植物氮素吸收利用研究进展

近年来,随着农田生态系统中的氮肥的过量施用对生态系统造成的污染日益加重,提高作物对氮素的利用效率,减少氮肥对生态系统的污染成为目前的一个研究热点。对近年来有关植物对氮素吸收利用的研究进展进行了阐述,从氮素对植物生长发育的影响、植物对氮素吸收利用的生理及分子机制等方面进行了总结。     

浅谈农田非点源氮污染

农田非点源污染是在农业生产过程中，农田土粒、氮素、磷、农药及其它有机或无机污染物质，在降水或灌溉过程中，通过地表径流、农田排水和地下渗漏，进人水体所造成的污染。文中主要论述了农田生态系统中氮素非点源污染的基本特征、产生过程、危害，并提出了防治对策。     

农业生态系统中氮素造成的非点源污染

施入农业生态系统（土壤）中的氮素,除一部分被作物吸收外,其余大部分经径流、淋溶、农田排水等形式流失。畜禽养殖场所排废水中的氮素也主要进入地表水和地下水中。氮素流入对水域的污染为非点源污染,主要导致地表水的富营养化、地下水硝酸盐含量过高等。解决途径是确定合理施肥量和平衡施肥,并对畜禽粪便进行处理利用。     

我国农田氮素污染现状及研究趋势分析

针对当前我国农田氮素在使用过程中存在众多不合理因素,致使氮素利用率一直较低、生态环境严重污染和作物产量难以提高等现象,明确提出当前我国农田氮素污染研究背景与研究现状,并综合分析了未来农田氮素的研究趋势,以期为我国今后农田氮素高效利用和环境保护提供参考。     

氮素与植物生长相关研究进展

20世纪70年代以来,我国农业生产中氮肥施用量迅速增加。过量施肥对生态系统造成的污染日益加重,而且植物氮素利用率越来越低。提高作物对氮素的利用率,减少氮肥对生态系统的污染是目前的研究热点。文章从氮素的重要作用、植物生长发育与氮代谢关系、植物氮素生理代谢和植物氮素代谢的分子机制等四方面进行综述,并对未来植物氮素研究及提高氮素利用效率提出对策。     

区域土壤有机氮迁移的研究进展

农田土壤氮素迁移是影响区域环境质量的重要过程。通过综述近期在区域有机氮迁移以及稳定性同位素和模型研究方法方面的进展,指出:我国有机氮源的氮素损失在人口稠密和养殖业发达的区域已经成为非点源污染的重要来源;小流域氮素输出中可溶性有机氮是一个重要组成,其输出过程受气候以及人为引起的植被、土壤及水文过程的变化的影响;稳定性氮氧同位素可以识别水体中陆源氮污染物的分布;基于GIS的过程模型可以定量分析区域氮素迁移的数量及其环境效应。进一步提出了目前需要加强农田有机氮迁移过程及其影响机制的研究,发展基于稳定性同位素的区域氮素迁移定量方法,建立稻田生态系统和水旱轮作系统的氮素迁移定量评价模型,并归纳了减少面源污染的区域氮素迁移调控措施。     

土壤氮素循环及其对土壤氮损失的影响

在土壤生态系统中,氮循环物质循环的基础并影响和控制其它物质或养分循环过程。循环过程中氮素的流失,不仅会使参与再循环的氮素数量逐渐减少,而且还会对环境产生潜在的影响,氮素流失已成为农田非点源污染的重要途径。文章拟通过分析土壤氮素转化、植物吸氮能力对土壤氮损失的重要作用,以期为西藏农牧业生产过程中合理利用氮肥,进一步降低土壤氮损失、减轻环境污染提供理论依据。     

北京市通州区农田表观氮素平衡及空间特征分析

本研究利用OECD土壤表观氮素平衡模型,通过建立1991—2004年北京市通州区农田的氮素平衡核算的框架和数据库,结合GIS技术对该区域氮素平衡强度及特征进行了分析,通过农户调查通州区典型种植模式和典型作物的肥料投入情况。结果表明:通州区农田氮素输入总量从1991年的4万t降低到了2004年的1.7万t,平均氮素输入量从567.86 kg/hm2增加到了585.22 kg/hm2,氮素平衡强度从1991年的355.84 kg/hm2增加到了2004年的389.39 kg/hm2。将氮素平衡强度划分为5级,结合空间分布特征分析发现,通州区下属各乡镇的农田氮素平衡量普遍提高,其中近半数氮素平衡强度从1991年的Ⅰ、Ⅱ级上升到了2004年的Ⅳ、Ⅴ级。城郊地区氮素平衡强度变化正与城郊农业种养结构调整密切相关,蔬菜作物播种面积的增加和养殖业的发展使农田氮素输入量持续增加,氮素平衡量提升明显,空间变异加大,对农田污染潜在威胁提高。农户调查表明,粮食作物的肥料施用量是比较合理的,而蔬菜作物的施肥量过大。     

科研简讯

国家自然科学基金重大项目“主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用的基础研究”通过验收2007年9月11日由我校资源与环境学院张福锁教授参与主持的国家自然科学基金委重大项目“主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用的基础研究”通过国家自然科学基金委员会组织的专家组验收并被评为特优。国家自然科学基金委将“主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用的基础研究”列为“十五”重大项目,旨在针对农业生产中氮肥利用率低、损失率高、对环境压力大这一世界性问题,结合我国人多地少,粮食生产压力大的实际国情,研究解决一种氮素综合管理…     

生物质炭对南方典型农业生态系统土壤氮素利用率的影响

由于农田生态系统过量施肥而产生的气候变化和氮肥利用率较低的问题日益严重,寻找改善土壤质量、减少温室气体排放以及增加作物产量的有效途径尤为重要。近年来,生物质炭在全球范围内被广泛应用于农业生态系统的固碳减排,而其对各类农田生态系统氮素转化以及作物产量的影响并不一致。本文选取生物质炭对南方典型的稻麦轮作系统以及菜地生态系统氮素利用率的影响进行比较,为进一步研究不同农业生态系统中生物质炭与氮肥、植株的互作关系以及合理利用提供理论依据。