不同生态型拟南芥耐铵毒害差异的生理机制

【目的】 利用拟南芥生态型群体研究拟南芥耐铵毒害的生理机制,为挖掘耐铵基因提供生理基础及理论指导。 【方法】 共收集了95份生态型拟南芥材料,采用水培实验方法,将拟南芥幼苗移栽后在正常培养液(2 mmol/L NO₃–-N处理)中培养8天,然后转移至含有1 mmol/L (NH₄)₂SO₄的营养液(2 mmol/L NH₄+-N处理)中培养8天,收获后,测定植株全氮量、地上部游离铵含量,以及谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性;培养3天后取样,采用RT-PCR技术分析根部主要的铵态氮转运蛋白基因AMT1;1和AMT1;2的表达水平;拟南芥幼苗移栽后在正常培养液中培养8天,转移至丰度为5%的1 mmol/L (15NH₄)₂SO₄中培养,分别处理3 h、6 h和24 h取样,用于同位素分析。 【结果】 2 mmol/L铵态氮处理下拟南芥群体地上部的生长被显著抑制,并且大量游离铵离子累积于地上部,铵态氮下拟南芥群体体内铵含量是对照硝态氮下的1.5倍以上,其中Si-0生态型在铵态氮下铵含量为19.17 μmol/g, FW,是对照的20倍。在硝态氮培养条件下,内源铵的含量与拟南芥地上部生长呈显著负相关,铵态氮培养条件下,地上部生长与铵含量同样呈较高的负相关性,因此内源铵含量少的生态型拟南芥在铵态氮下亦耐铵,所以本研究以拟南芥群体组织内铵含量为主因子,筛选出耐铵拟南芥生态型Or-1、Ta-0,HSM和铵敏感拟南芥生态型Rak-2、Lpv-18、Hi-0,结果表明铵敏感生态型在硝态氮下铵含量是耐铵生态型的1.7倍至10倍。耐铵拟南芥生态型铵转运蛋白基因AMT1;1和AMT1;2的表达水平较铵敏感拟南芥高,植株全氮和地上部15N标记试验结果表明,耐铵拟南芥铵态氮吸收速率高于敏感型。并且耐铵拟南芥生态型在两种氮形态下其谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性均显著高于铵敏感生态型,在硝态氮培养条件下GS活性是铵敏感生态型的1.1～1.8倍,在铵态氮培养条件下是1.2～1.6倍,说明耐铵拟南芥生态型的铵同化能力强于敏感型。 【结论】 耐铵生态型拟南芥是通过更高的谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性将大量的游离铵同化以减少植株体内游离铵含量,从而减轻植株铵毒害;而不是通过减少铵态氮的吸收。      

氮饥饿水稻利用不同形态氮素的差异及其生理机制

通过水培试验，研究了氮饥饿7d后，恢复供应不同形态氮源对水稻氮吸收和积累及氮同化中关键酶活性和光合色素的影响。结果表明，缺氮促进根系生长，增加根冠比。恢复供氮4d显著增加地上部生物量。铵硝混合营养促进了水稻对氮的吸收和转运，叶片和根系中全氮及叶片中铵态氮的含量以硝酸铵处理最高。与单一铵或硝营养相比，铵硝混合营养增强了根系的谷氨酰胺合成酶和叶片中硝酸还原酶的活性，提高了水稻同化和利用氮的能力。另外，与纯硝营养相比，供应铵态氮显著增加了叶片中总叶绿素，尤其是叶绿素a的含量。因此，改善水肥管理、平衡对水稻供氮的铵硝配比将提高水稻氮素的吸收和利用效率。     

植物吸收铵态氮的分子生物学基础

植物对铵离子的吸收和铵离子在细胞间的转运是铵转运蛋白介导的需能主动运输过程。植物铵转运蛋白位于细胞膜上,含有101～1个跨膜域,分子量约为48.kD。研究表明,植物体内的铵转运蛋白由小基因家族成员编码,在表达特性上不同成员具有时空特异性。植物体内铵转运蛋白在功能、生化特性和转录调节水平上存在差异。在不同氮素水平下,铵转运蛋白基因通过转录和翻译调控,对于保持植株的适宜氮素供应以及氮胁迫条件下维持植物细胞中氮素的内稳态具有重要作用。     

不同铵硝配比对蔬菜和烟草产量及品质影响的整合分析

氮素是作物所必需的大量营养元素,其形态的不同显著影响作物的吸收与生理代谢过程,从而对作物产量和品质产生影响。蔬菜和烟草是典型的喜硝作物,但诸多研究发现适当补充一定的铵态氮有助于作物产量和品质的提升,而目前缺乏大样本的广泛验证,导致此尚未形成定论。共搜集了2000—2022年间发表的77个不同铵硝配比对蔬菜和烟草作物生长影响的实证研究,利用整合分析方法,评估了不同铵硝配比对不同作物产量、品质及光合特性等指标的综合影响,以期为该类型作物群体合理的营养调控提供科学支撑。结果表明,蔬菜和烟草更偏好于硝态氮,但与纯硝态氮供应相比,适当增加一定比例的铵态氮可以显著提高作物生物量,并以铵态氮占比小于50%为佳,在此铵硝配比下叶菜和茄果作物生物量可分别增加11.3%和8.4%,当铵态氮比例增大到50%以上或纯铵供应时,蔬菜作物的生物量会下降或无显著提质作用;叶菜类中的可溶性蛋白含量在以铵主导(>50∶50)时显著增加42.2%,而茄果类则在硝主导(<50∶50)时增加22.7%;叶菜中维生素C含量仅当供铵比例≤50%时增加效果显著。烟草在供应均衡的铵硝(50∶50)时,其产量与生理指标均能达到最佳水平,相比纯硝处理,生物量可增加22.1%。此外,发现铵硝均衡配比(50∶50)时,蔬菜和烟草中的叶绿素含量均达到最高值。以上发现有效证实了在蔬菜和烟草生产中,适宜的铵硝配比对作物增产和提质有极大的促进作用,但要保证铵态氮的添加比例不宜超过总氮的50%,以免减产和品质下降。本研究为提高蔬菜和烟草作物的氮素营养管理提供了科学支撑。     

氮素形态对茶树根系释放质子的影响

为探讨茶树根系酸化土壤的机制,利用水培实验和自动电位滴定方法研究了恒定pH条件下铵态氮、硝态氮及其混合液对茶树根系释放质子的影响.结果表明,在氮供应量相同情况下,纯铵态氮处理茶树根系释放质子的量最多,其次为铵/硝比为1∶1处理,在纯硝态氮处理中,茶树根系释放羟基.随着铵初始浓度的增加,茶树根系释放质子数量增加,且茶树根系的质子释放量与其对铵态氮的吸收量呈显著正相关.在pH4.5至5.5范围内,茶树根系在初始pH5.0时质子释放量最大,其次是初始pH5.5的处理,在pH4.5时茶树根系的质子释放量最少.用硝酸铵培养验证了茶树的喜铵特性,发现随着培养时间的延长,茶树对铵态氮和硝态氮的吸收量均增加,且质子释放量也有相同趋势,但在整个培养期内茶树对铵态氮的吸收量均高于对硝态氮的吸收量.因此,茶树对铵态氮的偏好吸收导致其根系释放质子,从而引起根际土壤酸化.     

铵硝比和磷素营养对菠菜生长、氮素吸收和相关酶活性的影响

通过水培试验研究了不同铵硝比的氮素营养和磷素营养对菠菜生长、氮素吸收及硝酸还原酶活性（NRA）和谷氨酰胺合成酶活性（GSA）的影响。结果表明：在供磷水平相同时，菠菜的生物量随着铵硝比的降低而降低，但铵硝比为25：75与0：100两个处理之间没有显著差异；在铵硝比相同时，随着营养液中磷含量的增加，菠菜的生物量随之增加。菠菜茎叶中硝酸盐的含量随着铵硝比和磷水平的降低而升高。不同铵硝比处理，菠菜含氮量没有明显差异，随着磷水平的提高，菠菜植株含氮量有升高的趋势，但各处理之间差异不显著；受到生物量显著差异的影响，菠菜植株中氮素累积量随着铵硝比的降低和磷素水平的增加而增加。在铵硝混合营养条件下，缺磷会显著抑制菠菜对铵态氮和硝态氮的吸收，且磷索缺乏对菠菜吸收硝态氮的抑制作用要大于对铵态氮吸收的抑制作用。铵硝比相同时，随着营养液中磷索供应量的增加，菠菜茎叶中NRA显著增加；但是营养液中铵硝比较高时，会显著抑制菠菜茎叶中NRA，而铵硝比较低时，则有利于提高菠菜的NRA。缺磷会严重抑制GSA；在磷素水平相同时，随着营养液中铵比例的增加，菠菜茎叶中GSA显著增加。为此，在一些硝酸盐含量较高的土壤上栽培蔬菜时，可以采取增施适量磷肥的方法，以降低叶菜的硝酸盐含量。     

不同形态氮肥与结实期水分胁迫对水稻氮素利用及产量的影响

以杂交籼稻"冈优527"和常规粳稻"农垦57"为材料,设置硫酸铵(铵硝配比100∶0)、硝酸铵(铵硝配比50∶50)、硝酸钠(铵硝配比0∶100)3种形态氮肥及结实期4种水分胁迫处理[土壤水势(ψsoil)分别为0 kPa、25 kPa、50 kPa、75 kPa,持续处理14 d],研究其对水稻氮素吸收利用及产量的影响。结果表明:结实期土壤水势在25 kPa时,铵硝比50∶50处理较铵硝比100∶0处理的水稻籽粒产量增加显著,铵态氮比例≥50%时,适当增加硝态氮比例可缓解土壤水分严重不足对产量形成的不利影响。当土壤水势在0~25 kPa范围内适当增加硝态氮肥比例,有利于促进稻株氮素累积,尽管与纯铵态氮处理间未达到显著水平,但与纯硝态氮处理间差异均达到显著水平。土壤水势≤50 kPa时,增加硝态氮产量优势减弱,相反增加铵态氮肥的比例更有利于产量形成。增加铵态氮有利于分蘖盛期前稻株对氮的吸收,但在保证一定铵态氮比例下,适当增加硝态氮有利于加快中、后期对氮素的吸收速度和氮素累积量,为结实期氮素向籽粒转运及提高氮素利用效率提供保证。适度水分胁迫能促进结实期水稻对氮素的吸收,促进结实期干物质累积,提高各器官中营养物质向籽粒运转,进而有利于收获指数的提高。杂交籼稻"冈优527"和常规粳稻"农垦57"对不同形态氮肥与结实期水分胁迫下氮素利用及产量的响应趋势基本一致。     

盐胁迫下氮素形态对油菜和水稻幼苗离子运输和分布的影响

【目的】土壤盐碱化是制约农作物产量的主要因素之一,盐胁迫影响养分运输和分布,造成植物营养失衡,导致作物发育迟缓,植株矮小,严重威胁着我国的粮食生产。在必需营养元素中,氮素是需求量最大的元素,NO-3和NH+4是植物吸收氮素的两种离子形态。植物对盐胁迫的响应受到不同形态氮素的调控,研究不同形态氮素营养下植物的耐盐机制对提高植物耐盐性及产量具有重要的意义。【方法】本文以喜硝植物油菜(Brassica napus L.)和喜铵植物水稻(Oryza sativa L.)为试验材料,采用室内营养液培养方法,研究了NO-3和NH+4对Na Cl胁迫下油菜及水稻苗期生长状况、对Na+运输和积累的影响,以对照与盐胁迫植株生物量之差与Na+积累量之差的比值,评估Na+对植株的伤害程度。【结果】1)在非盐胁迫条件下,硝态氮营养显著促进油菜和水稻根系的生长;盐胁迫条件下,油菜和水稻生物量均显著受到抑制,Na Cl对供应铵态氮营养植株的抑制更为显著。2)盐胁迫条件下,两种供氮形态下,油菜和水稻植株Na+含量均显著增加,硝态氮营养油菜叶柄Na+显著高于铵态氮营养,叶柄Na+含量/叶片Na+含量大于铵营养油菜,硝态氮营养水稻根系Na+含量显著低于铵营养,地上部则相反。3)铵营养油菜和水稻Na+伤害度显著高于硝营养植株。4)盐胁迫条件下,硝态氮营养油菜地上部和水稻根系K+含量均显著高于铵态氮营养。5)盐胁迫条件下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株。【结论】与铵营养相比,硝营养油菜和水稻具有更好的耐盐性。硝态氮处理油菜叶柄Na+显著高于铵态氮处理,能够截留Na+向叶片运输。同时,供应硝态氮营养更有利于油菜和水稻吸收K+,有助于维持植物体内离子平衡。盐胁迫下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株,表明硝态氮营养油菜和水稻木质部-韧皮部对离子有较好的调控能力,是其耐盐性高于铵营养的原因之一。     

根系高效铵吸收系统是玉米获取氮素的重要补充机制

【目的】本研究旨在通过对植株根系铵吸收特征研究,揭示旱地玉米的氮素营养特征,研究结果为玉米补充氮素营养提供了一定的理论依据。 【方法】以玉米高产品种“郑单 958”为供试材料,采用水培试验模拟了玉米植株生长中的氮素营养环境,研究了玉米幼苗生长对不同氮素形态的反应;采用非损伤微测技术 (NMT),重点研究了不同供氮状况下玉米根系对 NH₄+ 的吸收特征,并与其吸收硝态氮的规律进行了比较;利用实时定量 PCR 技术,初步揭示了玉米根系中的铵吸收蛋白 (AMT) 基因对铵的响应特征。 【结果】单一供应铵态氮条件下,玉米地上部鲜重、全株干重及根系含氮量与纯硝态氮条件下相近,表明铵态氮也可作为玉米的有效氮源。非损伤微测研究结果表明,玉米幼苗根系铵吸收过程呈典型的高亲和吸收特征 (表观 Km 值约为 60 μmol/L),推测这一过程是由高亲和的转运体蛋白介导。氮饥饿预处理使根系的铵吸收速率 Vmax 和 Km 值分别降低了约 3 倍和 1 倍。这一现象与水稻等作物不同,暗示玉米的铵吸收过程可能不存在反馈抑制现象。另外,介质中硝态氮的存在对根系的铵吸收具有显著抑制作用 (抑制效果 > 20%);在供试微摩尔浓度范围内,根系对 NO₃– (100 μmol/L) 的吸收速率显著低于对相同浓度 NH₄+ 的吸收。进一步对主要在玉米根系中表达的铵吸收蛋白基因 ZmAMT1;1a 和 ZmAMT1;3 的定量 PCR 分析表明,上述基因在维持供铵状态下的表达量较缺氮处理均有显著提高,与铵吸收测定结果相符。 【结论】玉米根系中保留着高效铵吸收系统,在低硝态氮浓度下,该系统对铵态氮的高效吸收可作为其获取足够氮源的一个重要的机制。高硝态氮则抑制玉米根系对铵态氮的吸收,以避免氮素吸收利用系统在功能上的冗余。     

不同氮素形态对茅苍术光合特性和光合氮素利用效率的影响

研究不同氮素形态对茅苍术光合特性和氮素吸收的影响,为其栽培氮肥高效利用提供理论依据。以一年生茅苍术为材料,研究不施氮肥、施用硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对茅苍术叶片光响应曲线和光合氮素利用效率的影响。结果表明,施用氮肥可不同程度改善叶片光合特性,其中硝态氮处理的叶绿素含量、表观光量子效率、最大净光合速率,光饱和点、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均最高,但其光补偿点和胞间二氧化碳浓度显著低于铵态氮和酰胺态氮处理。同时,硝态氮处理能显著增大叶面积、降低比叶重,促进植株生长,使得其整株生物量比铵态氮和酰胺态氮处理提高6.89%和17.05%。此外,硝态氮处理还增加叶片氮素含量,提高光合氮素利用效率,分别比铵态氮和酰胺态氮处理提高2.43%和6.76%。可见,茅苍术光合特性对硝态氮更敏感,施用硝态氮肥能改善光能特性,促进氮素高效利用。     

叶面追施硝态氮肥抑制菠萝营养生长效应

采用叶面淋施的盆栽试验方法,以我国菠萝主栽品种-巴厘为试材,研究不同形态氮素对盆栽菠萝营养生长和菠萝叶片黄化的影响,为菠萝氮肥合理施用提供参考。试验结果表明,叶面淋施硝态氮处理的菠萝根、茎叶生物量显著低于叶面淋施铵态氮、酰胺态氮,黄叶数显著高于叶面淋施铵态氮、酰胺态氮。与铵态氮相比,硝态氮处理的菠萝总叶数、根数目、根重、茎叶重分别减少18.7%、26.5%、49.7%、43.5%,黄叶数增加192.7%。叶面淋施硝态氮抑制菠萝营养生长主要机理是硝态氮提高了土壤p H值,减少了铁吸收,降低菠萝叶片中全铁、活性铁、叶绿素含量(与铵态氮相比,分别减少25.9%、66.9%、23.2%)。     

接种丛枝菌根真菌对小麦根内氮转运蛋白基因表达的影响

通过盆栽试验,研究了在低氮(不施氮)和高氮(施氮0.2 g·kg~(-1))水平下接种不同种类丛枝菌根(AM)真菌[Funneliformis mosseae(BGC-NM03D)、Claroideoglomus etunicatum(BGC-NM01B)和Rhizophagus intraradices(BJ09)]对小麦生长、氮吸收及根内4个硝态氮转运蛋白(NRT)基因、1个辅助蛋白(NAR)基因和2个铵态氮转运蛋白(AMT)基因表达的影响。结果表明,3种AM真菌均能够侵染小麦根系,以R.intraradices菌根的侵染率最高;接种R.intraradices或C.etunicatum能够显著提高小麦的生物量或地上部氮吸收量;无论是高氮还是低氮处理,接种AM真菌后均显著下调了小麦根内NRT、NAR和AMT基因的表达水平,且不同AM真菌调控小麦根内氮转运蛋白基因表达的能力具有明显差异。     

几种蔬菜对硝态氮、铵态氮的相对吸收能力

采用溶液培养方法探讨了莴笋、菠菜、小白菜和大青菜 4种蔬菜作物对硝、铵态氮的相对吸收能力以及这两种氮源对它们生长发育的影响。结果表明 ,单独供给NO3-N ,4种作物均生长发育良好 ;供给NO3--N +NH4+-N(NO3-∶NH4+=1∶1) ,生长量均有所下降 ,而单独供给NH4+-N时 ,生长量则大幅度下降。莴笋单独供给NO3--N时 ,其吸氮量显著高于供给NO3--N +NH4+-N的处理 ,大青菜、菠菜供给NO3--N +NH4+-N与单独供给NO3--N相比吸氮量大体相当 ;小白菜同时供应NO3--N +NH4+N时吸氮量最高 ,供给NO3--N时次之 ,供给NH4+-N时显著降低。供给NH4+-N时 4种作物吸氮量均比其它氮源显著降低。 4种作物对NO3--N与NH4+-N的吸收具有明显的偏向性。供给等氮量铵、硝态氮 (NO3--N +NH4+-N处理 )时 ,菠菜、小白菜吸收的NO3-N显著多于NH4+-N ,表现出喜硝性 ,莴笋则与此相反 ,表现出喜铵性 ;而大青菜对两种形态氮素的吸收量相差不多 ,表现出兼性吸收的特点。但上述偏向性具有阶段特点 ,即喜硝作物可能在某一阶段表现出喜铵性状     

不同氮素添加对不同土地利用方式黑土氮素转化特征的影响

以吉林省典型黑土区的玉米、果树、森林、水稻和菜地土壤为研究对象,采用室内培养法研究氮素在不同土地利用方式黑土中的形态转化特征。结果表明:施加氮肥使不同土地利用方式黑土的铵态氮和硝态氮含量均有不同程度的提高,其中铵态氮含量差异不显著,硝态氮含量差异显著。对于施加尿素的处理而言,S2(129.82 mg/kg)和C2(138.01 mg/kg)硝态氮含量显著高于G2(111.89 mg/kg)和D2(105.35 mg/kg),且Y2(126.92 mg/kg)显著高于D2。对于施加磷酸二铵的处理而言,各土壤硝态氮含量由大到小的顺序为C3(160.23 mg/kg)>Y3(150.00 mg/kg)>S3(140.12 mg/kg)>G3(133.45 mg/kg)>D3(126.70 mg/kg),且C3和Y3显著高于G3和D3。土壤净矿化速率和净硝化速率分别与土壤C/N,土壤微生物量碳、土壤微生物量氮呈显著负相关。整个培养期间,Y、G、C和D土壤平均NMR由大到小的顺序均为处理2>处理3>CK处理,S土壤平均NMR由大到小的顺序为处理3>处理2>CK处理。Y、G和D土壤平均NR由大到小的顺序均为处理2>处理3>CK处理,S和C土壤平均NR由大到小的顺序为处理3>处理2>CK处理。土壤理化性质对黑土氮素转化特征有重要影响。     

苏南稻田4种冬绿肥养分特性及对翻压前土壤无机氮的影响

为充分利用苏南冬闲稻田发展适宜绿肥作物种植,在大田试验条件下,研究了毛叶苕子（Vicia villosa Roth）、 光叶苕子（Vicia villosa var.）、 紫云英（Astragalus sinicus L.）和肥田萝卜（Raphanus sativus L.）4种绿肥作物的生长、 营养特性,比较分析了绿肥作物翻压前不同处理间耕层土壤无机氮含量与构成的差异。结果表明,在绿肥作物翻压期,4种绿肥作物均达到较高生物量和养分累积量,鲜重、 干重分别为24.8 30.7 t/hm2和3.6 4.2 t/hm2,不同绿肥作物间无显著差异。 4种绿肥作物的吸氮量为69.8 136.4 kg/hm2,毛叶苕子最高,肥田萝卜最低。吸磷量为7.1~11.3 kg/hm2,肥田萝卜最高,紫云英最低。吸钾量为117.6~151.3 kg/hm2,毛叶苕子最高,光叶苕子最低。与对照冬闲相比,种植绿肥作物不同程度地降低了耕层土壤无机氮含量（平均降低38.9 kg/hm2）,其中硝态氮含量下降明显,铵态氮含量均较对照土壤有增加趋势（平均提高6.5 kg/hm2）,毛叶苕子和光叶苕子处理铵态氮含量增加显著。4种绿肥作物均适合苏南冬闲稻田种植,能潜在降低无机氮的损失风险和为后季水稻作物生长提供养分。     

改性尿素硝酸铵溶液调控氮素挥发和淋溶的研究

为了提高肥料的利用率,以尿素硝酸铵溶液为原料、聚氨酸为保护剂,复合抑制剂NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)和DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)为材料,开发出改性尿素硝酸铵溶液(YUL1和YUL2),研究其对华北平原夏玉米追肥过程中的氨挥发和淋溶损失的调控效果。田间试验设置6个处理:不施氮肥(CK)、农民习惯追施尿素(CN)、优化追施尿素(CNU)、优化追施尿素硝酸铵溶液(UAN)、优化追施改性尿素硝酸铵溶液(YUL1)和优化追施改性尿素硝酸铵溶液(YUL2)。采用扫描电镜和能谱仪分析相关指标变化,在夏玉米喇叭口期追施氮肥后15d内进行田间原位连续动态观测氨挥发和土壤铵态氮和硝态氮变化,并在玉米成熟期测定产量,计算经济效益。结果表明,改性尿素硝酸铵溶液清澈无杂质,流延后成膜表面光滑、致密,抑制剂在膜表面分布均匀;能谱测试膜层表面磷硫含量增高,证明复合抑制剂与尿素硝酸铵溶液达到有效融合。在同等优化施氮量下:与CNU相比, YUL1氨挥发总量显著降低19.3%, YUL2增加9.6%;与UAN相比, YUL1、YUL2分别显著降低57.3%和42.0%。与其他施氮处理相比, YUL1和YUL2夏玉米季生长中后期0～20 cm土层依然保持相对较高的氮素含量水平,夏玉米收获后土壤硝态氮含量分别比CNU高46.0%和43.4%,比UAN高45.6%和44.7%;180～200cm土层硝态氮含量显著低于其他处理。在保证产量和净收益的同时,改性尿素硝酸铵肥料显著降低了氮素的氨挥发和淋溶损失浓度,尿酶抑制剂含量相对较高的YUL1抑制氨挥发的效果更好,硝化抑制剂含量相对高的YUL2硝态氮向下淋失的风险更小。     

豆科绿肥对渭北旱塬土壤养分及生态化学计量学特征影响

渭北旱塬是我国重要的农业生态区,但土壤贫瘠、水土流失严重,亟需培肥土壤、改善生态环境。为探究渭北旱塬地区夏闲期种植并翻压豆科绿肥后土壤养分及其生态化学计量学特征的变化规律,采用田间定位试验,分别设置了3种豆科绿肥(绿豆、大豆和长武怀豆)和4个施氮水平,连续6年种植并翻压绿肥后,分析了土壤中养分含量,采用生态化学计量学方法计算了不同条件下的生态化学计量比值。结果表明:与对照(休闲)处理相比,长期种植并翻压豆科绿肥能显著提高土壤有机碳、全氮和碱解氮等养分指标含量,3种养分分别提高了4.47%~15.35%、5.21%~6.25%和11.00%~14.35%,且均以怀豆处理提升效果最佳。翻压绿肥短期内(2周后),土壤全氮含量的提升幅度大于有机碳和碱解氮。怀豆处理的有机碳、全氮、碱解氮、全磷和有效磷含量在短期和长期内均显著升高,培肥效果最为明显。翻压绿肥后,短期内土壤C∶N降低,但从长期效应来看,翻压绿肥提高了土壤C∶N,有利于土壤有机质的积累,能有效改善土壤养分平衡状态。土壤C∶P和N∶P与土壤C、N含量变化关系较为密切。夏闲期长期种植并翻压绿肥明显改善了土壤碳、氮养分状况,是渭北旱塬地区土壤培肥的有效措施。