节水栽培水稻某些氮代谢生理特性研究

田间试验研究了节水栽培对水稻某些氮代谢生理特性的影响。结果表明,覆膜旱作水稻产量比常规水作显著降低,与裸地旱作相比则显著提高;3种栽培模式水稻叶片中氨基酸态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶、谷氨酰胺合酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性均表现为生育前期较高、生育后期较低的动态特征。与常规水作相比,生育前期覆膜旱作水稻叶片中氨基酸态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶和谷丙酰胺合酶活性均有所增加;整个生育期间谷草转氨酶活性有所提高而谷丙转氨酶活性则降低。与裸地旱作相比,覆膜旱作对水稻叶片中氨基酸态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶、谷氨酰胺合酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性都有提高。水分胁迫对氮代谢生理特性及产量具有一定的负效应,而覆膜旱作能不同程度缓解这种效应,甚至有所促进;适量增加氮肥用量可以提高覆膜旱作氮代谢生理活性（尤其生育早期）及产量。     

氮对日光温室黄瓜呈味物质、硝酸盐含量及产量的影响

为了探讨氮肥用量与日光温室黄瓜风味品质及产量的关系,采用单因素试验设计,在日光温室条件下研究了氮素水平对新泰密刺黄瓜主要呈味物质和硝酸盐含量及其相关酶活性的影响。结果表明,在0～900.kg/hm2范围内,随着施氮量的增加,黄瓜果实中可溶性糖和Vc含量逐渐降低,有机酸、单宁及硝酸盐含量逐渐增加。黄瓜果实可溶性糖含量与其叶片的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、Vc含量与过氧化物酶(APX)活性及硝酸盐含量与硝酸还原酶(NR)活性有较明显的相关性,叶片SPS、APX和NR活性均显著大于果实的。不同氮水平下日光温室黄瓜产量差异较大,N300和N600显著高于N0,而N900则较明显低于N0。在本试验土壤肥力条件下,施氮不宜超过600.kg/hm2。     

氮肥不同用量及基追肥比例对芹菜产量和品质的影响

通过盆栽试验研究氮肥不同用量和基追比例对芹菜的产量效应和品质效应。本试验条件下,施氮量为150mg/kg土时(约相当于337.5 kg/hm2)芹菜产量最高,继续增施氮肥,产量显著降低。施氮量为100 mg/kg土时(约相当于225 kg/hm2),Vc含量和可溶性糖含量最高,施氮量增加,芹菜品质显著降低。芹菜叶绿素、硝酸还原酶活性和硝酸盐含量与氮肥用量呈极显著的线性正相关。不同氮肥用量处理的芹菜在不同生育期的硝酸盐积累量均呈明显的“S”曲线。基肥N占100%时,芹菜的生长情况最好,基肥N占50%时,芹菜的叶绿素含量,硝酸还原酶活性,Vc和可溶性糖含量均最大。追施一次肥处理的芹菜叶片硝酸盐含量显著低于追两次肥的处理。     

氮肥不同用量及基追肥比例对芹菜产量和品质的影响

通过盆栽试验研究氮肥不同用量和基追比例对芹菜的产量效应和品质效应。本试验条件下，施氮量为150mg／kg土时（约相当于337．5kg／hm^2）芹菜产量最高，继续增施氮肥，产量显著降低。施氮量为100mg／kg土时（约相当于225kg／hm^2），Vc含量和可溶性糖含量最高，施氮量增加，芹菜品质显著降低。芹菜叶绿素、硝酸还原酶活性和硝酸盐含量与氮肥用量呈极显著的线性正相关。不同氮肥用量处理的芹菜在不同生育期的硝酸盐积累量均呈明显的“S”曲线。基肥N占100％时，芹菜的生长情况最好，基肥N占50％时，芹菜的叶绿素含量，硝酸还原酶活性，Vc和可溶性糖含量均最大。追施一次肥处理的芹菜叶片硝酸盐含量显著低于追两次肥的处理。     

基于灰枣产量和品质的水氮耦合效应研究

以滴灌为条件设置不同的水氮处理,通过水氮耦合模型建立与分析,研究了水、氮二因素对灰枣产量与品质的影响。结果表明：在设计水平范围内,增加土壤含水量会降低灰枣果实的单果重,而适量增施氮肥能提高灰枣产量;土壤中水分和氮素含量过高会降低灰枣果实还原糖与Vc含量,蛋白质的含量却随着土壤中氮肥量的增加而增加;水、氮二因素对灰枣产量、糖度、Vc、蛋白质含量的作用顺序均为：施氮量〉灌水量,水氮对产量具有协同效应,对灰枣还原糖、Vc和蛋白质含量交互作用不明显;以产量和品质为目标,推荐灌水量和施氮量分别为：4 500～5 250m3/hm2和225～375kg/hm2。     

密度和氮素水平对小黑麦氮代谢相关酶活性和子粒营养品质的影响

以小黑麦品种东农5305为试材,研究了不同密度和施氮水平对旗叶氮代谢相关酶活性和子粒品质的影响。结果表明,随着密度的降低、氮肥的施用,旗叶硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性提高,内肽酶和氨肽酶活性降低,可溶性蛋白含量增加;密度300×104株/hm2、施氮75 kg/hm2处理子粒产量显著高于其它处理,密度300×104株/hm2、施氮150 kg/hm2处理子粒蛋白质含量、氨基酸含量、赖氨酸含量最高。成熟期子粒蛋白质含量与生育期间旗叶谷氨酰胺合成酶活性显著正相关,与蛋白水解酶活性呈负相关。降低密度和增施氮肥,花后叶片的氮素同化能力增强,叶片蛋白质的降解能力减弱,延缓了叶片早衰。表明小黑麦旗叶可溶性蛋白含量可作为衡量蛋白质代谢的生理指标。     

控释氮肥与水溶肥配施对设施番茄生理特征的影响

探究控释氮肥与水溶肥配施对番茄生理特征的影响,为设施番茄种植过程中合理的氮肥管理提供参考。采用盆栽试验研究设施番茄产量、品质与生理特征的变化。试验共设5个处理,分别为不施氮对照(CK)、常规施肥(尿素+水溶肥,U100)、常规总氮减20%(尿素+水溶肥,U80)、控释肥(控释氮肥+水溶肥,PCU100)和控释肥总氮减20%(控释氮肥+水溶肥,PCU80)。结果表明:与CK相比,施氮显著增加了番茄产量,但施氮处理间差异不大;与尿素相比,控释氮肥显著降低了番茄硝酸盐含量、盛果期净光合速率和硝酸还原酶活性(P0.05)。相比尿素,控释氮肥对谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性影响不明显。综上所述,控释氮肥与水溶肥配施较常规施肥能提高番茄盛果期净光合速率、硝酸还原酶活性,改善番茄品质。控释氮肥与水溶肥配施通过调控叶绿素、光合作用、氮代谢来影响番茄生理特征,进而影响产量和品质。     

不同氮肥用量对石榴果实产量和品质的影响

以‘秋艳’石榴为试验材料,研究了不同氮肥用量对其果实产量和品质的影响。结果表明,施用氮肥可显著提高石榴果实产量,适量施用氮肥可增加石榴果实可溶性固形物、Vc、糖含量,降低石榴果实酸含量,提高石榴果实糖酸比,改善石榴果实的风味;施用氮肥对石榴百粒重、籽粒硬度无显著影响;石榴籽氮元素含量高于石榴皮,石榴汁中氮含量很低,中高氮处理的石榴汁中氮元素含量显著降低,石榴皮和石榴籽中氮元素含量变化不显著;本试验5年生石榴树纯氮施肥用量宜以0.4 kg·株~(-1)为宜。     

减施氮肥和增氧灌溉对水稻氮代谢关键酶活性及氮素利用的影响

该研究旨在分析减施氮肥和增氧灌溉对水稻氮代谢关键酶活性及氮素利用的影响。2020年以中旱221（旱稻）、中浙优8号（水稻）和IR45765-3B（深水稻）共3个品种为材料,设常规淹水灌溉（Conventional Flood Irrigation, WL）、微纳米气泡水增氧灌溉（Micro-nano Bubble Water Oxygenation Irrigation, MBWI）2个灌溉模式和常规施氮（195.0 kg/hm2）、减施氮肥（157.5 kg/hm2）2个氮水平,研究了减施氮肥和增氧灌溉对水稻关键生育时期氮代谢相关酶活性、植株含氮量、氮素积累量以及产量和氮肥利用率的影响。结果表明,与常规施氮处理相比,减施氮肥降低了氮代谢酶活性,而增氧灌溉有助于提高硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶、谷丙转氨酶活性。增氧灌溉和氮肥一定程度上有助于水稻氮素积累,增氧灌溉下减施氮肥处理比淹水灌溉常规施氮量的当季氮肥利用率分别提高15.6%、36.2%、21.5%（P<0.05）。增氧灌溉和增施氮肥显著增加水稻产量,中旱221增氧灌溉下减施氮肥比淹水灌溉常规施氮量处理增产3.5%（P<0.05）,而中浙优8号和IR45765-3B增氧灌溉下减施氮肥与淹水灌溉常规施氮量差异不显著（P>0.05）。相关分析表明,氮代谢酶活性与同时期叶片含氮量及氮素积累量大多呈显著或极显著的正相关。可见,增氧灌溉可以显著提高水稻氮素代谢相关酶活性,从而显著提高水稻氮素积累量、产量和当季氮肥利用效率,水稻氮肥减施条件下采用增氧灌溉有助于水稻维持较高氮肥吸收和利用效率,而谷氨酰胺合成酶活性可以用于预测水稻各时期氮素积累量。研究结果可为水稻氮肥减施和提高水稻氮肥利用效率提供理论和技术支持。     

不同施氮量对太湖地区大棚蔬菜产量、氮肥利用率及品质的影响

在大棚栽培条件下,采用田间小区试验方法观测了太湖地区稻田改种大棚蔬菜的土壤上不同施氮量对一年中两季蔬菜番茄和黄瓜产量、氮肥利用率及品质的影响。结果表明,与农民习惯施氮量相比,减氮40%能保持番茄和黄瓜果实产量,习惯施氮反而有导致减产的趋势。减氮40%处理的氮肥当季利用率显著高于习惯施氮,并且随施氮量的增加和土壤供氮水平的提高氮肥当季利用率开始出现降低的趋势。番茄、黄瓜果实硝酸盐含量随施氮量的增加呈线性增加,习惯施氮下番茄、黄瓜果实硝酸盐含量分别达406.1和328.8 mg/kg,其中,番茄硝酸盐含量已经临近我国蔬菜卫生安全标准。各处理中减氮20%~40%番茄可溶性糖含量较高,减氮40%黄瓜维生素C含量、可溶性糖含量最高;氮肥用量继续增加,黄瓜维生素C含量、可溶性糖含量有降低趋势。在太湖地区的大棚生产条件下,比习惯施氮量减氮20%~40%可以保证产量和较好的果实品质;大棚蔬菜生产采取节肥减氮措施具有很大的潜力。     

灌溉量与减氮配施有机肥模式对温室黄瓜及土壤的影响

为探究设施农业中不同灌溉量与施肥模式对土壤理化特性、作物产量、品质、水分利用效率（water use efficiency,WUE）及氮肥偏生产力（nitrogen partial productivity,NPP）的影响。该研究通过对温室黄瓜设置充分（W1）与亏缺（W2）灌溉下不同比例减氮（N1：275 kg/hm²、N2：220 kg/hm²、N3：165 kg/hm²）配施腐熟羊粪有机肥（O1：12 t/hm²、O2：8 t/hm²）处理试验,分析充分与亏缺灌溉下不同减氮配施有机肥处理对土壤理化特性、黄瓜品质、产量、WUE及NPP的影响。结果表明,在相同灌溉条件下,减施氮肥和配施有机肥均能有效改善土壤结构,O1N3处理较其他处理土壤容重平均降低5.8%,孔隙度平均增加7.7%,三相组成优化,大粒径水稳性团聚体含量平均提高25.4%,0～30 cm土层土壤硝态氮含量平均降低21.8%。同时,配施有机肥能提高温室黄瓜WUE和NPP,在相同灌溉和氮肥条件下,O1较O2水平黄瓜WUE和NPP分别平均提高14.5%和15.7%。综合对比分析不同指标得出W1O2N2处理表现最佳,黄瓜可溶性葡萄糖、可溶性固形物、维生素C（VC）含量及产量较W1O1N1处理无显著差异（P>0.05）,同时能有效改善土壤环境,减少肥料用量,保证生产经济效益。研究结果对于设施农业科学水肥管理及绿色高效生产具有重要的参考意义。     

不同氮素利用效率小麦品种的氮效率相关生理参数研究

在不同氮处理条件下,研究了不同氮效率小麦品种的子粒产量、植株氮含量和植株氮累积量及氮效率相关的生理参数。结果表明,在低氮处理（LN）下,氮高效品种沧核036较氮低效品种衡6599具有较高的子粒产量、植株氮含量和植株氮累积量,其产量比对照的下降幅度也明显小于衡6599;单位面积穗数的大幅减少是衡6599产量明显下降的主导因素。在LN条件下,沧核036在挑旗期、开花期和灌浆期,植株上部三片展开叶均具有较高的硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（NIR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性,以及较高的光合色素含量和可溶蛋白含量;生育后期该品种的气孔导度和光合速率也高于衡6599。在LN条件下,叶片的可溶性糖含量和脯氨酸含量以衡6599较高;各测定时期的丙二醛含量,沧核036也低于衡6599,但SOD活性在两品种间差异较小。表明LN条件下,氮高效品种沧核036表现的氮高效特征,是其具有较强的氮素吸收和同化能力;较高SOD活性,缓解了细胞的膜脂过氧化程度;光合色素含量增加和光合暗反应活性增强,使光合碳同化能力提高的综合作用结果。     

Genotypic variation for nitrogen uptake and assimilation using hydroponic culture technique in wheat

Hydroponic culture technique is an alternative way of studying nitrogen metabolism. In this study, the response of six wheat genotypes (PBW 621, PBW 636, GLU 1356, BW 8989, GLU 700, and PBW 343) with respect to nitrogen-metabolizing enzymes in relation to accumulation of soluble proteins and amino acids at two concentrations of nitrogen (2 and 6 mM) was studied. Activities of nitrate reductase (NR) and glutamine synthetase as well as soluble proteins, amino acids, and nitrogen content increased in all six genotypes with increasing concentration of nitrogen in roots as well as shoots. Shoots maintained higher activities of NR and glutamine synthetase; apparently contents of soluble protein, amino acid, and nitrogen were also higher. The upregulation of NR and glutamine synthetase activities with increased concentration of nitrogen possibly contributes to higher nitrogen assimilation efficiency of three genotypes (PBW 621, PBW 636, and GLU 1356) compared to other genotypes.     

负压水肥一体化灌溉对黄瓜产量和水、氮利用效率的影响

【目的】本试验采用自行设计的新型负压水肥一体化灌溉系统,进行了系统供水负压对土壤硝态氮分布和黄瓜水氮利用效率影响的研究,以期为实际应用和管理提供理论依据和技术参考。【方法】在遮雨网室内进行了供水和施氮双因素盆栽试验。以常规灌溉为对照(CK),设4个供水水平:0(W1)、–5(W2)、–10(W3)和–15 k Pa(W4),2个施氮水平(N1,N 0.3 g/kg土;N0,不施氮),共10个处理。分析检测了黄瓜生育期内0—25土壤水分变化动态、土壤硝态氮的空间分布特征,计算了黄瓜的水、氮利用效率。【结果】随着黄瓜耗水量的增加,系统供水量也增大,系统累计供水量与黄瓜累计耗水量之间存在极显著线性关系y=0.96x+3.4(R2=0.99,P0.01)。不同供水负压对同一时期土壤含水量变化有极显著影响(P0.01),当供水负压设定在0、–5、–10和–15 k Pa时,土壤平均质量含水量分别为28.7%、22.7%、20.0%和15.6%,而在同一系统供水负压下黄瓜整个生育期土壤含水量保持相对稳定,其变化属于弱变异(变异系数CV≤0.1)。负压灌溉水肥一体化能显著提高0—25 cm土壤氮素分布的均匀性,土壤硝态氮沿垂直方向的平均变差系数分别比常规灌溉降低了58.6%~71.2%。同一系统供水负压下,施氮处理(N1)黄瓜植株干物质量、产量和水分利用效率比不施氮处理(N0)分别提高了4.6%~256.1%、12.6%~196.6%和7.76%~86.27%。当供水负压为–5 k Pa时,黄瓜植株平均干重和产量均为最高,分别为153 g/pot和1406 g/pot,黄瓜平均水分利用效率和氮肥表观利用率分别比常规灌溉提高了136.8%和52.32%。【结论】适宜的供水负压下,负压灌溉系统通过土壤水分平衡供应机制,实现了作物对水分的连续自动获取,黄瓜整个生长期间,灌溉系统可以保持平稳均匀与适时适量供水,因而,负压灌溉水肥一体化显著提高了黄瓜的水、氮利用效率。本试验条件下,系统供水负压为–5 k Pa更有利于黄瓜的产量和氮素利用率的提高。     

不同氮效率茄子基因型及其杂种F1的氮素吸收特性

为阐明杂种一代在氮素吸收方面的优势,研究了不同氮效率茄子基因型及其杂种 F1的氮素吸收特性。试验以3个典型氮效率的茄子基因型及其F1代为材料,研究其在正常供氮和低氮胁迫条件下的根系体积、根系干重、氮素吸收总量、根系活力、硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性。结果表明,与高氮低效-低氮低效基因型L相比,氮高效基因型H1、H2的单株根系体积、根系干重、根系活力以及氮素吸收总量均较大; 且具有较高的硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性。三个杂交组合F1-1（L×H1）、F1-2（L×H2）和F1-3（H1×H2）的单株根系体积、根系干重、根系活力、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性以及氮素吸收总量的中亲优势（Hm）和超亲优势（Hp）多为正向优势; 其中,组合F1-3杂种优势最为明显。利用杂种在氮素吸收方面的优势,对于改善植株体内的氮代谢水平进而提高氮效率具有重要意义。     

负压灌溉对黄瓜产量品质及水氮利用效率的影响

采用新型负压灌溉,研究了不同供水负压和氮肥水平对黄瓜产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,负压灌溉可以显著提高黄瓜产量和水氮利用效率、改善黄瓜品质。与常规灌溉水氮处理(W1N1)相比,负压灌溉水氮处理(W2N1和W3N1)黄瓜产量分别提高了69.3%、20.1%;水分利用效率提高了149.8%、165.6%;氮肥表观利用率提高了52.3%和23.7%;通过因子分析方法和综合评价得出,影响黄瓜品质的关键因子依次为:果实内质因子(45.38%)、果实数量因子(36.32%)和商品瓜率因子(21.10%),说明黄瓜果实的营养成分是影响果实品质最主要的因子,再次为果实数量和商品瓜率因子。综合分析不同水氮处理对黄瓜产量、水氮利用率和品质的影响,推荐W2N1和W3N1两个处理即供水水头为-5 k Pa、-10 k Pa,施氮量(N)为0.3 g/kg为较适宜水氮组合方案。     

水氮耦合供应对温室番茄果实硝酸盐累积的影响

采用2水平灌水量(W1:4541.0、W2:2270.6 m3/hm2)×3水平氮肥追施量(N1:747.4、N2:373.7及N3:0 kg/hm2),研究了不同灌溉、施氮量对日光温室番茄果实硝酸盐累积的影响。结果表明,番茄果实硝酸盐含量随果实成熟度的提高而降低、随结果部位的提高而提高。水氮耦合供应可以显著影响番茄果实中硝酸盐含量。在施氮量相同的情况下,果实硝酸盐含量随着灌水量的增加而降低;而在灌水量相同的情况下,果实硝酸盐含量随施氮量的增加而增加。     

麦套花生氮素代谢及相关酶活性变化研究

大田条件下,以花生“花育22号”为材料,研究了麦套花生的氮素代谢及相关酶活性变化情况。结果表明,麦套花生根叶游离氨基酸、氮素平均含量及根系可溶性蛋白平均含量高于单作;而叶片可溶性蛋白平均含量则低于单作。与小麦共生期间,麦套花生根叶硝酸还原酶（NRase）活性、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性、叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性及谷氨酸-丙酮酸转氨酶（GPT）活性（除播后25 d）明显低于单作;整个生育期麦套花生根系GS平均活性及GPT活性高于单作花生。可见,花生苗期小麦遮荫对花生氮素代谢及酶活性有一定影响。     

生长调节剂对玉米氮代谢的影响

采用田间小区试验,研究了植物生长调节剂不同配方对玉米光合特性、氮素代谢以及玉米子粒产量与蛋白质含量的影响。结果表明,调节剂不同配方处理能明显提高子粒灌浆期玉米功能叶叶绿素的含量和净光合速率,功能叶与茎秆中的全氮和蛋白氮的减少量,功能叶的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶与转化酶活性及子粒谷氨酰胺合成酶与转化酶活性;灌浆中、后期玉米功能叶蛋白水解酶活性和玉米子粒产量、子粒蛋白质含量及蛋白质产量。在生长调节剂中,PGR4处理玉米子粒的蛋白氮含量比对照提高1.35.g/kg,子粒产量比对照增加9.5%,子粒蛋白质产量比对照增加19.6%;PGR3处理玉米子粒的蛋白氮含量比对照提高0.78.g/kg,子粒产量比对照增加11.4%,子粒蛋白质产量比对照增加17.4%,是较合理的配方。