堆肥过程中氮素转化及保氮措施研究进展

堆肥过程中氮素损失既降低堆肥质量,又污染环境。为了深入研究堆肥过程中的氮素转化及合理的堆肥保氮措施,笔者归纳总结了堆肥中氮素的氨化作用、氨同化作用、硝化作用、反硝化作用以及形成鸟粪石沉淀等过程,分析了与氮素损失密切相关的堆体的C/N比、pH值、温度、通风与氧气供应等因素,指出可通过调节C/N比、接种微生物菌剂、添加吸附剂和化学物质、控制通风等措施控制氮素损失。今后有必要从基于堆料碳氮组成形态的C/N比、氮素转化的微生物学机理以及适合规模化堆肥生产的保氮技术等方面进一步开展研究。     

增苗减氮对稻田氮素流失及利用效率的影响

研究旨在探讨增苗减氮的栽培方式对水稻的氮素流失及吸收利用的影响,为水稻氮磷流失防控奠定基础。采用小区试验研究了不同增苗减氮处理对地表径流氮素流失、水稻氮素吸收量和利用效率、土壤氮素平衡的影响。结果表明,随着施氮量的减少和秧苗数的增加总氮流失量显著降低,插秧前流失量占全生育期60%以上,总氮流失量最高为常规处理(T2)达到11.80 kg/hm²,T3~T6处理比T2降低13.42%~53.52%。与T2处理相比,T3~T6处理氮肥农学效率提高2.86%~28.99%,偏生产力提高3.40%~24.98%。随着施氮量的降低和秧苗数的增加氮素盈余量降低,T2~T6处理氮素盈余量分别为20.55 kg/hm²、15.23 kg/hm²、16.10 kg/hm²、6.33 kg/hm²和-10.62 kg/hm²。该试验表明适度的增加秧苗密度、减少氮肥投入能够减少氮素流失,提升氮素利用效率,保障土壤氮素平衡。     

施氮对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累的影响

为了进一步研究施用氮肥对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累的影响,寻求夏玉米合理施氮量,以‘郑单958’为试材进行大田试验,研究施氮量对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累变化的影响。结果表明,施氮量在0~260 kg/hm2范围内,夏玉米产量随其增加显著提高,当施氮量高于260 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素的利用率随施氮量的增加也逐渐降低。在玉米整个生育时期土壤硝态氮含量呈现先下降而后缓慢上升的趋势,随着施氮量增加,各土层硝态氮含量而提高。适量施氮可促进玉米对氮素的吸收利用,进而提高玉米产量,但过量施氮导致硝态氮在土壤中大量积累,增大了污染环境风险。在超高产栽培条件下,从玉米产量、氮素利用率和土壤硝态氮积累情况综合考虑,夏玉米合理施氮量应控制在195~260 kg/hm2范围之内。     

不同施氮水平下两种品质类型小麦植株氮素形态的变化特征

籽粒氮素获取能力对提高小麦产量和品质非常重要。选用小麦品种豫麦47(高籽粒蛋白含量,15.5%)和豫麦50(籽粒蛋白含量12.4%),研究了不同施氮水平下小麦植株不同器官营养性N素（AN）、功能性N素（FN）和结构性N素（SN）的变化及其基因型差异。结果表明,花后籽粒从营养器官获取氮素的能力以及利用营养器官氮素形成产量的能力,高蛋白品种豫麦47均显著高于低蛋白品种豫麦50。施氮水平对3类N素含量的影响小于品种效应,且3类N素的品种间差异在花后显著大于花前。在叶片和茎秆中,豫麦50的AN含量从拔节至灌浆期持续下降,而豫麦47持续升高;籽粒中,豫麦50的AN含量花后表现下降（由1.98~2.35 mg g^–1下降到1.38~1.70 mg g^–1）,而豫麦47先降（由5.51~5.70 mg g^–1陡降至花后17 d时的1.15~1.38 mg g^–1）后升（由1.15~1.38 mg g^–1缓慢上升至成熟时的1.29~3.29 mg g^–1）。FN含量,两品种间在叶片和茎秆中的差异不显著。SN含量,在叶片和茎秆中两品种不同生育阶段变化趋势基本相同,均先升后降,以开花期最高,但豫麦47比豫麦50花后表现大幅度的显著下降;在籽粒中,两品种均呈现一定的下降趋势。但豫麦47开花时SN含量（3.70%~4.28%）极显著高于豫麦50（1.38%~1.74%）,因此,其花后下降幅度也极显著大于豫麦50,3个施氮水平下成熟期比开花期豫麦47分别下降49%、49%和49%,而豫麦50仅下降7%、23%和21%。说明豫麦47籽粒比豫麦50具有较强的从营养器官获取氮素的能力,其开花时籽粒具有较高的SN含量,胚及胚乳细胞分裂对AN的需求较大,为籽粒从营养器官获取较多氮素提供了较大的“源动力”。SN合成决定着氮素的流动方向,是驱使氮素流动的重要因素;叶片和茎秆SN的分解物是花后转运氮素的主要来源。     

氮肥运筹对大豆氮素利用特性的影响

在平衡施肥的基础上,设置三种氮肥运筹模式：N1: 1次性基施;N2: 1/2 N基施+1/2 N中耕培土结合追肥(开花初期）;N3: 1/2 N基施+1/4 N中耕培土结合追肥(开花初期)+ 1/4 N根外追施尿素(结荚鼓粒期)。探讨氮肥运筹对大豆生育期内干物质积累、产量和氮肥效益的影响。研究表明,从始花期至鼓粒期干物质积累速率最快,占总量的40%以上,平衡施氮量不同运筹模式上,N3的累积速率最大,其次为N1、N2处理。氮肥运筹模式显著提高大豆产量,其大小为：N3＞N2＞N1。氮肥运筹对氮肥利用率有一定影响,其中N3更有利于提高氮肥利用率;从氮肥偏生产力方面看,每千克氮肥对大豆产量贡献大小为：N3﹥N2﹥N1,进一步表明,氮肥运筹是提高大豆产量和氮肥高效利用的关键之一。     

施氮量对抚仙湖流域烟田氮磷流失及氮素利用的影响

为探究抚仙湖流域植烟区烤烟适宜施氮量,减少烟田径流氮磷流失,通过田间试验研究了不同施氮(N)水平(N0：0 kg/hm²、N60：60 kg/hm²、N75：75 kg/hm²、N90：90 kg/hm²、N105：105 kg/hm²)对植烟区农田地表径流氮磷流失、烤烟(Nicotiana tabacum)氮素吸收利用和经济性状的影响。结果表明：（1）随着氮肥施用量增加,地表径流总氮(TN)和总磷(TP)浓度及其流失量逐渐升高;（2）与常规施氮处理(N105)相比,N60、N75、N90处理径流TN和TP平均浓度分别降低18.6%、14.7%、9.15%和12.3%、7.66%、5.25%,TN和TP流失总量分别降低19.2%、18.1%、9.81%和14.4%、10.1%、6.78%;（3）烟株氮累积量随施氮量的增加而增加,氮肥利用率呈先上升后下降趋势,以处理N75的氮肥利用率最高,为27.00%;氮肥偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降(P<0.05);（4）烤烟产量随施氮量提高而增加,施氮处理较N0处理增产3.02%~13.90%,上等烟、上中等烟比例、产值和均价,随施氮量增加呈先上升后下降趋势,以施氮量75 kg/hm²的效果最佳。综合考虑烤烟经济性状及环境效益,N75处理既可提高烤烟经济性状,又能有效降低植烟区氮磷流失风险。     

不同氮肥施用量对胶东卫矛氮代谢生理影响的研究

分析氮对胶东卫矛氮代谢生理的影响规律,明确氮肥施用后的相关酶活性变化机理,为其育苗中科学施用氮肥提供理论依据。试验在田间条件下,设置氮肥施用量分别为0 g/株(J1,CK)、9 g/株(J2)、18 g/株(J3)、27 g/株(J4)4个处理,3次重复。结果表明：5—9月J3谷草转氨酶活性分别比J1提高了64.84%、70.77%、58.52%、47.33%、57.20%,J4与J3之间无显著差异;6—9月J3谷丙转氨酶活性分别比J2提高了18.00%、30.79%、16.47%、16.83%,差异显著;谷胺酰胺合成酶活性7、9月J3显著高于J2,5—6月J2、J3、J4之间无显著差异,J2显著高于对照;5—9月J3硝酸还原酶活性分别比J2提高了20.47%、31.66%、27.32%、23.50%、34.90%,差异显著,J3与J4之间无显著差异;5—7月J3硝态氮含量分别比对照提高了73.76%、53.90%、85.95%,差异显著,8—9月J2、J3、J4之间无显著差异;6—8月,J3可溶性蛋白含量分别比J2提高了15.90%、20.09%、9.04%,差异显著。综合分析认为,J3处理可以显著提高胶东卫矛氮代谢相关酶活性,提高植株叶片内硝态氮含量和可溶性蛋白含量,效果优于J2、J4处理。     

施氮量对不同氮效率水稻花后干物质和氮积累与转运的影响

选用3个氮利用效率(NUE)和3个氮收获指数(NHI)显著不同的水稻基因型,在土培盆栽试验下,研究了施氮量(0kgN?ha-1、180kgN?ha-1和360kgN?ha-1)对水稻花后植株干物质和氮积累与转运的影响及与氮营养效率的关系。结果表明,施氮降低了水稻NUE和NHI,NUE和NHI差异分别以低氮和高氮为最大。施氮提高了水稻干物质和氮总积累量、花后积累量及转运量。不同NHI水稻花后干物质和氮转运率及转运贡献率随施氮量增加而增加,不同NUE水稻则降低。不同NUE水稻花前干物质积累和花后转运量差异最大,不同NHI水稻花后干物质积累和转运差异量最大。不同NUE水稻花后氮积累量差异最大,不同NHI水稻花后氮积累和转运差异最大。相关分析表明,水稻NUE与干物质积累总量、花后氮积累量、氮转运率和转运氮贡献率密切相关;而NHI与花后干物质转运量和转运氮贡献率的关系最大。因此,同一施氮量下,增加水稻干物质积累总量、降低花后氮积累量和促进花后氮高效转运是提高NUE的重要措施,提高花后干物质转运量和转运氮贡献率则有利于提高NHI。     

氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响研究进展

氮沉降增加是全球气候变化的重要情景之一,已经对全球氮素循环产生了严重的影响,可能会显著改变生态系统的健康和服务。北方森林,作为地球上仅次于热带森林的第二大生物群区,占全球森林面积的30%,其土壤分系统在调节森林生态系统氮循环和应对全球气候变化中起着重要作用。氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响已被广泛关注,并成为全球变化科学领域的热点问题。同时,土壤氮收支作为土壤物质交换和能量转换的主要环节,对氮沉降的响应复杂而多变。因此,为深入了解大气氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响,笔者综述了国内外近年来的相关研究成果,分别从土壤氮输入(生物固氮和凋落物分解)、氮固存(微生物固存和外生菌根固存)、氮输出(矿化作用、硝化作用、反硝化作用以及淋溶)以及土壤总氮库的变化趋势等方面分析了土壤氮收支对大气氮沉降的响应,可为科学评估氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响提供参考数据。     

应用土壤无机氮测试进行棉花氮肥推荐研究

在南疆滴灌条件下进行氮肥大田试验,对应用土壤无机氮测试进行棉花氮素营养诊断及氮肥推荐进行了研究。结果表明,滴灌随水追肥技术有明显的增产节肥作用。在取得皮棉2728.8 kg.hm-2时,需施氮229.5 kg.hm-2。考虑土壤供氮能力,通过测定各生育期不同层次土壤供氮量,发现其与产量有很好的相关性,确定了相应的供氮量临界值。0~40 cm土壤供氮量对棉花产量有很大的贡献,40 cm以上层次的土壤无机氮可以表征土壤供氮能力。以0~20 cm土壤无机氮为氮素诊断指标,由土壤无机氮推荐施肥表,估算出了棉花各生育期应采用的氮肥追施用量。     

减量施氮对玉米-大豆套作系统土壤氮素氨化、硝化及固氮作用的影响

土壤氮素氨化、硝化及固氮作用是影响作物氮素吸收及氮肥损失的主要因素, 为揭示氮肥减量下玉米-大豆套作系统的土壤氮素转化特性及排放规律, 利用大田定位试验研究了3种模式(玉米单作MM、大豆单作MS、玉米-大豆套作IMS)和3种施氮水平(不施氮NN: 0; 减量施氮RN: 180 kg hm ^-2; 常量施氮CN: 240 kg hm ^-2)对土壤硝化作用、氨化作用、固氮作用及氨挥发、N₂O排放、NO₃ ^--N累积的影响。结果表明, IMS较相应单作提高了土壤硝化和氨化作用, IMS的氨挥发损失率和N₂O损失率较MM降低21.6%和29.7%; IMS下玉米土壤的NO₃ ^--N积累量显著高于MM, 而大豆土壤的NO₃ ^--N积累量显著低于MS。各施氮处理间, RN较CN降低了玉米土壤的氨化与硝化作用, 增加了大豆土壤的硝化和固氮作用。IMS下RN的玉米、大豆全生育期固氮作用较CN增加29.7%和32.0%, 年均氨挥发总量和N₂O排放量较CN降低37.2%和41.0%。玉米-大豆套作系统在减量施氮下通过提高土壤氮素氨化、硝化与固氮作用, 减少氮素排放损失, 增强耕层土壤NO₃ ^--N积累, 为作物氮素吸收提供了充足氮源。     

施氮对不同氮效率玉米籽粒灌浆的影响

不同的玉米品种在吸收利用氮效率方面存在着显著差异,因此确定不同品种玉米的氮效率很有必要。玉米施氮后的生长效果可以在籽粒灌浆期表现出来。很多学者在对于相同的施氮条件下不同玉米品种间的灌浆特性差异方面做出了不少研究,然而对于不同施氮条件下的灌浆特性差异却鲜有报道。本试验通过观察玉米灌浆动态,旨在确定不同玉米品种氮效率差异的基础上,比较品种间的灌浆特性差异。试验于2013年5月1日—10月7日进行,在大田条件下,以‘屯玉99’、‘潞玉19’、‘先玉335’为材料,对不同供氮水平N0、N1、N2（施纯氮量分别为0、140、210 kg/hm²）下春玉米顶部、中下部籽粒的灌浆动态进行研究。结果表明,‘屯玉99’籽粒鲜重、干重表现为N2＞N1＞N0,‘潞玉19’表现为N1＞N2＞N0,‘先玉335’表现为施氮(N1、N2)＞无氮(N0),其中N1、N2间差别不大。N1条件下的‘潞玉19’发育优势最为显著,其次是N2条件下的‘屯玉99’,N1、N2条件下的‘先玉335’优势最不明显。施氮对顶部籽粒发育的促进作用明显高于中下部籽粒。     

施氮量对超级双季早稻产量及氮肥吸收利用的影响

为探讨施氮量对超级双季早稻产量及氮肥吸收利用的影响,以超级杂交早稻‘新丰优22’和‘金优458’为材料,设置6个施氮水平,研究不同施氮量对超级双季早稻产量和氮肥吸收利用的影响。结果表明：施氮处理水稻产量显著高于不施氮处理,‘新丰优22’最高的N4比N0提高了120.86%,‘金优458’N4比N0提高了145.34%,在0~195 kg/hm2范围内,籽粒产量随施氮量的增加而增加,当氮肥施用量达到195 kg/hm2时产量最高,而后有所下降;在低氮水平下,增加氮肥施用量有利于提高单位面积水稻有效穗数、稻谷和稻草的氮吸收量;成熟期籽粒含氮量随施氮量的增加有明显增加的趋势;氮肥农学效率和氮肥偏生产力均随施氮量的增加而降低,‘金优458’氮肥农学效率是N1>N2>N3>N4>N5,‘新丰优22’为N1>N4>N2>N3>N5。     

The Effect of Nitrogen and Phosphorus Fertilization on the Nitrogen Absorption by Sunflowers

Little is known about the effect of fertilization on the N uptake of sunflowers. A 4² factorial trial with 0, 60, 120 and 180 kg N ha⁻¹ and 0, 15, 30 and 45 kg P ha⁻¹ was conducted over three years. The N content and concentration of leaves, stems and capitula were determined at three growth stages. High N levels increased the N content and concentration of all plant parts at all growth stages sharply. High P levels increased the N content of all plant components through better growth. P has an inconsistent effect on N concentration but tended to decrease it. After flowering the crop assimilated 20 to 25 % of the total N. This implies that N applied can still be applied and utilized by the crop at a late stage. This should be substantiated by further research.     

施氮量和栽插密度对晚稻产量与氮肥利用率的影响

氮肥施用量过高和栽插密度越来越小,严重制约着水稻的高产和氮肥利用率的提高。为探明氮肥施用量和栽插密度对晚稻产量的影响及互作效应,以‘天优华占’为试验材料,设置5个不同氮肥施用量与3个栽插密度15个处理的大田小区试验,分析氮肥用量和栽培密度的互作对水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明：不同施氮量处理间晚稻产量的差异呈显著水平,晚稻施氮量为200 kg/hm²时,其籽粒产量高于其他处理,且差异显著;不同栽插密度处理间的产量有差异,随着栽插密度的增加,产量有所增加。有效穗数对晚稻产量的影响最大,每穗粒数次之,千粒重和结实率最小。本试验条件下,晚稻高产最佳组合为施氮量200 kg/hm²与密度30万穴/hm²;氮肥利用率最高的组合则是施氮量50 kg/hm²与密度30万穴/hm²。因此考虑到产量和经济效益,在本试验条件下认为施氮量为200 kg/hm²与密度为30万穴/hm²的组合为最适宜处理。     

甘蓝不同节水灌溉模式下水氮利用及氮素运移研究

为解决甘蓝过量灌溉和施肥问题,试验通过设置甘蓝不同节水灌溉模式、灌溉量和施氮量等因素,从水氮运移及其利用效率出发,探讨垄膜沟灌和膜下滴灌水肥利用规律。结果表明,膜下滴灌模式下施纯氮300 kg/hm²时产量最高,达到57135 kg/hm²。膜下滴灌处理的水分利用效率显著高于垄膜沟灌处理,其中施300 kg/hm²纯氮的水分利用效率最高。膜下滴灌模式的氮肥利用效率均显著高于垄膜沟灌模式。垄膜沟灌模式矿质态氮向下运移的深度和数量明显要大于膜下滴灌模式。收获后,整个200 cm土层矿质态氮含量均表现为垄膜沟灌高于膜下滴灌模式。     

新疆超高密度棉田氮肥运筹对产量和氮肥利用的影响

研究了南疆超高密度(27.8万株.hm-2)栽培条件下不同施氮量对棉花产量、氮素养分吸收及氮素利用的影响。结果表明:随生育期推进,棉株叶、茎、铃壳和纤维含氮量呈下降趋势,棉子中含氮量变化不大;随施氮量的增加,蕾期叶、茎和吐絮期叶的含氮量与氮肥用量呈一元二次函数关系,在铃期和吐絮期棉株的茎以及铃壳中的含氮量与施氮量呈线性正相关,吐絮期的棉子含氮量与施氮量呈线性负相关。随氮肥投入的增加氮肥利用率降低,土壤供氮能力变化不大,氮肥对棉花产量的贡献率在施氮量达到300 kg.hm-2后随施氮量的增加而降低。     

氮代谢参与植物低氮胁迫研究进展

环境的日益恶化迫使人们放弃高肥生产的观念,转向低肥绿色环保生产的理念。本文主要从低氮胁迫下氮代谢相关的酶、氮素同化途径、初级代谢、次级代谢以及氮代谢相关基因五方面综述了植物体内不同的代谢水平、形态、生理和分子响应,探讨了不同生长阶段植物的耐低氮策略,阐述了氮利用效率(NUE)相关的酶及其调控过程抵御氮胁迫过程中的作用机理。本文提出今后可针对不同植物或同一植物的不同生长期的低氮耐受差异,以及关键基因表达产物之间的关系,从多学科、多角度系统全面的研究植物在低氮胁迫下的分子响应机制,为氮代谢参与植物低氮胁迫研究提供理论参考。     

施氮量对花生产质量及氮肥利用率的影响

采用大田裂区随机区组设计试验,研究了施氮量对不同品种花生产质量和氮肥利用率的影响,以期为豫南砂姜黑土区花生高产优质和氮肥高效利用提供合理的施氮依据。研究结果表明,随着施氮量的增加,不同花生品种荚果产量均呈增加趋势,施氮量为180 kg/hm2时,豫花23、远杂9102和远杂6的花生产量均最高,分别比不施氮的增产30.45%、25.96%和21.46%;随着施氮量的增加,豫花23花生仁中蛋白质含量和粗脂肪含量均呈抛物线变化趋势,而远杂6和远杂9102花生仁中蛋白质含量呈增加趋势,粗脂肪含量呈降低趋势;除了施氮降低远杂6和远杂9102花生仁中蛋氨酸含量外,施氮均能增加其他花生蛋白质组分的含量;远杂9102的氮利用率最高,为36.7%;豫花23的农学效率和氮肥偏生产力均最大,分别为6.9 kg/kg和36.9 kg/kg。本试验条件下,豫花23、远杂6适宜的施氮量为180kgN/hm2,花生产量分别为5330.36 kg/hm2、5002.98 kg/hm2,远杂9102适宜的施氮量为135 kgN/hm2,花生产量为5199.40 kg/hm2。     

灌水对不同追氮水平下夏玉米氮代谢及产量的影响

为研究玉米生育后期补灌和追氮对氮代谢及产量的耦合效应,采用大田试验,测定了拔节后灌水对不同追氮水平下硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）等氮代谢酶活性、产量及产量构成因素的影响。结果表明,追氮和灌水使花后穗位叶片硝酸还原酶（NR）活性增加;随追氮量增加,谷氨酰胺合成酶（GS）活性反而降低;灌水处理和自然降水处理对GS活性变化影响差异较小。相同灌水下,追氮可明显提高玉米产量;相同追氮下,补灌处理产量要高于自然降水处理。追肥对产量的增加幅度要大于灌水。