3 种挺水植物吸收水体NH4+、NO3-、H2PO4- 的动力学特征比较

本文用动力学试验研究了具有景观价值的3 种挺水植物—— 水生美人蕉(Canna generalis)、细叶莎草(Cyperus papyrus)、紫芋(Colocasia tonoimo)对H₂PO₄^-、NH₄⁺、NO₃^- 的吸收特征及差异。试验结果表明: 3 种挺水植物吸收H₂PO₄^- 时, 美人蕉的吸收速率最快, 且在较低离子浓度条件下也可以吸收该离子, 说明其具有嗜磷特性, 能够适应广范围浓度H₂PO₄^- 环境; 吸收NO₃^- 时, 细叶莎草的速率最快, 但对低浓度NO₃^- 环境的适应能力较差, 美人蕉吸收NO₃^- 的特性与细叶莎草刚好相反; 吸收NH₄⁺ 时, 细叶莎草的吸收速率最快, 且在低浓度NH₄⁺ 环境下仍能吸收该离子, 而美人蕉的吸收速率最慢, 但能在低浓度NH₄⁺ 环境下吸收该离子。说明不同植物对养分的吸收特性存在较大差异, 各自的污染水体修复适用范围也不同。美人蕉可用于各种浓度H₂PO₄^- 污染的水体修复; 而NO₃^- 污染严重的水体最适宜用细叶莎草作先锋植物, 修复到一定程度后再种植美人蕉来维持水质; 细叶莎草在各种浓度NH₄⁺ 污染的水体中均适用, NH₄⁺ 污染较轻的水体也可用美人蕉修复。     

水稻对氮素的吸收、分配及其在组织中的挥发损失

应用¹⁵N示踪技术研究了水稻不同生育期吸收的¹⁵N在各器官中的分配,以及后期植物组织中的挥发损失。结果发现,水稻在分蘖期吸收的氮量少于在幼穗分化期吸收的氮量;在分蘖期吸收的¹⁵N,标记结束时氮素主要分配于水稻的叶片中,至成熟期¹⁵N有39%转运至水稻子粒中;水稻在幼穗分化期吸收的¹⁵N,标记结束时氮素主要分配在水稻茎和叶鞘中,至成熟期¹⁵N有46%转运至水稻的子粒中;水稻在分蘖期和幼穗分化期吸收的氮素在后期可以通过植株组织挥发损失,至成熟期损失的比例分别达16.7%和13.4%。     

亚铁对水稻土中尿素氮去向的影响

生产实践和研究表明^[1,2],土壤中还原物质积累过多,常是直接或间接导致潜育性水稻土上水稻生长不良和产量较低的原因之一。Fe⁺⁺又是土壤还原物质的主要成分。因此,我们曾于1981年以施用Fe⁺⁺、葡萄糖、紫云英的方法,模拟田间土壤还原条件,进行了水稻盆栽试硷,对潜育性水稻土中N素供应特性及N素平衡作了初步研究^[3]。试验表明,施入亚铁使水稻明显减产,但却促进了水稻对化肥N素的吸收利用,减少了N素的损失。为了进一步摸清和验证施入Fe⁺⁺对水稻土中尿素N素平衡的影响,1982年继续进行了这项工作。     

土壤吸收量是土壤肥沃度的一项重要指标

土壤吸收性能的研究,自上世纪Way,Bemmelen 以来,吸引过很多土壤化学家的注意,诸如К.К.Гедройц^[1],А.Н.Соколовский^[9].Н/П/Ремезов^[8],Н.И.Горбунов^[3]等。     

柑桔根系对缺铁的生理反应

柑桔在缺铁条件下,幼苗根系分泌H⁺和还原Fe³⁺的能力增加,与植株吸收铁素营养的能力相一致。摘除缺铁失绿的新叶和顶芽,抑制根系分泌H⁺和Fe³⁺还原物;但随着新叶的重新长出,根系分泌H⁺和Fe³⁺还原物的速率逐渐提高。说明缺铁失绿的组织能调控根系分泌H⁺和Fe³⁺还原物。在营养液中加入0.1nmol/L生长素(IAA),能解除因缺少失绿组织对根系分泌H～+产生的抑制作用。此外,在缺铁条件下,吸铁能力较强的酸橙根尖发生膨胀,有利于铁的接触吸收。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响 Ⅱ.对铁、锰、铜、锌等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素对玉米植株吸收铁、锰、铜、锌等微量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与硝态氮(NO₃^--N)相比,铵态氮(NH₄⁺-N)显著提高了玉米对铁的吸收,降低了对锰、铜及锌的吸收。供铁也明显提高了植株地上部铁的吸收总量,降低了锰及锌的吸收量,尤其是在供应No₃^--N时这种作用更为明显。在缺铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中铁的含量明显高于NO₃^--N处理;而新叶、老叶、茎中锰、锌、铜含量以及根中锰、锌含量都明显低于NO₃^--N处理。但使用NH₄⁺-N时,根中铜的含量较高。在供铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米植株四个不同器官中锰和锌的含量显著低于NO₃^--N处理的植株,而铜的含量正好相反。在缺铁条件下,玉米新叶中活性锰、活性锌的含量显著高于供铁处理;与NO₃^--N相比,NH₄⁺-N的供应也显著降低了玉米新叶中活性锰以及活性锌的含量。     

黑土和白浆土上磷肥肥效与土壤性质和氮素供应水平的关系

一般认为磷肥施入土壤后,能迅速地转化成难以被作物利用的状态.武玫玲等人^[1]指出,可溶性磷酸盐施入土壤2小时后,有40%转化为0.5N HAc不能溶解的状态,经过一个月增加到80%以上.许多研究亦指出,土壤可溶性和交换性盐基的性质和含量^[2]、土壤粘土矿物组成^[3]、土壤的pH值^[4]、影响化学平衡的时间、温度和水分舍量等^[5],都可影响磷肥的转化过程.陈魁卿等^[6]认为,黑土中的活性铁铝合量与磷酸的吸收没有规律性;而白浆土<0.01毫米的物理性粘粒与磷肥吸收关系较大.综上可见,磷肥肥效受到土壤诸因子的制约.     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响——Ⅰ.对氮、磷、钾、钙、镁等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素(NO₃^--N和NH₄⁺-N)对玉米植株吸收氮、磷、钾等大量元素和钙、镁等中量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与NO₃^--N相比,供应NH₄⁺-N促进了玉米对氮的吸收,在缺铁条件下,降低了对磷、钾、钙及镁的吸收。铁和NH₄⁺-N都显著提高了玉米植株各器官中氮的含量。与NH₄⁺-N处理相比,NO₃^--N处理的新叶中磷含量显著增加,但铁的供应对植物体内磷的含量无显著影响。使用NO₃^--N显著提高了玉米新叶和老叶中钾的含量,根和茎中钾的含量无明显影响。铁的供应降低了新叶和老叶中钾的含量。供铁时,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中钙和镁的含量显著低于NO₃^--N处理,而在缺铁时则无显著差异。     

土壤交换性和非交换性NH4+在低地水稻的氮素营养中的重要性

G.Keerthisinghe等人在菲律宾主要植稻区的三种土壤上进行田间试验,考察NH₄⁺-N肥的施用和作物氮素的吸收对土壤交换性NH₄⁺和非交换性NH₄⁺水平的影响。     

空间电场对植物吸收CO2和生长速度的影响

为研究空间电场对植物吸收CO₂和生长速度的影响，首先采用同位素示踪法，分析了不同空间电场调控营养液栽培的番茄秧吸收CO₂气体和HCO^-₃阴离子的能力，证实了 ¹⁴C—HCO^-₃是一种受控于空间电场变化的阴离子，且空间电场强度的变化方向调控着 ¹⁴C—HCO^-₃阴离子流的流动方向。在此基础上以蕹菜(空心菜)为试验材料，采取空间电场与增施CO₂浓度的参数组合，做对比生长试验，通过红外线CO₂分析法揭示了空间电场的极性对植物吸收CO₂的速度有显著影响，且正向空间电场能显著促进植物对CO₂的吸收，并得到正向空间电场与足量的CO₂浓度相配合能大幅度提高温室蔬菜生长速度，使作物产量倍增的结论，为建立空间电场促进植物生长技术提供理论依据。     

亚硫酸铵的肥效试验初报

氮和硫都是植物生长发育所必需的营养元素,氮可以NH₄⁺形式、硫以SO₄⁼形式被植物所吸收,而SO₃⁼则不宜作为植物营养的硫源,因此在已往的文献中,没有见到关于用亚硫酸铵做肥料的记载。     

镁对土壤某些理化性质的影响

本文研究了镁离子在土壤中的吸附特性和交换性镁对土壤某些物理性质的影响。试验结果表明:镁盐阴离子对镁离子侵入土壤吸收复合体能力的影响为:CO₃^2->SO₄^2->Cl^-。在低浓度下,Mg²+在Na⁺陪伴下较其单独存在时更易被含MgCO₃的石灰性土壤吸附。在混合盐溶液中,当盐渍度和SAR一定时,Na⁺在Na⁺-Mg²⁺体系中比在Na⁺-Ca²⁺体系中更易被土壤吸附。当ESP一定时,随着土壤吸收复合体中交换性镁百分率(EMP)的增加,分散系数逐渐增加,饱和导水率和毛管水上升高度逐渐降低,当EMP>60%时,不再发生变化。随着ESP的增加,交换性镁的不良影响逐渐变小。     

小麦蚕豆间作施氮对小麦氮素吸收、累积的影响

田间试验研究了小麦蚕豆间作及4种施氮水平(0、90 kg·hm^-2、180 kg·hm^-2和270 kg·hm^-2)对小麦植株体内氮含量、小麦地上部氮素累积及氮素养分吸收速率的影响。结果表明: 间作显著增加了小麦地上部植株的氮含量, 与单作相比, 分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期不同施氮处理间作小麦植株的氮含量平均比单作提高20.0%、21.9%、21.4%和17.1%; 抽穗期和成熟期间作小麦叶、茎和穗中的氮含量均高于单作; 间作显著提高了小麦植株的氮素累积量和氮素吸收速率, 与单作相比整个生育期间作小麦氮素累积量增幅为15.5%~30.4%。无论单作还是间作, 小麦植株氮含量和氮素累积量随氮肥用量的增加而增加, 施氮对单作小麦植株氮含量、氮素累积量和氮素吸收速率的影响大于间作, 随着氮肥用量的增加, 间作优势逐渐减弱; 单作小麦植株的氮素吸收速率随氮肥用量的增加而增加, 间作小麦植株的氮素吸收速率随氮肥用量的增加呈先增后降的趋势。本研究表明, 间作和施氮促进了小麦对氮素的吸收利用, 间作优势与施氮水平密切相关, 间作体系中氮素养分的合理投入是发挥间作优势的关键。     

土壤—根系微区养分状况的研究——Ⅲ.水稻根际氮素的变化

植物根系吸收性能与土壤养分、水分和温度等环境条件有着密切的关系,同时又影响着近根微区土壤中养分的迁移和有效性。近年来在这一方面有了不少进展^[5]。在本项研究的第Ⅱ报^[1]中,我们曾对棉花等旱作根际钾的亏缺与富集及与土壤条件和作物种类的关系进行了初步讨论。但是,根际氮的状况除了从微生物的角度做了一些工作外,对植物根系吸收过程中氮肥的亏缺与补给,以及影响范围的论述还很少。Harmsen和Jager^[6],在旱作根际土壤中曾对氮、碳的含量进行了分析,并与根外土壤作过比较,认为近根区存在富集现象。但是,由于试验是全量分析的结果,因此只能归结为近根土壤中有微生物和某些生物残休的聚集,不能了解有效氮的动向。     

施钾对不同肥力土壤玉米钾素吸收、分配及产量的影响

采用田间试验, 研究了吉林省高(榆树市)、低肥力(公主岭市)肥力条件下不同钾肥用量对玉米产量、钾素吸收和分配的影响。结果表明, 榆树试验点和公主岭试验点的最高产量施钾量分别为83.3 kg·hm^-2和113.9 kg·hm^-2, 最佳经济施钾量分别为75.1 kg·hm^-2和103.1 kg·hm^-2。公主岭低肥力试验点比榆树高肥力试验点的最高产量和最佳经济产量分别提高了3.70%和3.68%。施用钾肥可有效提高玉米干物质最大积累速率和钾素最大吸收速率, 并能提前干物质最大积累速率和钾素最大吸收速率出现的天数。当施钾量超过60 kg(K₂O)·hm^-2时, 公主岭低肥力试验点的干物质最大积累速率和钾素最大吸收速率均高于榆树高肥力试验点。适宜的钾肥用量有利于提高钾养分由营养体向籽粒的转运量、转运效率及籽粒养分比例, 榆树高肥力试验点籽粒养分比例低于公主岭低肥力试验点, 幅度为0.5%~1.7%。除施钾量60 kg(K₂O)·hm^-2处理外, 公主岭低肥力试验点的钾肥农学利用率、偏生产力和利用效率等指标均高于榆树高肥力试验点, 分别提高7.3~8.8 kg·kg^-1、4.4~8.3 kg·kg^-1、1.6%~6.2%。综合考虑提高玉米产量、效益及钾肥利用效率, 高肥力土壤适宜施钾量为75 kg·hm^-2, 低肥力土壤上适宜施钾量为103 kg·hm^-2。     

水稻吸收离子动力学及离子相互作用

动力学参数K_m（米氏常数,反映载体活性中心与离子的亲和力）和V_max（离子最大吸收速度,与载体的数目和载体的转运效率有关）值是植物吸收养分数学模拟必不可少的两个参数,然而这两个参数受植物所处环境的影响,而受介质中共存离子（包括H⁺）的影响尤深^[1-6]。     

油-稻轮作条件下土壤硫形态消长规律的研究

土壤无机硫主要是水溶和吸附态SO₄^2-,它能被作物直接吸收。有机硫是作物利用硫的主要来源,分为HI还原有机硫(硫酸酯)、碳键硫(C-S)和惰性硫。有机硫只有转化为SO₄^2-后才能为作物吸收^[1]。土壤硫形态转化规律室内培养和盆栽研究较多^[1,2],田间试验研究较少,国外探讨了油菜一休闲制中土壤硫形态转化规律^[3]。水一早轮作制是中国主要轮作制之一,该轮作制中土壤处于干一湿交替之中,土壤硫转化规律可能有其特异性。本研究选择油一稻轮作制为研究对象,研究土壤硫形态消长和分配规律。其结果将为评价土壤供硫能力和了解土壤硫肥力维持机制提供依据。     

“零排放”复合生物净化模式用于循环水养鲍系统的试验研究

采用水生植物滤池(UB和PUB)和固定膜生物滤池（SB）的复合净化模式，对鲍鱼养殖水体和系统排放水体进行净化，实现了循环水养鲍系统的清洁生产。试验结果表明，植物滤池UB对养殖水体中总氨氮(TAN)具有很高的吸收效率，从而降低了SB的硝化负荷，大大减少了TAN、NO^－₂-N、NO^－₃-N和COD的积累，在整个试验过程中，养殖水体中TAN、NO^－₂-N、NO^－₃-N和COD的浓度分别低于0.19、0.01、1.75和1.20 mg/L。由于UB滤池的吸收作用和SB的硝化作用，养殖水体中PO^3-₄的浓度一直保持在0.30 mg/L以下。另外，这种复合净化模式具有调节水体pH值的作用，在试验期间，养殖水体中的pH值一直保持在8.11～8.14的良好水质范围，对鲍鱼的养殖十分有利。系统排放水经另一植物滤池PUB吸收净化后，PO^3-₄浓度降至0.22 mg/L 以下，NO^-₃-N的浓度甚至降至0.10 mg/L以下。本文还建立了养殖循环水体中无机氮的循环模型，用于对养殖水体中TAN、NO^－₂-N和NO^－₃-N的预测和控制。     

漫灌和喷灌条件下土壤养分运移特征的初步研究

用非饱和土壤溶质运移的对流扩散方程及其解析解,联系大田漫灌、喷灌的入渗实际,在室内试验的基础上,研究了漫灌、喷灌入渗条件下,土壤养分运移的特征。研究结果表明,阳离子Ｋ^＋,由于土壤颗粒的吸附作用,流动性差,入渗结束后,Ｋ^＋浓度集中分布在土表０～２０ｃｍ土层内。阴离子ＮＯ₃^-,流动性强,入渗方式对ＮＯ₃^-离子运移影响大。漫灌入渗条件下,孔隙水流速度大（是喷灌的３．５倍）,ＮＯ₃^-运移快,机械弥散作用是喷灌的１１．６倍,入渗结束后,ＮＯ₃^-浓度集中分布在土壤深层的作物主根区之外,不利于作物吸收利用,并容易造成地下水污染。而在喷灌入渗条件下,供水强度低,孔隙水流速度小,ＮＯ₃^-运移慢,弥散作用弱,入渗结束后,ＮＯ₃^-浓度的峰值迁移浅,ＮＯ₃^-浓度集中分布在土壤表层作物主根区内,有利于作物吸收利用。这正是喷灌节水、保肥的内在机理。     

137Cs法测算梁峁坡农耕地土壤侵蚀量的初探

本文介绍了¹³⁷Cs法测算农耕地土壤侵蚀量的基本原理和方法。梁峁坡农耕地和梯田5个土壤剖面的¹³⁷Cs含量的测定结果表明,土壤剖面的¹³⁷Cs总量很好地表征了农耕地的侵蚀程度。根据卡钱诺斯基和奎因（Kachanoski and Quine）1987年分别提出的曲线和本文提出的公式求得的侵蚀模数值和实测资料分析值基本吻合。