不同氮源与钾水平对杂交组合及常规稻生长和养分吸收的影响

采用营养液培养法研究了不同氮源和钾水平对杂交稻及其亲本和常规稻生长、叶绿素含量、养分吸收的影响。结果表明 ,水稻生长、叶绿素的含量及养分吸收与氮源供应密切相关。在供钾充足的条件下 ,杂交稻上位叶的干物质产量以硝态氮营养的最高 ,其次为硝态氮与铵态氮混合营养 ;保持系与杂交稻的趋势一致。杂交稻下位叶和根系干物质积累量受 3种氮源的影响与恢复系相一致 ,即 :硝 +铵混合 硝态氮 铵态氮。硝态氮营养比硝 +铵混合及铵态氮更有效地提高杂交稻功能叶片中的叶绿素含量。杂交稻与其亲本植株地上部全氮含量受 3种氮源的影响为 :硝 +铵混合 硝态氮 铵态氮 ;然而杂交稻地上部的吸氮量受氮源的影响为硝态氮硝 +铵混合 铵态氮 ,与保持系的规律一致。杂交稻地上部钾含量及吸收量在 3种氮源处理间有差异 ,表现为硝态氮 硝 +铵混合 铵态氮 ,保持系的趋势一致 ,但与恢复系不同。研究结果还表明 ,杂交稻对硝态氮的营养特性具有明显杂种优势。 3种氮源对水稻生长、营养吸收的影响程度与钾营养状况及水稻品种有关 ;杂交水稻及其亲本较常规稻受影响更大。在高钾供应时 ,各项指标受到氮源影响的程度都明显高于低钾处理 ,其中以硝态氮为氮源更有利于杂交水稻生理及营养优势特性的发挥。     

两种菠菜累积硝酸盐特性差异的研究

水培试验结果表明,日本超能菠菜生长后期的生长量较大,硝酸盐累积量较低,氮素吸收量较少,肯定共优良性;在生长后期供给等量硝、铵态氮的条件下,日本超能菠菜吸收硝态氮较少,还原硝酸盐的相对能力又较高,因而累积硝酸盐较宁夏圆叶菠菜低;在仅供给铵态氮源的条件下,日本超能菠菜还原硝酸盐能力较小,可能与其易于吸收和利用铵态氮源有关。     

氮肥施用对黄土高原中部雨养农业区土壤硝态氮分布与累积的影响

黄土高原中部雨养农业区春小麦氮肥试验表明,氮肥施用量对土壤硝态氮的移动深度没有影响,但显著影响土壤硝态氮的含量与累积。连续施氮3年后第3季春小麦收获时,0～200cm土壤剖面中累积大量的硝态氮,其中48.96%～81.38%的总累积量和60.49%～122%的当年净累积量存在于0～110cm土层中。在确定春小麦适宜施氮量时应考虑到0～110cm土层中残留硝态氮的累积量。不施氮和氮磷比例为1:1时,连续施氮三年后土壤硝态氮总累积量最低,数量几乎相等;第3季春小麦收获后较播种时,土壤硝态氮发生亏缺。施氮量为52.5 kgN hm-2时土壤硝态氮的三年总累积率和第3季春小麦当年的净累积率居各处理之首(146.55%和138.21%)。合理的氮磷配比可有效减少土壤硝态氮的累积,不合理的氮磷配比下,低施氮量也会造成土壤硝态氮的大量累积。     

不同水分条件下铵态氮对汕优63水稻硝态氮吸收的影响

通过水培试验,研究了汕优63水稻在不同水分以及有无NH+4-N供应条件下硝态氮的吸收特征。结果表明:在正常水分预处理的基础上,汕优63水稻硝态氮吸收速率随着硝态氮供应量的增加而增加。正常水分条件下,除0浓度,NH4+-N的供应抑制了硝态氮的吸收;模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应抑制了硝态氮吸收,且在0、20 mg.L-1浓度NO3--N有外溢现象。在无NH4+-N供应的情况下模拟水分胁迫抑制了硝态氮的吸收。在20 mg.L-1、40 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,有NH4+-N供应的情况下水分胁迫促进了硝态氮吸收。在模拟水分胁迫预处理的基础上,汕优63水稻硝态氮吸收速率也随着硝态氮供应量的增加而增加,且大多数高于相应正常水分预处理,但处理3、4、5在正常水分预处理条件下硝态氮吸收速率相对高一些。在正常水分条件下,除20 mg.L-1浓度,NH4+-N的供应都促进了硝态氮吸收。在0、20 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应抑制了硝态氮吸收;在60 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应促进了硝态氮吸收。在40 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,硝态氮吸收速率变化不大;在无NH4+-N供应的情况下,除20 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫促进了硝态氮吸收。有NH4+-N供应的情况下,在0、20 mg.L-1浓度,水分胁迫抑制了硝态氮吸收;而在40 mg.L-1、60 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,水分胁迫却促进了硝态氮吸收。     

小麦/玉米间作根系相互作用对氮素吸收和土壤硝态氮含量的影响

通过在甘肃河西灌区的田间试验，该文探讨了地下部分隔作用对小麦/玉米间作氮素吸收和土壤硝态氮含量的影响。研究结果表明：小麦/玉米间作，间作小麦和间作玉米吸氮量在没有地下部分隔条件下都高于分隔。小麦收获后，间作小麦地下部分隔与没有地下部分隔之间土壤硝态氮累积量接近；间作玉米不分隔土壤硝态氮含量和累积量高于分隔。玉米收获后，小麦不分隔土壤硝态氮累积量低于分隔，间作玉米不分隔土壤硝态氮含量和累积量都高于分隔。小麦/空带和玉米/空带间作时，作物氮素吸收和土壤硝态氮含量都没差异。     

不同氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响

利用盆栽试验，研究了氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响。结果表明，施用氮肥使蔬菜的生长量提高1.1～6.1倍，但增长并不与氮肥用量同步。氮肥用量较高时，蔬菜生长受到抑制，生长量有降低趋势;硝态氮含量却随氮肥用量增加而不断升高，两者呈显著正相关（r=0.933～0.957）。蔬菜各器官、部位的硝态氮含量存在明显差异。不施氮肥时，根的硝态氮含量大于茎叶，茎又大于叶;施氮后根的含量小于茎叶，茎小于叶;无论施氮与否，叶柄的含量均高于叶片。把蔬菜的生长、硝态氮吸收及还原转化联系起来分析，可以看出，增加氮肥用量虽然提高了硝酸还原酶活性，但硝态氮的还原作用仍小于吸收，从而导致蔬菜体内出现硝态氮累积。而且，随氮肥用量增加，硝态氮累积量的增加远超过了生长量的提高，使硝态氮含量迅速升高。     

植物吸收转运硝态氮及其信号调控研究进展

硝态氮是植物吸收利用的主要氮源,其吸收利用是一个高度协调复杂的调控过程。植物为了在各种变化的环境中生存,进化出了适宜不同环境的硝态氮吸收利用机制。植物根系中存在不同类型的硝态氮受体,可以感受外界硝态氮浓度变化,并启用高亲和力或低亲和力硝态氮吸收系统,从而吸收硝态氮;硝态氮进入根系后,大部分被运输到地上部进行同化作用,合成大分子物质,以促进植物生长;如果地上部硝态氮含量过多,植物可把多余的硝态氮运送到液泡内储存,待需要时再从液泡转运至细胞质中利用。植物生长发育过程中,老叶和成熟叶片中的硝态氮可被转运到新生组织中,促进新生组织生长。硝态氮吸收利用过程中大量硝态氮吸收、转运、储存、同化和信号调控基因被有序激活并协调工作,促进植物高效吸收利用硝态氮。本文主要针对NRT1和NRT2硝态氮吸收转运相关基因及其功能,以及参与初级硝态氮反应的相关转录因子和小信号多肽在硝态氮信号传导和组织间的信号交流进行综述,以便深入理解植物吸收利用硝态氮的机理,为高效利用氮素的作物育种和栽培技术的创建提供新的思路。     

施氮对春玉米氮素利用及农田氮素平衡的影响

田间试验研究了玉米对不同土壤氮素供应水平下作物氮素吸收利用、土壤氮素供应以及农田氮素平衡的影响。结果表明,玉米产量随施氮量的增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量的增加逐渐降低。土壤中硝态氮含量在玉米整个生育时期呈现先迅速下降后缓慢升高的趋势;玉米成熟期,施氮处理的各层土壤中硝态氮含量显著高于不施氮处理,各层硝态氮含量基本随施氮量的增加而升高。适量施氮促进玉米对氮素的吸收和利用,进而提高玉米生物量和产量;过量施氮导致硝态氮在土壤中大量累积,提高了硝态氮淋溶风险。施氮处理显著提高了收获后土壤中残留无机氮(Nmin),土壤残留Nmin随施氮量的增加而增加;当施氮量高于N 240 kg/hm2时,残留Nmin有下降趋势。氮素表观损失随施氮量的增加而增加。在本试验条件下,综合产量、氮肥利用率和土壤硝态氮累积情况考虑,合理施氮量应控制在N 1802~40 kg/hm2左右。     

营养液pH和氮形态对小白菜生长、氮素吸收及品质的影响

采用温室水培方法,研究了营养液pH和氮形态对小白菜生长、品质和氮吸收的影响,以及pH对小白菜吸收各形态氮的影响机制。结果表明,在中性及微碱性条件下,硝铵混合氮源较硝态氮处理小白菜生物量差异不显著,但有利于提高可溶性糖和游离氨基酸含量,降低硝酸盐含量。小白菜根系对不同形态氮吸收受营养液pH影响差异显著(P0.05),微酸性环境中吸收硝态氮较快,微碱性吸收铵态氮较快。小白菜根系对铵态氮的吸收速率大于硝态氮,但铵态氮吸收量较低。硝铵混合氮源处理中,小白菜地上部鲜重(y)与营养液pH值(x)的回归方程为y=-0.331x2+4.440x-10.660(r=0.944,P0.01),pH为6.7时小白菜生物量最大,较pH值为5.5,6.0,6.5分别高12.9%,4.1%,1.3%,表明通过调节营养液pH可以明显提高小白菜产量。     

旱地小麦地表覆盖对土壤水分硝态氮累积分布的影响

在黄土高原南部半湿润易干旱地区,通过长期田间定位试验,研究了不同地表覆盖对第3季冬小麦生长、氮素吸收及土壤水分和硝态氮累积分布的影响。结果表明,无论地表覆盖能否促进小麦生长及其对氮素的吸收,在收获期均能提高表层土壤水分;覆膜栽培增加表层硝态氮含量,覆草也在高量施用氮肥时,提高表层硝态氮的累积。而地表覆盖对耕层以下土壤水分和硝态氮累积的影响与施氮量、作物生长及其对氮素吸收利用有关。覆膜在促进作物生长、提高氮素吸收的同时,降低了深层土壤水分及其硝态氮的累积,且随施氮量的增加降低幅度增大;覆草在不施氮肥和施氮120kg·hm^-2时未能促进小麦生长,但有增加深层土壤水分的趋势,而高量施用氮肥,明显提高了小麦地上部生物产量及其对氮素的吸收,降低了深层土壤水分;同时发现,无论施氮与否覆草均降低了下层土壤硝态氮的累积。在高量施用氮肥的情况下,采用地表覆盖,不仅能够促进作物生长、提高氮素吸收,还能有效降低氮素在土壤中的累积及其向下层淋溶。     

不同铵硝比对菠菜生长、安全和营养品质的影响

通过水培试验,研究了等氮条件下5种不同铵硝比对菠菜生长和品质的影响。结果表明:(1)从铵硝比100∶0到0∶100,菠菜地上部鲜重不断增加,铵硝比为0∶100时,菠菜的鲜重达最大值;但铵硝比25∶75和0∶100两个处理菠菜的干物重没有显著差异(p<0.05)。(2)随着铵硝比的降低,菠菜茎叶中硝酸盐、亚硝酸盐的含量均表现为线性增加;菠菜茎叶中可溶性草酸的含量和营养液中铵硝比之间呈现出二次曲线相关,在铵硝比为25∶75时,菠菜茎叶中草酸含量最低。适当增施铵态氮有利于降低菠菜硝酸盐、亚硝酸盐及草酸的含量。(3)增铵可以提高菠菜Vc含量,铵硝比为50∶50的处理菠菜Vc含量最高;随着铵硝比的下降,菠菜茎叶中可溶性糖的含量逐渐降低,而粗蛋白的含量则以铵硝比25∶75处理最高。     

Growth,Nitrate Accumulation,and Macronutrient Concentration of Pakchoi as Affected By External Nitrate-N: Amino Acid-N Ratio

ABSTRACT

A study was carried out to determine the influence of nitrogen (N) sources on the growth, nitrate (NO₃ ^?) accumulation, and macronutrient concentrations of pakchoi (Brassica chinensis L.) in hydroponics. Plants were supplied with NO₃ ^? and two amino acids (AA), glutamic acid (Glu), and glutamine (Gln), at six NO₃ ^?-N/AA-N molar ratios: (1) 100:0, (2) 80:20, (3) 60:40, (4) 40:60, (5) 20:80, (6) 0:100. The total N concentration was 12.5 mmol/L for all treatments in nutrient solutions. Both AAs reduced plant growth with decreasing NO₃ ^?-N/AA-N ratios, but the reduction was for Gln than for Glu. At 80:20 NO₃ ^?-N: Gln-N ratio, the Gln had no significant effect on pakchoi fresh weights. Decreasing NO₃ ^?-N/AA-N ratios reduced NO₃ ^? concentrations in the plant, regardless of AA sources. Adding an appropriate portion of AA-N to nutrient solutions for hydroponic culture increased concentrations of N, phosphorus (P), and potassium (K) in pakchoi shoots. Substituting 20% or less of NO₃ ^?-N with Gln-N in hydroponic culture will increase the pakchoi quality by reducing NO₃ ^? concentration and increasing mineral nutrient concentrations in shoots without significant reduction of crop yields.     

华北山前平原典型厚包气带硝态氮分布累积规律

包气带是连接大气层和含水层水分和养分转换的纽带,也是农田NO_3~–-N分布和累积的重要场所和向含水层淋失的通道,因此研究包气带土壤中NO_3~–-N的分布累积规律对防止地下水NO_3~–-N污染至关重要。本文以中国科学院栾城试验站典型的厚包气带为对象,在无施肥处理(N0)和施氮肥600 kg/(hm~2·a)(N600)两种处理的多年试验田中,利用Geoprobe获取0~10.5 m深度土壤样品,研究厚包气带NO_3~–-N垂向分布、累积规律,并分析其影响因素。结果表明:N0中NO_3~–-N基本保持不变,长年施氮肥600 kg/(hm~2·a)使得NO_3~–-N淋溶至10.5 m,并在深层包气带中形成累积,累积的峰值由土壤的质地和含水量决定;NO_3~–-N的分布和累积主要受水分运移、土壤质地和反硝化作用影响。     

氮素不同形态配比对菠菜体内游离氨基酸含量和相关酶活性的影响

采用溶液培养试验,研究了氮素不同形态配比对菠菜茎叶中游离氨基酸含量及3种主要氮代谢酶活性的影响。结果表明:1)随着营养液中铵硝比(NH4+-N/NO3--N)的降低,菠菜茎叶中游离氨基酸的总量呈下降趋势。在全硝营养下(NH4+-N/NO3--N=0∶100)下,菠菜茎叶中游离氨基酸的总量只有全铵营养(NH4+-N/NO3--N=100∶0)的34.4%。2)在全铵营养下,菠菜茎叶中游离氨基酸的主要组分是谷氨酰胺、精氨酸和谷氨酸,三者占游离氨基酸总量的百分比依次为39.8%、20.2%和8.9%;在全硝营养下,菠菜茎叶中游离氨基酸以谷氨酸、天冬氨酸和丝氨酸为主,三者占游离氨基酸总量的百分比分别为30.3%1、8.6%和8.5%。3)提高营养液中硝态氮的比例,可以显着提高菠菜茎叶中硝酸还原酶(NR)的活性,同时降低了谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,谷氨酰胺合成酶(GS)活性则呈现先升后降的抛物线状变化规律。4)菠菜茎叶中NR活性与谷胺酰胺含量之间存在着显著负相关关系(r=-0.968)。     

不同形态氮素比例对不同小白菜品种生物量和硝酸盐含量的影响

利用NO-3 N∶NH 4 N为 10 0∶0、5 0∶5 0和 0∶10 0三个硝铵配比的营养液对 12个不结球小白菜品种进行水培试验。结果表明 :不同的硝铵配比对不同品种小白菜的生物量、叶绿素SPAD值、硝酸盐积累量等有着显著的影响 ,同一氮源培养下不同的小白菜品种间也表现出显著的差异 ;12个小白菜品种叶绿素SPAD值随营养液中的NH 4 N比例的增加而升高 ,两者间存在着显著的正相关 ;单株生物量除亮白叶 1号和五月慢在全硝培养中生物量较其他两种配比大外 ,其他 10个品种均在 5 0∶5 0硝铵营养液中表现最好 ;供试的 12个小白菜品种中有 9个品种的硝酸盐积累量随着NH 4 N比例的增加而下降 ,表明适当地配施铵态氮较纯硝营养液能获得更好的产量、更高的叶绿素SPAD值和较低的硝酸盐积累量。     

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。     

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     

氮素形态对巨峰葡萄果实品质的影响

为了探讨氮素形态对巨峰葡萄果实品质性状的影响,设置了尿素T1(酰胺态)、全硝T2(硝铵比为100/0)、混合氮T3、T4、T5(硝铵比为70/30、50/50、30/70)及全铵处理T6(硝铵比为0/100)和清水对照CK,于生长季节进行叶面喷施试验。结果表明,不同处理均提高了果实的营养品质,喷尿素的总糖量、糖酸比最大,其次是混合氮处理,全铵处理最小;果实的Vc含量以混合氮处理较高,全铵处理的最低;果实中花青素的含量顺序为:全硝尿素混合氮全铵CK。果实硝酸盐含量从高到低依次为:全硝混合氮全铵尿素CK;硝态氮促进了果实生长,各处理平均单果重为全硝混合氮全铵尿素CK。综上结果,尿素及适当的硝态氮配比有利于巨峰葡萄果实品质的提高。     

采前营养液处理对水培小白菜硝酸盐积累的影响

开展了在采收前减少小白菜营养液中的氮量或在去除硝态氮的基础上加入渗调离子以试图降低小白菜的硝酸盐积累的试验。结果表明,在去除营养液中的硝态氮后,在营养液中加入Cl-、SO42-、苹果酸根离子、山梨酸根离子、乙酸根离子是降低溶液培养小白菜硝酸盐积累的有效措施,但处理后采收的时间不可推迟太久。而只减少营养液中氮肥用量会使产量迅速下降,硝酸盐含量降低却缓慢,加入渗调离子可缓解因去除氮肥引起的小白菜产量的下降。     

旱作地区长期小麦连作和苜蓿连作土壤剖面的矿质氮研究

对不同施肥条件下23年小麦连作地和苜蓿连作地土壤矿质氮分布和累积进行研究,探讨种植浅根系和深根系植物对硝态氮淋溶的影响。结果表明,不施肥(CK)和单施磷(P)肥,小麦和苜蓿连作地土壤硝态氮主要集中在0—60 cm土层,0—60 cm土层以下硝态氮含量变化稳定并小于2 mg/kg。氮肥、磷肥和有机肥配施(NPM)时,小麦连作地土壤硝态氮累积在20—100 cm和140—320 cm土层,年累积速率可达42.12 kg/(hm2.a);苜蓿连作土壤硝态氮主要集中在0—60 cm土层,仅在200—300 cm土层出现轻微累积,年累积速率仅为1.01 kg/(hm2.a)。在不施肥和单施磷肥下,种植小麦或苜蓿对土壤硝态氮残留量影响不显著,而氮、磷和有机肥配施时,小麦连作地土壤硝态氮残留量迅速增加,并与不施肥、单施磷肥处理有显著差异;苜蓿连作地土壤硝态氮残留量虽有少量增加,但与不施肥、单施磷肥处理无显著差异。不施肥、单施磷肥和氮、磷和有机肥配施,小麦连作、苜蓿连作地土壤剖面铵态氮含量主要在10—20 mg/kg之间波动,在土壤剖面无明显的累积现象,铵态氮残留量受施肥和作物种类的影响不显著。