一株亚硝酸盐降解菌的分离鉴定

为寻找对亚硝酸盐具有高效降解能力、稳定和安全的优良菌株,采用亚硝酸盐氧化细菌(Nitrite-oxidizing bacteria, NOB)富集、分离技术从湖州某水域淤泥中分离得到一株纯培养菌株N3。提取细菌的总DNA,利用细菌16S rDNA特异性引物进行多聚酶链反应(PCR)扩增;扩增产物经琼脂糖凝胶电泳和Sanger末端终止法测序分析,用NCBI-Blast软件将测序结果在Genbank等数据库中进行同源性检索。结果表明,N3的DNA扩增产物片断大小为1441 bp,测序结果经检索证实N3与标准菌株Cellulosimicrobium cellulans (AY665978.1) 16S rDNA保守性片段有100%的同源性,可以判定所分离得到的N3菌株为纤维单胞菌属的纤维化纤维单胞菌(Cellulosimicrobium cellulans)。     

新疆泥火山可培养细菌系统发育分析

为了解新疆泥火山可培养细菌的多样性,2009年8月从新疆乌苏泥火山群采集土壤样品,经稀释涂布和划线分离得到31株纯培养菌株,对分离的所有菌株均提取基因组DNA,利用真菌、细菌通用引物扩增得到16S rDNA的序列并测序.将序列在NCBl GenBank数据库中通过Blast软件对其进行同源性检索,使用PHYLIP 3.65软件构建系统发育树.结果表明:31株菌分别归属于13个属,其中15株属于变形菌门(Proteobacteria),12株属于放线菌门(Acti-nobacteria),2株属于厚壁菌门(Firmicutes),2株属于微球菌门(Micrococci).新疆泥火山细菌多样性丰富,优势菌群为盐单胞菌(Halomonas),4号和16号菌株为新种或属.     

餐厨垃圾降解细菌的Biology鉴定及系统发育分析

采用Biology和16S rDNA序列分析法对2株餐厨垃圾降解细菌进行了鉴定。菌株经纯化培养,提取基因组DNA,采用16S rDNA通用引物,进行了16S rDNA序列PCR扩增,扩增产物纯化后进行测序,序列经人工校对后用Megalign 7.0软件进行比对分析,构建系统发育树,表明C95可能归属于苍白杆菌属(Ochrobactrum)或寡养单胞菌属(Stenotrophomonas),C132归属于Pseudomonas putida。用Biology微生物鉴定系统进行了鉴定,确定C95为Ochrobactrum grignonense,C132为Pseudomonas putida。     

缢蛏致病菌气单胞菌的分子生物学鉴定

从患病缢蛏(Sinvnovacula constricta)中分离到一株病原菌,暂命名为12#菌.对该株的16SrDNA的全序列进行PCR扩增并测序,然后用NCBIBLAST对测序结果进行比对.16S rDNA序列分析表明:12#菌与多株气单胞茵的16S rDNA的同源性均在95%vx以上.在细菌系统分类学中应归属于气单胞茵属.从构建的系统发育树中可以看出:12#茵与点状产气单胞茵(Aeromonas punctata)共同构成一个分支,且该菌株与点状产气单胞菌(Aeromonas punctata)的16S rDNA同源性达到99%以上,由此可以初步认为该菌为点状产气单胞茵(Aeromonas punctata).     

1株高产红色素海洋菌的初步鉴定及色素性质研究

对威海近海海水和海泥中的产色素细菌进行筛选,从样品中分离出1株高产红色素的细菌S15,对其进行了初步鉴定,并对其色素性质进行了初步试验.利用16S rDNA通过引物对S15菌株基因组DNA进行扩增,测序得到其部分16S rDNA序列,经Blast调出与菌株16S rDNA同源的序列,用软件MEGA(4.0) 按照Neighbor-Joining 方法构建16S rDNA系统发育树,判断该菌为沙雷氏菌属的一个种.提取色素后,对该红色素理化性质的试验发现,其光、热等稳定性强,而H2O2、Ca2+、Fe3+对其稳定性影响显著.     

重庆地区草地贪夜蛾肠道细菌的分离鉴定

为了解入侵重庆地区草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)肠道所携带的细菌组成,以采集自巫溪、巫山地区玉米地里的草地贪夜蛾为材料,运用传统培养方法分离了其肠道优势细菌,并基于16S rDNA测序开展了优势菌的属水平鉴定,共获得了30个细菌分离株,经16S rDNA序列同源性分析,可归于5个属,分别为克雷伯氏菌属(Klebsiella)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)以及气单胞菌属(Aeromonas);其中,克雷伯氏菌属(Klebsiella)的丰度最高,占所有分离菌株的63%;假单胞属(Pseudomonas)和肠杆菌属(Enterobacter)菌株仅在巫山地区分离得到,气单胞菌属(Aeromonas)仅在巫溪地区分离得到.实验确定了入侵重庆地区草地贪夜蛾肠道优势细菌的种类及丰度,为后续研究草地贪夜蛾肠道微生物对宿主的生长发育以及迁飞等重要问题奠定了基础.     

一株产细菌素乳酸菌的分离与鉴定

[目的]对从新疆和田地区酸奶中分离得到的1株具有抑菌活性的菌株A3-1,分别进行形态观察、生理生化试验及16S rDNA鉴定。[方法]采用真细菌16S rDNA通用引物PCR扩增A3-1菌株的16S rDNA,使用NCBI-Blast软件在GenBank数据库中对其进行同源性检索,使用MEGA4软件构建系统发育树。[结果]A3-1为革兰氏阳性菌,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长有明显的抑制作用;其16S rDNA与Leuconostoc lactis有98.829%的同源性。[结论]系统发育树表明菌株A3-1与乳酸明串珠菌亲缘关系最近,结合生理生化分析,可判断菌株为乳酸明串珠菌。     

采用16S rDNA片段鉴定鳗鲡病原菌的初步研究

初步探讨了采用16S rDNA片段鉴定鳗鲡病原菌的方法.根据已知细菌16S rDNA序列的高度保守区设计引物,利用PCR法扩增16株已鉴定的鳗鲡病原菌的16S rDNA片段,测序分析后,通过Gen-Bank数据库进行同源性检索,并构建相应的系统发育树.结果表明：16株鳗鲡病原菌均扩增到了400bp左右的基因片段,其中14株菌的16S rDNA片段序列与网上已发表的同属菌株的同源性为100%,其余2株为99%;8株病原菌被鉴定到种,分别属于嗜水气单胞菌和温和气单胞菌,其余8株被鉴定到属,分别属于气单胞菌属、假单胞菌属和肠杆菌属;鉴定结果与生化鉴定结果在属的分类单元上符合程度高达82%.     

江西烟草青枯病菌的分子鉴定及系统发育分析

从江西省信丰、广昌和峡江3县采集呈典型症状的烟草青枯病株进行病原菌分离,得到3个具有致病性的细菌分离株,分别命名为RSXF-1、RSGC-1和RSXJ-1。采用细菌16S rDNA基因通用引物对3个分离株的16S rDNA基因进行PCR扩增,对扩增产物进行克隆和序列测定,各得到长为1 500 bp的核苷酸序列。经同源性分析,发现3个分离株均为茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum),且三者间具有高度的序列同源性。将此3个分离株的16S rDNA核苷酸序列与GenBank中R.solanacearum代表性株系的对应序列进行同源性分析并构建系统发育树,结果表明RSXF-1、RSGC-1和RSXJ-1均与我国广东省和云南省的分离株具有最近的亲缘发育关系。     

黄喉拟水龟摩氏摩根菌的分离鉴定及系统发育分析

从广西某黄喉拟水龟(Mauremys muticaCantor)养殖场发病的黄喉拟水龟的肝、肺分离到一致病性的菌株(HX081027),经人工感染实验证实其为该病的病原菌。对该菌的形态、生理生化进行分析,试验结果与报道的摩氏摩根菌一致,表现为革兰氏阴性、两端钝圆的短杆菌,无荚膜及芽孢,葡萄糖产酸产气,接触酶、脲酶、苯丙氨酸脱氨酶和鸟氨酸脱羧酶阳性,氧化酶、脂酶、DNA酶和赖氨酸脱羧酶阴性,甲基红阳性,VP反应阴性,MR阳性等特征。采用扩增细菌16S rDNA的通用引物对该菌的16S rDNA基因进行PCR扩增、克隆测序,得到1条长度为1506bp的核苷酸序列(GenBank登录号为FJ858185)。以该菌16S rDNA序列和GenBank数据库内同源性较高的细菌16S rDNA序列进行同源性比对分析和构建系统发育树,结果显示分离菌HX081027与摩氏摩根菌属内相关菌株的同源性在98.8%~99.6%,且在系统发育树上与来源于鱼类的M.morganiiJCM1672聚为一支,结合形态及生理生化特点将其确定为摩氏摩根菌(Morganella morganii)。     

氮磷钾运筹模式对北疆滴灌棉花生长发育和产量的影响

【目的】明确北疆滴灌棉花干物质积累及产量形成对氮磷钾综合运筹的响应特征,为节省氮肥成本提供依据。【方法】以鲁棉研24号为材料,在4种施氮量（506、402.5、299和195.5 kg·hm^-2,分别用N1、N2、N3和N4表示）和蕾期、花铃期4种不同磷钾肥运筹方式（100%+0,25%+75%,50%+50%和75%+25%,分别用PK-M1,PK-M2,PK-M3和PK-M4表示）下进行田间试验。试验期间测定棉花叶面积指数（LAI）、干物质积累、蕾花铃数量及产量等指标。【结果】在相同磷钾运筹方式下,随着施氮量的降低,LAI的Logistic模型K’值表现为先上升后下降趋势,N3比N2处理高5.1%—16.5%,快速增长起始期（t₁）和快速增长结束期（t₂）均为N3处理最晚,且N3处理快速增长期持续时间最长,N3处理比N2处理多2—12 d;N3处理生长特征值GT最高,N2处理次之,N3比N2处理高5.2%—16.7%;干物质积累量在生长前期表现为N1>N2>N3>N4处理,在生长后期表现为N2>N1>N3>N4处理;蕾花铃数在全生育期表现为N2>N3>N1>N4处理;产量相对值在各施氮处理下表现为N2处理最高,N3处理次之,N2处理比N3处理高3.6%—6.5%。在相同施氮量下,LAI的Logistic模型K’值最高为PK-M3处理,最低为PK-M1处理,PK-M3处理比PK-M1处理高20.5%—27.4%;快速增长起始期t₁(2019年除外)和快速增长结束期t₂均为PK-M3最晚,且PK-M3处理快速增长期持续时间（T）最长;PK-M3处理生长特征值（GT）最高,PK-M2处理次之,PK-M3处理比PK-M2处理高13.0%—24.5%;干物质积累量在生长前期表现为PK-M2处理>PK-M3处理>PK-M4处理>PK-M1处理,生长后期表现为PK-M3>PK-M2>PK-M4>PK-M1处理;蕾花铃数在生长前期表现PK-M4>PK-M3>PK-M>PK-M2处理,生长后期表现为PK-M3>PK-M2>PK-M4>PK-M1处理;产量相对值表现为PK-M3处理最高,比其他磷钾处理高5.2%—18.2%。所有处理中,N3PK-M3处理下LAI Logistic模型K’值和GT值最大,T最长,在吐絮期干物质积累量、相对产量值和后期蕾花铃数仅次于N2PK-M3处理,生殖器官干物质分配比例高于其他处理。相关分析表明,LAI在2018年播种后109 d以后和2019年播种后120 d以后与生殖器官干物质、干物质总量和相对产量呈极显著正相关,全生育期生殖器官个数、总干物质积累量、生殖器官干物质与相对产量均为显著或极显著正相关。所有处理中N2PK-M3产量最高,N3PK-M3处理次之,N3PK-M3相对产量仅比N2PK-M3处理降低1.5%。【结论】N3PK-M3处理与农户常规施氮量相比,减少25%的氮肥施用量仍能获得较高产量,可能是由于推迟了棉花后期LAI到达峰值的时期,延缓了LAI下降速率,提高棉花群体干物质生产能力,并促使其向生殖器官转运,且降低蕾铃脱落,保证后期铃数,为产量的形成提供物质基础。因此,本研究认为在蕾期和花铃期各分施50%磷钾肥的条件下,氮肥的施用量可以降低至299 kg·hm^-2,这比农户常规施氮降低25%,以达到减氮稳产、节本增效的目的。     

不同施氮量下缓释氮肥与尿素掺混对玉米生长与氮素吸收利用的影响

【目的】研究不同施氮量下,尿素与缓释氮肥掺混对大田玉米生长、干物质累积量、产量、氮肥利用率和土壤硝态氮残留的影响,为作物高效施氮管理提供理论依据。【方法】试验选用玉米品种郑单958,设置了3种氮肥类型(尿素(U)、缓释氮肥(S)、尿素缓释肥3∶7掺混(SU))和4个施氮水平(N1(90 kg·hm~(-2))、N2(120 kg·hm~(-2))、N3(180 kg·hm~(-2))、N4(240 kg·hm~(-2))),以不施氮肥(N0)为对照,共13个处理。生育期内对玉米株高、茎粗和叶面积指数进行观测,并统计干物质累积量、产量及产量构成因素。【结果】氮肥类型与施氮量及两者交互作用对玉米生长指标、干物质累积量、产量及产量构成要素都有显著的影响。尿素掺混缓释氮肥(SU)在N3施氮量下玉米最大干物质累积量和氮素累积吸收量分别为17 927.9 kg·hm~(-2)和156.1 kg·hm~(-2),较其他处理分别提高了16.0%—61.7%和8.1%—45.2%。尿素掺混缓释氮肥(SU)在N3施氮量下,产量达到最高,为6 200 kg·hm~(-2),比尿素(U)N3处理和缓释氮肥(S)N2处理的产量分别增加了19.8%和20.7%;其中,缓释氮肥处理(S)和尿素掺混缓释氮肥处理(SU)在N2施氮量下比尿素处理施氮量减少30%时,产量无显著性差异。玉米的产量并不是随着施氮量的增加而增加,尿素(U)和尿素掺混缓释氮肥处理(SU)在N3施氮量时玉米产量比N4施氮量分别增加了19.7%和19.0%,缓释氮肥处理(S)中N2施氮量的玉米产量比N3和N4施氮量分别提高10.9%和26.5%。尿素掺混缓释氮肥(SU)N3处理玉米吐丝期后营养器官中氮素向籽粒中转运量最大,比尿素(U)N3处理和缓释氮肥(S)N2处理分别增加了14.7%和8.2%,有利于促进籽粒的增产。土壤硝态氮的累积量随着施氮量的增加而增加,但是尿素掺混缓释氮肥(SU)处理的土壤硝态氮累积量比尿素(U)处理和缓释氮肥(S)处理分别平均减少21.2%和9.5%,尿素掺混缓释氮肥(SU)处理土壤硝态氮含量主要分布在0—40 cm土层,不仅促进玉米的吸收,更减少土壤氮素向更深土层的淋失,提高耕作层的土壤养分。【结论】尿素与缓释氮肥掺混,施氮量180 kg·hm~(-2)是试验区玉米高效生产的最佳施氮量。     

缓/控释复合肥料不同形态氮素释放特性研究

【目的】探讨缓/控释复合肥料不同形态氮素养分（NH4+-N、NO3－-N、Urea-N、DON和Total N）在不同介质中释放的动力学特性及生物效应。【方法】采用水中溶出法、土壤恒温培养法和盆栽生物试验。【结果】不同培养介质中，缓/控释复合肥5种形态氮素养分的累积释放量随时间的动态变化可用一级动力学方程Nt=N0(1-e-kt）、Elvoich方程qt=a+blnt、抛物线扩散方程qt=a+bt0.5表征，并以一级动力学方程拟合效果最好（r＝0.9569**～0.9999**），E1ovich方程次之（r＝0.7705**～0.9933**）。缓释复合肥料不同形态氮素最大释放量（N0值）与其氮素累积释放量的变化规律一致，在水中以Total N＞DON＞Urea-N＞NH4+-N＞NO3--N，在土壤中则以Total N＞NH4+-N＞DON＞Urea-N＞NO3--N。以水为介质时，缓释复合肥料不同形态氮素释放速率常数（k值和b值）的变化序列均以Total N＞DON＞NH4+-N＞NO3--N；以土壤为介质时，k值大小为Urea-N＞DON＞NH4+-N＞Total N＞NO3--N，b值则为Total N＞NH4+-N＞DON＞NO3--N＞Urea-N。与普通复合肥料相比，缓/控释复合肥的氮素利用效率（NUE）、氮素农学效率（NAE）及氮素生理效率（NPE）分别提高了11.4%、8.32 kg·kg-1和5.17 kg·kg-1。相关分析发现，5种形态氮素养分占总氮量的比值（Nx/NT）与水稻不同生育期吸收氮素养分之间呈显著或极显著正相关。【结论】定量描述氮素养分释放的动力学方程中以一级动力学方程评价更具有实效性。与普通复合肥料以单一尿素态氮养分为主相比较，缓/控释复合肥料的不同形态氮养分更有利于水稻对氮素的吸收利用。     

Dinitrogen Cleavage by a Three-Coordinate Molybdenum(III) Complex

Cleavage of the relatively inert dinitrogen (N(2)) molecule, with its extremely strong N identical withN triple bond, has represented a major challenge to the development of N(2) chemistry. This report describes the reductive cleavage of N(2) to two nitrido (N(3-)) ligands in its reaction with Mo(NRAr)(3), where R is C(CD(3))(2)CH(3) and Ar is 3,5-C(6)H(3)(CH(3))(2'), a synthetic three-coordinate molybdenum(III) complex of known structure. The formation of an intermediate complex was observed spectroscopically, and its conversion (with N identical withN bond cleavage) to the nitrido molybdenum(VI) product N identical withMo(NRAr)(3) followed first-order kinetics at 30 degrees C. It is proposed that the cleavage reaction proceeds by way of an intermediate complex in which N(2) bridges two molybdenum centers.     

秸秆还田和氮肥用量对冬小麦产量和氮素利用的影响

【目的】在陕西关中小麦-玉米轮作区通过连续7年田间定位试验,探索秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦产量、籽粒蛋白质含量、地上部吸氮量、收获期土壤硝态氮残留量及土壤氮素平衡的影响,为小麦增产及氮素高效利用提供科学依据。【方法】试验采用裂区设计,主处理为玉米秸秆还田和不还田,副处理设置5个施氮水平,分别为0（N0,不施用氮肥）、84 kg·hm^-2（N84,当地推荐氮肥用量的一半）、168 kg·hm^-2（N168,当地推荐氮肥用量）、252 kg·hm^-2（N252,高氮肥用量）、336 kg·hm^-2（N336,超高氮肥用量）。【结果】与秸秆不还田处理相比秸秆还田未提高冬小麦籽粒产量,施用氮肥较不施氮肥小麦增产18%—29%,而超高氮肥用量较推荐氮肥用量有减产风险。秸秆还田和氮肥用量对小麦产量有交互效应。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm^-2时,公顷小麦穗数增加5%—7%,产量平均增加5%—6%。秸秆还田对小麦籽粒蛋白质含量无显著影响,施用氮肥的籽粒蛋白质含量较不施用氮肥增加16%—33%。秸秆还田对小麦地上部吸氮量无显著影响,施用氮肥的地上部吸氮量较不施用氮肥增加36%—72%。秸秆还田和氮肥用量对小麦地上部吸氮量有交互效应。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm^-2时地上部吸氮量平均增加5%—8%。与秸秆不还田相比,秸秆还田使土壤硝态氮残留量平均增加18%,增加的硝态氮含量主要分布在70—170 cm土层。N168处理在秸秆不还田条件下土壤氮处于亏损状态,秸秆还田后有效地弥补了氮亏缺,进一步增加氮肥用量,将大幅增加土壤氮盈余量。相对于秸秆还田,氮肥用量对土壤氮盈余量的影响更大。【结论】秸秆还田配施高氮肥用量能增加小麦产量和地上部吸氮量,但同时增加了土壤硝态氮残留量和氮盈余量。综合考虑小麦籽粒产量、土壤硝态氮残留和土壤表观氮平衡等,秸秆还田配施168 kg·hm^-2氮肥更利于维持小麦产量和保护生态环境。     

木质基g-C3N4/TiO2复合涂层的制备及光催化性能表征

为改善木材易污染,易霉变的缺点,采用真空浸渍和液相沉淀法,将g-C₃N₄/TiO₂复合涂层负载于木材表面,对木材进行功能化改良,赋予木材光催化自清洁功能。使用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射、傅里叶红外光谱表征样品的表观形貌、相结构等。以罗丹明B为目标污染物,利用UV-VIS分光光度计测量降解效率,检测负载g-C₃N₄/TiO₂复合涂层的木质基材光催化性能。结果表明: g-C₃N₄/TiO₂复合涂层成功负载于木材表面,g-C₃N₄与TiO₂相互掺杂有效地提高了两者的光催化活性,负载g-C₃N₄/TiO₂复合涂层的木质基材具有一定的光催化功能。      

羊栖菜对氮、磷的吸收速率研究

在实验室条件下,研究了羊栖菜对不同浓度N、P及其不同形态的N的吸收速率.结果表明:不同N、P浓度下,羊栖菜吸收N、P的速率存在显著差异(P＜0.05),羊栖菜对N、P的吸收速率随各处理组N、P浓度的升高而增加,并在N、P分别为50/μmol/L和5μmol/L时达到饱和吸收速率,其分别为1.369/μmol/(g·h)...     

氮肥减施对玉米机收品种产量和生物量分配的影响

氮肥的过量施用会造成资源浪费和环境污染，不利于农业生产发展。为探索黄淮海地区夏玉米生产上氮肥的投入量，以该地区20个玉米机收品种为研究对象，通过在两个试验点设置0 kg N·hm-2(不施氮，N0)、120 kg N·hm-2(较正常施氮量减少1/2，N1)、160 kg N·hm-2(减氮1/3，N2)、200 kg N·hm-2(减氮1/6，N3)和240 kg N·hm-2(正常施氮量，N4)共5个施氮处理，研究了各品种在不同施氮水平下产量和生物量分配的差异以及产量和生物量之间的关系。结果表明，与N4相比，N3和N2下产量未有显著下降，品种WY178和WK518表现为高产。河南郸城点，N2、N3和N4处理间的产量差异不明显，平均较N0产量提高18.0%，WY178在N0、N2和N4处理下均表现为高产。陕西户县点，N3和N4处理间产量差异不明显，平均较N0增加13.3%，品种DH528和WK518在N0、N2和N4处理下均表现为高产。随施氮量增加，河南郸城点玉米地上部总生物量呈先增后降趋势，在N2下达最高，为19.12 t·hm-2；而陕西户县点的生物量无显著变化，平均为19.64 t·hm-2。各机收品种的总生物量在河南郸城点以WY178和WK518最高，二者无显著差异，陕西户县点以WK518最高，为22.18 t·hm-2；各机收品种间的生物量差异主要来源于籽粒和茎等器官，相对于其他品种，WK518籽粒和XD724茎重较高，平均分别为10.61和5.48 t·hm-2。施氮量与产量、总生物量呈显著正相关，总生物量和产量间的回归方程达显著水平。因此，黄淮海地区使用WK518和WY178等高产品种，采取减施氮肥1/6~1/3（施氮量在160~200 kg N·hm-2）等措施能够保证玉米达到高产高效的目的。     

减施氮肥对北疆滴灌棉花干物质积累及产量的影响

【目的】 减氮栽培条件下,北疆滴灌棉花干物质分配动态及产量形成的规律,寻求最佳施氮量。【方法】 供试棉花品种为鲁棉研24,设置4个不同施氮水平,分别为506(N1),402.5(N2),299(N3)和195.5 kg/hm²(N4),分析减施氮肥对北疆滴灌棉花干物质积累及产量的影响。【结果】 在N3处理下,干物质快速积累期时间持续最长,为42 d,分别比N1、N2和 N4处理多15、19和15 d。N3处理下,干物质积累最大速率Vm最小,分别比N1、N2和N4处理低13.3%、24.2%和10.74%;N3处理营养器官干物质积累最大速率Vm和生殖器官干物质积累速率Vm均达到最大,其中N3处理营养器官干物质积累最大积累速率Vm分别比N1、N2和N4处理高35.92%、3.48%和0.67%。N3处理生殖器官干物质最大积累速率Vm分别比N1、N2和N4高52%、22%和19%。N2处理下籽棉产量最高,达到5 938.34 kg/hm²,显著高于N1和N4处理,但与N3处理间差异不显著。【结论】 高氮促使干物质向营养器官分配,适量减氮则有利于干物质向生殖器官分配;高氮(N1)会造成棉花中后期营养生长旺盛,适量降低氮肥(N3)使用量不会显著降低棉花产量。北疆棉区滴灌棉花最适施纯氮量299～402.5 kg/hm²。     

Effect of nitrogen fertilization on yield,N content,and nitrogen fixation of alfalfa and smooth bromegrass grown alone or in mixture in greenhouse pots

Planting grass and legume mixtures on improved grasslands has the potential advantage of realizing both higher yields and lower environmental pollution by optimizing the balance between applied N fertilizer and the natural process of legume biological nitrogen fixation. However, the optimal level of N fertilization for grass-legume mixtures, to obtain the highest yield, quality, and contribution of N2 fixation, varies with species. A greenhouse pot experiment was conducted to study the temporal dynamics of N2 fixation of alfalfa(Medicago sativa L.) grown alone and in mixture with smooth bromegrass(Bromus inermis Leyss.) in response to the addition of fertilizer N. Three levels of N(0, 75, and 150 kg ha–1) were examined using 15N-labeled urea to evaluate N2 fixation via the 15 N isotope dilution method. Treatments were designated N0(0.001 g per pot), N75(1.07 g per pot) and N150(2.14 g per pot). Alfalfa grown alone did not benefit from the addition of fertilizer N; dry matter was not significantly increased. In contrast, dry weight and N content of smooth bromegrass grown alone was increased significantly by N application. When grown as a mixture, smooth bromegrass biomass was increased significantly by N application, resulted in a decrease in alfalfa biomass. In addition, individual alfalfa plant dry weight(shoots+roots) was significantly lower in the mixture than when grown alone at all N levels. Smooth bromegrass shoot and root dry weight were significantly higher when grown with alfalfa than when grown alone, regardless of N application level. When grown alone, alfalfa's N2 fixation was reduced with N fertilization(R2=0.9376, P=0.0057). When grown in a mixture with smooth bromegrass, with 75 kg ha–1 of N fertilizer, the percentage of atmospheric N2 fixation contribution to total N in alfalfa(%Ndfa) had a maximum of 84.07 and 83.05% in the 2nd and 3rd harvests, respectively. Total 3-harvest %Ndfa was higher when alfalfa was grown in a mixture than when grown alone(shoots: |t|=3.39, P=0.0096; root: |t|=3.57, P=0.0073). We believe this was due to smooth bromegrass being better able to absorb available soil N(due to its fibrous root system), resulting inlower soil N availability and allowing alfalfa to develop an effective N2 fixing symbiosis prior to the 1st harvest. Once soil N levels were depleted, alfalfa was able to fix N2, resulting in the majority of its tissue N being derived from biological nitrogen fixation(BNF) in the 2nd and 3rd harvests. When grown in a mixture, with added N, alfalfa established an effective symbiosis earlier than when grown alone; in monoculture BNF did not contribute a significant portion of plant N in the N75 and N150 treatments, whereas in the mixture, BNF contributed 17.90 and 16.28% for these treatments respectively. Alfalfa has a higher BNF efficiency when grown in a mixture, initiating BNF earlier, and having higher N2 fixation due to less inhibition by soil-available N. For the greatest N-use-efficiency and sustainable production, grass-legume mixtures are recommended for improving grasslands, using a moderate amount of N fertilizer(75 kg N ha–1) to provide optimum benefits.