5 d时,铵硝混合和全硝处理的水稻根系总长差异不明显,但高于全铵处理。从第5天开始,铵硝混合和全铵处理的根系总长增加迅速,培养到7 d时水稻的根系总长已显著大于全铵和全硝处理,增幅约为35%。全铵和全硝处理的水稻根系总长差异不显著。不同氮形态处理的水稻根系总长变化主要是由侧根总长的变化引起的,而侧根数的变化是侧根总长变化的主要原因。     

氮素形态及水分胁迫对水稻根系水分吸收的影响机制

采用室内营养液培养及PEG6000模拟水分胁迫的方法,研究不同形态氮素营养(铵态氮和硝态氮)和水分条件对4种基因型水稻汕优63、扬稻6号、86优8、武运粳7号根系生理特性和水分吸收途径的影响。结果表明,在2种水分条件下,供铵营养水稻整株生物量均显著高于硝营养水稻,在水分胁迫条件下表现出较强的抗旱性。水分胁迫条件下供铵态氮营养水稻的根系具有较高的根系活力、吸收面积和水分吸收能力。在非水分胁迫条件下,供铵态氮和硝态氮营养水稻根系水分吸收和运输途径相同;水分胁迫后,硝营养水稻的水分运输途径以运输阻力较大的质外体途径为主,尤其在粳稻品种中表现显著。就不同基因型水稻品种而言,籼稻品种在供铵态氮营养时地上部干重显著高于粳稻品种,且籼稻品种在水分胁迫条件下供铵态氮营养时根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力也显著高于粳稻品种,表现出较强的水分吸收能力。     

水分胁迫和氮素形态对水稻生长影响的研究

六福A（籼型不育系）尧丰优2 号（籼型三系杂交稻）尧连粳11 号（粳型常规稻）等3 种不同品种水稻在不 同水分胁迫和不同形式的氮素的影响下、观察分析其幼苗产生的一些变化。结果表明院不同品种水稻的叶部和根部 的硝态氮的含量、均随着营养液中硝态氮含量的增加而增加。一定的水分胁迫（10%PEG 溶液）可以较为明显地增加 叶部和根部中硝态氮的含量。氨态氮则与硝态氮有相同的反趋势;一定程度上的水分胁迫对根系的生长是有利的、 导致的根系的生长加快、但各品种水稻的增幅有所不同。     

适度水分胁迫下增硝对不同基因型水稻苗期生长及生理特性的影响

以不同基因型代表性稻种（冈优527、扬稻6号、中旱3号、农垦57）为材料,采用水培试验,进行不同水分胁迫程度和不同氮素形态的处理,分析了水分胁迫及氮素形态对不同基因型水稻生长发育的影响及其生理机制。研究结果表明:正常水分供应条件下,适当地提高硝态氮肥的比例（铵硝配比为50∶50）,不影响各营养器官净光合速率(Pn),并能促进水稻叶及根中硝态氮含量增加,但硝态氮肥比例>50%,会导致各生理及代谢指标的显著降低,不利于不同基因型水稻的生长;而适度的水分胁迫下,适当增加硝态氮比例（铵硝配比50∶50）相对于非水分胁迫、纯铵态氮肥处理,更有利于提高功能叶Pn,促进渗透调节物质的积累,能发挥以水促肥的优势,进而促进水稻的生长。此外,不同基因型水稻生长在适度水分胁迫下对增硝营养的响应程度差异显著,籼稻与粳稻相比,杂交籼稻和常规籼稻相比,常规粳型旱稻与常规粳型水稻相比,前者在净光合速率、氮素吸收利用上均表现出更为明显的优势,同品种耐旱性规律一致。     

不同氮素营养对水稻的生理效应

水稻是中国主要的粮食作物，氮是作物吸收利用的大量元素之一，水稻对氮的吸收利用效率成为人们关注的焦点。从水稻根的特性分析可知，在大田条件下水稻不仅吸收NH4^ ．而且吸收相当数量的NO3^-。对在不同氮素营养条件下水稻的生长、氮的吸收动力学、离子吸收、氮同化酶活性和内源激素的研究进行综述，探讨了在不同氮营养条件下不同基因型水稻的生理过程；并从水稻根际的硝化作用，不同NH4^ ／NO3^-对水稻的生理机制，不同氮素形态对旱作水稻水分利用的效率等方面对今后水稻氮营养的研究方向提出了建议。     

不同形态氮素及铵硝比例对咖啡氮吸收和生长的影响

为提高咖啡氮肥肥料有效性,采用溶液培养的方法,研究NH_4~+和NO_3~-2种不同形态氮吸收速率、5种铵硝比例(10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10)对咖啡生长及其氮素利用的影响。结果表明,不同形态氮素对咖啡的生长影响差异显著,铵硝混合营养下咖啡的生长明显优于单一形态氮素处理。在单一形态氮素条件下,咖啡对NH4+的最大吸收速率大于对NO3-的最大吸收速率;当2种形态氮素同时存在时,铵态氮会抑制硝态氮的吸收,硝态氮促进铵态氮的吸收;铵态氮促进地上部分生长,但浓度过高反而抑制地上部分生长;硝态氮的增加有利于根系的生长,但抑制了咖啡地上部分的生长。因此,在咖啡苗期,铵硝比例控制在7∶3~3∶7有利于咖啡生长。     

水分胁迫对水稻生长的影响

[目的]研究水分胁迫对水稻生长的影响。[方法]以水稻品种丰优一号为供试材料,采用不同铵硝营养配比作营养液,聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫的方式,研究水稻叶片叶绿素含量、氮含量及株高。[结果]无论铵硝营养配比如何,正常水分条件下水稻叶绿素含量及氮含量都较水分胁迫及解除水分胁迫状态下的高,而水稻株高在水分胁迫条件下比正常水分条件下要高。[结论]不同配比的铵硝营养下水分胁迫对水稻叶片叶绿素含量、氮含量及株高有一定的影响,且影响不同。该研究为应对缺水现状,发展节水型水稻提供了基础资料。     

高产氮高效籼稻品种的营养吸收特性

为水稻品种改良和高产高效栽培提供理论依据,选用高产氮高效水稻品种(江优9527和Q优6号)为研究对象,以高产氮低效水稻品种(丰研425和冈优527)为对照,比较研究两类水稻品种的产量构成、氮素吸收与利用、根系生长等指标的差异,探讨水稻高产与氮高效的协同性。结果表明:较高产氮低效型品种,高产氮高效型品种的有效穗数降低,但穗粒数、结实率和千粒重增加;高产氮高效品种拔节前的氮素积累量降低,抽穗至成熟阶段的氮素积累量显著提高,抽穗后的茎叶氮素转移量和转移率增加。高产氮高效型品种的单茎根干重、单茎根系伤流强度显著提高。     

铵硝混合营养对烟草苗期氮代谢酶及内源生长素的影响

为探究不同硝响应型烟草品种氮素代谢关键酶活性对不同铵硝配比的响应,以硝响应度强的烟草品种NC89和硝响应度弱的烟草品种中烟100为供试材料,在控制条件下进行水培处理,研究3种铵硝配比对2个品种烟株生物量积累和氮素吸收的影响,以及氮素同化过程中相关酶活性和内源生长素含量对不同硝铵配比的响应。结果表明,铵硝比50/50处理可显著促进不同硝响应型烟草品种生物量的增加和氮素积累;硝响应度强烟草品种NC89低硝处理地上部硝酸还原酶(NR)活性显著高于铵硝比50/50处理,而根系中的差异则相反,硝响应度弱烟草品种中烟100不同处理下NR活性无显著差异;中烟100和NC89烟株体内谷氨酰胺合成酶(GS)活性整体随铵态氮比例的增加而提高;中烟100和NC89根系中谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均以全硝处理最低,中烟100较NC89具有更高的GDH活性来缓解高浓度NH_4~+;中烟100和NC89地上部和根系的生长素含量均表现为最佳铵硝比50/50处理全硝处理低硝处理,中烟100全硝处理和低硝处理根系生长素含量较铵硝比50/50处理的降幅与地上部基本一致,而硝响应度强烟草品种NC89全硝处理和低硝处理根系中生长素含量较铵硝比50/50处理的降幅远大于其地上部。由此推论,不同铵硝营养下,不同硝响应型烟草品种氮代谢酶及内源生长素存在响应差异。     

氮素形态及水分胁迫对水稻根系生理特性的影响

采用室内营养液培养、聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫的方法,在3种供氮形态下（NO3^- -N、NH4^＋ -N和NO3^- -N与NH4^＋ -N等体积混合）,研究了在非水分胁迫及模拟水分胁迫（添加10％PEG,约相当于-0．15MPa）下,苗期水稻根系的生长状况、水分吸收状况及木质部汁液特性。结果表明,水分胁迫抑制了供NO3^- -N营养水稻根系的生长,而对供NH4^＋ -N水稻根系的生长没有影响;水分胁迫提高了NH4^＋ -N营养水稻木质部汁液pH值,并增加其渗透势。提示：水分胁迫条件下,NH4^＋ -N营养对根系生长及木质部汁液调节可能是氮素增强水稻抗旱性的原因之一。     

不同氮效率水稻品种的群体发育特征

选用3个氮高效水稻品种(武运粳7号、南光和4007)和1个氮低效水稻品种(Elio),在田间试验条件下研究了7个施氮水平(0、60、120、180、240、300和360kg·hm-2)下水稻的产量及产量构成、茎蘖变化动态、库容量以及光合产物和根系伤流强度的变化。结果表明:在7个施氮水平下氮高效水稻品种的籽粒产量均显著高于Elio,籽粒产量的差异主要是由穗数决定。Elio的最大茎蘖数与氮高效水稻差异不显著,但其成穗率仅为25%左右,而3个氮高效水稻的成穗率为35%～49%,最终导致氮高效水稻的库容量大,差异呈显著水平。不同氮效率水稻品种齐穗期的叶面积指数差异不显著,但齐穗期后Elio的群体光合速率下降比4007快;不同氮效率水稻品种齐穗前的生物产量无差异,齐穗期后氮高效水稻品种的生物产量显著高于Elio。与地上部分生长相对应的是,从分蘖期到齐穗期后30d氮高效水稻4007的根系伤流强度显著比氮低效水稻Elio高。     

不同氮素营养形态对香蕉生长及其根系质子泵活性的影响

[目的]研究不同氮素营养形态(不同比例NH4+/NO3-)对香蕉生长及根系质子泵活性的影响.[方法]在温室中水培巴西种香蕉(Musa AAA Cavendish cv.Baxi),设置5个处理:100％硝态氮处理(100％N);75％硝态氮和25％铵态氮处理(75％N+25％A);50％硝态氮和50％铵态氮处理(50％N+50％A);25％硝态氮和75％铵态氮处理(25％N+75％A);100％铵态氮处理(100％A).测定香蕉的生物量和N、P、K、Ca、Mg养分含量,并分离根系细胞膜,测定质子泵活性,建立植物生长状况与质子泵活性之间的联系.[结果]铵硝混合营养比单一的铵态氮或硝态氮营养对香蕉生长具有更好的生长效果,其中以50％硝态氮+50％铵态氮处理中香蕉植株的生物量最大,植物体内养分含量也最高;香蕉根际pH值与不同比例NH4+/NO3-有关,在100％铵态氮处理时最低,随着硝态氮比例的增加,pH值逐渐上升;香蕉根系细胞膜质子泵活性在100％铵态氮处理时最高,随着硝态氮比例的增加,质子泵活性逐渐降低.[结论]质子泵活性既与营养液中的不同比例NH4/NO3有关,也受到铵态氮或硝态氮吸收后根际pH值变化的影响.质子泵活性过高与过低都是植物生长受到外界胁迫后的一种应答,或是总体生长状况不良的一种反应.相反,质子泵活性处于一个相对稳定的适中状态才说明植物处于一个最佳的生长状态.     

氮素形态对作物生理特性及生长的影响

简要综述了近年来对不同氮素形态膜转运蛋白的研究概况。细胞膜上硝态氮和铵态氮均有高亲和和低亲和转运系统。目前已从多种作物中克隆了硝态氮低亲和系统的基因。根系吸收铵态氮,具有双动力学特征。研究表明,铵高亲和转运体应是AMTl家族的成员,此基因在酵母中得到了表达。还综述了氮素形态对作物生理特性影响的研究情况。作物在铵营养增加时,NR(nitrate reductase,NR)活较高;铵态氮营养条件下的GS活性更高。氮素形态对作物光合作用各环节等均产生明显影响。大多数研究认为,铵硝态氮混施,叶绿素含量高;增加铵态氮,希尔反应活性升高;氮素形态对光合速率的影响尚无定论。氮素形态对RuBPCase活性的影响因植物而异;硝态氮明显提高叶片的光呼吸速率。施用硝态氮,作物吸收的阳离子量明显增加,施用铵态氮,作物吸收较多的阴离子。氮素形态使作物体内呼吸途径改变,并可改变呼吸商。氮素形态对作物生长的影响,至今有不同的看法。     

不同施氮量对钵苗机插水稻产量形成及氮素利用率的影响

[目的]寻求钵苗机插水稻的适宜施氮量,以期为当地钵苗机插水稻的合理施氮提供理论依据,促进钵苗机插技术的推广与应用。[方法]在统一钵苗机插条件下,以常规粳稻武运粳24和籼粳杂交稻甬优2640为试验材料,设置6个不同的氮肥水平N0(0)、N1(187.5kg/hm~2)、N2(225.0 kg/hm~2)、N3(262.5 kg/hm~2)、N4(300.0 kg/hm~2)、N5(337.5 kg/hm~2),研究不同施氮量对2个水稻品种产量形成及氮素利用率的影响。[结果]2个品种产量随氮肥水平的提高均呈先增后减的趋势,在N4水平下最高;移栽至拔节与拔节至抽穗阶段的干物质积累量均随氮肥水平的提高而增加,而抽穗至成熟阶段干物质积累量呈先增后减的趋势,其中N4处理最大;2个品种的氮素吸收利用率均随施氮量的增加呈先增后减的趋势,其中常规稻品种在N4水平下吸收利用率最高,杂交稻品种在N3水平下最高。[结论]在氮肥用量为300.0 kg/hm~2时,2种钵苗机插水稻各项群体指标较优,干物质积累多,有效穗数足,产量较高,氮素吸收利用率较大。     

不同氮吸收效率水稻品种的苗期铵吸收特性及生长差异分析

【目的】 测定不同氮吸收效率品种对外界NH₄ ⁺浓度的响应,解释水稻品种间氮吸收差异的机理。【方法】 采用水培法栽培氮吸收高效的水稻品种齐粒丝苗（QL）和氮吸收低效的品种沪科3号（HK）,通过分析水稻幼苗在0—0.80 mmol·L ^-1低铵浓度和1.00—12.96 mmol·L ^-1高铵浓度下的铵吸收速率,计算铵吸收动力学参数V_max和K_m值,比较不同氮吸收效率水稻品种的苗期铵吸收特性;通过比较不同NH₄ ⁺浓度下的水稻苗期株高、分蘖数、叶绿素含量、以及地上和地下部的干物质和氮素积累量,用根系扫描法分析根系形态,包括总根长、根体积、根表面积、平均直径、根尖数等,用非损伤性扫描离子选择电极技术（scanning ion-selective electrode technique,SIET）测量根分生区和伸长区NH₄ ⁺的跨细胞膜运输,用液相氧电极系统分析根系氧损耗,研究不同氮吸收效率水稻品种的苗期生长差异。【结果】（1）在0—0.8 mmol·L ^-1低铵浓度下,2个水稻品种QL和HK幼苗对NH₄ ⁺的吸收符合Michaelich-Menten方程,氮吸收高效品种QL的吸收动力学参数V_max为氮吸收低效品种HK的1.66倍;当NH₄ ⁺的浓度大于1 mmol·L ^-1 时,水稻幼苗对NH₄ ⁺的吸收均随着外界NH₄ ⁺浓度的增加而增大,但同一NH₄ ⁺浓度下,氮吸收高效品种QL对NH₄ ⁺的吸收速率大于氮吸收低效品种HK;（2）水稻根系分生区在外界不同NH₄ ⁺浓度下均表现为NH₄ ⁺的跨细胞膜净流入,且NH₄ ⁺净流入速率随着外界NH₄ ⁺浓度的升高而增加,氮吸收高效品种QL在低铵（LN）、中铵（MN）和高铵（HN）处理下根系分生区NH₄ ⁺净流入速率分别比氮吸收低效品种HK高42.0%、71.8%和63.6%;根系伸长区NH₄ ⁺的跨细胞膜流通品种间存在差异,氮吸收低效品种HK在LN和HN下均出现NH₄ ⁺跨细胞膜净输出,而氮吸收高效的品种QL仅在HN下出现NH₄ ⁺跨细胞膜净输出,且净输出速率比氮吸收低效的HK低34.30%。（3）在LN和MN浓度下,氮吸收高效品种QL的苗期形态和物质积累并不占优势;适量增铵可以增加水稻的株高、分蘖、叶绿素含量、干物质和氮素积累量,但过高的外界铵浓度对水稻生长特别是根系生长有抑制作用;HN下,氮吸收高效的品种QL显示出一定的生长优势,播种后10–20 d的分蘖增加速率和干物质增加速率分别比氮吸收低效的品种HK高65.7%和31.4%;虽然品种QL的根系氮浓度比品种HK低15.1%,但其地上部氮积累量比HK高23.5%,说明QL比HK能更快地将根系吸收的氮转运至地上部供其生长所需。【结论】 与氮吸收低效品种相比,氮吸收高效品种根系细胞膜上有更多的NH₄ ⁺运输载体,根系吸收的NH₄ ⁺同化、转运速度快,苗期分蘖速率和干物重积累速率大。     

水稻氮素高效吸收利用机理研究进展

基于经济效益和环境保护的考虑, 近年来水稻的氮素利用效率引起了大家的重视.不同基因型水稻对氮素利用效率存在明显差异.氮素利用效率可分为吸收和生理利用效率两部分,它们对氮素利用效率的贡献率受到水稻生育期和供氮水平两方面的影响.从水稻根系特征、库容量、齐穗后的碳与氮的转运、光合作用和增硝营养等与水稻氮素利用效率关系密切的生理生化机制进行了阐述,最后对该领域今后的重点研究方向进行了展望.     

棉花增铵营养的生理和生态分析

以抗虫棉33B为试验材料，研究了棉田施用增铵营养所引起的棉花叶片和棉田土壤中氮素营养的变化。结果显示，增铵营养促进了棉株对氨基态氮的吸收而抑制硝态氮的吸收；同时增铵营养减少了棉田土壤中残留硝态氮含量，维持了土壤较高的氨基态氮含量，提高了氮肥吸收利用效率，节约了氮肥资源。研究表明，棉田中施用增铵营养在生理和生态上具有重要的意义。