磁化水灌溉对镉胁迫下欧美杨Ⅰ-107苗期氮素营养代谢的影响

为探究磁化水灌溉对镉(Cd)胁迫下杨树幼苗营养代谢的影响,以一年生欧美杨Ⅰ-107(Populus×euramericana Neva)幼苗为研究对象,通过磁化处理含Cd(NO₃)₂·4H₂O的1/2 Hoagland营养液浇灌幼苗,测定不同组织的氮素含量、氮素关键代谢酶活性、关键氨基酸含量以及根系形态特征。结果表明,磁化水灌溉使得Cd胁迫下叶片中铵态氮($NH_4^+$-N)、硝态氮($NO_3^-$-N)和全氮(TN)含量增加;同样磁化处理也促进根系中$NH_4^+$-N和TN含量升高,但降低了根系中$NO_3^-$-N含量。磁化水灌溉有利于提高叶片中硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,同时提高根系中NR、GS活性,但对根系中NiR和GOGAT活性有明显的抑制作用。磁化水灌溉促进了Cd胁迫叶片半胱氨酸(Cys)、谷氨酰胺(Gln)的合成,但对谷氨酸(Glu)和甘氨酸(Gly)合成有明显的抑制作用。另外,磁化作用均促进了Cys、Glu、Gln和Gly在根系中的合成。磁化水灌溉可促进杨树根系形态建成。综上可知,磁化水灌溉可通过影响根系形态来调节根系对矿质养分的吸收和运输,可通过刺激氮素代谢关键酶活性来提高氮同化和游离氨基酸的合成,这对于提高杨树对镉污染土壤的适应能力具有重要意义。     

矮化自根砧红富士幼树对土施15N-尿素的吸收、分配和利用

【目的】 研究不同施氮水平对矮化自根砧红富士苹果幼树氮素吸收、分配和利用的影响,为矮化自根砧苹果园氮素管理提供依据。 【方法】 采用盆栽试验,以2年生矮化自根砧红富士苹果幼树为试材,利用15N同位素示踪技术,研究三个施氮水平下幼树对氮素的吸收、分配及利用特性。试验设三个处理,每千克土施氮 (N) 量为0.1 g (N_0.1)、0.2 g (N_0.2) 和0.3 g (N_0.3),分别在春梢停长期 (6月23日)、秋梢停长期 (8月25日)、养分回流期 (9月20日) 和落叶前期 (10月23日) 取全株样品进行氮的分析测定。 【结果】 至落叶前期,矮化自根砧红富士苹果幼树总干重和根系生物量以N_0.1水平最高。不同氮素水平下,植株不同器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率 (Ndff) 差异较大。氮肥施入至春梢停长期,幼树地上部新生营养器官Ndff值最高;秋梢停长期至落叶前期均以根系的Ndff值最高,同时根部吸收的15N也优先向营养器官运转;树体对氮的吸收征调能力随施氮量的增加而减弱。果树春梢停长期,N_0.1处理树体新吸收的氮素可更为快速地转运至新生器官;春梢停长期至养分回流期,叶片15N分配率最大;落叶前期,N_0.1处理根系15N分配率 (33.8%) 显著高于N_0.2 (17.0%) 和N_0.3 (22.5%) 处理,叶片中约37.6%的氮素回流到树体内。随着生育期的推移,树体15N利用率显著提高,至养分回流期各处理15N利用率为N_0.1(30.0%) > N _0.2 (27.9%) > N _0.3 (21.7%)。春梢停长期至养分回流期,三个施氮水平下树体吸收的15N均占整个生育期氮素吸收的80%或以上。 【结论】 春梢停长期至养分回流期是矮化自根砧红富士苹果幼树氮素营养需求的关键时期,N_0.1处理有利于幼树营养生长和氮素的吸收利用及贮藏,建议生产上应适当控制氮肥的投入,根据果树需肥关键时期合理施用氮肥,满足树体不同生长发育阶段对氮素的需求,提高氮肥利用率。      

基于15N 示踪的酿酒葡萄氮素营养需求分析

植物在不同时间对氮素营养的需求迥异,为掌握宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄氮素分布特征和营养需求规律,以7 年生“赤霞珠”为研究对象,每株施氮255.10 g(15N- 硫酸铵10 g+ 普通硫酸铵245.10 g)。利用15N 同位素示踪技术,在施氮后35、70、105、140 和160 d 采集土壤和酿酒葡萄根、茎(茎分为主干、一级分枝、二级分枝)、叶、果,对其15N 丰度和全氮量进行测定分析。计算不同时间各器官肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)、分配率、氮肥利用率、残留率以及损失率。结果表明:根、主干、一级分枝、二级分枝、叶和果的干物质量均在施氮后70 ～ 105 d 明显增加,施氮后105 d 的干物质量较施氮后70d 分别增加了95.19%、4.23%、6.51%、58.58%、30.00% 和219.84%。在施氮后70 ～ 105 d,根、主干、一级分枝、二级分枝、叶和果的Ndff 值明显上升,施氮后105 d 的Ndff 值较施氮后70 d 分别增加了6.38、5.89、5.87、7.25、4.34 和7.01 个百分点。根的15N 分配率在施氮后35 d 高于其他施氮时期,为1.46%。主干、一级分枝和二级分枝的15N 分配率均在施氮后160 d 高于其他施氮时期。根、主干、一级分枝、二级分枝、叶和果的15N 分配率在施氮后70 ～ 105 d 均明显增加,施氮后105 d 的15N 分配率较施氮后70 d 分别增加了5.26、0.52、0.24、2.55、3.70 和3.21 个百分点。综上所述,酿酒葡萄在施氮后70 ～ 105 d 为氮素吸收峰值期,在此期间应注重氮肥的施入。整个施氮时期酿酒葡萄的氮肥利用率为38.97%,氮肥残留率为17.77%,氮肥损失率为43.25%。     

不同施氮水平对烟富3/M26/平邑甜茶幼树当年及翌年氮素吸收、利用、分配的影响

以2年生烟富3/M26/平邑甜茶幼树为试材,研究了不同施氮水平对苹果矮化中间砧幼树当年及翌年15N 吸收、 利用和分配的影响。结果表明,适量施氮肥利于幼树生长和氮肥利用率的提高,更利于翌年树体生长及氮肥利用率的提高。以不施氮肥（N0）处理为对照,适量施氮肥（N100）或过量施氮肥（N200）条件下均通过促进根系生长进而促进地上部生长,且 N100处理对地上部生长的促进作用较N200更为显著。氮肥施入至春梢旺长期和春梢停长期,N100处理对根系生长的促进作用显著,根冠比由高到低分别为 N100＞N200＞N0,且春梢旺长期根系15N 分配率为 N100(42.93%)＞N200(37.10%)＞N0(26.39%),春梢停长期各处理根系15N分配率由高到低仍为 N100(28.61%)＞N200(20.30%)＞N0(14.27%)。至秋梢旺长期,N100处理生长势显著高于N0,但各器官15N分配率无显著差异;N100与N200处理树体生长势无显著差异,但N100处理地上部15N分配（85.93%）显著高于N200处理(77.28%),根系15N 分配率(14.07%)显著低于N200 处理(22.72%)。至翌年春梢旺长期,N100树体生物量迅速增高至N0 的175.83% 和N200 的176.41%,根冠比和根系15N 分配率显著低于N0和 N200。N200处理始终保持较高的根冠比和根系15N分配率但不利于地上部生长。冬季叶片脱落是苹果矮化中间砧幼树最大的氮流失途径,流失量为当年氮吸收量的44.56%~51.25%。     

施氮条件下磁化水灌溉对葡萄生长和光合特性的影响

为研究施氮条件下磁化水灌溉对葡萄生长发育及光合特性的影响,以夏黑葡萄(Vitis vinifera×V. labrusca cv. Summer Black)为试验材料,采用盆栽试验,设置磁化水灌溉处理(M0)、非磁化水灌溉处理(NM0)、磁化施氮处理(MN)、非磁化施氮处理(NMN)4个处理,测定生长参数、叶绿素含量、光合气体交换参数以及荧光参数等指标。结果表明,与NMN相比,施氮条件下,MN对葡萄生长有明显促进作用,叶片、根系和全株生物量显著提高80.58%~163.35%(P<0.05),茎生物量无明显变化,根冠比提高26.43%。与NMN相比,MN葡萄叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素含量提高8.58%~23.78%,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)提高6.06%~8.14%,而胞间CO₂浓度(Ci)显著降低(P<0.05)。与NMN相比,MN处理中实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)提高7.97%~9.78%,非光化学猝灭系数(qN)、非光化学耗散(NPQ)和激发能压力(1-qP)降低了12.51%~22.94%。综上所述,施氮条件下,磁化水灌溉可以提高葡萄叶片的光合生产力,维持叶片较好的光合性能,以提高葡萄生物量累积、优化生物量分配格局,促进葡萄的生长。因此,磁化水灌溉技术可投入葡萄生产中。本研究结果为葡萄优质生产及氮肥施用提供了理论依据。     

干湿交替灌溉和施氮量对水稻内源激素及氮素利用的影响

为探讨干湿交替灌溉与施氮水平对水稻根系内源激素水平及氮肥利用的影响,以连粳7号为材料,采用防雨棚土培试验,研究3个灌溉方式:浅水层灌溉、轻度干湿交替灌溉、重度干湿交替灌溉与3个氮肥水平(0、240和360 kg/hm2)对水稻根系内源激素(玉米素及玉米素核苷(Z+ZR)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA))、叶片氮代谢酶活性(硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT))、植株氮素累积量及氮肥利用效率的影响及其耦合效应。研究结果表明:在相同施氮水平下,轻度干湿交替灌溉促进根系Z+ZR、IAA合成,提高叶片中NR、GS及GOGAT活性,氮肥吸收利用率显著提高(P0.05);重度干湿交替灌溉则抑制根系Z+ZR、IAA合成,降低叶片NR、GS及GOGAT活性,植株氮素累积量及氮肥利用效率显著降低(P0.05),而根系ABA含量则明显增加(P0.05);在相同灌溉方式下,根系Z+ZR、IAA含量、叶片氮代谢酶活性及氮肥累积量在保持水层及轻度干湿交替下随着施氮量的增加而增加,而在重度干湿交替灌溉下则随着施氮量的增加先增加后降低,中氮处理明显提高氮肥利用效率(P0.05)。相关分析表明:根系合成的Z+ZR、IAA及叶片中氮代谢酶活性与氮肥吸收利用率呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系,而脱落酸含量则与氮肥吸收利用率呈极显著的负相关关系(P0.01)。根系合成的Z+ZR、IAA及叶片中氮代谢酶供氮效应为正效应,抽穗后,轻度干湿交替灌溉供水效应及耦合效应为正效应,而重度干湿交替灌溉则为负效应。该研究对探索水氮耦合机理,为水稻高产高效栽培实践提供理论及科学依据。     

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。     

雹灾后棉花氮素吸收规律研究

运用15N示踪技术,研究了雹灾后施氮配合中耕对棉花氮素吸收、利用和棉花--土壤氮素平衡的影响.结果表明,在蕾期遭受雹灾的情况下,施氮配合中耕的处理灾后3日开始吸收肥料氮,单纯施用氮肥处理灾后6日才开始吸收肥料氮.中耕处理的棉株单株氮素积累量高,且吸收肥料的比率增加.中耕还明显提高籽棉和根系中肥料氮的分配率,显著提高肥料利用率.     

果实膨大期分次施氮对苹果氮素吸收利用及土壤累积动态的影响

以6a生苹果为试材,采用~(15) N同位素示踪技术,研究了果实膨大期等氮量分次(1次,2次,8次)追施N肥对~(15) N-尿素吸收、利用、损失及0—60cm土层氮素累积动态的影响。结果表明:随着果实的膨大,植株新生器官(叶片、新梢和果实)Ndff值以8次施氮处理最高,1次施氮处理最低;果实成熟期,8次施氮处理~(15) N吸收量分别是2次和1次施氮处理的1.61倍和2.10倍;植株营养器官和生殖器官~(15) N分配率均以8次施氮处理最高,1次施氮处理最低;随时间推移,8次施氮处理0—60cm土层~(15) N残留量逐渐高于2次和1次施氮处理,且主要集中在0—40cm土层;在果实成熟期,8次施氮处理~(15) N肥料利用率为17.65%,显著高于2次(10.99%)和1次施氮处理(8.37%),而~(15) N损失率为47.54%,显著低于2次(59.05%)和1次施氮处理(67.92%)。综合考虑,果实膨大期8次施氮处理效果最佳,可使氮肥在树体需肥的关键期充分发挥作用,能显著降低氮肥损失,保证稳定充足氮素供应,提高氮素利用率。     

干湿交替灌溉与氮肥形态耦合对水稻光合特性及氮素利用的影响

  【目的】  探讨干湿交替灌溉与氮肥形态对水稻光合特性及氮肥利用的影响。  【方法】  以徐稻3号为材料，在防雨棚内按处理数量构建9 m × 1.5 m × 0.4 m水泥池，用于2因素3水平完全区组试验。因素1为灌溉方式:浅水层灌溉 (0 kPa，CK)、轻度干湿交替灌溉 (?20 kPa)、重度干湿交替灌溉 (?40 kPa)。因素2为氮素形态:100%NH₄+-N (NH)、50%NH₄+-N+50%NO₃–-N (1/2NH+1/2NN)、100%NO₃–-N (NN)。在水稻分蘖盛期、幼穗分化始期、抽穗期和成熟期取植株样品，测定水稻根系氮代谢酶活性、叶片光合荧光特性及植株各部位氮素含量。  【结果】  在相同氮肥形态下，轻度干湿交替灌溉根系硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶 (GS)、谷氨酸合成酶 (GOGAT)、谷氨酸脱氢酶 (GDH) 活性与浅水对照相比分别增加6.4%～80.4%、8.1%～85.9%、5.1%～61.8%与13.4%～94.0%；叶片光合速率及最大光化学效率得到提升；水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率明显提高，重度干湿交替灌溉则抑制根系NR、GS、GOGAT及GDH活性，降低叶片光合速率及最大光化学效率，最终导致水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率显著降低 (P < 0.05)。在浅水对照下，NH处理可改善根系氮代谢酶活性，提高叶片光合速率及最大光化学效率，有利于水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率的提升。干湿交替灌溉下，铵硝混合处理提高了根系氮代谢酶活性，增加了叶片光合速率及最大光化学效率，提高了水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率。相关分析表明，根系GS、GOGAT及GDH活性及叶片光合速率、最大光化学效率与氮素农学效率呈显著 (P < 0.05) 或极显著 (P < 0.01) 的正相关关系，而非光化学猝灭系数则与氮肥吸收利用率呈显著的负相关关系 (P < 0.05)。  【结论】  水稻生长期一直保持浅水层时，供应100%铵态氮可以充分发挥水肥的耦合效应，促进根系氮代谢酶活性，提高叶片的光合速率及最大光化学效率，有利于水稻的高产及氮高效利用。轻度干湿交替灌溉则以施用50%铵态氮和50%硝态氮混合氮肥最佳。     

Nutrient composition of leaves and fruit juice of grapevine as affected by soil and nitrogen fertilization

Effects of soil type and nitrogen (N) fertilizer–application rates on the nutrient composition of grapevine (Vitis vinifera L. cv. Riesling) leaves during a growing cycle were compared with the composition of the resulting grape juice. Grapevines were planted in 75 L containers that had been installed in a vineyard and filled with three different vineyard soils (loess, shell lime, and Keuper). Four typical levels of N fertilizer (40, 80, 120, and 160 kg N ha^–1) were applied. Elemental composition of mature leaves sampled seven times during the growing cycle as well as of the extracted grape juice was analyzed. The time of sampling affected all measured elements (C, N, Ca, K, P, Mg, S, Fe, Zn, Mn, and B) in the leaves. Nitrogen‐fertilizer rate affected the concentrations of all elements except Ca and Mg, while the soil type had significant effects on elemental composition of the leaves with the exception of N, B, and Ca. Soil type had a significant effect on K, S, Mn, and B in the grape juice. Increasing rates of N fertilizer increased C concentration in the grape juice significantly and affected its elemental composition similar to the effects in leaves. This may be explained with the role of leaves as the source for supplying the grapes during ripening via phloem transport. Cluster analysis for the elemental composition of soils, leaves, and grape juice revealed no consistent relationships indicating that other soil characteristics in addition to the mineral concentration influence the elemental composition of grapevine leaves and grape juice.     

低氮和干旱胁迫对富士和秦冠生长及氮素利用的影响

【目的】以富士（Fuji）、 秦冠（Qinguan）嫁接在平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）上的当年生盆栽苗为试验材料,采用砂培方法,研究了缺氮胁迫和干旱对富士和秦冠生长情况、 光合参数、 植株各部位氮磷钾含量及氮素利用效率的影响,分析比较了低氮干旱条件下富士和秦冠生长及氮素利用的差异,以期为果树生产高效肥水利用提供理论指导。【方法】试验共设四个处理: 正常氮正常水（ZZ）、 低氮正常水（DZ）、 正常氮干旱（ZG）、 低氮干旱（DG）。氮素和水分均设置两个水平,分别为正常氮（6 mmol/L NO-3-N）、 低氮（0.3 mmol/LNO-3-N）、 正常供水（保持盆中砂子相对含水量为饱和含水量的80%~85%）、 干旱处理（保持盆中砂子相对含水量为饱和含水量的60%~65%）。【结果】富士和秦冠的生物量（茎和叶）、 株高茎粗等生长指标以及光合速率、 气孔导度、 蒸腾速率均为正常氮正常水（ZZ）＞低氮正常水（DZ）＞正常氮干旱（ZG）＞低氮干旱（DG）,并且相对应处理下秦冠的以上指标均高于富士;正常供水下,缺氮处理使富士、 秦冠的根冠比比正常氮处理均有所增加,富士提高了2.05%,秦冠提高了22.40%。富士和秦冠的氮、 磷、 钾含量均表现出正常氮正常水（ZZ）＞低氮正常水（DZ）＞正常氮干旱（ZG）＞低氮干旱（DG）; 氮、 钾元素含量在植株各部位的分布顺序依次是叶＞根＞茎,磷元素则是根＞叶＞茎;光合氮素利用效率（PNUE）和氮素利用效率表现为秦冠处理之间差异极显著,富士处理之间差异不显著;秦冠的PNUE和NUE明显高于富士,在低氮正常水（DZ）处理下,秦冠氮肥利用率比富士高42.07%,在低氮干旱（DG）处理下高64.14%;低氮胁迫下富士和秦冠的NUE显著提高,并且秦冠提高的幅度高于富士。【结论】施用氮肥能够显著提高富士与秦冠的干物质量,同等水肥条件下,秦冠生长优于富士;水分亏缺会减少叶片对氮的吸收,干旱条件下适度增施氮肥,可提高果树的抗旱能力;低氮干旱胁迫下秦冠的生长指标、 光合指标及氮素利用效率指标均优于富士,表现出较强的抗低氮干旱胁迫的能力。     

氮、磷肥对杉木幼苗生物量及养分分配的影响

采用盆栽试验,研究了不同氮、 磷肥对杉木（Cunninghamia lanceolata）幼苗生物量及养分分配的影响。结果表明,供磷可促进杉木幼苗植株和各器官生物量的增加,并影响叶、 茎、 根生物量的分配比例,氮、 磷处理幼苗叶生物量占全株生物量的45% 以上, 施氮反而降低杉木叶、 茎、 根的生物量; 施氮显著增加根和叶的氮含量,而显著降低根和叶的磷含量,对茎的氮、 磷含量没有明显影响; 施磷显著降低叶、 茎、 根的氮含量,叶、 茎、 根的磷含量随供磷水平的增加而逐渐增加。氮磷配施显著影响叶、 茎、 根的氮、 磷含量和氮、 磷累积量。叶片是主要的氮、 磷养分存储器官。氮（或磷）水平的增加可降低杉木幼苗的磷（或氮）利用效率,提高氮（或磷）的利用效率; 氮、 磷肥显著影响杉木幼苗叶、 茎、 根的N/P比。研究结果说明,氮、 磷肥增加了杉木幼苗各器官生物量和氮、 磷含量,影响了幼苗的养分分配和营养平衡。     

水氮调控对小油菜养分吸收、水氮利用效率及产量的影响

合理的灌水、施氮量对提高小油菜养分利用率、控制面源污染具有重要意义。本文采用盆栽试验,利用~(15)N同位素示踪技术,研究不同灌水水平(W_1:60%θ_f;W_2:75%θ_f;W_3:90%θ_f。θ_f为田间持水量)和施氮量(N_0:0 g·kg~(-1);N_1:0.1 g·kg~(-1);N_2:0.2 g·kg~(-1);N_3:0.3 g·kg~(-1))对小油菜养分吸收、产量及水氮利用率的影响。结果表明:灌水水平与施氮量对小油菜根系与叶片氮、磷、钾含量均有显著影响,且叶片含磷量受水氮交互作用的显著影响。叶片氮、钾含量显著大于根系。增加灌水,小油菜含磷量与根系含氮量增加,含钾量及叶片含氮量降低;施氮能增加小油菜氮、钾含量,降低含磷量。灌水与施氮对小油菜氮、磷、钾吸收总量均有显著影响,且磷、钾吸收量受水氮交互作用的影响显著,中水低氮处理(W_2N_1)各养分吸收量均最大。小油菜产量受灌水水平和施氮量的显著影响,表现为随灌水水平的提高而增加,随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势。灌溉水分利用效率(IWUE)受施氮量及水氮互作的显著影响,随施氮量增加,IWUE变化与产量变化一致。灌水与施氮对~(15)N肥料去向有显著影响,且肥料利用率受水氮互作的显著影响。随灌水水平提高,肥料利用率呈增加趋势,中水处理肥料残留率最低,损失率最高。随施氮量增加,肥料利用率不断降低,损失率呈增加的趋势。本试验条件下,综合考虑小油菜养分吸收、产量及水氮利用率,W_3N_1、W_2N_1组合为推荐水氮处理。     

浅埋滴灌下不同施氮量对玉米产量和花后氮代谢的影响

  【目的】  研究浅埋滴灌下不同施氮量对玉米产量和花后氮代谢的影响,为西辽河平原玉米丰产与氮素资源高效管理提供理论依据。  【方法】  玉米浅埋滴灌水肥一体化定位试验在内蒙古自治区通辽市科尔沁区农业高新科技示范区连续进行了3年。设置N 0、150、210和300 kg/hm2 4个处理,分别记为N0、N150、N210和N300。完熟期测定玉米植株氮含量、干物质积累量和产量及产量构成因素,开花期至成熟期定期取样测定氮代谢相关酶活性、光合氮素利用效率和非结构性碳水化合物含量。  【结果】  N300处理与N210处理3年玉米产量差异不显著,但显著高于N150处理;N300、N210处理玉米穗粒数、千粒重无显著差异,但均显著高于N150处理,穗粒数较N150处理分别提高15.70%、10.85%,千粒重分别提高了9.78%、5.82%。N210处理氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥生理利用率和氮素吸收效率均高于N300处理,3年平均较N300处理分别提高37.01%、29.84%、10.10%和28.89%。N300处理花后氮素积累量高于N210处理,但二者转运量差异均不显著。N300处理与N210处理花后氮代谢酶活性、光合氮素利用效率和非结构性碳水化合物含量的差异均不显著,且二者均显著高于N150处理,其中氮代谢酶活性和光合氮素利用效率的差异在花后10天开始显现,非结构性碳水化合物含量差异的显著变化则在花后30天开始。  【结论】  西辽河平原灌区玉米浅埋滴灌水氮一体化条件下,施氮210～300 kg/hm2增加了植株氮素吸收转运,提高了氮素利用效率,增强了花后氮代谢酶活性和保持了花后氮素光合生产能力,进而促进产量提高。施氮量210 kg/hm2与300 kg/hm2之间没有显著产量差异,但前者氮肥利用效率显著增加,因此,施氮量210 kg/hm2是较为经济合理的施氮量。     

腐植酸钾对食用甘薯品种钾吸收、利用和块根产量的影响

甘薯属于喜钾作物,增施钾肥是提高甘薯块根产量的重要措施之一;而腐植酸具有促进作物生长、提高肥料利用率等作用。为探讨腐植酸与钾肥配合施用对食用甘薯钾吸收利用以及块根产量的影响,本研究利用自行制备的两种腐植酸钾肥料,选用食用甘薯品种“北京553”于2005年在山东农业大学农学试验站进行了研究。试验采用块根膨大过程定期取样和收获期测产相结合的方法,观察了块根膨大过程中植株地上部鲜重/块根鲜重（T/R）比值、叶片和块根含氮量/含钾量（N/K）比值以及块根膨大速率的变化及其与块根产量的关系,同时分析了钾素生产效率和钾肥利用率在处理之间的差异。结果表明,施用适量钾肥可以降低植株T/R比值以及叶片和块根的N/K比值,提高块根膨大速率,提高收获期生物产量及其干物质在块根中的分配率,增产24.18%。但是,施用钾肥降低了钾素生产干物质和块根的效率。施用适量腐植酸可以降低块根N/K比值,提高叶片N/K比值,提高块根膨大速率以及收获期的生物产量,增产5.70%。同时,施用腐植酸提高了钾素产干物质和块根的效率。与等量氧化钾对照比较,在块根膨大前、中期,施用腐植酸钾可以降低植株T/R比值以及叶片和块根的N/K比值,提高块根膨大速率;块根产量提高8.11%～9.50%。同时,腐植酸钾肥料的吸收利用率和农学利用率都显著提高。     

Late nitrogen fertilization affects carbohydrate mobilization in wheat

An experiment was carried out to determine how the late application of nitrogen (N) fertilizer affects the use of pre‐anthesis carbon reserves during the grain‐filling period of pot‐grown wheat with no water shortage. Increasing doses (equivalent to 0, 140, and 180 kg N ha^–1) of N fertilizer were applied, either in two amendments (stages GS20 and GS30) or in three amendments (stages GS20, GS30, and GS37, according to Zadoks scale). The management of fertilizer by combining an increased N rate with late N application was able to stimulate canopy development, to raise photosynthetic capacity and carbohydrate accumulation during the vegetative stages, and to increase grain yield. Based on the dynamics of carbohydrate accumulation in the ear, three phases were differentiated during the grain‐filling period, whose temporary pattern remained stable regardless of the fertilizer management. The net remobilization of carbohydrates started 12 d after anthesis from the leaves and 28 d after anthesis from roots and stems. The increase of the N dose with late N application allowed on one hand a lower use of the pre‐anthesis carbon reserves in favor of greater de novo photosynthesis during the grain‐filling period, and on the other hand greater relative contribution of the leaf and ear C reserves to remobilization towards the grain. Further splitting the dose increased only the relative contribution of ear C reserves. The stem contribution seemed to be independent of N applied whereas the root contribution tended to diminish with late N application.     

施氮量对棉花功能叶片生理特性、氮素利用效率及产量的影响

【目的】黄河流域棉区是我国三大棉区之一,氮肥管理在棉花生产中至关重要,氮肥供应不足或过量会影响棉花的皮棉产量和纤维品质,过量施氮可能导致棉花营养生长过旺,产量下降,也会造成不必要的浪费及棉田环境污染,氮肥供应不足会导致棉花生物量较小,皮棉产量降低,纤维品质下降。本文通过3年不同氮肥用量的田间小区定位试验,研究施氮量对棉花功能叶生理特性、氮素利用效率及籽棉产量的影响,旨在探讨黄河流域棉区华北平原亚区中等肥力棉田适宜施氮量,揭示棉花氮素高效利用的相关机理。【方法】田间试验于2011 2013年在河南安阳县中棉所试验农场进行,供试田块为多年连作棉田,土壤为壤质潮土,2011年播种前0—20 cm土层土壤有机质、全氮、速效氮(N)、速效磷(P)、速效钾(K)含量分别为11.24 g/kg、0.82 g/kg、77.43 mg/kg、16.69 mg/kg、129.82 mg/kg。以转Bt+Cp TI中熟棉花品种中棉所79为材料,采用随机区组设计,重复4次,设置0、90、180、270、360、450 kg/hm26个施氮水平,氮肥底施和初花期追施各半,磷(P2O5)、钾(K2O)全部底施,施用量均为120kg/hm2。试验小区长10 m,宽4.8米,每小区6行棉花,种植密度57500 plant/hm2。2011年4月17日播种,2012年4月25日播种,2013年5月3日播种。2013年研究了施氮量对初花期棉花功能叶光合速率、不同生育期棉花群体叶面积指数(LAI)、不同生育期棉花功能叶叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性的影响,2012、2013年研究了施氮量对棉花氮素内在利用率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率、氮肥回收率及籽棉产量的影响。【结果】随施氮量的增加,不同生育期棉花群体LAI、功能叶叶绿素含量、GS活性、初花期棉花功能叶净光合速率呈增加的趋势,而功能叶MDA含量呈下降趋势。施氮量270、360 kg/hm2处理棉花在盛铃期群体LAI较适宜,吐絮期棉花功能叶能维持较高的生理活性,可为棉花高产提供物质保障。棉花氮素积累量、籽棉产量与施氮量间均呈二次曲线关系,棉花氮肥农学利用率和氮素内在利用率随施氮量增加显著下降,施氮量超过180 kg/hm2时氮素生理利用率下降,施氮量为270 kg/hm2时氮肥回收率高于其他处理。施氮量360 kg/hm2时,籽棉平均产量最高,显著高于施氮量为0、90 kg/hm2的处理,但与施氮量180、270、450 kg/hm2处理间差异不显著。棉花3年籽棉平均产量(Y)与施氮量(N)的效应方程为Y=3143.8036+4.2057N-0.006220N2(R2=0.9805,P=0.002717);棉花的最高产量施氮量为338.1 kg/hm2,经济最佳施氮量为299.7 kg/hm2。【结论】黄河流域棉区华北平原亚区中等肥力棉田施氮量超过270 kg/hm2时,棉花氮肥农学利用率、氮素内在利用率、氮素生理利用率、氮肥回收率开始下降,该区棉田推荐经济施氮量299.7 kg/hm2。     

低氮胁迫下玉米幼苗氮素和蔗糖分配特性

  【目的】  明确玉米自交系幼苗氮素吸收、转运与利用特性，探究低氮胁迫下其不同表型和生理性状的变化规律。  【方法】  以玉米自交系XY4和PH4CV为供试材料，进行了水培试验。设置正常氮 (N 2 mmol/L，NN) 和低氮 (N 0.04 mmol/L，LN) 两个氮水平，从培养3 h起，每3天测定一次幼苗生物量、光合特性、根系性状及氮素和蔗糖含量，直至第12天。  【结果】  玉米幼苗根系对低氮胁迫的反应早于地上部，与NN处理相比，LN处理PH4CV和XY4的根干重分别在培养第3和第6天时增加了65.15%和84.63%，而从培养第9天开始，LN处理下两自交系幼苗地上部干重显著低于NN处理，由此导致根冠比增加；与NN处理相比，LN处理下除了胞间CO₂浓度 (Ci) 和水分利用效率 (WUE) 外，两自交系幼苗叶片的SPAD值、净光合速率 (Pn)、蒸腾速率 (Tr) 和气孔导度 (Gs) 等光合特性均显著降低，且XY4下降幅度均大于PH4CV；LN处理下两自交系幼苗根干重的变异来源并不一致，XY4根干重的增加与总根长、根表面积、根体积、侧根数和初生根长增加有关，而PH4CV主要与侧根数目增加有关；与NN处理相比，LN处理两自交系幼苗地上部的氮素积累量和蔗糖含量显著降低，且XY4老叶的氮素含量下降速率明显快于PH4CV，而根系的氮素积累量、单株氮素生理利用效率和根中蔗糖含量均显著增加，且XY4增加的幅度均大于PH4CV。  【结论】  低氮胁迫促使玉米幼苗分配给地上部的氮素和蔗糖相对较少，因此限制地上部生物量积累及叶片光合能力的发挥，而分配给根系的氮素和蔗糖相对较多，从而促进根系形态建成，以利于吸收更多的氮素。