纳米材料胶结包膜型缓/控释肥料对作物产量和品质的影响

为了对纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料的缓/控释性能进行准确的评价,以3年6季作物定位施肥试验为基础,对冬小麦和夏玉米的产量及部分品质进行了监测。结果表明,与等量氮磷钾化肥配施相比,4种纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料不同程度地提高了小麦和玉米子粒产量和蛋白质产量,但蛋白质含量增加不显著,可溶性总糖含量反而降低。纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料对提高冬小麦的产量和品质有一定的促进作用,但不同肥料促进作用大小不同。     

控释尿素对小麦-玉米产量及土壤氮素的影响

利用田间试验研究了包膜控释尿素对小麦-玉米产量、氮素利用效率、土壤氮素积累及移动的影响。结果表明,与施用普通尿素比较,小麦-玉米周年施用包膜控释尿素,在肥料用量减少20%和40%情况下,小麦-玉米总产量分别是100%普通尿素处理的97.4%和97.7%;控释尿素施氮量为60%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别比普通尿素提高11.57%和54.14%。控释尿素施氮量为80%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别提高6.40%和22.09%。施用控释尿素显著增加了0-20 cm土层的碱解氮和0～40cm土层的硝态氮含量;60-100 cm土层中,控释氮肥处理土壤硝态氮含量与不施氮肥处理差异不显著,普通尿素处理小麦收获后60～80 cm土层、玉米收获后60～100 cm土壤硝态氮显著高于不施氮肥处理,肥料氮素下移明显。试验结果显示,施用控释尿素增加了耕层（0～20 cm）土壤的氮素积累,减少了氮素向土壤深层移动的数量,有利于减少施肥对环境的不利影响。     

硫膜和树脂膜控释尿素对土壤硝态氮含量及氮素平衡和氮素利用率的影响

【目的】控释尿素已被证明对于提高氮素利用率、减少氮素损失和增产有积极意义,且不同包膜的控释尿素由于包膜材料的不同,对于氮素的释放和供应强度有所不同。本文在黄淮海区域采用玉米田间试验,探讨硫膜和树脂膜控释尿素在氮素供应和减少氮素损失等方面的效应,以期为黄淮海区域夏玉米在高温多雨的种植条件下两种控释尿素的选择和应用提供依据。【方法】以硫膜和树脂膜控释尿素为研究对象,采用田间试验研究0—100 cm土壤剖面中的硝态氮含量,玉米整个生育期的土壤氮素平衡和玉米产量以及氮素利用率。【结果】与相同施氮量的普通尿素相比,硫膜和树脂膜控释尿素均具有"前控后保"的特性,使玉米苗期0—100 cm土层的土壤硝态氮含量降低了11.7%~56.7%和28.8%~68.2%,玉米灌浆期和收获期0—40 cm土层的硝态氮含量分别提高了16.3%~46.7%、0.5%~60.7%;两种控释尿素均能有效降低玉米整个生育期土壤残留的无机氮量、氮素表观损失量和盈余量,降幅分别为12.0%~18.4%、13.2%~66.4%和15.6%~30.9%,使玉米产量提高14.6%~37.5%,氮素利用率提高12.3~20.8个百分点。在N 210 kg/hm2、N 300 kg/hm2两种施氮量条件下,与相同施氮量的硫膜控释尿素相比,树脂膜控释尿素处理的玉米苗期0—60 cm土层的硝态氮含量降低了26.4%~39.1%,灌浆期0—40 cm土层和收获期0—20 cm土层的硝态氮含量分别提高了10%~21.8%和9.6%~16.4%,土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别降低了2.3%~6.0%、44.6%~61.3%和17.0%~17.7%,玉米产量提高了6.8%~8.3%,氮素利用率提高了7.1~8.4个百分点,说明树脂膜控释尿素的效果优于硫膜控释尿素。树脂膜控释尿素和硫膜控释尿素在施氮量N 300 kg/hm2时均比N 210 kg/hm2条件下玉米整个生育期不同土层的硝态氮含量提高了1.2%~90.9%和2.0%~56.7%,玉米整个生育期土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别提高了42.1%~47.6%、66.2%~137.9%、52.5%~53.8%,玉米产量和氮素利用率分别提高了20.8%和22.5%、6.5和5.2个百分点,施氮量N 300 kg/hm2优于N 210 kg/hm2。【结论】树脂膜控释尿素在减少夏玉米农田土壤剖面硝态氮残留、维持土壤氮素平衡和提高氮素利用率等方面的效果优于硫膜控释尿素和普通尿素。综合考虑保证土壤氮素供应、减少氮素损失、提高玉米产量及氮素利用率等因素,在黄淮海区域高温多雨气候条件下种植夏玉米,以施氮量N 300 kg/hm2的树脂膜控释尿素或者硫膜和树脂膜控释尿素二者配合施用效果最佳。     

东北棕壤长期不同施肥处理轮作大豆氮素吸收和土壤硝态氮特征

【目的】在玉米–玉米–大豆轮作体系下,基于棕壤肥料长期定位试验,研究不同施肥处理对东北地区大豆生物量、产量、各部位吸氮量及收获期土壤0―100 cm硝态氮累积的影响,为该地区合理施肥提供理论依据和科学指导。【方法】棕壤肥料长期定位田间试验始于1979年,包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量厩肥(M1)及其与化肥配施(M1N和M1NPK)、高量厩肥(M2)及其与化肥配施(M2N和M2NPK)9个处理。厩肥为猪厩肥,1992年后大豆季不施猪厩肥,仅在玉米季相关处理中施用。39年后,调查分析了大豆生物量、产量、氮素吸收利用及大豆收获期0―100 cm土壤硝态氮累积特征。【结果】高量、低量厩肥配施化肥处理大豆生物量、产量、总吸氮量及各部位吸氮量均显著高于单施氮肥和不施肥处理,其中,M1NPK处理大豆生物量、产量和总吸氮量最高,分别为9107、2979和314.2 k g/h m^2,较其他处理分别提高了6.1%~133.6%、23.9%~232.5%和11.7%~359.4%。施肥提高了大豆氮收获指数,但氮素生理效率降低。NPK和M1NPK处理的氮素收获指数最高,均为63.5%,而氮素生理效率较CK分别降低了30.6%和28.1%。大豆收获期各处理土壤硝态氮累积量随土层深度的增加而降低。与播前相比,大豆收获期单施氮肥处理的0―100 cm土层硝态氮积累量显著增加,NPK处理变化不显著,M1、M1N和M1NPK处理显著降低。低量厩肥配施化肥处理收获期0―100 cm土壤硝态氮积累量远低于高量厩肥配施化肥处理,较播前平均降低了79.2%。所有处理中,土壤硝态氮积累量以M1NPK处理最低,比其他处理平均降低了58.2%。【结论】在东北棕壤地区玉米–玉米–大豆轮作体系下,玉米季低量厩肥(13.5 t/hm^2)与氮磷钾化肥配合施用时,大豆季仅施氮磷钾化肥既可提高大豆生物量、产量,促进氮素吸收,同时还可降低大豆收获期土壤硝态氮累积量,降低环境风险,是该轮作体系较为合理的施肥方式。     

环境友好型缓释尿素的氮素释放特性

采用廉价易得并且无污染的有机废弃物、无机矿物为包膜材料对尿素进行包膜,试制出2种环境友好型包膜尿素(FU和YU),通过"静态吸收"法和"土柱淋溶"法研究2种包膜尿素的氨气挥发规律及养分释放特征。结果表明:在低施氮量和高施氮量条件下,2种肥料处理均能不同程度地减少氨气挥发损失和氮素淋溶损失,与Ur处理相比,FU和YU处理氨挥发量最高减少21.22%和38.00%。随着淋溶时间的增加,各处理淋溶液pH逐渐降低,且Ur下降幅度最大,YU最小,呈现YUFUUr的趋势。Ur电导率由最高值1.17mS/cm降至0.06mS/cm,降低幅度最大,YU在3种处理中趋势最为平缓,降低幅度最小。FU和YU处理的氮素初期溶出率较Ur处理在高施氮量下减少9.39%和15.60%,在低施氮量下减少4.65%和7.12%。与普通尿素相比,在淋溶第1天YU处理铵态氮的淋溶速率分别降低22.43%(低施氮量)和24.80%(高施氮量),FU处理分别降低1.00%(低施氮量)和4.96%(高施氮量),随后降低幅度UrFUYU。在第8,9天开始出现硝态氮最大淋溶速率,且YU处理较Ur处理分别降低26.98%(低施氮量)和21.07%(高施氮量),FU处理较Ur处理分别降低6.98%(低施氮量)和8.95%(高施氮量),在淋溶后期包膜尿素的铵态氮、硝态氮的淋溶速率均有所增加,延长了有效氮的持续时间。2种环境友好型包膜尿素中以有机废弃物为包膜材料的实验效果最佳。     

控释尿素配施微生物菌剂的氮肥利用率及土壤酶活性研究

为了解控释尿素与微生物菌剂复配对小麦氮肥利用率及土壤酶活性的影响,设置普通尿素、控释尿素及其与微生物菌剂配施的处理进行田间试验。通过对不同处理的小麦产量、土壤氮素含量、小麦氮肥利用率及土壤酶活性进行了比较研究。结果表明:控释尿素配施微生物菌剂能起到化肥减施增效的效果,在控释尿素减量20%下配施微生物菌剂不会引起小麦产量降低,而较单施全量控释尿素处理的小麦仍增产10.60%。控释尿素配施微生物菌剂的控释生物双重功效减少了土壤氮素损失,其中土壤硝态氮和铵态氮含量分别提高了18.65%~54.17%和17.82%~51.13%,土壤颗粒有机态氮和微生物氮含量分别增加了22.64~54.35mg/kg和21.37~47.82mg/kg。控释尿素配施微生物菌剂能增加小麦氮素总累积量,并促进氮素向籽粒迁移,同时提高氮肥利用率,并以控释尿素减量20%配施微生物菌剂的氮肥利用效率最高,达到37.4%。微生物菌剂的引入对土壤酶活性提高作用较大,控释尿素配施微生物菌剂的土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高了9.85%~22.87%,24.79%~45.95%和9.56%~22.29%。综上,控释尿素减量20%配施微生物菌剂为小麦高产,肥料高效,土壤酶活较高的肥料施用模式。     

缓/控释氮素肥料玉米苗期养分释放特点

采用盆栽试验．模拟田间生态环境．研究施用不同种缓／控释氮素肥料玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮和速效态氮含量，分析比较其在玉米苗期氮素养分释放特点。研究表明，在玉米苗期，施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料。土壤中尿素态氮和铵态氮的积累量最多．分别为21．72mg／kg和48．31mg／kg；醋酸酯淀粉包膜尿素肥料，硝态氮和速效氮含量最多．分别为102．90mg／kg和135．25mg／kg；丙烯酸树脂包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料，尿素自膜内迁移到土壤中的量较少，硝态氮和速效态氮含量最少。分别为53．74mg／kg和93．70mg／kg。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓／控释肥料，对减少土壤石硝态氮的生成效果最为明显．明显优于其他缓／控释肥料．丙烯酸树脂包膜nBPT涂层尿素肥料控释效果最好。     

优化施氮模式下设施菜地氮素的利用及去向

针对设施蔬菜生产中化肥氮高强度投入造成的肥料资源浪费和土壤质量下降等突出问题，以我国设施蔬菜生产典型区山东寿光为研究基地，在该区域 3 年减施氮肥模式对农学、肥力和环境效应影响的定位试验基础上，应用15N示踪技术，对筛选出的氮肥优化模式进行验证，并定量化地研究氮肥基于C/N 调控和基于水分调控的优化模式下氮素的吸收、利用及去向，以期为设施菜地合理的氮素管理提供理论和技术支持。试验设2个处理，1）农民习惯施氮模式（FP）； 2）优化施氮模式（OPT）。研究结果表明， OPT处理的番茄地上部产量和氮素吸收量均高于FP，作物吸收氮只有 20% 左右来自化肥氮；与FP相比，OPT处理的化肥氮素农学效率和氮素利用率显著提高（P0.05）；土壤中残留氮主要以硝态氮的形式存在，FP和OPT处理在0100 cm土层中的残留量分别为N 536.9 和340.3 kg/hm2，主要分布在040 cm 土层，随着深度的增加，累积量有所减少，OPT处理显著降低了各土层硝态氮的累积（P0.05）；除了作物吸收和土壤残留的氮，FP和OPT处理中分别有32.4%和8.2%的化肥氮以各种途径损失，OPT处理氮素损失率比FP低24.2个百分点。综合以上研究结果，优化施氮模式对化肥氮的吸收、利用及减少化肥氮的损失方面均优于农民习惯施氮模式。     

有机肥与控释尿素配施对坡耕地土壤氮素淋溶及玉米产量的影响

通过大田试验,研究等氮条件下有机肥替代不同比例无机氮肥对坡耕地土壤氮素淋溶以及玉米产量的影响。设置控释尿素(PCU)、有机肥替代30%控释尿素(OF1)、替代50%控释尿素(OF2)、替代70%控释尿素(OF3)处理,并以普通尿素(CU)为对照。结果表明,有机肥处理玉米总生物量较CU处理增加8.97%～15.70%,籽粒增加2.30%～11.66%,随有机肥替代控释尿素比例的增加,玉米籽粒呈先上升后降低的趋势,除OF2外,其余处理间无显著差异。施有机肥的3个处理氮素农学利用率较PCU和CU处理提高1.51%～7.67%,OF1、OF3与CU、PCU处理差异不显著;OF2处理氮素偏生产力最高,显著高于PCU和CU处理。整个生育期,土壤硝态氮含量表现出先下降后上升的趋势,有机肥处理高于普通尿素处理(苗期除外);有机肥处理的硝态氮主要集中于0～40 cm土层,而其40～100 cm土层硝态氮含量低于无机氮肥处理(60～80 cm土层除外);除CU处理外,土壤铵态氮含量由苗期至拔节期先提高后降低,到成熟期除OF2和CU处理外,其他处理表现为下降趋势。有机肥处理铵态氮主要集中于0～60 cm土层,OF1和OF2在60～100 cm土层土壤中的铵态氮含量显著低于其他施肥处理,但OF3与PCU并未表现出显著差异。因此,采用50%有机肥替代控释尿素,可以显著提升玉米产量和氮素利用率,提高表层土硝态氮和铵态氮含量,降低深层土壤硝态氮淋溶,减少坡耕地面源污染。     

控释尿素对土壤硝态氮含量、氮素利用和小麦产量的影响

通过田间试验研究了全量施氮(240 kg/hm~2)和减氮20%(192 kg/hm~2)条件下,控释尿素对冬小麦生长发育及土壤硝态氮含量的影响。结果表明,小麦不同生长时期土层硝态氮均存在不同程度的淋失现象,尤以拔节期土层氮素淋失最为严重,拔节期普通尿素处理60～80和80～100 cm土层硝态氮含量达到了28.21和26.74 mg/kg,而控释尿素处理40～100 cm土层硝态氮含量仅为3.51～5.87 mg/kg,变化幅度小,且控释尿素处理耕层硝态氮含量显著高于普通尿素处理,尤以80%控释尿素处理的0～20 cm的硝态氮含量最高,达到了15.40 mg/kg。与普通尿素处理相比,控释尿素处理均对小麦产量有一定提升趋势,且显著提高了氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力,其中以80%控释尿素处理提升幅度最大,分别提升了86.7%、90.8%和30.9%。     

Nitrous oxide emission from soil and from a nitrogen-15-labelled fertilizer with the new nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP)

Mineral-N fertilization can lead to a short-term enhancement of N₂O emission from cultivated land. The aim of this field study was the quantitative determination of the short-term N₂O emission after application of a fertilizer with the new nitrification inhibitor (NI) 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) to winter wheat. NO₃^- and NH₄⁺ fertilizers labelled with ¹⁵N in liquid and granulated form were used in specific fertilizer strategies. N fertilizers with higher NO₃^- contents caused higher N₂O emission than NH₄⁺ fertilizers. For fertilizers with NIs, used in simplified fertilizer strategies with fewer applications and an earlier timing of the N fertilization, the N₂O release was reduced by about 20%. Of the total N₂O emission measured, 10-40% was attributed to fertilizer N and 60-90% originated from soil N. Besides the fertilizer NO₃^--N, the microbial available-N pool in the soil represented a further important source for N₂O losses. Compared to liquid fertilizers, the application in granulated form led to smaller N₂O emissions. For fertilizers with NIs, the decrease in the N₂O emission is mainly due to their low NO₃^--N content and the possibility of reducing the number of applications.     

不同无机矿物应用于包膜复合肥的氮素释放特征及其评价

探讨了不同无机矿物用于膜材料后的包膜复合肥氮素养分释放特性、生物效应和评价方法。采用了土壤淋溶和土壤盆栽试验两种方法。试验方法的不同造成土壤盆栽与淋溶试验中各处理养分释放拟合曲线的差异 。两种方法的试验结果都能说明:无机矿物材料能有效地保持Ｎ素养分较长时间处于NH4＋-N形态,减少了因转化为NO3－-N形态造成的养分淋溶损失,但是各种材料彼此间存在一定的差异。盆栽试验中养分累计释放量与释放速率虽然快于作物的生理需求,但是受矿物材料和土壤缓冲作用的影响,作物氮素供应状况良好。与普通复合肥相比,各无机矿物用于包膜肥后能显著提高氮素利用率。蒙脱土效果最好,其次为高岭土,且差异显著。滑石粉、硅粉、硅藻土与前两者相比效果稍差,差异显著,但三者间差异不显著。无机矿物材料的耐水程度,养分吸附、固定能力和离子交换量等理化性质会影响包膜肥的养分释放性能。对于膜层疏松、耐水性差、主要靠养分吸附和固定机理控释的包膜肥来说,采用土壤作为养分释放介质更接近真实释放性能。评价包膜肥料的性能应该充分考虑养分形态、膜材特性、包膜工艺、土壤环境、供试作物等各方面因素,重点在“肥料–土壤–作物”系统中考查,从多种角度制定不同方案、通过多种方法综合评价其缓释效果。     

渭北旱塬冬小麦产区提前深耕一次深施肥料的肥水效应与理论分析

在陕西渭北旱塬冬小麦产区麦收后对提前深耕一次深施肥料的肥水效应进行了研究。结果表明,夏收后在7月15日、8月15日、9月15日结合深耕把小麦所需肥料一次深施20 cm土层下,比播种时深耕一次浅施6 cm土层下、分二次施和分三次施明显提高了小麦产量、肥料利用率和水分利用效率;增加了麦收后土壤NO3--N的积累量和水分贮存量。同时还发现,NO3--N含量分布呈 y=a-b·logx对数曲线模型,这可能是NO3--N在旱地土壤中分布的一种特征曲线;试验中没有产生NO3--N的淋失。文中还对提前深耕一次施肥的理论作了讨论和分析,并提出了“秋雨—冬储—春用”和“秋肥—冬储—春用”的理论概念,把两者结合起来,可达到肥水协调供应的状态。这为建立旱地施肥技术体系提供了理论依据。     

半干旱区施氮和灌溉条件下覆膜对春玉米产量及氮素平衡的影响

以典型半干旱区干湿砂质新成土（Ust-Sandic Entisols）为供试土壤进行田间试验,研究地膜覆盖、施氮及补充灌水量对春玉米（Zea mays L.）产量、土壤矿质氮（NO3--N和NH4+-N）及氮素平衡的影响。结果表明,0—100 cm土体范围内,随着土层加深,播前和收获后土壤NO3--N含量呈降低趋势,NH4+-N有所增加,但变幅不大;总矿质氮量（NO3--N和NH4+-N）表现为下降。说明地膜覆盖和施氮并没有使NO3--N深层累积量增加,这可能与土壤本身供氮能力严重不足有关。与不施氮相比,施氮各处理氮肥表观损失量增加;与不覆膜相比,作物氮素累积量比不覆膜显著增加（P0.05）。在低灌（80 mm）覆膜和高灌（160 mm）覆膜条件下,玉米的氮肥利用率均比不覆膜均提高了18.8%,说明覆膜低灌在相同施氮条件下,可节约80 mm灌水。但低灌（80 mm）与高灌（160 mm）不覆膜间氮肥利用率差异不显著,表明在相同施氮条件下,覆膜可有效提高氮肥利用率,减少氮素损失。综合考虑籽粒产量和氮肥利用率,“覆膜+补灌80 mm+施氮90 kg/hm2”可能为本试验条件下较优的栽培模式。     

不同硝铵比对霞多丽葡萄幼苗生长和氮素营养的影响

采用沙培试验,设置了等氮条件下5种不同硝铵比营养液处理,探讨了氮形态对霞多丽葡萄幼苗生长和氮素营养的影响。结果表明,霞多丽幼苗的生长量以硝铵比70/30时最大,全铵营养时最低;植株根系氮的平均吸收量在硝铵比为70/30时为最大值,达到70.89%,全铵营养时为最低值;叶片中的氮浓度和总氮量以全硝营养最大,全铵营养最低,后者仅是全硝营养的61.8%和19.46%。霞多丽幼苗根系内NH4+-N浓度与营养液中NH4+-N的浓度成极显著正相关(r=0.9805),且当铵态氮比例超过30%时根系中NH4+浓度显著增加。叶片中硝酸还原酶的活性以硝铵比70/30最高,当铵态氮比例大于30%,再继续增加铵态氮的比例时,显著抑制了叶片中硝酸还原酶的活性;而对根的硝酸还原酶活性无明显影响。试验证明,硝铵比70/30是霞多丽较适宜的氮素形态配比,较高比例的铵态氮增加了植株器官中NH4+的浓度,抑制了霞多丽幼苗的生长及对氮素的吸收积累。     

黄土区退果还耕对黑垆土硝态氮积累和迁移的影响

在黄土高原沟壑区王东沟小流域,针对塬面、梁地和坡地三种地形,分别选取了盛果期果园、老果园和退果还耕地等,研究了退果还耕条件下,三种地貌类型土壤剖面中水分含量变化及NO3--N、NH4+-N积累和迁移规律。结果表明,无论塬面、梁地或者坡地上,果园土壤水分含量显著降低（10%～14%）;果园退耕后,土壤水分开始缓慢恢复。盛果期,塬面NO3--N峰值主要处于100—200 cm之间,退果还耕后,100 cm以上土层中NO3--N含量降低,100 cm以下NO3--N积累量在增加,并且峰值不断向下移动。盛果期果园NO3--N积累量为631～3032 kg/hm2;退果还耕地、老果园NO3--N积累量都显著高于盛果期果园。盛果期40%以上的NO3--N积累在100—200 cm土层,但退果还耕地上50%左右集中分布在200—300 cm土层。土地利用与管理方式的变化对NH4+-N分布特征的影响并不明显。     

不同水分条件下氮肥形态配比对苋菜品质的影响

通过盆栽试验,研究了不同水分条件下氮肥形态配比对苋菜品质的影响。结果表明,在同一水分条件下,苋菜生物量随着硝态氮比例的增加而增加,苋菜的Fe、Vc、可溶性糖和氨基酸含量随NH4+-N比例的增大而增加;硝酸盐含量随NH4+-N比例的增大而降低。同一施肥条件下,苋菜的Fe含量随水分的增加而增加;可溶性糖、氨基酸和硝酸盐含量随水分的增加而减少。苋菜的生物量、Vc含量以中等水量处理最高;硝态氮与铵态氮比例为5:5时苋菜的品质最好。     

铵、硝营养对水稻叶细胞膜H+-ATPase和质子泵活性的影响

用两相法分离铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)培养的水稻苗期叶细胞膜,并测定了细胞膜H+-ATPase水解活性和质子泵活性,以期阐明铵、硝营养对水稻叶细胞膜H+-ATPase的影响。结果表明,叶细胞膜H+-ATPase活性最佳pH值均为6.2。 NO3--N培养的水稻叶细胞膜H+-ATPase的水解活性、Vmax和Km均显著高于NH4+-N培养的水稻叶;Western Blot分析结果看出,NO3--N培养的水稻叶细胞膜H+-ATPase酶浓度也高于NH4+-N培养的水稻叶,说明NO3--N培养的水稻叶中单位细胞膜上的H+-ATPase酶分子数量大于NH4+- N培养的水稻叶,这与细胞膜上H+-ATPase蛋白的表达量升高有关。此外,NO3--N培养的水稻叶质子泵初速度和膜囊体内外H+浓度梯度均高于NH4+- N培养。由于NO3-的跨膜运输是与细胞膜上H+-ATPase紧密联系的主动运输过程,NO3--N培养的水稻叶片细胞膜H+-ATPase活性和质子泵活性高可能与水稻叶细胞吸收大量NO3-有关。     

Three-dimensional variability of soil nitrate-nitrogen in an agricultural field

The aim of this study is to evaluate two different approaches [the layered two-dimensional (2-D) method and a full 3-D approach] to describe the 3-D spatial variability of soil NO₃^--N in the top 1 m of an agricultural field of about 1 ha. NO₃^--N concentrations were determined in layers of 5 cm to a depth of 1 m at 26 locations. These samples were complemented with less intensive sampling at only three depths (0-5, 30-35 and 60-65 cm) at 26 other locations and with topsoil (0-5 cm) samples at another 75 locations. Variogram analysis showed a strong anisotropy when the horizontal dimension was compared to the vertical. A nested model of four structures was used to represent a 3-D variogram. This allowed us to predict the average NO₃^--N concentration for blocks of 5ǹ m (horizontally) by 0.05 m (vertically). A cross-validation showed a clear improvement in using the full 3-D interpolation instead of the layered 2-D approach. The full 3-D interpolation seems to be especially useful in situations where knowledge of the 3-D distribution of soil properties is essential to evaluate soil management practices in respect to environmental considerations, like N fertilisation and the subsequent leaching of N to the ground water, or N₂O emissions.