水分胁迫和供氮形态耦合作用下分蘖期水稻的光合速率、水分与氮素利用

采用室内营养液培养及PEG模拟水分胁迫的方法,在3种供氮形态\[NH4+、NO3-、NH4+/NO3-(质量比)为50∶50\]下,主要研究分蘖期水稻在非水分胁迫及水分胁迫条件下的氮素利用效率及对不同形态氮素的消耗。在非水分胁迫条件下,分蘖期水稻在NH4+/NO3-为50∶50时生物量增量最大;而在水分胁迫条件下,单一供NH4+ N营养的水稻生物量增量最大。在两种水分条件下,当NH4+/NO3-为50∶50时,分蘖期水稻对营养液中NO3- N的消耗量明显大于NH4+ N;此外,在两种水分条件下,均以单一供NH4+ N营养水稻的光合速率、氮素利用率和水分利用率最高。     

供氮形态和水分胁迫耦合作用对磷在苗期——分蘖期水稻植株不同部位含量与分配的影响

为探讨不同形态氮素营养对干旱条件下水稻P吸收与分配的影响, 采用室内营养液培养及聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫处理的方法,在分蘖期设置3种供氮形态（NH4+ N、NO3- N以及NO3- N和NH4+ N相同浓度下等体积混合）和两种水分条件（非水分胁迫及水分胁迫）的耦合处理进行研究。结果表明： 1）在水分胁迫条件下,水稻植株及各部位含P量均是全NH4+ N营养明显高于全NO3- N营养;同时,在分蘖期,全NO3- N营养水稻植株含P量明显低于非水分胁迫条件下的相应处理,但水分胁迫对全NH4+ N以及NO3- N和NH4+ N混合营养水稻含P量影响不大;2）在两种水分条件下,全NH4+ N以及NO3- N和NH4+ N混合营养均相对降低了水稻对吸收进入体内的P向叶片和根系的运输比例;而全NO3- N营养则只相对降低了水稻体内的P向叶片的运输比例。此外,由分蘖初期到中期,在水分胁迫条件下,全NH4+ N营养水稻积累的P素增加比例最高。     

水稻根系细胞膜H+ ATPase对铵硝营养的响应差异

用两相法分离了铵态氮（NH4+ N）和硝态氮（NO3- N）营养下水稻苗期根系的细胞膜,并测定了细胞膜上H+ ATPase的水解活性,以期阐明水稻根系细胞质膜上H+ ATPase对不同氮素形态的响应差异。两相法分离的细胞膜纯度达到95%以上。在离体条件下,NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase的水解活性和H+ ATPase的Km和Vmax均显著高于NO3- N营养。NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase最适pH值为6.0,而NO3- N营养的在pH 6.2左右。Western blot结果表明,NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase浓度显著高于NO3- N营养的H+ ATPase。说明NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase活性高是因为单位细胞膜上的H+ ATPase分子数量大于NO3- N营养,并且在NH4+ N营养的水稻根系细胞膜上可能存在着与NO3- N营养不同的H+ ATPase的同工酶。因此,NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase活性高很可能是水稻根系对铵态氮营养的一种适应机制。     

氮素形态对大豆根系形态性状及释放H+的影响

采用水培培养方法,研究了不同形态氮素对大豆根系形态性状及释放H 的影响.结果表明,不同形态氮素对根系形态特性的影响不同,表现为,NO3-N和NH4NO3-N促进根表面积增加;NH4 -N对根系的生长表现出抑制作用;而生物固氮处理,除根尖数随生育期的延长而增加外,其他根系形状几乎没有变化.NH4 -N处理根系释放出大量H ,且大豆根系受到NH4 -N的毒害,阻碍了根系对其它元素的吸收;而NO3-N处理,根系释放出大量OH-,对根系吸收其他元素的抑制作用较小,因此,生物量增加较明显;NH4NO3-N处理根际pH变化较小,促进大豆植株生长;而生物固氮处理,在生育前期,根瘤固氮能力较弱,不能及时为大豆生长提供充足的氮素,进而抑制大豆的生长,使生物量偏低.     

根际溶氧量与氮素形态对水稻根系特征及氮素积累的影响

 为研究根际溶氧量和氮素形态对水稻根系生长及对氮素利用的影响,设计了两个试验：1)分别以铵硝混合营养（NH4NO3）和全铵营养[(NH4)2SO4]为氮源,在营养液中将杂交籼稻国稻1号和常规粳稻秀水09培养6周,在第4周和第6周时取样测定植株的生物量和氮素含量;2) 将上述铵硝混合营养下培养4周的国稻1号水稻植株,以分根培养的方式进行不同溶氧量处理,测定水稻生物量、根系形态和氮积累量的差异。结果表明: 1）根际溶氧量较低时(溶氧量0~1.0 mg/L),铵硝混合营养比单一的铵态氮营养显著提高植株的生物量,国稻1号生物量增加69%,秀水09增加41%;铵硝混合营养显著提高了水稻的根系数量、最长根长、根干质量和根系活力以及植株的氮积累量,国稻1号的地下部和地上部氮积累量分别提高60%和52%,秀水09则分别提高了41%和33%。2) 分根实验中,铵硝混合培养的国稻1号,其增氧(溶氧量8.0~9.0 mg/L)处理的根系生物量增加21.6%, 根系数量、最长根长和根体积分别增加27%、14%和10%,而氮积累量提高了11%。增氧和铵硝混合营养均对促进水稻根系生长和氮素积累具有正互作效应。     

不同形态氮肥对大豆根系形态及磷效率的影响

采用框栽试验方法,研究生物固氮(CK),NO-3-N,NH+4-N,Glycin-N,Protein-N和Urea-N 6种不同形态氮素对大豆各生育时期根系生物量、根冠比、根系形态及磷效率的影响.结果表明:不同形态N处理对大豆根系生物量、根系形态特征(根长、根体积、根表面积及根尖数等)及磷吸收、利用效率影响不同,随着生育期的推进,NO-3-N和Protein-N均显著高于其它处理,但二者之间差异不显著;Glycin-N,Urea-N和NH+4-N均高于CK(生物固氮),但Glycin-N、Urea-N和NH+4-N处理间差异不显著.不同形态N处理的根干重、根长、根体积、根表面积均高于CK,而根冠比、平均直径以及磷利用效率则低于CK.     

铵态氮和硝态氮营养对水、旱稻根系形态及水分吸收的影响

为研究不同形态氮素营养对水稻和旱稻根系生长及水分吸收的影响,采用水培供应不同形态氮素(铵态氮、硝态氮、铵态氮和硝态氮混合)的方法培养水稻和旱稻,并对水稻和旱稻的根系形态进行了扫描分析;同时,通过测定根系伤流液和采用HgCl2抑制水通道蛋白活性的方法,比较了水稻和旱稻根系对不同氮素形态响应的差异。 铵态氮营养水稻（或旱稻）的根干质量明显低于硝态氮营养水稻（或旱稻）,但单位根表面积的水分吸收与根系伤流液量比硝态氮营养高;3种形态氮素营养水稻（或旱稻）运输水分的主要方式均是水通道蛋白的跨膜运输途径,但铵态氮营养水稻（或旱稻）的根系通过水通道蛋白跨膜运输途径运输水分的能力明显高于硝态氮营养水稻（或旱稻）;与水稻相比,旱稻对硝态氮营养具有较强的适应性。     

利用15N标记研究铵态氮与硝态氮对大豆的营养作用

以东农47为材料,采用15N示踪技术,利用组培的方式进行了铵态氮与硝态氮营养作用研究.结果表明,在无菌条件下,以NH4+-N为唯一氮源大豆表现出了铵盐毒害;以NO3--N和混合态氮作为氮源时,大豆可以正常生长.以混合态氮为氮源植株总生物量最大,以NO3--N为氮源次之,以NH4+-N为氮源的处理生物量最小,不同形态氮之间生物量差异达到显著水平.随氮素水平增加,外源氮在植株中比例增加,当培养基中NH4+-N与NO3--N比例为1∶1时,大豆吸收NH4+-N与NO3--N比例为1.5∶1,叶片、茎、根NH4+-N与NO3--N吸收比例分别为1.6∶1、1.4∶1和1.6∶1,说明硝态氮的存在能够解除铵盐毒害并促进大豆对氮素的吸收利用.     

稻瘟病诱导的抗病水稻和不抗病水稻氮素吸收差异研究

利用动态离子流检测技术对稻瘟病侵染的水稻根系NH4+和NO3-做了动态检测。发现抗病水稻在病害侵染时,根系对NH4+和NO3-具有很好的保持能力,而不抗病水稻根系对NH4+和NO3-的吸收能力明显下降,氮素含量测定也证实了不抗病水稻的氮素吸收减少,造成这种现象的原因可能是因为稻瘟病菌对不抗病水稻根系的NH4+和NO3-转运体直接或间接的起到了抑制作用。此外,在正常生长情况下两种水稻具有不同的NH4+和NO3-离子吸收特征,动态离子流检测技术对这种离子吸收特征的检测,为早期快速、无损筛选氮营养高效水稻品种提供了有效工具。     

低磷胁迫下氮素形态对玉米苗期生物学性状、花青苷含量及糖含量的影响

为了探讨低磷胁迫下氮素形态对玉米糖代谢以及花青苷含量的影响,以Ca3(PO4)2模拟低磷胁迫环境,采用水培方式,研究3种形态氮素营养(NO3--N、NO3--N与NH4+-N混合营养和NH4+-N)对玉米植株生物量、花青苷含量及糖代谢等的影响.结果表明:当营养液中以Ca3 (PO4)2形式供应磷素时,与KH2PO4形式供应磷素相比,3种氮素处理的玉米整株生物量依次降低20.6％、15.4％和12.9％;在磷胁迫状态下,玉米茎秆的花青苷含量显著升高,同时受到氮素形态的影响,3种氮形态处理下茎秆的花青苷含量高低顺序依次为:铵态氮＞铵硝混合营养＞硝态氮；磷胁迫还引起玉米植株中糖分累积,与KH2PO4处理相比,3种氮形态处理的玉米植株根、茎、叶的可溶性糖含量均明显升高,且在根和茎中差异达显著性水平;在低磷胁迫时,铵态氮处理的玉米根、茎、叶中可溶性糖含量分别是硝态氮处理的1.12倍、1.22倍、1.18倍,相应的还原性糖的数值依次为1.03倍、1.37倍、1.24倍.可见,铵态氮处理的玉米生长受抑制程度最小,表现为铵态氮处理提高了植物各部分糖的含量,促进了花青苷合成,以此缓解低磷胁迫引起的代谢失调.     

pH值对茶树生理活动的影响

水培试验结果表明,硝态氮源茶树的适宜pH值为4.5—6.0,最适pH值为6.0;氨态氮源茶树的适宜pH值为4.5—6.5,最适pH值为5.5。硝态氮茶苗比氨态氮生长好,但叶色发黄。在适宜pH范围内,茶树对氮磷钾的吸收量多,水分代谢旺盛,光合效率高,呼吸作用随pH升高而增强;在适宜pH范围外,茶树的生理活动明显受到抑制,生长不良和伤害致死。在水培过程中,溶液的pH不断向酸性方向变化,表现了茶树的喜酸性特性,但在适宜pH范围内向酸性变化小,范围外变化大,氨态氮源较硝态氮源变化大。     

氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响

为给小麦优质生产中合理施用氮肥提供理论依据,以小麦品种豫麦34为材料,采用盆栽方法研究了三种氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,小麦叶片、茎、鞘和籽粒中游离氨基酸含量均以开花期最高;穗轴和颖壳中游离氨基酸含量以花后10 d最大;各叶位游离氨基酸含量高低表现为旗叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。三种氮素形态处理比较,各器官中（开花期倒三叶、倒四叶、穗轴和颖壳除外）游离氨基酸含量于花后30 d前均以酰胺态氮处理最大,铵态氮和硝态氮处理下互有高低,花后30 d以酰胺态氮处理最低;硝态氮处理下籽粒球蛋白含量最高,铵态氮处理下醇溶蛋白和麦谷蛋白含量最高,酰胺态氮处理下清蛋白含量、麦谷蛋白/醇溶蛋白比值、蛋白质含量最高,氮素形态间差异显著。说明施用酰胺态氮肥能够提高籽粒灌浆前、中期地上各器官中游离氨基酸含量,促进灌浆后期游离氨基酸向籽粒中的转运,提高籽粒蛋白质含量,因此,酰胺态氮肥是豫麦34品质栽培中首选的氮源。     

水稻苗期氮素吸收利用效率的遗传分析

利用主基因 多基因混合遗传模型,对由韭菜青×IR26杂交和自交构建的一个由220个家系组成的重组自交系群体 (F8)的苗期吸氮能力和氮素生理利用率进行了遗传分析。水稻苗期硝态氮吸收能力、铵态氮吸收能力和氮素生理利用率均由两对主基因+多基因模式控制。硝态氮吸收能力的主基因遗传率为6320%,多基因遗传率为20.64%,两对主基因之间有加性和上位性效应;铵态氮吸收能力的主基因遗传率为55.67%,多基因遗传率为0.03%,两对主基因之间具有显性上位性效应;氮素生理利用率的主基因遗传率仅为19.47%,多基因遗传率达67.46%,两对基因之间具有重叠效应。对水稻氮高效利用品种的选育策略进行了讨论。     

不同氮效率小麦品种苗期根系的NO3-、NH4 吸收动力学特征

为了给氮素高效利用品种的选育提供依据，采用水培方法研究了3个不同氮效率小麦品种（秦麦11、扬麦9号、扬9817）苗期根系NO3^-、NH4^＋吸收动力学特性的差异及培养液中添加NH4^＋对根系NO3^-吸收的影响。结果表明，3个不同氮效率小麦品种苗期根系对NO3^-和NH4^＋吸收的最大速率（Vmax）和亲和力（1／Km）有显著差异，表现趋势均为：秦麦11＞扬麦9号＞扬9817。氮高效品种苗期根系对NO3^-、NH4^＋的吸收显示出了较为明显的优势，而且对NH4^＋的吸收动力学参数均大于对NO3^-吸收的参数。NH4^＋的存在明显抑制了根系对NO3^-的吸收，主要表现为对NO3^-吸收速率（Vmax）的影响．而不是对亲和力值（1／Km）的影响。表明根系氮素吸收动力学特征的测定可以作为确定高产优质小麦最适施氮量的参考依据，同时亦可作为小麦育种高世代材料选育氮高效吸收小麦品种的方法之一。     

氮源对马铃薯微型薯的影响

本文报道不同氮素来源对马铃薯微型薯形成的影响。结果表明:NO_3~-—N 浓度与成薯指数呈直线负相关关系;NH_4~+—N 浓度与成薯指数呈二次抛物线形式;NO_3~-—N/NH_4~+—N 比值对微型薯形成的影响呈双曲线形式;当总氮浓度在30～40m 时,成薯指数有较大值;降低 NO_3~-—N/NH_4~+—N 比值或总氮含量有利于微型薯的形成。NO_3~-—N 与 NH_4~+—N 的最佳组合为[NO_3—N]=17.325mM,[NH_4~+—N]=16.612mM。     

茶树对氮肥的吸收和利用

用同位素~(16)N 示踪法研究了茶树对氮肥吸收和利用,结果表明,茶树在春茶期间所吸收的氮肥大部份被输送到地上部,保留在根系中的只是少数;地上部以芽叶中含量最高,根系以吸收根中含量最高。茶树在整个秋冬季节都能连续不断地吸收氮肥,但吸收能力从秋到冬随温度降低而下降。秋冬期吸收的氮表现出利用——积累——再利用的特点;贮藏于根中的可溶态氮具有较高的再利用率。茶树对肥料氮的利用率,春肥达44.7%,夏肥为20—30%,秋冬肥到春茶结束时达18.08—30.82%,其中以早施的利用率高;三种氮源的利用率:铵态氮>酰     

Impact of Rice-Catfish/Shrimp Co-culture on Nutrients Fluxes Across Sediment-Water Interface in Intensive Aquaculture Ponds

Exchange of nitrogen and phosphorus across sediment-water interface plays an important role in the management of nutrient recycling in the aquaculture pond. In this study, a plot experiment was conducted to study the effect of rice-catfish/shrimp co-culture on the micro-profile of oxygen(O_2), p H and nutrient exchange across sediment-water interface in the intensive culture ponds. The results showed that rice-catfish co-culture increased the concentration and penetrating depth of O_2, but decreased the p H value across the sediment-water interface, compared with catfish monoculture. Additional rice cultivation significantly reduced the flux rates of ammonium(NH_4~+) and nitrate(NO_3~-) across sediment-water interface in the catfish and shrimp ponds. The flux rates of NO_2~- and soluble phosphorus(PO_4~(3-)) showed no significant difference between rice-catfish/shrimp co-culture ponds and catfish/shrimp monoculture ponds. Rice only affected the dissolved inorganic nitrogen and phosphorus fractions in the sediment. The concentrations of NH_4~+ were significantly lower in the sediment of co-culture ponds than in the monoculture ponds. Additional rice cultivation also significantly reduced the content and percentage of dissolved inorganic phosphorus in the sediment of catfish ponds.     

不同氮钾条件下水稻基因型氮、钾积累利用差异

采用营养液培养法研究了不同氮源和钾水平对杂交稻及其父母本和常规稻氮、钾吸收和积累的影响。研究结果表明 ,3种氮源对水稻氮钾营养吸收、积累利用的影响程度与钾营养状况及水稻品种有关。与常规稻相比 ,杂交稻对硝态氮的营养特性具有明显杂种优势 ,硝态氮营养可有效地促进杂交稻钾的吸收、积累 ,且其营养特性与父母本密切相关。