氮素形态对黄瓜幼苗生长及氮代谢酶活性影响

用营养液培养的方法,研究了同一氮素水平不同氮素形态比例对黄瓜幼苗生长及氮代谢关键酶：硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性的影响。结果表明：单独供给硝态氮（NO3^--N）比单独供给铵态氮（NH4^＋-N）更有利于黄瓜幼苗的生长;当NO3^--N∶NH4^＋-N为75∶25时,主根长度、根总表面积、根总体积、株高、茎粗、地上部干重的值最大。NR活性随NO3^--N比例的增加而增加,GS活性在NH4^＋-N比NO3^--N少时,随NH4^＋-N的比例增加而增大,当NO3^--N∶NH4^＋-N为50∶50时活性最大,当NH4^＋-N大于NO3^--N时活性下降。表明NO3^--N∶NH4^＋-N为75∶25时对黄瓜幼苗最适宜。     

甜菜谷氨酰胺合成酶基因在不同氮素条件下的表达分析

采用半定量RT-PCR技术对甜菜胞液型谷氨酰胺合成酶（GS1）和质体型谷氨酰胺合成酶（GS2）基因进行mRNA的表达检测,同时进行谷氨酰胺合成酶活性的测定,研究不同氮素处理对谷氨酰胺合成酶（GS）基因表达的调控,并以三磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）为内参照进行基因表达水平的半定量分析。结果显示,NO3^-：NH4^＋〉1和NO3^-：NH4^＋=50：50较NO33^-：NH4^＋〈1更能促进GS活性;NO33^-：NH4^＋=80：20和NO3^-：NH4^＋=50：50较NO3^-：NH4^＋〈1更能促进GSI基因的表达;NO3^-：NH4^＋〉1和NO3^-：NH4^＋=50：50较NO3^-：NH4^＋〈1更能促进GS2基因的表达。说明硝态氮比例较高的混合态氮较铵态氮比例较高的混合态氮及单一铵态氮更能促进GS活性和GS基因的表达,氮素能有效地在转录水平上调控甜菜幼苗叶片GS基因的表达。     

干旱胁迫下外源ABA对鼓粒期大豆产量及氮代谢关键酶活性的影响

通过研究鼓粒期外源脱落酸(ABA)在干旱胁迫条件下与氮素同化关键酶的关系,为大豆产量在实际生产中提供理论依据。采用2种不同类型的大豆为材料,在15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件下,于鼓粒期进行干旱胁迫处理(PEG)和干旱胁迫+喷施脱落酸处理(PEG+ABA),研究外源ABA在干旱胁迫下对大豆硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性的调控效应。试验结果表明,从鼓粒始期到鼓粒末期,在正常供水(CK)情况下,供试2个品种大豆叶片中NR和GS活性急剧降低,GOGAT活性呈先下降再上升趋势。与对照相比,PEG处理均降低叶片中NR、GS、GOGAT活性,在鼓粒后21天与CK、PEG+ABA处理产生显著差异,导致大豆籽粒产量较低。PEG+ABA处理叶片NR、GS和GOGAT活性高于PEG处理,差异显著;在鼓粒后28天和35天,其活性大小急剧上升,有利于大豆籽粒产量的形成。由此说明,外源ABA可以缓解逆境胁迫带来的伤害,同时可以促进氮代谢反应,从而控制叶片的衰老速度,提高籽粒产量。     

氮素供应水平对小粒型花生氮素代谢及相关酶活性的影响

花生籽仁蛋白质含量较高,研究不同品种花生各器官中氮代谢酶活性的差异及与籽仁蛋白质含量间的关系,可为花生优质高产提供依据.在大田高产条件下研究了氮素水平对小粒型花生各器官中可溶性蛋白质、游离氨基酸含量及氮代谢相关酶活性的影响,结果表明,适当提高氮素水平既能增加花生各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量,又能提高硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶等氮素同化酶的活性,使其达到同步增加;氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量,但谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶的活性下降;N素施肥水平不改变花生植株各器官中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的变化趋势,但适量施N(B2、B3处理)使花生各营养器官中NR、GS活性提高;氮素水平对花生各叶片和籽仁中GDH活性的高低影响较大,但对茎和根中活性大小的影响则较小.     

氮素形态对芫荽光合作用和硝酸盐积累的影响

以提高芫荽光合速率、降低硝酸盐含量为目的,采用水培方法,研究了不同氮素形态对芫荽光合速率、硝酸盐积累、生长等的影响。结果表明:芫荽根系比叶片易于积累硝酸盐。在介质中NO3--N与NH4+-N同时存在,而且NO3--N比例较高时,芫荽叶片硝酸盐含量、硝酸还原酶(NR)活性、光合速率、生物量相对较高。     

茶树氮素利用效率相关生理生化指标初探

用盆栽法对6个茶树品种的氮素利用效率、氮素吸收速度、同化速度、根系参数、4个品种茶树叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性和用水培法对不同品种茶树NH4+-N的吸收动力学参数(Km 和 Vmax)进行了研究。结果表明，氮素利用效率、氮素吸收速度、同化速度、根系参数均存在品种间和氮素水平间的显著差异，GS活性在品种间也有差异。上述     

蛋白和核酸合抑制剂对氮素诱导甜菜谷氨酰胺合成酶基因表达的影响

谷氨酰胺合成酶(GS)家族是甜菜等高等植物体内氨态氮同化酶, 也是氮利用与循环的核心构件。为了揭示在氮素诱导下, 放线菌素D(AMD)和放线菌酮(CHM)对甜菜GS基因调控表达的影响。采用半定量RT-PCR技术, 对甜菜的胞液型谷氨酰胺合成酶基因(GS1)和质体型谷氨酰胺合成酶基因(GS2)进行mRNA的表达检测, 同时进行GS活性的测定。结果表明, 甜菜幼苗经过低浓度AMD处理2~6 h, GS活性略有增加, 9 h后, 高和低浓度AMD处理下的GS活性都下降, 且随着浓度的增加下降幅度加大, 同时GS1mRNA和GS2mRNA的相对量随浓度的增加而下降。CHM处理甜菜幼苗9 h后, 随着浓度的增加和处理时间的延长, GS活性下降幅度增加, 但GS1mRNA和GS2mRNA的相对量在不同CHM浓度处理间变化不显著。     

不同形态氮素对番茄幼苗体内营养元素含量的影响

应用溶液培养法,采用全根和分根两种培养方式,研究了不同NO3-、NH4+配比处理下,番茄幼苗不同部位中12种营养元素含量的差异。结果表明,在全根和分根培养下,番茄体内总N浓度：花 > 叶、根 > 茎。在全根培养下,叶片和茎中总N浓度随营养液中NH4+比例增加而增加,适量增铵（NO3-:NH4+=75:25）显著提高了根系中P和K含量;在分根培养下,局部根系供单一NH4+营养显著降低了花和茎中总N浓度,提高了自身根系中总N浓度,但降低了两侧根系中P和K浓度。全部和局部根系供单一NH4+和NO3-、NH4+混合营养均降低了番茄幼苗各部位中Ca和Mg含量,但增加了叶片中S含量。在全根培养下,增加营养液中NH4+比例,增加了叶片中B和Mn含量,同时增加了叶片和根系中Zn和Mo含量。在分根培养下,局部根系供单一NH4+营养显著增加了根系中Fe、B、Zn、Cu和Mo含量。另外,全部和局部根系供混合N素营养（NO3-:NH4+=75:25）提高了N、P和K在体内总积累量。     

Ca2+参与硝普钠(SNP)对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控

在15% PEG-6000干旱胁迫下,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO含量、NO合成酶活性的影响及其与Ca2+的关系。干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS活性显著增加,且钙依赖型cNOS快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS活性在NOS活性比例缓慢增加,而NR产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;1mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用。结果表明,外源NO 显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控。     

Ca2+ 参与硝普钠对干旱胁迫下小麦叶片NO水平的调控

研究干旱胁迫下外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO水平的影响及其与Ca2+的关系.在15%PEG-6000胁迫下测定NO含量和NO合成酶活性,结果表明,干旱胁迫下小麦幼苗叶片一氧化氮合酶(NOS)活性显著增加,且钙依赖型cNoS(CaM的组成型NOS)快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS(CaM的诱导型NOS)的活性在NOS活性比例缓慢增加,而硝酸还原酶(NR)产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;0.1 mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用.SNP显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控.     

氮素实时管理对冬小麦产量和氮素利用的影响

为实现氮素效率和小麦产量的协同提高,以山东省泰安市和兖州市为试验地点,连续2年在4个田块上进行了基于土壤硝态氮测试的氮素实时管理试验。与农民习惯施肥相比,优化施氮处理提高产量0.87%～10.44%,平均5.82%;而氮肥用量减少38.61%～53.29%,平均46.70%;氮素吸收效率、氮素表观利用率和氮素农学效率分别增加36.67%～85.69%、58.49%～267.69%和34.16%～410.58%;氮肥偏生产力升高74.23%～124.87%;产/投比提高78.50%～112.09%。说明应用土壤硝态氮测试进行小麦氮肥实时实地管理达到了减少氮肥用量,提高氮素利用效率,增加产量和经济效益的目的。     

氮素实时管理对夏玉米产量和氮素利用的影响

为实现氮素效率和玉米产量的协同提高,以山东省泰安市和兖州市为试验地点,连续3年在4个田块上进行了基于土壤硝态氮测试的氮素实时管理,结果表明,优化施氮处理产量比农民习惯施肥增加2.73%~14.22%,平均增产7.90%;氮肥用量比习惯施肥减少36.80%~53.85%,平均减少44.75%。与农民习惯施肥相比,优化施氮处理氮素吸收效率增加13.68%~115.91%,氮肥表观利用率增加44.26%~377.89%,氮肥农学效率增加54.31%~271.31%,氮肥偏生产力增加53.38%~141.23%,产/投比增加37.35%~93.18%。说明应用土壤硝态氮测试进行氮肥实时管理可以明显减少玉米氮肥用量,提高氮肥利用效率,增加产量和经济效益。     

长期定位施肥土壤硝态氮和铵态氮积累特征及其与玉米产量的关系

为潮土中硝态氮和铵态氮的运移、积累特征及其与夏玉米产量之间的关系,以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,在2014,2015年夏玉米收获后,分别测定0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层硝态氮、铵态氮含量,并计算0~100 cm不同土层硝态氮、铵态氮积累量及夏玉米产量。结果表明:施用有机肥或化学氮肥均能提高土壤硝态氮或铵态氮含量及其积累量;在0~100 cm土层中各处理硝态氮的垂直迁移趋势不同,而铵态氮的垂直迁移趋势基本一致;与化肥相比,施用有机肥可滞缓硝态氮向土壤深层淋溶,但两者对铵态氮向土壤深层迁移趋势的影响不明显;长期施用有机肥、氮肥对硝态氮、铵态氮积累量的影响均达极显著水平,且对土壤硝态氮积累量存在极显著的交互效应;与长期不施肥M_0N_0(CK)相比,施肥处理(M_0N_1、M_0N_2、M_1N_0、M_1N_1、M_1N_2、M_2N_0、M_2N_1、M_2N_2)硝态氮积累量、铵态氮积累量分别显著增加112%~396%和69%~259%(P0.05);在0~20,0~40,0~60,0~80,0~100 cm各土层中,硝态氮、铵态氮积累量与夏玉米产量具有不同线性关系。研究表明,合理的有机无机肥配施可以降低土壤硝态氮、铵态氮淋溶及其积累,从而有利于提高作物产量,维持农田土壤生态系统的稳定性,促进农业可持续发展并保护地下水源。     

春季氮素处理对小麦可溶性糖含量及产量的影响

不同小麦品种对氮素吸收和利用效率不同,为了研究不同小麦品种对氮素吸收和利用的差异,选择目前10个华北平原区推广面积较大的小麦品种为材料,采用随机区组设计试验,于2009-2010年对春季氮素处理对不同小麦品种可溶性糖含量和产量的影响进行研究。结果表明,在拔节期不同施氮处理对不同小麦品种可溶性糖含量影响不大,在开花期不同小麦品种可溶性糖都有较大幅度的提高,并且施氮处理比不施氮处理有更大的提高,不同施氮处理对不同小麦品种产量也有影响,施氮处理的产量比不施氮处理的产量高,其中品种‘中科9818’产量最高。试验表明,春季施氮肥有利于改善小麦生育后期的碳代谢能力从而增加产量,可为小麦氮高效育种和小麦生产合理施用氮肥提供科学依据。     

不同管理模式对春玉米土壤硝态氮累积与氮素利用率的影响

在高肥力(文水)、中肥力(祁县)、低肥力(东阳)条件下,研究了不同管理模式(无氮肥对照、农户习惯、优化处理、高产高效处理)对春玉米土壤剖面硝态氮分布、累积与氮素平衡以及氮肥利用率的影响。通过3年定位试验,结果表明,春玉米收获后0~200 cm土壤剖面硝态氮累积量,在2011,2012年3个试验点都表现为:农户习惯高产高效优化处理无氮对照。文水试验点硝态氮累积量最高,三季平均为287.7 kg/hm2,比东阳和祁县土壤硝态氮累积量分别高18.4%和11.6%。氮素表观损失在3个肥力水平都均表现为农户习惯高产高效优化处理无氮对照。作物携出量在3个肥力水平均表现为:高产高效优化处理农户习惯无氮对照。在2011,2012年氮素农学利用率均表现为:高产高效处理优化处理农户习惯,2013年氮素回收率最高为祁县。高产高效处理达67.6%。通过合理的管理模式,可以在提高产量的同时显著提高氮素的利用率,并降低土壤中硝态氮的残留量。     

氮素对甜菜碳代谢产物的影响

研究施氮量对甜菜可溶性糖、蔗糖、果糖、淀粉含量的影响,为甜菜生产的最佳氮肥管理提供理论依据。在大田条件下,选用甜菜品种H003 为试验材料,设置7 个施氮水平(0、40、80、120、160、200、240 kg/hm2)。结果表明,同一施氮水平下,随着生育进程推进甜菜叶片可溶性糖含量呈先降低后升高的趋势,蔗糖、果糖呈降低-升高-降低的趋势,淀粉呈升高-降低-升高的趋势,蔗糖、果糖与淀粉变化规律相反。随着施氮水平的提高,甜菜叶片可溶性糖含量前期呈先降低后升高趋势,后期与之相反;施氮120~ 160 kg/hm2有利于甜菜叶片蔗糖和果糖的累积以及淀粉积累峰值期的提前。综合分析表明,同一施氮水平,叶片可溶性糖含量呈先降低后升高的趋势,蔗糖和果糖表现出一致的变化规律,而淀粉与两者变化规律相反;施氮在120~160 kg/hm2之间有利于甜菜碳水化合物同化、转化及积累代谢。     

秸秆还田条件下适量施氮对冬小麦氮素利用及产量的影响

2011—2012和2012—2013年生长季,通过田间定位试验,研究了秸秆还田配施氮肥对冬小麦干物质积累、氮效率、土壤硝态氮积累及产量的影响。与单施氮肥(对照)相比,秸秆还田显著提高冬小麦全生育期干物质积累总量,降低开花前干物质积累量及其占全生育期比例;秸秆还田配施纯氮225 kg hm–2处理的氮肥偏生产力、氮素利用效率、氮素收获指数分别提高7.5%、6.4%和5.2%。秸秆还田显著降低了不同土层硝态氮积累量,尤其是0~30 cm和30~60 cm土层。秸秆还田配施纯氮225 kg hm–2的产量最高,且显著高于其他处理,增产幅度最大,因此可作为当地秸秆还田模式下适宜推荐的施氮量。     

内生真菌对甜菜主要农艺性状及氮糖代谢关键酶活性的影响

采用内生真菌F11液浸种、喷叶及灌根处理方法,调查其对甜菜栽培品种KWS2409的主要农艺性状及对甜菜氮、糖代谢关键酶即硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、蔗糖合酶(SS)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性的影响。结果表明,内生真菌F11菌株对甜菜的含糖量有明显的提高作用,其中以灌根处理效果最好,其叶鲜重、叶绿素含量、单根重、含糖率和产糖量的平均值分别提高了66.67%、47.42%、6.96%、17.46%和25.63%。在整个生育期,内生真菌F11显著提高了氮糖代谢酶活性,其中NR和GS活力分别呈“M”型双峰曲线和抛物线型变化,而SS和GS活力呈单峰曲线变化,后期根部SS合成活力明显高于分解方向活力,生育前期SPS活力高于后期。叶丛形成期达到最高峰,说明NR、GS、SS和SPS活性的增强是甜菜含糖量升高的主要生理原因。     

Role of Fine Roots in the Nitrogen Economy of Sugar Beet

In 31 field experiments with sugar beet, carried out in 1982–84 in Scania, southern Sweden, fertilizer nitrogen recovery in tops and beets, calculated with the difference method, amounted to 73%. To elucidate the role of the fine lateral roots in the fate of the nitrogen not accounted for, the lateral roots within depths of 0–25 and 25–60 cm were sampled at harvest in late September, 1984 in five sugar beet experiments. Irrespective of differences in nitrogen fertilization and plant-available soil nitrogen, a mean of ca. 3 kg/ha⁻¹ of nitrogen was found in the fine lateral roots. This corresponded to only ca. 2% of the nitrogen in the whole crop at harvest, whereas the beets and tops contained 43 and 55%, respectively. Using the difference method, calculations with, as well as without, fine roots therefore yielded the same recover (75%) of fertilizer nitrogen in the beet crop. The increase of residual mineral nitrogen in the soil at harvest caused by the fertilization corresponded to 2% of the fertilizer nitrogen applied. This means a total recovery of 77%.     

施氮对墨西哥玉米植株硝态氮累积及产量的影响

采用微区试验研究了2个施氮水平（中氮,300 kg/hm²;高氮,600 kg/hm²）下2种施肥方式（一次基施和平均3次分施）对墨西哥玉米（Euchlaena mexicana）植株硝态氮（NO₃^--N）累积及产量的影响。结果表明,墨西哥玉米叶片中NO₃^--N含量以新生叶较高,全展叶较低,老叶居中;茎鞘和根系的NO₃^--N含量在不同收获期表现为第一收获期低于叶片,第二期仅比新生叶低,第三期则高于叶片。随着收获次数增加,NO₃^--N含量在叶片中呈降低趋势,在茎鞘和根系中先降后升。高氮水平和分次施肥是造成同一类型叶片NO₃^--N累积的主要原因;高氮分次施肥处理（N_2-3）第二期收获的新生叶NO₃^--N含量最高,为92.66 μg/g,这一数值尚未达动物摄食的潜在致毒剂量。氮素用量增加,其生产效率降低,但高氮（600 kg/hm²）一次性基施处理的干物质产量和粗蛋白质产量均显著高于其他处理。综上所述,较高的氮肥用量一次性基施能够实现墨西哥玉米的高产且不会影响其产品安全性。