水氮用量组合对冻融期土壤相变区硝态氮迁移与累积的影响

为了研究冻融期水氮用量对土壤硝态氮迁移及累积的影响,设置了两个灌水量(375、750 m~3·hm~(-2))、三个施肥水平(100、300 kg·hm~(-2)和500 kg·hm~(-2))组成6种水氮组合,进行田间冬灌试验。结果表明,水氮处理显著增加了相变区(0~60 cm)土壤硝态氮水平,各处理下硝态氮累积量差异显著。未冻期和冻结期0~60 cm土壤硝态氮累积量随水、氮量的增加而增加,消融期硝态氮累积量随肥量的增加而增加。冻结前、后期土壤剖面聚氮区(特指硝态氮)由0~30 cm逐渐下移至30~60 cm。硝态氮向相变区的迁移量随水氮量的增加而呈增加态势,在N500下迁移趋势更明显。封冻前0~30 cm土壤硝态氮的相对累积量随灌水量增加而降低,30~60 cm土层则增加。冻结期,随施氮量的增加,0~30 cm土层硝态氮相对累积量增加,30~60 cm土层则降低。消融期0~30 cm土层硝态氮相对累积量随施氮量的增加而增加,随灌水量的增加而减少,而30~60 cm土层则呈现相反规律。     

不同种植方式和施肥对旱地春玉米土壤硝态氮残留的影响

覆膜种植技术已在旱作农区大面积推广,为了探明覆膜种植模式下科学合理的施肥水平,尽量减少土壤氮素残留与淋溶,采用田间定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O) 3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施肥(CK) 3种施肥水平,测定了春玉米各生育时期的土壤硝态氮含量,分析了不同处理的土壤硝态氮残留量、分布以及动态变化。结果表明:土壤中硝态氮残留累积量随着氮肥用量的增加而增加,0～200 cm土壤中硝态氮残留量最高可达428.3 kg·hm~(-2),OPT和FP处理的硝态氮平均累积量分别是CK的7.6和4.4倍;覆膜种植可以减少氮素残留,以全膜双垄沟播尤为明显;裸地平作下长期施氮容易出现硝态氮的残留,其主要残留在60～140 cm土层中,100 cm土层附近最高。两种覆膜种植方式下,随着玉米生育期的推进,0～200 cm土壤硝态氮含量逐渐降低,收获时土壤硝态氮残留量保持在较低水平,而在裸地平作下施氮后硝态氮含量始终维持在较高水平,收获期残留量高。因此,在OPT施肥水平下,配合全膜双垄沟播可以提高氮素利用效率,减少土壤硝态氮下层淋溶,降低因高施氮导致的土壤硝态氮累积。     

不同肥料类型对土壤硝态氮时空变异的影响

采用土柱法研究不同肥料类型对土壤硝态氮时空分布动态的影响.结果表明,在不同肥料类型处理下,各土层中硝态氮含量出现峰值约在灌浆盛期,低谷在扬花期.在不同土层中,0～20 cm土层中硝态氮含量最高,并随土壤剖面深度的加深而下降.配施肥料处理中0～20 cm土层的硝态氮含量各生育时期均最高,20～40 cm除灌浆盛期和成熟期外也以配施处理最高,40～120 cm土层中硝态氮含量在处理间无明显规律.土壤硝态氮主要累积在0～40 cm土层中,深层土壤中含量较少.尿素处理下,0～20 cm和20～40 cm土层中硝态氮含量分别占全生育期1.2 m土层总含量的5.6%和24.9%;有机肥处理下,分别占23.8%和24.8%;配施处理下,分别占8.2%和20.2%.1.2 m土体中的硝态氮含量在小麦生长旺盛期降低,生育后期升高.三种肥料类型处理,1.2 m深处硝态氮含量最高值为3.441 mg/kg,最低值为0.944 mg/kg,基本不存在由于淋失造成地下水污染的可能性.综合考虑小麦产量、品质与生态环境效益,三种肥料类型以尿素与有机肥配施为最佳.     

秸秆覆盖条件下不同施氮水平冬小麦氮素吸收及土壤硝态氮残留

通过田间定位试验研究秸秆覆盖条件下施氮量对小麦氮素吸收利用及土壤硝态氮残留的影响.试验包括覆盖(不覆盖和秸秆覆盖4500 kg/hm2)和施氮量(0,75,150,225和300 kg N/hm2)两个因素,共10个处理,重复3次.3年结果表明:秸秆覆盖对冬小麦吸氮量没有显著影响,但在偏旱年份,秸秆覆盖有利于提高氮肥利用效率.与不覆盖类似,秸秆覆盖冬小麦吸氮量在3年间呈持续增加趋势.不论秸秆覆盖还是不覆盖,施氮量小于等于150 kg/hm2时,对土壤硝态氮残留量均没有显著影响;施氮量高于150 kg/hm2时,土壤残留硝态氮量则显著增加,0～200 cm剖面出现明显的累积峰,秸秆覆盖土壤残留硝态氮累积峰较不覆盖处理深40 cm左右.     

玉米膜孔灌农田土壤水氮分布特性

通过大田玉米灌水试验,研究了畦灌和膜孔灌条件下农田土壤水氮运移特性。结果表明:在相同灌水定额条件下,膜孔灌土壤剖面含水率比畦灌土壤剖面含水率变化均匀,0~30 cm土层灌水后1天和灌水后5天膜孔灌土壤含水率比畦灌土壤含水率高19.2%和18.3%;在相同灌水定额条件下,土壤铵态氮含量受土壤水分运动的影响较小,主要分布在30 cm以上土壤层,膜孔灌条件下土壤铵态氮含量随时间分布比畦灌均匀,其含量最大值为41.6 mg/kg,同畦灌相比铵态氮含量增加了4.3%;硝态氮含量受灌水方式的影响较大,在相同灌水定额条件下,10~50 cm各土层硝态氮含量膜孔灌比畦灌分别增加了41.3%、96.3%、55.3%、50.7%和46.5%,膜孔灌土壤硝态氮含量随时间和垂直土壤剖面分布均匀,其硝态氮含量主要集中在0~50 cm土层,有利于作物对氮素的吸收,提高氮素利用率。     

旱地(土娄)土长期定位施肥土壤剖面硝态氮分布与累积研究

通过12a大田长期定位试验研究了在自然降水条件、冬小麦—大豆轮作(或休闲)种植制度下,0～400cm土娄土剖面硝态氮分布与积累的特点。结果表明,长期单施氮肥,氮的表观利用率特别低,仅0.51%,氮肥配施钾、磷肥,氮的表观利用率为25%～35%,氮磷钾平衡施肥及配施有机肥,氮的表观利用率达到50%;施N肥方式显著影响土壤硝态氮积累和淋移,旱地土娄土长期单施化学氮肥或氮钾、氮磷、氮磷钾肥使土壤NO-3-N大量积累和淋移;氮磷钾与有机肥的配合施用能有效地缓解土壤对硝态氮的积累,提高氮肥利用率。     

灌水量及减氮模式对冬小麦产量及水氮利用的影响

为探究关中平原冬小麦合理的减氮模式及相应的灌水量,以灌水量为主处理、减氮模式为副处理开展冬小麦田间裂区试验,灌水量设90 mm和150 mm,参照本地习惯施氮(尿素CO,施氮量210 kg·hm~(-2))设置减氮模式,施氮量为150 kg·hm~(-2),有3种施氮类型:尿素+硝化抑制剂(DMPP)、控释氮肥和尿素掺施(PCU)和控释复合肥(SF),另以不施氮肥(N0)为对照,对小麦产量、水分和氮肥利用效率及土壤硝态氮残留状况进行分析。结果表明:灌水量和减氮模式两因素及其交互作用对冬小麦有效穗数、千粒重、籽粒产量、土壤硝态氮残留量及水分和氮肥利用效率均有显著影响;灌水量对冬小麦产量的影响随减氮模式而变,与灌水90 mm相比, PCU150和DMPP150处理在灌水量150 mm时产量降低,SF150和N0处理产量有所增大;灌水90 mm时,减氮模式PCU150和DMPP150较习惯施氮CO210减少施氮28.6%,籽粒产量和有效穗数显著增加,分别增产17.4%和11.6%,水分利用效率提高17.5%和13.5%,氮肥利用效率增加64.3%和58.4%, 0～200 cm土层硝态氮残留量减少57.8%和45.6%。关中平原在冬小麦全生育期灌水90 mm,采用尿素加硝化抑制剂基施、树脂包膜尿素基施60%+尿素拔节期追施40%两种减氮模式,冬小麦可维持较高产量和水肥利用效率。     

半干旱半湿润农田生态系统不可忽视的土壤氮库-土壤剖面中累积的硝态氮

为了有效利用氮肥，减少残留NO3^--N在土壤剖面中的累积，在位于半干旱半湿润地区的陕西岐山、杨凌、澄城和甘肃的定西，我们连续几年对不同试验处理条件下土壤剖面中残留NO3^--N的累积强度及其影响因子进行了系统研究。研究结果表明，在半干旱半湿润农田生态系统石灰性土壤剖面中累积着大量的残留NO3^--N。在所有测定土壤剖面中，NH4^4-N含量和累积量不仅在不同土层中差异不大，而且在不同生态系统和管理条件土壤剖面中的差异也不大，其含量变化在1～3μgN／g之间，累积量相当于14～42kg／hm^2，平均28kg／hm^2，显著小于残留NO3^--N。残留NO3^--N累积量平均占总矿质氮(NO3^--N NH4^ -N)累积量的75％以上，是土壤剖面中可浸取态矿质氮的主体。在岐山测定的129个土壤剖面中，O～100cm土层残留NO2^--N累积量小于50kg／hm^2的有26个，占20％，大干70kg／hm^2的有86个，占66．7％，大于100kg／hm^2的有47个，占36％，大干140kg／hm^2的有13个，占10％，每季作物吸氮量大约是70kg／hm^2，说明在目前施肥和生产水平下，有66．7％田块O～100cm土层中的残留NO3^--N最少与1季作物吸氮量相当；在杨凌、澄城、定西等地大部分试验小区(与当地一般施肥水平相当的小区)，甚至有些不施氮肥对照小区土壤剖面中残留的．NO3^--N与1季作物的吸氮量也基本一致。这些结果充分说明，在半干旱农田生态系统石灰性土壤剖面中残留累积的NO3^--N是不可忽视的有效氮库。因此，在估计土壤供氮水平和确定施氮量，或者在制定这一地区土壤供氮指标测定方法时，必须要充分考虑在一定土层土壤剖面中的残留NO3^--N。土壤剖面中的残留NO3^--N通过对流(Convection)和扩散(Diffusion)等途径，逐渐向深层移动，脱离根区。在杨陵灌溉试验站和蔬菜试验站的测定结果表明，O～1000cm土层累积的NO3^--N分别高达1295．6kg／hm^2和710．4kg／hm^2，O～600cm土层累积的NO3^--N分别为。706．1kg／hm2和435．1kg／hm^2。在200cm土层以下累积着大量NO3^--N。在以上观测的2个剖面中，200～400cm、400～600cm、600～800cm和800～1000cm各土层累积的NO3^--N数量显著大干0～200cm土层，说明在上层(特别是在耕层)以各种途径增加的NO3^--N，通过长期淋溶，完全有可能脱离根区，淋溶到1000cm以下土层。在不同试验区进行的所有试验结果均表明，与不施氮对照小区相比，施氮小区在作物收获时，土壤剖面中残留．NO3^--N累积量呈增加趋势，并随施氮量增加，残留累积量增加。在杨凌和澄城进行的长期定位试验表明，连续施用氮肥，特别是高量氮肥田块，土壤剖面中残留NO3^--N与不施氮对照之间的差异很大：在杨凌长达25a的长期定位试验中，NP处理O～120cm土层残留NO3^--N累积量(163．4kg／hm。)比不施肥对照(51．8kg／hm^2)增加111．6kg／hm^2，如果在施NP的基础上休闲，残留NO3^--N增加效果更加突出，比对照增加156．5kg／hm^2；试验还发现，在施NP的基础上，配施玉米秸秆，一定程度上能够降低残留NO3^--N累积量，并随秸秆用量增加，残留NO3^--N累积量下降；在澄城，连续4季作物施用氮肥后，从2个灌水处理平均结果看，与不施氮对照相比，在每季作物施氮量低(＜75kg／hm^2)时，不会发生NO3^--N残留累积，而当施氮量高于112．5kg／hm^2时，在O～120cm土层中残留NO3^--N累积量显著增加。在杨凌进行的2次大田试验表明，无论是在降雨丰富年份，还是在干旱年份，休闲都能够显著增加土壤剖面中NO3^--N的累积量，并且不管在任何采样时期，休闲小区100～120cm土层的NO3^--N含量均比复种玉米小区高，复种玉米能够减少残留NO3^--N在土壤剖面中的累积。由于地膜覆盖改变了土壤水热状况和生物性质，因而也必然影响土壤氮素转化过程，从而影响NO3^--N在土壤剖面中的累积。在定西进行的2a试验结果表明，如果在春小麦播种后全生育期覆膜，能够显著增加收获时土壤剖面中残留NO3^--N的累积：1999年，不施氮时，增加9.4kg／hm^2，施氮后，增加88．9kg／hm^2；2000年，不施氮时，增加17．9kg／hm^2，施氮后，增加39．9kg／hm^2；定西试验还表明作物生育前期覆膜，后期揭膜，有利于减少残留NO3^--N在土壤剖面中的累积。在作物生长后期，地膜覆盖处理耕层土壤水分条件较好，温度较高，有利于土壤有机氮的矿化。而在这一时期，小麦对NO3^--N的吸收能力减弱，需要量减小，因而在土壤剖面中易产生残留NO3^--N的大量累积。小麦收获后，值降水较多期，累积的NNO3^--N非常容易通过淋溶和反硝化损失，从这一角度考虑，在春小麦栽培中，不宜提倡全生育期地膜覆盖。     

栽培模式、施氮量对旱作春玉米农田矿质氮和产量的影响

研究了旱地不同栽培模式(全膜双垄沟和传统种植模式)和施氮量(0、170、200、230 kg·hm~(-2))对春玉米生长期间矿质氮和产量的影响。结果表明:不同处理条件下,硝态氮主要分布在0~40 cm土层,施氮量越高土壤中硝态氮的含量也就越高,随土层深度增加硝态氮含量降低;不同栽培模式对土壤中硝态氮的分布有明显影响,全膜双垄沟模式有助于玉米植株高效吸收利用土壤中的氮素,施氮量为0、170、200、230 kg·hm~(-2)处理的吸氮量分别提高了89.3%、51.1%、66.6%和102.8%,所有处理的吸氮量平均提高77.4%,从而减少土壤硝态氮的残留,而传统种植模式的玉米植株利用土壤氮素效率低,易造成硝态氮残留在土壤中,当遇到强降雨时硝态氮的淋洗现象严重,将硝态氮迁至作物无法吸收利用的土壤深度,造成资源浪费;而铵态氮在土壤中不易迁移,施氮量、栽培模式及玉米不同生育时期对铵态氮在土壤剖面中的分布几乎没有影响;玉米的植株吸氮量与玉米产量成正比,施氮处理植株吸氮量与产量显著高于不施氮处理,但是不同施氮处理间的差异不显著。全膜双垄沟模式下春玉米的最佳施氮量为200 kg·hm~(-2),而传统种植模式下的最佳施氮量为170 kg·hm~(-2),且在干旱地区宜采用全膜双垄沟栽培模式种植春玉米。     

不同灌水量对阿拉尔垦区棉田土壤硝态氮淋失量的影响

以阿拉尔垦区棉田为试验地点,在棉花全生育期分别设8 100、6 600、5 100、3 600 m3/hm2 4个灌水水平,5次灌水,测定棉田0～100 cm土壤NO3--N含量变化和灌水后105 cm处渗漏液NO3--N浓度.结果表明,灌水对硝态氮淋失有明显的影响,在4～9月整个种植周期内,土壤浅层硝态氮浓度都呈下降趋势,深层硝态氮浓度缓慢上升;灌水量越大,深层土壤硝态氮浓度越高.在种植期间渗漏水硝态氮浓度变化趋势为:NO3--N基本上呈现低-高-低的变化趋势,且变化幅度较大;NO3--N淋失量为2.18～21.23 kg/hm2,与灌水量呈对数相关.     

Dendrobiumorchids contain an inducer ofAgrobacteriumvirulence genes

SuccessfulAgrobacterium-mediated transformation of monocots such as orchids hinges on the induction of virulence(vir)genes in the bacterium, an event that is required for the activation of the T-DNA processing and transfer pathway. In dicots, several plant phenolic compounds, for example acetosyringone, coumaryl alcohol and sinapyl alcohol, are knownvirgene inducers, but in monocots their presence and characteristics are not well established. We report herein the presence and identification of coniferyl alcohol as thevirgene inducer in the monocotDendrobium.At an early stage of development as protocorm-like bodies (PLBs), this orchid contains an aryl β-glycoside, similar to coniferin, whose aglycone moiety is coniferyl alcohol. Coniferyl alcohol is elaborated in high amounts from PLBs and its production or stability is enhanced almost six-fold higher when the PLBs were exposed to light than when maintained in the dark. PLBs produced 11-fold more inducer than leaves. These studies show for the first time that orchids, i.e.Dendrobium,exude coniferyl alcohol as avirgene inducer.     

Identification and in planta detection of Pseudomonas syringae pv. tomato using PCR amplification of hrpZPst

A rapid detection method based on PCR amplification of Pseudomonas syringae pv. tomato chromosomal sequences was developed. Primer design was based on the P. syringae DC3000 hrpZ_Pst gene, which maps on a pathogenicity-associated operon of the hrp/hrc pathogenicity island.A 532 bp product corresponding to an internal fragment of hrpZ_Pst was amplified from 50 isolates of P. syringae pv. tomato belonging to a geographically representative collection. The amplification product was also obtained from three coronatine-deficient strains of P. syringae pv. tomato.On the other hand, PCR did not produce any such products from 100 pathogenic and symbiotic bacterial strains of the genera Pseudomonas, Xanthomonas, Erwinia, and Rhizobium and 75 unidentified bacterial saprophytes isolated from tomato plants. The method was tested using leaf and fruit spots from naturally-infected tomato plants and asymptomatic nursery plants and artificially contaminated tomato seeds. The results confirmed the high specificity observed using pure cultures.     

Plant amphipathic proteins delay the hypersensitive response caused by harpinPssandPseudomonas syringaepv.syringae

Harpin_Pssfrom the plant pathogenPseudomonas syringaepv.syringaeis a proteinaceous elicitor that induces a hypersensitive response (HR) in non-host plants. The plant products which recognize harpin_Pssin the triggering of the HR are not yet known. According to the elicitor-receptor model, we hypothesize that an exogenous cell membrane receptor infiltrated into the intercellular space will interfere with the interaction between harpin_Pssand the putative receptor. We demonstrate a plant amphipathic protein (AP1) which can postpone the HR induced by harpin_Pssas well asP. syringaepv.syringae.AP1 was extracted by solubilizing proteins from healthy leaves in the non-polar n-octanol buffer followed by a polar Tris buffer. The amphipathic extracts were then further separated by gel filtration and anion exchange chromatography to obtain highly purified AP1. Similar proteins can be extracted from cotton, tomato, and sweet pepper. The N-terminal amino acid sequence of AP1 is conserved among cotton, tomato, and sweet pepper. The postponement of the harpin_Pss-mediated HR was characterized as a competitive dosage-dependent pattern of AP1. An analysis of the bacterial population development indicates that the effect of AP1 on the postponement of bacteria-mediated HR was attributed to the suppression of bacterial growth during the early stages of the HR. The time course analysis of the infiltration indicates that the postponement of HR resulted from the co-interaction between AP1 and the bacteria. Based on these results, we suggest that the postponement of bacteria-mediated HR is due to the interference of the interaction between harpin_Pssand the putative receptor in the plant. Our research provides a new approach to elucidating the role that plants may play in the nonhost response caused by pathogens.     

Movement of fluometuron, simazine, 36Cl− and 144Ce3+ in soil under field conditions: qualitative aspects

The distributions of two herbicides and two radioactive ions in field plots at two sites were determined at periods up to 187 days following surface applications in the spring. The results demonstrated the variability characteristic of field situations. At one site some fluometuron moved a short distance down the profile but after 187 days most remained above 6 cm whereas at the other site there was essentially no movement below 3 cm. At both sites simazine was almost entirely confined to the top 3 cm. The adsorption characteristics of the two compounds are similar so the greater mobility of fluometuron is probably a consequence of its greater solubility, Measurements of ³⁶Cl^? indicated a significant movement of water through the 30 cm depth studied. ¹⁴⁴Ce³⁺ used as a tracer of soil particles was of similar mobility to simazine. In general the movement of chloride and the two herbicides can be interpreted in terms of the concept of mobile and immobile fractions of soil water in which a proportion of the mobile water does not reach equilibrium with solutes in the bulk of the soil. Soil structural effects may therefore be more important than adsorption in controlling the movement of solutes and redistribution in association with soil particles can be significant. A parallel laboratory experiment showed that the results from a standard leaching column procedure did not necessarily indicate field performance.     

Antagonismusin vitro vonBacillus spp. gegenüberRhizoctonia solani undPythium spp.

Es konnten 132Bacillus-Stämme isoliert und gegenüber7 Rhizoctonia-solani- und 6Pythium-Stämmen auf Antagonismusin vitro untersucht werden. Die gefundenen Antagonisten hemmten die Pilzisolate unterschiedlich stark, so daß Gemische von Antagonisten für die Praxis zu empfehlen sind.There were 132Bacillus-strains isolated and tested for antagonism against 7 strains ofRhizoctonia solani and 6 strains ofPythium spp. The isolated antagonists didn't show a uniform effect against the tested strains ofRhizoctonia solani andPythium spp. For an application in practice it will be better to use a mixture of antagonists.

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Mit 4 Abbildungen und einer Tabelle