耐低氮烟草基因型的筛选及氮效率分析

筛选耐低氮及氮高效的烟草基因型是提高氮素利用效率，减少氮污染的一种有效途径。本文采用营养液培养方法，于苗期以低氮(0.5 mmol L–1)和正常氮(5.0 mmol L–1)处理74个不同基因型烟草，通过指标统计、因子分析、聚类分析来确定评价指标及筛选出耐低氮基因型，并结合氮效率综合值分析表明，在低氮和正常氮条件下，不同基因型烟草的根系体积、根系生物量、茎叶氮累积量、地上部生物量变异系数均较大，分别为0.37~0.68和0.38~0.64。低氮和正常氮的主成分基本相似，在不同供氮条件下茎叶氮累积量、地上部生物量均起主要作用。筛选出15个耐低氮基因型，占供试材料的20.3%，其中8个属于低氮高效正常氮低效型，占耐低氮基因型的53.3%，6个属于低氮低效正常氮低效型，占40.0%，1个属于低氮高效正常氮高效型，占0.7%；筛选出8个低氮敏感基因型，其中6个属于低氮低效正常氮高效型，占75.0%，2个属于低氮低效正常氮低效型，占25.0%。初步确定14P9为耐低氮、氮高效基因型，中烟100和K394为低氮敏感、氮低效基因型。     

外源氮添加对湿地土壤N_2O排放量的影响

为搞清湿地土壤驱动N2O排放的关键氮源类型,有效减少湿地N2O的排放,本文通过室内控制温湿度,用气相色谱法分析不同外源氮素对湿地N2O排放的影响。结果表明:外加氮源组总是高于对照组N2O排放量(4.4 mg·m-3)。在设定的剂量范围内,单独添加尿素或尿素与硝酸铵1∶1配合时N2O排放量呈现先增后减的单峰分布趋势,峰值分别为10.6 mg·m-3和229.0 mg·m-3;单独添加硝酸铵时N2O排放量(32.6~111.0 mg·m-3)随着氮素添加量增加呈现持续上升趋势。单独添加尿素或硝酸铵、尿素与硝酸铵1∶1配合均促进N2O的排放,但硝酸铵尿素混合添加对N2O排放量的贡献单独添加硝酸铵单独添加尿素。这为预测内蒙古高原区农牧交错带湿地氮素输入可能带来的温室效应和有效减排提供科学依据。     

低氮胁迫对谷子苗期性状的影响和耐低氮品种的筛选

筛选和培育耐低氮能力强的作物品种,是提高作物氮素利用效率,减少氮肥施用量,降低环境污染的有效措施。本研究以45份谷子品种为试材,采用水培的方法,在低氮(0.1mmol·L~(-1))和正常氮(5mmol·L~(-1))条件下,测定苗高、根长和根数等22个氮效率相关指标,采用综合耐低氮系数法以及基于主成分分析的隶属函数法评价参试谷子品种的耐低氮性。结果表明,与正常氮条件相比,低氮胁迫下,谷子苗期根长、根冠比、地上部氮素生理效率、地下部氮素生理效率、单株氮素生理效率有不同程度提高,其余17个指标都有不同程度降低。两种评价方法均根据45个谷子品种的耐低氮能力将其划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮性较强的品种5份,编号分别为11、14、17、35和39。利用GGE双标图对品种-耐低氮相关指标的分析表明,编号39和14的耐低氮品种主要耐低氮性状为地下部干重、地下部鲜重、根长;编号为11、35和17的耐低氮品种主要耐低氮性状为地上部鲜重、叶片数、叶宽、叶长、单株氮累积量、地上部氮累积量、单株干质量、地上部干重、地下部氮累积量、根数、苗高和SPAD。可见不同谷子品种的耐低氮机制存在一定差异,研究结果可为谷子耐低氮品种的选育提供材料基础。     

新型尿素对冬小麦产量及氮素吸收利用的影响

为明确新型尿素在冬小麦的应用效果，采用田间试验，研究了普通尿素（Urea）、控失尿素（LC Urea）、海藻酸尿素（H Urea）、聚能网尿素（N Urea）、含锰尿素（Mn Urea）、控失尿素一次施肥（LC Urea 1）、普通尿素+等量锰（Urea+Mn）和不施肥（CK）对冬小麦产量、叶片SPAD、叶片光合生理特性和氮素吸收利用的影响。结果表明，LC Urea和H Urea处理较Urea处理的小麦拔节期叶片SPAD分别显著提高1500%和1300%，灌浆期净光合速率分别显著增加3304%和2076%，气孔导度分别显著提高2609%和2174%，氮素积累量分别显著增加1439%和1236%，氮肥利用率分别提高4575%和3902%。N Urea和Mn Urea处理与Urea处理的产量无显著差异，LC Urea和H Urea处理较Urea处理显著增产1449%和1333%。控失尿素和海藻酸尿素能够有效提高穗数，改善冬小麦光合生理特性，促进氮素吸收利用，提高冬小麦产量和氮肥利用率，可在豫北潮土区推广应用。     

拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响

为探明拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响,在大田滴灌技术条件下,以‘新冬41号’为试验材料,研究4种拔节期氮肥运筹处理[N0(0 kg/hm²)、N1(90 kg/hm²)、N2(180 kg/hm²)、N3(270 kg/hm²)]对3种不同滴灌量[W1(1500 m³/hm²)、W2(3000 m³/hm²)、W3(3450 m³/hm²)]下冬小麦叶绿素含量（SPAD值）、叶面积指数(LAI)、叶片光合特性及产量的影响。结果表明,在3种滴灌量下各氮肥处理冬小麦拔节至乳熟期叶片SPAD值均呈“先增后降”的变化规律,最大值均在灌浆期;LAI呈现“先增后降”的变化规律,在孕穗期达最大。在同一施氮水平下,滴灌量增加,叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均增加,而胞间CO₂浓度(Ci)则降低。滴灌量较低时（W1处理）,增加拔节期施氮量能有效提高滴灌冬小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重、产量和收获系数;水分充足时（W2、W3处理）,增加拔节期施氮量反而不利于产量的提高。综合考虑各项产量指标及氮肥利用效率得出,在滴灌量3000 m³/hm²条件下,拔节期施氮量180 kg/hm²时,滴灌冬小麦籽粒产量较高,氮肥利用率最大,可供生产参考。     

施氮对蜀恢498及其突变体株型和物质生产特性的影响

【目的】分析不同施氮量处理下水稻株型、物质生产以及产量的变化规律,为水稻新品种的选育和栽培管理提供参考。【方法】2015-2016年,以蜀恢498(R498)及其突变体sg1和sg2为材料,采用两因素裂区设计,其中施氮量为主因素(0,90,180 kg/hm~2以下简称为CK,N90,N180),水稻材料为副因素,分析了不同施氮处理下蜀恢498及其突变体节间长度、叶部特征、叶面积指数、高效叶面积率、粒叶比、干物质量、产量及其构成因素的变化。【结果】(1)施氮对R498及其突变体sg1和sg2上部N_1～N_5节间长度均有一定影响,其中N_1、N_2和N_3的节间长度均表现为R498sg1sg2,差异达到显著水平,N_4和N_5节间长度无明显变化规律。在同一节间下,低氮处理(N90)的节间长度与高氮处理(N180)的差异不显著。与CK相比,施氮增加了水稻叶片长度和宽度、单叶面积以及叶面积指数,降低了2016年高效叶面积率。(2)随着施氮量的增加,粒叶比呈降低趋势;3个材料中,sg1的粒叶比最大,比R498和sg2分别高14.97%和34.83%。(3)干物质量随施氮量的增加而增大,N90与N180处理间差异较小。2015-2016年,水稻的产量均表现为R498sg1sg2。R498、sg1和sg2产量均随施氮量的增加而增大。2015和2016年,R498、sg1和sg2 N90处理的产量比N180处理分别减少了14.96%,14.45%,23.77%和2.23%,6.25%,8.66%。有效穗数和千粒质量均表现为R498sg1sg2,而颖花数和着粒密度则表现为sg2sg1R498;施氮对有效穗数影响最大,N90与N180处理间差异总体达到显著水平。(4)2015和2016年,N90处理氮肥偏生产力处理显著高于N180处理。氮肥农学利用率表现为sg2sg1R498,氮肥偏生产力表现为R498sg1sg2。【结论】突变体sg1对氮响应较慢,在水稻育种中有很大的应用价值。在杂交品种选育中,可通过观测不同材料在不同供氮水平下的表现,从而选育出稳产增产的水稻新品种,更好地实现减氮稳产增效。     

低温与氮耦合对水稻内源激素含量的影响

【目的】探究不同耐冷氮高效水稻材料内源激素代谢特点,以阐明氮营养对提高水稻耐冷性的调节机理。【方法】以水稻近等基因系耐冷氮高效I16和冷敏氮低效I67为材料,采用水培试验,研究人工气候室模拟低温胁迫与4个氮肥水平(10,20,40和60 mg/L)耦合对水稻根、叶中内源激素吲哚乙酸(IAA)、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)含量的影响及其互作效应。【结果】随水稻生育进程,根和叶中IAA、CTK、GA含量呈先升高后降低的趋势,在开花期达到峰值,ABA含量在成熟期达峰值。水稻根和叶中IAA、CTK、GA含量随施氮水平增加而升高,ABA则相反;在相同施氮水平下,低温抑制IAA、CTK、GA合成,促进ABA升高,4种激素含量呈现I16高于I67,叶高于根。低温与中氮耦合对水稻根和叶中IAA、CTK、GA的调控为正效应,低温与高氮耦合调控ABA为负效应,中氮可使水稻维持较高内源激素含量,这是增强水稻耐冷性的内在机理之一。【结论】在低温和氮肥耦合下,维持根叶中较高的IAA、CTK、GA、ABA含量,以及施氮对根、叶激素耦合效应的差异,是引起水稻耐冷性和氮素利用效率差异的重要生理调节因素。     

水产养殖尾水初沉区中净化材料的应用对微生物酶活性的影响

通过检测除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）和火山石的内部及周围水体有关氮、磷、有机物分解的酶活性和水质指标，利用高通量测序对材料和水体中的细菌和真菌进行分析，以研究尾水处理系统初沉区中水质净化材料处理尾水营养盐的机制。结果表明，Al@TCAP-N和火山石能增加其周围水体微生物碱性磷酸酶（AKP）、硝酸盐还原酶（Nar）活性；火山石能在早期（0~6 h）提高其内部有机磷水解酶（OPH）、氨单加氧酶（AMO）的活性；Al@TCAP-N能在后期（36~48 h）增加其内部脱氢酶（DHO）的活性；净化材料相互对比发现，火山石内部的酶活性整体高于Al@TCAP-N内部的酶活性；本试验表明水质处理最佳时间为36 h，总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）的去除率分别为22.61%、9.52%和22.16%。在实际应用过程中，可通过Al@TCAP-N的吸附和火山石负载的微生物的双重作用降低水中营养盐的含量。浮霉菌门（Planctomycetes）、变形菌门（Protepbacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和壶菌门（Chytridiomycota）分别是材料表面微生物细菌和真菌中的主要门类。火山石能在净化初期促进有机磷化合物分解和硝态氮（NO₃^--N）转化为亚硝态氮（NO₂^--N），Al@TCAP-N在净化后期促进有机物的分解。Al@TCAP-N和火山石能促进水体中含磷化合物的分解和氮的转化。     

氮肥施用对直播冬油菜产量及氮肥利用率的影响

为探明安徽省直播冬油菜种植中适宜的氮肥用量、氮肥种类和施氮方式，通过田间小区试验，研究尿素不同用量及等氮量尿素和控释尿素不同施用方式对直播冬油菜产量、氮肥累积量及氮肥利用率的影响。结果表明：施氮水平和施氮方式对直播冬油菜产量具有显著影响，成株率与产量之间呈显著正相关，施氮量180 kg N·hm^-2条件下，尿素分次施用处理（N180）和控释尿素一次性施用处理（CRU180）在生育中后期能有效提高直播冬油菜密度。施氮量240 kg N·hm^-2、尿素分次施用处理（N240）角壳和茎秆氮素累积量分配比例增加，籽粒分配比例减少，氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥生理效率和氮肥偏生产力显著降低，籽粒产量不增反降，较CRU180和N180分别降低2.87%和9.67%。各施氮处理中，N180处理产量最高，较其他施氮处理显著增产7.53%~82.15%。施氮量180 kg N·hm^-2条件下，相比尿素一次性施用处理（U180），CRU180和N180显著增产8.53%和16.69%，籽粒氮素累积量显著增加8.80%和16.02%，氮肥表观利用率显著增加11.68%和14.30%，氮素农学效率显著增加12.53%和24.46%，氮素生理效率增加0.74%和9.13%，氮肥偏生产力显著增加8.59%和16.76%。综合本试验直播冬油菜产量、氮素累积量和氮肥利用率结果来看，合理的氮肥用量和氮肥品种可以有效增加直播冬油菜的成株率和氮素累积量，进而增加产量、提高氮肥利用率。安徽省直播冬油菜施氮量180 kg N·hm^-2，尿素分次施用和控释尿素一次性施用，均能达到产量和氮肥利用率的双向提升。考虑到直播冬油菜轻简化发展大趋势，建议采用控释尿素一次性基施。     

典型乌龙茶产区氮素平衡状况及减排潜力研究

为探讨典型乌龙茶产区氮素平衡状况及温室气体减排潜力，基于2015-2017年在福建省安溪县和武夷山市茶园开展的355户农户调研数据和207个土壤数据，采用Boundary line方法，分析了典型乌龙茶产区的氮肥施用特征、氮素平衡状况以及温室气体减排潜力。结果表明：安溪县茶园平均氮肥投入量509.4 kg·hm^-2，主要来源于复合肥和尿素，全年氮盈余量479.1 kg·hm^-2；武夷山市茶园平均氮肥投入量218.1 kg·hm^-2，主要来源于复合肥，全年氮盈余量189.8 kg·hm^-2；氮素投入与氮养分盈余量之间具有极显著的正相关关系；随着氮素盈余量的增加，土壤全氮含量也随之增加，并且安溪茶园的土壤全氮含量比武夷山茶园更高；基于Boundary line方法，安溪县和武夷山市茶园的氮肥优化用量分别为411.3 kg·hm^-2和157.7 kg·hm^-2；通过优化氮肥投入和管理水平可分别实现安溪县和武夷山市茶园温室气体减排62.0%和68.0%。在安溪县和武夷山市乌龙茶产区中，氮肥施用严重过量，导致氮素盈余量和温室气体排放量较高，应通过优化氮肥用量达到减少氮素过量盈余和降低茶园温室气体排放的目的。