水稻、黄瓜幼苗生育及氮素代谢的研究——低pH无机态氮的同化

采用培养液pH自动调节装置,研究水稻、黄瓜11个品种,在低pH条件下,幼苗生育及无机态氮的同化。结果表明:不同处理6个水稻品种的干物质增长量比较接近;5个黄瓜品种对pH较为敏感;水稻、黄瓜对NH_4-N的吸收速率比较稳定。pH3.8处理水稻对NH_4-N的吸收速度约占pH6.0的1/2;黄瓜对NO_3-N的吸收易受pH的影响。水稻Rieciasominon品种体内可溶性~(15)N含量占吸收~(15)N总量的百分比顺序为:AL[pH3.8(~(15)NH_4)_2SO_4]>NL[pH3.8Na~(15)NO_3]>AH[pH6.0(~(15)NH_4)_2SO_4]>NH[pH6.0Na~(15)NO_3];黄瓜幸风品种为:AH>AL>NH>NL。     

利用~(15)N研究玉米-大豆套作体系中氮素利用特征

【目的】明确不同氮水平下玉米-大豆套作系统中氮素利用特征。【方法】通过~(15)N标记试验,研究了2种氮水平和3种种植模式下作物氮素吸收、土壤氮素残留与损失及大豆生物固氮量的影响。【结果】套作系统内(IMS)玉米植株总氮吸收量和~(15)N吸收量显著高于玉米单作(MM);IMS内的大豆总氮吸收量低于大豆单作(MS),而IMS内大豆的~(15)N吸收量较MS显著增加,且IMS内大豆的固氮比例及固氮量较MS显著增加。IMS中玉米和大豆对~(15)NH_4~+总吸收量显著高于~(15)NO_3~-,且其土壤中的~(15)N残留量~(15)NH_4~+均低于~(15)NO_3~-,~(15)N主要残留于0~40 cm土壤中。此外,IMS的~(15)N回收率显著高于各单作,~(15)N损失率低于各单作处理,且IMS的~(15)N回收率~(15)NH_4~+显著高于~(15)NO_3~-,~(15)N残留率~(15)NO_3~-显著高于~(15)NH_4~+,而~(15)N损失率无显著差异。【结论】与相应的单作相比,玉米-大豆套作显著提高了~(15)N回收率、残留率,降低了~(15)N损失率,增强了大豆生物固氮作用,是一种资源高效、环境友好的可持续农业种植模式。     

铵硝营养对番茄幼苗根系中NR、GS活性及表达的影响

为探讨不同形态氮(N)素对番茄幼苗根系中N素代谢相关酶活性及其基因表达差异,揭示不同形态N素影响番茄幼苗吸收和同化NO_3~-、NH_4~+差异的机理,本文采用全根和分根两种培养方式,研究了番茄幼苗在不同形态N素处理下,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及NR基因(Le NR)、GS基因(Le GS)表达差异。结果表明,在全根培养下,当营养液中NO_3~-/NH_4~+为50/50处理下根系干重分别是NO_3~-/NH_4~+为100/0和75/25的50.00%和28.5 7%;在分根培养下,在N|A处理下,供单一NO_3~-和单一NH_4~+营养根系干重分别是N|N处理下的176.76%和133.28%。在全根培养下,随着营养液中NH_4~+比例的增加,根系中NR活性显著降低,GS活性呈先增加后降低的趋势,Le NR的表达量逐渐降低。在分根培养下,与N|N处理相比,局部根系供单一NH_4~+营养显著降低了自身根系中NR活性和Le NR表达量,显著提高了GS活性,但对另一侧(供NO_3~-)根系中Le NR的表达量没有影响。局部根系供NO_3~-、NH_4~+混合营养对自身根系中Le NR的表达量没有显著影响,但显著抑制了另一侧(供NO_3~-)根系中Le NR的表达量。在不同培养方式和不同形态N素处理下,Le GS表达量均没有显著性差异。由此可得,介质中NH_4~+营养降低了根系中NR活性和Le NR的表达量,提高了根系中GS活性但对Le GS表达量无显著影响。     

硝铵态氮不同配比对葡萄新梢生长和叶片光合特性的影响

【目的】研究硝态氮与铵态氮不同配比对赤霞珠葡萄新梢生长和叶片光合特性的影响,以期为葡萄园合理施用氮肥提供一定的理论依据。【方法】以欧亚种(Vitis vinifera)酿酒葡萄赤霞珠(Cabernet Sauvignon)为供试材料,采用盆栽试验,在根系施用不同配比的硝态氮和铵态氮(NO_3~--N/NH_4~+-N分别为100:0,75:25,50:50和0:100,供氮(N)总量保持一致,均为9.45g/株),分析硝铵态氮不同配比对葡萄新梢生长和叶片光合特性的影响。【结果】与NO_3~--N/NH_4~+-N分别为100:0,0:100处理相比,NO_3~--N/NH_4~+-N分别为75:25,50:50的处理总体上均明显提高了赤霞珠葡萄的新梢长度、节间长度、节间粗度和叶面积平均增长量,增加了叶片中叶绿素、游离氨基酸和可溶性蛋白质的含量。无论是在坐果期还是果实转色期,与NO_3~--N/NH_4~+-N分别为100:0和0:100处理相比,NO_3~--N/NH_4~+-N分别为75:25和50:50的处理使叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光合效率(Fv/Fm)、实际光合效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(qP)提高,非光化学淬灭(NPQ)降低。NO_3~--N/NH_4~+-N分别为75:25和50:50处理葡萄叶片的净光合速率(P_n)、胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)总体显著高于NO_3~--N/NH_4~+-N分别为100:0和0:100处理。【结论】NO_3~--N与NH_4~+-N配施能促进赤霞珠葡萄新梢和叶片的生长,提高葡萄叶片光合特性,其中NO_3~--N/NH_4~+-N为75:25处理的效果较优。     

酸性环境下作物幼苗对NO-3-N和NH+4-N的吸收特征

以水稻、小麦、玉米3种作物的不同品种为试验材料,采用溶液培养方法研究介质pH对幼苗根系铵态氮(NH_4~ - N)和硝态氮(NO_3~--N)吸收速率的影响。结果表明:植物幼苗根系对2种无机氮素的吸收速率受介质pH的影响大,影响程度与作物的种类、品种和苗龄有关。多数作物品种在pH 4.0条件下对NO_3~--N的吸收速率高于pH 6.0,而介质pH对NH_4~ -N吸收速率的影响与此相反。水稻幼苗对NO_3~--N的吸收速率随苗龄的增大而减慢,但对NH_4~ -N的吸收速率则逐渐加快。小麦和玉米对NO_3~--N和NH_4~ -N的吸收速率均随苗龄的增大而加快。     

苹果幼树碳素同化物运转特性研究——I.周年运转特性

在盐栽和池栽条件下,利用~(14)C研究了苹果幼树碳素同化物周年支转特性,试验结果表明;1.新梢各节位叶片~(14)C同化物输出年变化差異很大,在新梢旺长前期,下部叶输出率最高,其次是中部叶,而上部叶最低;至旺长期,下部叶输出达到高峰,中部叶输出急剧增加;停长期~(14)C同化物由向上运转为主转向几乎完全向下运转;停长后,中、下部叶~(14)C同化物输出逐漸下降,而下部叶下降更为严重。相反,上部叶输出率在全年中逐漸增加,到贮藏后期已接近中部叶,超过下部叶的水平;2.碳素同化物前期以主干贮备为主,后期转向以根系贮备为主;3.早春新梢生长所需贮藏营养主要来自根系和二年生枝。当新梢具15片叶时,贮藏营养的利用率达到高峰(15%),即达到营养转換期,贮藏营养在新梢的利用由下到上逐漸减少,以基部1～4片利用率最高。4.~(14)C同化物在不同根层中的分配春季上层根大于下层根,夏季下层根大于上层根,秋季上层根又大于下层根。     

离子选择电极连续测定森林土壤中NO3^—N和NH4^＋—N方法研究

本文提出用离子选择电极在同一份试液中连续测定NO_3~-—N和NH_4~+—N的新方法。并用该法分别测定人工合成样和大兴安岭森林土壤中NO_3~-—N、NH_4~+—N。分析结果相对误差NO_3~-—N7.0％、NH_4~+—N3.0％,变动系数(n=3)NO_3~-—N0.0％—18.0％、NH_4~+—N0.0％—6.0％,回收率NO_3~-—N102％—111％、NH_4~+—N97％—102％。实验结果表明,该法准确可靠,且具有土样处理简便,用样量少,分析速度快等优点。     

应用15N示踪技术研究硝酸磷肥的氮素效应

利用(15)~N示踪技术研究了硝酸磷肥的氮素效应,结果表明:①作基肥施用时,各种肥料对小麦的增产效果相同,但在小麦生长初期,不同肥料有不同的肥效,硝酸礴肥优于尿素重钙。②作物对肥料氮的吸收和利用取决于氮素形态,其顺序为:硝酸磷肥的 NO_2-N>磷铵态N>尿素态 N>硝酸磷肥的 NH_4-N。肥料氮的气态损失以硝态 N 损失最少,尿素态 N 次之,两年结果非常一致。     

五种浸提剂测定土壤有效态锰的比较

用五种浸提剂提取红壤、黄褐土、砂姜黑土和灰潮土的有效态Mn,结果表明:其提取能力为1N NH_4OAc+0.2%对苯二酚>0.05MH_2SO_4+0.05MHCl>DTPA>HOAc+NH_4OAc、Mg(NO_3)_2,以1N HOAc+NH_4OAc浸提的土壤有效态Mn与作物体内Mn~(2+)浓度、摄锰量的相关性最好,对4种性质不同的土壤均有良好的稳定性。     

应用15N示踪技术对北京春稻氮素效应的研究

本试验通过田间微区~(15)N 示踪试验研究了北京春稻的氮素效应,进一步探讨了不同的追氮时期和追氮量对水稻植株氮素营养的吸收利用和分配的影响。     

矮化中间砧红星苹果幼树碳素代谢研究 Ⅰ.碳素营养的积累、分配与贮存

秋季以~(14)C喂饲红星苹果幼树,矮化中间砧树地上部~(14)C同化物质相对量高于根系,高于乔砧树。休眼期仍高于根系,高于乔砧树,主要贮存于多年生枝和一年生枝,根内较少。新梢不同部位及叶片内其含量由下往上递减,显著高于乔砧树。一年生枝由上往下递减,养分积累期和休眼期高于乔砧树。矮化中间砧段对~(14)C同化物质的输送有滞阻作用,从而影响地上部和根系的生育、花芽的形成、产量和果实品质。     

离子选择电极直接连续测定No_3~--N和NH_4~+-N的研究——Ⅲ 植物分析

提出离子选择电极直接连续测定植物中的 NO_3~-—N 和 NH_4~+—N 的新方法。研究了此法的检测下限、线性范围和共存离子的干扰及消除方法;并成功地用一种提取液同时定量地提取了植物中的 NO_3~-—N 和 NH_4~+—N,分析测定了8种蔬菜和8种树叶中的含量。本法检测下限:NO_3~-:1.26×10~(-6)mol·L~(-1),NH_4~+:4.47×10~(-7)mol·L~(-1)。线性范围:NO_3~-:10~(-1)—10~(-6)mol·L~(-1),NH_4~+:10~(-1)—10~(-7)mol·L~(-1)。干扰离子主要有(?),Br,Cl~-,HCO_3~-,NO_2~-:和 Hg~(2+),Mg~(2+),引起干扰的最低浓度依次为:10~(-7),10~(-6),10~(-4),10~(-3),和10~(-5)mol·L~(-1)。当 Cl~-,NO_2~-,HCO_3~-,浓度等于10~(-3)mol·L~(-1)时,干扰顺序为:(?)>Br~->NO_2~->Cl~->HClO_3~-,而当 Cl~-,NO_2~-,HCO_3~-小于10~(-3)mol·L~(-1)时,则干扰顺序为:I~->Br~->Cl~->HCO_3~(-1)>NO_2~-。在本实验条件下,加入 Ag_2SO_4(1.0×10~(-3)mol·L~(-1)),可消除1000倍的 Cl~-,HCO_3~-,100倍的 NO_2~-,0.1倍 I~-,Br~-,对 NO_3~-的干扰,加入 EDTA(2.0×10~(-2)mol·L~(-1)),可消除10倍的 Mg~(2+),Hg~(2+)对 NH_4~+的干扰,并使阴离子干扰减弱。本法标准样分析结果相对误差 NO_3~-<2.2%,NH_4~+,-2.0%～2.2%;变动系数(n=4)NO_3~-:<1.7%NH_4~+:<1.7%;16种植物样分析结果平均回收率(n=2)NO_3~- 96.5%～103.5%,NH_4~+:96.0%～103.2%。     

夏季叶施15N-硫铵果梅对15N的吸收与运转

以田间 7a生细叶青梅 /毛桃为试材 ,研究了 7月初叶施15N - (NH4 ) 2 SO4 后 ,果梅吸收与运转15N的特性。结果表明 :至同年 9月中旬 ,各器官中NDFF顺序为 :叶 >当年生枝 >2、 3年生枝。至休眠期 ,花中NDFF远高于同期其它器官 ,居各器官之首。至来年 4月新梢旺长期 ,新梢和幼果中NDFF远高于同期多年生器官 ,其中新梢中NDFF为同期幼果的 2 2 6倍 ;比较处理枝和对照枝上新梢的含氮量 ,前者较后者高 14 3% ;此外 ,在此期相邻枝的新梢和幼果中也检测到了15N ,但浓度很低。以上结果表明 :夏季叶施15N后 ,在秋季叶片衰老脱落前 ,15N可由叶中回撤至树体内贮藏起来 ,且局部回流贮藏的氮素营养有局部利用的特点。夏季叶施氮肥可促进花芽分化和来春新生器官的建造 ,尤其是对新梢生长有显著的促进作用 ;但对多年生器官的加粗和根系的生长发育似乎无直接作用     

EUF析滤出的矿质氮源及其反映土壤供氮能力方面的效果

分别用EUF,KCl和水析滤浸取了肥力不同的12种土壤中的氮素,并研究了不同方法浸出的氮素与黑麦草吸氮量的关系。研究表明,EUF法析滤出来的NO_3~--N与KCl和水浸出的大致接近,并没有使土壤中易矿化的有机氮氧化成NO_3~--N而浸出;析滤出来的NH_4~+-N仍是土壤中的可代换铵,既没有担负固定铵释放的信息,也没有提供易矿化有机N分解的信息。不同方法浸取的NO_3~--N都与黑麦草吸氮量有密切关系,而获得的NH_4~+-N情况相反。用KCl浸取的NO_3~--N与黑麦草吸氮量的关系比EUF析滤出来的NO_3~--N更为密切,而浸取方法的简单方便又为EUF所不及。     

西瓜幼苗在硝酸钙胁迫下生长和生理指标的变化

采用营养液水培法,研究Ca(NO_3)_2胁迫下小型西瓜幼苗生长、膜脂过氧化和有机渗透调节物质的变化。结果表明,随Ca(NO_3)_2胁迫浓度的提高,幼苗株高、茎粗、叶片数、最大叶长、最大叶宽及地上部和根系的鲜质量、干质量均明显降低;叶片光合色素含量表现出"增加—降低"的规律,质膜透性与丙二醛、抗坏血酸、脯氨酸、可溶性糖含量则明显增加。说明硝酸钙胁迫扰乱了西瓜叶片光合色素代谢,造成膜脂过氧化,破坏了细胞膜结构,导致幼苗生长严重受抑,同时植株抗氧化能力和渗透调节能力增强,从而在一定程度上减轻了盐胁迫造成的伤害。     

河北平原城市近郊农田大气氮沉降特征

【目的】随着人类活动引起大气活性氮排放的增加,大气氮沉降亦迅速增加,进而影响各区域生态系统。明确河北平原城市近郊农田大气氮沉降的动态变化,可以为农田氮素资源综合管理提供科学依据,也为中国氮素沉降网络提供关键基础数据。【方法】在河北省保定市河北农业大学实验教学基地进行了为期6年(2006—2011年)的湿/混合沉降监测试验以及1年(2011年)的干沉降监测试验。湿/混合沉降通过雨量器自动采集降水;干沉降中气态NH_3、HNO_3和颗粒态铵离子和硝酸根(_pNH_4~+和pNO_3~-)样品通过主动采样DELTA(DEnuder for Long-Term Atmospheric Sampling)系统采集,气态NO_2样品通过被动扩散管采集。【结果】河北保定地区多雨季节为6—9月,占全年(2006-2011年)降雨量的88.6%、81.5%、89.3%、88.9%、74.5%和83.1%;大气氮湿/混合沉降浓度冬、春季较高,夏季最低,冬春两季NH+4~+-N、NO_3~--N、TIN和TDN浓度分别占全年的74.5%、72.6%、74.1%和71.3%;氮湿/混合沉降量亦存在明显的季节性变化,夏季最大,冬季最小;各形态氮湿/混合沉降浓度高低表现为:TDNTINNH+4~+-NNO_3~--N,且与降雨量呈极显著负相关;监测区6年间平均湿/混合沉降总量为32.8 kg N·hm~(-2),其中2008年大气氮湿/混合沉降量最大,达40.4 kg N·hm~(-2),2010年大气氮湿/混合沉降量最小,为28.9 kg N·hm~(-2);大气氮湿/混合沉降中TIN占TDN沉降量75%以上,其中NH+4~+-N是TIN的主要组成部分,占其总量的56.6%—69.7%,平均为64.4%;各形态氮(NH+4~+-N、NO_3~--N、TIN和TDN)湿/混合沉降量与月降雨量、月降雨频次呈极显著正相关;大气氮干沉降中各无机氮(NH_3、NO_2、HNO_3、pNH_4~+、pNO_3~-)浓度有明显的季节性变化特征,且各形态氮的月沉降量变化趋势与氮浓度一致;总体来看,气态氮NH_3、HNO_3、NO_2及颗粒态氮pNH_4~+、pNO_3~-的年沉降量分别达到10.1、7.60、4.39、6.47及3.81 kg N·hm~(-2)。【结论】监测区大气氮沉降量受周边地区工业与当地农田施氮量共同影响,且由干湿沉降共同决定。该地区大气氮沉降量较高,2006—2011年大气湿/混合沉降总量在28.9 kg N·hm~(-2)(2010年)—40.4 kg N·hm~(-2)(2008年)之间,平均为32.8 kg N·hm~(-2);干沉降无机氮总量(2011年)为32.3 kg N·hm~(-2);干湿沉降无机氮总量(2011年)为58.6 kg N·hm~(-2)。     

祁连山东段高寒草甸常见植物稳定性同位素特征

【目的】为完善高寒植物稳定性同位素数据库,并为研究植物与环境相互关系奠定基础.【方法】研究采集高寒草甸样地内的各种植物,测定每种植物地上部分和地下部分的稳定性同位素δ~(13)C和δ~(15)N,按照科和生活型分析其稳定性同位素分布特征.【结果】1)研究区共有植物24种,分属21个属,13个科,全部为C3植物;2)植物地上部分δ~(13)C含量,杨柳科最低,百合科最高,二者之间差异显著(P0.05).植物地下部分δ~(13)C含量,蓼科最高,龙胆科最低(P0.05).植物地上部分的δ~(15)N含量,百合科最低,木贼科最高,二者之间差异显著(P0.05),植物地下部分的δ~(15)N含量,杨柳科最低,木贼科最高,二者之间差异显著(P0.05);3)就地上部分而言,地上芽植物δ~(13)C最低,高位芽植物δ~(13)C最高,二者之间差异显著(P0.05);地面芽植物δ~(15)N最高,高位芽植物δ~(15)N最低,但差异不显著(P0.05).就植物地下部分而言,地上芽植物的δ~(13)C最高,一年生植物的δ~(13)C最低(P0.05),高位芽植物δ~(15)N最低(P0.05),一年生植物δ~(15)N最高(P0.05).【结论】植物稳定性同位素与物种本身、生长器官和环境条件均有关系.     

黄瓜幼苗根系生长对氮素用量及氮形态的响应

为明确黄瓜幼苗根系生长与不同氮素用量及氮形态间的关系,采用盆钵培养的方法,以硝酸铵磷为供试肥料(NO_3~--N∶NH_4~+-N为0.9∶1.0),研究不同氮素用量及氮素形态对黄瓜幼苗根系生长的影响。结果表明:不施氮肥的黄瓜幼苗根长高于各施氮处理,施用氮肥植株根系的生长受到抑制,氮素用量100mg·株~(-1)的情况下,根系生长受到的抑制更为明显;施用氮肥主要降低了根系直径在1.0~1.3mm和2.3~2.6mm范围内的根长比例。黄瓜幼苗的根长与播种前和移栽期基质无机氮的含量与形态显著相关。播种前基质NO_3~--N含量为382mg·kg~(-1)、NH_4~+-N含量为373mg·kg~(-1)、无机氮总量840mg·kg~(-1)时,根长最小;移栽期,幼苗根长随基质NO_3~--N含量的增加逐渐降低,基质NH_4~+-N含量为88mg·kg~(-1)、无机氮总量为455mg·kg~(-1)时,对根长的抑制作用最大。播前基质NO_3~--N/NH_4~+-N的比值为10.7时,根长最大;移栽期NO_3~--N/NH_4~+-N为3.8时,则显著抑制根系生长。     

高氮水平下不同温度对γ-氨基丁酸诱导油菜叶片无机氮代谢的影响

以油菜‘五月慢’为试材,在高氮栽培条件下,研究外源添加2.5mmol/Lγ-氨基丁酸(GABA)在不同温度处理下对油菜叶片无机氮代谢的影响。结果表明:与对照处理相比,高氮处理增加了油菜叶片中NO_3~--N含量,而外源添加2.5mmol/L GABA处理在12d后NO_3~--N含量均显著低于高氮处理;GABA处理对油菜叶片NO_3~--N含量的降低效果受温度影响较为明显,其中20℃处理降幅最大,其次为15℃处理和25℃,而30℃+N+G处理效果最差。在处理12d时,与高氮处理相比,20℃+N+G、15℃+N+G和25℃+N+G处理的油菜叶片NR、NiR、GAD活性和NH_4~+-N、游离氨基酸含量显著增加,而NO_3~--N和NO_2~--N的含量显著降低;30℃+N+G处理的叶片NO_3~--N和NO_2~--N的含量虽然显著低于高氮处理,但NiR、GAD活性和游离氨基酸含量也显著低于高氮处理。结果证明外源GABA降低油菜叶片硝酸盐含量与环境温度密切相关,其中20℃效果最明显,原因可能与根系对GABA吸收速率及无机氮代谢关键酶活性提高有关。     

亚热带小流域浅层地下水不同形态氮含量的时空变异特征

为了定量研究流域尺度上氮素(N)形态的时空变异特征,以湖南省长沙县亚热带湘江源头小流域(134.4 km~2)为研究对象,2011年(1—12月)定位观测了小流域菜地、茶园、旱地、林地、两季稻田和一季稻田6种土地利用类型下浅层地下水总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)浓度的动态变化,运用空间分析技术分析了各观测指标的时空变异特征。结果表明:研究区浅层地下水NH_4~+-N、NO_3~--N和TN均具有强烈的空间自相关性(块金系数分别为0.76%、8.50%、4.41%),结构变异占主导地位,变程分别为540、580、570 m。小流域浅层地下水TN、NH_4~+-N和NO_3~--N月均浓度变化趋势不尽相同,TN和NO_3~--N月均浓度的动态变化相对比较平缓,而NH_4~+-N的变幅较大,TN和NH_4~+-N的峰值出现在2011年7月,NO_3~--N无明显高峰;TN、NO_3~--N和NH_4~+-N的平均浓度分别为2.97、1.12 mg N·L~(-1)和1.32 mg N·L~(-1)。研究区浅层地下水N的浓度分布特征与土地利用类型关系密切,茶园、稻田为浅层地下水N分布高浓度区,且茶园地下水N浓度最高,林地为N分布低浓度区。