氮素形态对作物生理特性及生长的影响

简要综述了近年来对不同氮素形态膜转运蛋白的研究概况。细胞膜上硝态氮和铵态氮均有高亲和和低亲和转运系统。目前已从多种作物中克隆了硝态氮低亲和系统的基因。根系吸收铵态氮，具有双动力学特征。研究表明，铵高亲和转运体应是AMTl家族的成员，此基因在酵母中得到了表达。还综述了氮素形态对作物生理特性影响的研究情况。作物在铵营养增加时，NR(nitrate reductase，NR)活较高；铵态氮营养条件下的GS活性更高。氮素形态对作物光合作用各环节等均产生明显影响。大多数研究认为，铵硝态氮混施，叶绿素含量高；增加铵态氮，希尔反应活性升高；氮素形态对光合速率的影响尚无定论。氮素形态对RuBPCase活性的影响因植物而异；硝态氮明显提高叶片的光呼吸速率。施用硝态氮，作物吸收的阳离子量明显增加，施用铵态氮，作物吸收较多的阴离子。氮素形态使作物体内呼吸途径改变，并可改变呼吸商。氮素形态对作物生长的影响，至今有不同的看法。     

不同施肥水平对长期麦豆轮作体系土壤氮素及产量的影响

探索施肥对长期轮作下土壤氮素变化及产量的影响,对优化氮素管理具有重要作用。通过优化施肥方案,对关中地区冬小麦-夏大豆长期轮作模式下作物产量及土壤全氮、硝态氮、铵态氮、微生物生物量氮含量动态变化进行定位研究。结果表明：土壤全氮、硝态氮、铵态氮含量秋冬季较高,春夏季较低,微生物生物量氮变化趋势与之相反。土壤中氮素各组分含量均表现为表层土高于下层土,土壤全氮、硝态氮、铵态氮平均含量及铵态氮层化比、土壤硝态氮与铵态氮比值随着化肥施用量的增加而增加,硝态氮层化比随施肥量的增加而减少。与不施肥相比,优化施肥促进微生物生物量氮含量的提升,而常规施肥导致微生物生物量氮含量下降。试验连续运行9 a后,施肥导致土壤pH和水分含量下降,对小麦、大豆产量有显著影响,与不施肥处理相比,小麦、大豆平均增产50.20%、45.29%。麦豆长期轮作种植模式下优化施肥在基本保证作物产量的同时,降低土壤中全氮、硝态氮、铵态氮含量,增加微生物生物量氮含量,减少化肥施用量。     

不同氮素形态及比例对烤烟多酚及相关酶活性动态的影响

以烤烟品种吉烟9号(Nicotianatobacum L.)为试验材料,通过盆栽试验,研究不同氮素形态对烤烟多酚及相关酶活性动态的影响。结果表明,氮素形态对烤烟多酚及酶活性有明显影响,移栽30d后,50%硝态氮+50%铵态氮处理多酚类物质含量明显提高。在移栽后30～75d,50%硝态氮+50%铵态氮处理POD和PAL一直保持相对较高水平,且PAL活性随着硝态氮比例的增加而增强,栽后75d达到高峰后迅速降低;在移栽后60d,75%铵态氮+25%硝态氮处理PPO活性达到峰值;生长前期APX活性随着铵态氮比例的增加而增强,移栽后75d达到峰值而后迅速降低且以50%硝态氮+50%铵态氮处理活性最强。     

菲与NH_4~+-N和NO_3~--N共存对作物根系硝酸还原酶活性的影响

作物根系多环芳烃(PAHs)与氮素吸收的相互作用研究对于通过施肥措施保障农产品的安全与强化PAHs污染环境的植物修复效果具有重要意义。本文以菲为PAHs代表,采用活体测定法研究了小麦、大豆和莴苣根系硝酸还原酶(NR)活性对硝态氮和铵态氮与菲共存下的响应。结果表明:无论菲处理与否,两种形态的氮素均能明显提高作物根系NR活性,硝态氮促进根系NR活性效果更好;铵硝混合氮处理中,小麦和莴苣根系NR活性随着硝态氮比例增加而增大,而大豆在硝态氮和铵态氮比为1∶1时NR活性最大。同一氮素水平,菲或无菲处理的作物根系NR活性因作物品种不同差异较大;在单一硝态氮或单一铵态氮存在下,根系NR活性从大到小依次为小麦、大豆、莴苣;铵硝混合氮存在下,作物根系NR活性大小顺序与硝态氮或铵态氮处理相同。与无菲处理相比,菲处理对小麦、大豆、莴苣的NR活性都有促进作用;在硝态氮和菲处理下,米氏常数从小到大为小麦、大豆、莴苣,而亲和力从大到小是小麦、大豆、莴苣;菲处理作物根系NR的米氏常数均小于相应的无菲处理,而亲和力则相反。表明,菲增强了根系NR与NO-3的亲和力是菲与不同形态氮共存促进作物根系NR活性的重要原因。     

不同形态及浓度氮素对矮砧红富士苹果幼树生长和氮素吸收、运转的影响

以1年生红富士苹果幼树(砧木:天红2号/冀砧2号/八棱海棠)为试材,采用盆栽砂培法研究了不同氮素形态(铵态氮和硝态氮)和氮素水平[5 mmol/L(对照)和0.625 mmol/L(低氮浓度)]对苹果幼树生长及氮素吸收分配的影响,以期为生产中合理施用氮肥,提高氮肥利用率提供理论依据。结果表明:在同一氮素水平下,硝态氮处理的苹果幼树生长情况较好,叶绿素含量、净光合速率及氮素质量分数、吸收、转移、分配量与铵态氮相比相对较高。对照浓度下,硝态氮处理能有效促进苹果幼树的侧生分梢、中心干延长梢、茎粗、生物量的增长,提高叶片叶绿素含量和净光合速率,促进氮素吸收运转和分配,硝态氮处理单株氮素吸收量相对于铵态氮增加63.70%,氮素分配量增加43.95%;低氮浓度下,除硝态氮和铵态氮处理中心干延长梢无显著差异外,硝态氮处理均有较好的表现,硝态氮处理单株氮素吸收量相对于铵态氮处理增加34.35%,氮素分配量增加21.69%。不同形态氮素通过影响氮素吸收、转运和分配量、叶绿素含量和净光合速率从而实现其对生长情况的影响,其中硝态对照处理影响最显著。硝态对照处理下的冀砧2号中间砧红富士苹果幼树可有效提高中心干的氮素吸收分配速率,为新生器官的建造创造有利条件。     

长期施肥对红壤性水稻土氮素形态的影响

采用28年的长期田间定位试验,研究了长期不同施肥处理对红壤性水稻土氮素形态的影响。结果表明,在不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英绿肥,M）和无机肥与有机肥配施（NPKM）处理中,土壤全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮和微生物氮含量均随土层深度的增加而降低;不同施肥处理土壤全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮和微生物氮含量从高到低顺序均为：NPKM〉M〉NPK〉CK,长期施用肥料,特别是有机肥与无机肥配施能提高全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮和微生物氮含量,即促进了土壤氮库的积累;且不同施肥处理A、P层碱解氮、铵态氮、硝态氮、微生物氮含量和土壤全氮含量之间呈极显著正相关关系。因此,无机肥配施有机肥可使土壤氮素各形态含量均显著提高,是提高土壤氮素肥力的根本途径。     

甜菜氮代谢关键酶与其产质量的关系

不同氮肥处理的 NR和 GS与 α-氨基态氮呈线性相关 ,但不同生育期间 ,NR及叶部的 GS与 α-氨基态氮相关不显著 ,而根部的 GS与 α-氨基态氮则呈显著正相关。NR和 GS与产量及产糖量则呈二次型抛物线关系 ,即在一定范围内 ,随 NR和 GS活性增强 ,产量和产糖量增加 ,但超过 NR和 GS的最适值时 ,二者呈下降趋势。在硝态氮作用下 ,NR与各测试指标相关性较大 ,而 GS与各指标在铵态氮处理下相关性较大 ,说明硝态氮对 NR有促进作用 ,而铵态氮对 GS有较强的促进作用。     

不同氮素形态对皖南烟区烤烟产量和品质的影响

不同的氮素形态试验结果表明:施硝态氮多的处理前期有利于烟株早发.不同的氮素形态处理对烤烟各项农艺性状的影响较小.不同氮素形态比例对烤烟产量没有显著影响.各处理产值随着硝态氮施用比例的增加而增加,且100%硝态氮的处理(处理5)显著优于25%硝态氮及以下的处理(处理2和处理1),但100%硝态氮的处理(处理5)、75%硝态氮的处理(处理4)、50%硝态氮的处理(处理3)3个处理之间差异不显著,因此,施肥中硝态氮量达到总施氮量的50%以上即可.各处理烟叶的各种化学成分含量和评吸质量差别不大.     

不同形态氮对谷子生长和氮利用的影响

试验以冀谷38为材料,采用蛭石养苗法给谷子幼苗分别浇灌无氮、铵态氮、硝态氮和铵态氮-硝态氮混合营养液,通过对谷子形态、干物质重和氮素含量等指标的测定,研究不同形态氮对谷子生长发育和氮利用的影响。结果表明,硝态氮促进谷子生长,提高其株高、穗长、根长、根面积、根茎叶部干物质重,但降低穗部干物质重和穗氮占比;铵态氮延缓谷子生长,抑制根系对钾离子的吸收,但有助于提高穗部干物质重、各器官氮素累积量和穗氮占比;铵态氮-硝态氮混合处理时,植株生长、穗部发育和氮素累积较为均衡。这表明铵态氮是谷子较易利用的形态氮,谷子对铵态氮的吸收高于硝态氮,硝态氮促进谷子营养器官的生长,铵态氮促进谷子氮素累积和提高穗部产量,铵态氮-硝态氮混合处理对谷子生长、穗部产量、氮素利用均有提升效果。     

甜瓜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对甜瓜质体型谷氨酰胺合成酶(GS2)基因进行mRNA的表达检测,观察不同氮源以及氮源不同配比对GS2基因表达的影响,并以actin为内参照进行基因表达水平的半定量分析。结果显示,在硝态氮处理下,随着氮浓度的增加,GS2基因的表达量增高,但是随着处理时间的延长而降低。在铵态氮处理下,处理初期GS2基因的表达水平随着氮浓度的增大而降低,而后随着氮浓度的增加而升高。研究表明,GS2基因的表达水平随着氮素浓度的提高而升高,升高的比例因氮源形态以及处理时间有所不同。不同氮形态比例的氮源处理对GS2基因表达的影响无明显的规律。     

不同种类的肥料对不同年龄毛竹根际土壤氮形态含量的影响

以江西省永丰县官山林场4种不同肥料类型处理(45%矿渣肥、39%矿渣肥、毛竹专用肥和对照)下不同年龄毛竹的根际土壤为研究对象,通过测定施肥后毛竹根际土壤p H、有机质和氮素组分(包括全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮),探讨施肥对毛竹根际土壤氮素成分变化影响。结果表明:施肥能增加毛竹根际土壤有机质和不同形态氮含量,降低根际土壤p H。不同年龄毛竹根际土壤氮含量无显著差异(除碱解氮外),肥料种类对毛竹根际土壤氮形态含量有显著影响,但对各形态氮对土壤氮组成的贡献无显著影响。不同肥料处理,不同形态氮与p H和有机质的相关性有所差别。对照处理中,p H与碱解氮、硝态氮和铵态氮均呈负显著相关;而在45%矿渣肥处理和39%矿渣肥处理中,p H分别与硝态氮和铵态氮呈极显著负相关,表明不同肥料种类引起土壤酸化由不同形态氮导致。施肥改变了毛竹根际土壤不同形态氮的相关性,毛竹专用肥处理存在显著相关的成对指标个数最少,可能由毛竹专用肥养分配比最适合毛竹的生长需求引起。     

氮素形态和光照强度调节黄瓜抗菲胁迫能力的研究

采用营养液培养的方法研究了不同形态氮素营养(NH_4~+-N、NO_3~--N)和光照强度(自然光、弱光)对菲胁迫条件下黄瓜幼苗生长、菲含量、光合特性、体内抗氧化系统和膜稳定性的影响。结果表明:在自然光和弱光条件下,铵态氮营养黄瓜幼苗体内的菲含量分别为5.15和2.66μg·g~(-1),而硝态氮营养黄瓜幼苗体内的菲含量分别为4.03和1.90μg·g~(-1),两种光照强度下铵态氮营养黄瓜幼苗体内的菲含量均较硝态氮营养高。弱光和菲胁迫对铵态氮营养黄瓜幼苗生物量和叶面积的抑制程度较硝态氮营养低。在自然光下,菲胁迫使铵态氮营养黄瓜幼苗的CO_2呼出量增加了30.80%,硝态氮营养的增加了11.95%,铵态氮营养黄瓜幼苗的CO_2呼出量增量较硝态氮营养高;在弱光下,菲胁迫对两种形态氮素营养的CO_2呼出量无显著影响。无论是否加菲,除自然光下铵态氮营养黄瓜幼苗的CAT活性较硝态氮低外,SOD、POD活性在两种光照强度下均在铵态氮营养黄瓜幼苗中高。由此可见,与硝态氮营养相比,铵态氮营养能够提高黄瓜幼苗抵抗弱光和菲胁迫的能力。     

不同氮素营养形态对香蕉生长及其根系质子泵活性的影响

[目的]研究不同氮素营养形态(不同比例NH4+/NO3-)对香蕉生长及根系质子泵活性的影响.[方法]在温室中水培巴西种香蕉(Musa AAA Cavendish cv.Baxi),设置5个处理:100％硝态氮处理(100％N);75％硝态氮和25％铵态氮处理(75％N+25％A);50％硝态氮和50％铵态氮处理(50％N+50％A);25％硝态氮和75％铵态氮处理(25％N+75％A);100％铵态氮处理(100％A).测定香蕉的生物量和N、P、K、Ca、Mg养分含量,并分离根系细胞膜,测定质子泵活性,建立植物生长状况与质子泵活性之间的联系.[结果]铵硝混合营养比单一的铵态氮或硝态氮营养对香蕉生长具有更好的生长效果,其中以50％硝态氮+50％铵态氮处理中香蕉植株的生物量最大,植物体内养分含量也最高;香蕉根际pH值与不同比例NH4+/NO3-有关,在100％铵态氮处理时最低,随着硝态氮比例的增加,pH值逐渐上升;香蕉根系细胞膜质子泵活性在100％铵态氮处理时最高,随着硝态氮比例的增加,质子泵活性逐渐降低.[结论]质子泵活性既与营养液中的不同比例NH4/NO3有关,也受到铵态氮或硝态氮吸收后根际pH值变化的影响.质子泵活性过高与过低都是植物生长受到外界胁迫后的一种应答,或是总体生长状况不良的一种反应.相反,质子泵活性处于一个相对稳定的适中状态才说明植物处于一个最佳的生长状态.     

氮素形态对人参氮代谢相关酶活性的影响

通过对3年生盆栽人参分别施用不同浓度外源性硝态氮与铵态氮，探讨其对氮代谢相关酶活性、根生物量和皂苷含量的影响，旨在为人参氮肥管理提供理论依据。结果表明：在添加15,20 mmol/L外源氮，硝态氮处理人参叶片硝酸还原酶（NR）活性较对照显著提高，铵态氮处理其活性较对照显著降低（P<0.05）。硝态氮处理较铵态氮处理有利于谷氨酸合成酶（GOGAT）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性的提高。硝态氮相比于铵态氮有利于人参根部生物量的增加。10,15 mmol/L硝态氮和20 mmol/L铵态氮有利于9种皂苷总和的积累，20,25 mmol/L硝态氮和25 mmol/L铵态氮处理不利于9种皂苷总和的积累。建议在人参的实际生产中应该注意铵态氮肥的施入，尽量选择硝态氮肥。     

不同形态氮素对小白菜、茼蒿体内硝酸盐积累的影响

通过随机区组试验,研究了温室不同形态氮素对小白菜(Brassica chinensis)和茼蒿(Chrysanthemum coronarium)两种叶菜体内硝酸盐积累的影响。结果表明,不同形态氮素对小白菜和茼蒿体内的硝酸盐积累的影响存在差异,其各个时期的硝酸盐含量均表现为施用硝态氮>铵态氮>酰胺态氮>不施氮肥,整体上各形态氮素处理的硝酸盐含量随着时间均呈先增加后减少的趋势;硝酸还原酶活性与硝酸盐含量变化呈正相关,而谷氨酰胺合成酶活性则无明显的规律性。2种叶菜硝酸盐累积量表现为小白菜大于茼蒿。     

不同铵态氮/硝态氮配比对白菜叶绿素含量的影响

采用5个不同铵态氮/硝态氮配比(0∶100、10∶90、25∶75、50∶50、100∶0)的营养液,对苏州青、虹桥矮青2个白菜品种进行盆栽施肥试验,研究不同形态氮素比例对白菜叶绿素含量的影响。结果表明,不同的铵态氮/硝态氮配比对不同品种白菜的生物量、叶绿素SPAD值有着显著的影响,同一配比氮源下不同青菜品种间也表现出显著的差异;2个白菜品种的地上部生物量和叶绿素含量均在铵态氮/硝态氮比例为25∶75时表现最好,随着铵态氮/硝态氮比例的进一步上升,2个白菜品种的地上部生物量和叶绿素含量均下降;从不同铵态氮/硝态氮比例对白菜的生物量和叶绿素含量(SPAD值)影响的角度看,品种虹桥矮青比苏州青表现敏感。适当增加铵态氮能显著增加白菜的生物量及叶绿素含量,因此可以通过不同形态氮素比例调节和品种筛选提高白菜的生产力。     

氮素调控对玉米氮素同化过程及产量的影响

氮素调控措施与作物氮素吸收利用和产量密切相关,但目前关于不同氮素调控措施对玉米主要生育期氮素同化过程的影响仍不清楚。以郑单958为试验材料,设置不施氮肥（CK）、传统施肥（CN）、氮肥+生物炭（SN）和氮肥+硝化抑制剂DMPP（DN）4个处理,分析不同氮素调控对玉米氮素同化过程中铵态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量以及氮素利用率和产量的影响。结果表明：DN和SN处理较传统施肥处理均可以提高玉米植株体内硝态氮和铵态氮含量、NR和GS活性;DN和SN处理显著提高灌浆期谷氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白含量;DN处理成熟期籽粒的氮素积累量显著高于SN和CN处理,分别显著增加18.4%和30.0%;DN处理产量最高,SN次之,二者并无显著差异,但相较CN处理分别显著增产1 483.0和1 154.2 kg·hm^-2。两种氮素调控均促进了玉米对氮素的吸收,显著提高氮肥吸收利用率,其中硝化抑制剂处理氮肥吸收利用率最高且显著高于其他处理。综上,生物炭或硝化抑制剂配施氮肥,可以促进玉米氮素同化和转运过程,显著提高玉米产量和氮肥利用效率,综合产量、籽粒氮素积累量和氮肥吸收利用率,硝化抑制剂配施氮肥可作为淮河流域玉米高产高效的栽培措施。     

施肥条件下白云石粉对菜地土壤氮素转化的影响

采用室内培养的方法,研究施肥条件下添加白云石粉对菜地土壤氮素形态转化的影响,结果表明：土壤铵态氮含量呈先增加后减少的趋势,而硝态氮含量呈逐步增加的趋势;随着白云石粉用量的增加,土壤铵态氮含量减少而硝态氮含量增加.     

不同施肥量和方式对小麦产量及土壤硝态氮的影响

通过大田试验研究了不同氮素水平下有机无机肥料配施对小麦产量和土壤硝态氮累积量的影响.结果表明,小麦产量随着氮素水平的提高而增加,同一施氮水平下,有机无机肥料配施方式下小麦的产量均显著高于单施有机肥或者单施无机肥.土壤中的硝态氮累积量随施氮量增加而升高,同一施氮水平下不同配施方式之间土体中的硝态氮累积量随着配施方式中无机氮肥所占比例的增加而升高.综合考虑冬小麦产量和土壤硝态氮累积量两个因素,纯氮施入量200 kg/hm2,75%的氮由有机肥提供、25%的氮由尿素提供的处理为较理想的氮素施用水平和配比组合.     

氮素形态对红菜薹根际和非根际土壤微生物数量及产量的影响

采用田间小区试验,以不施氮为对照,设置酰胺态氮、铵态氮和硝态氮处理,研究了不同氮素形态对红菜薹根际和非根际土壤微生物群落及产量的影响,以期为红菜薹的科学平衡施肥以及优质高产栽培提供理论依据。结果表明,在红菜薹莲座期之前,施用铵态氮处理的根际和非根际土壤细菌和放线菌数量均显著高于其他形态氮处理,而真菌数量却显著低于其他形态氮处理;在红菜薹主薹期之后,施用硝态氮处理的根际和非根际土壤细菌和放线菌数量显著高于其他形态氮处理,其真菌数量也显著低于其他形态氮处理;施用硝态氮处理的红菜薹产量最高,为19 112.33 kg/hm2,较不施氮处理增产51.46%。因此,在考虑土壤微生物数量及红菜薹产量的情况下,建议红菜薹基肥施用铵态氮肥,追肥以硝态氮为主。