茶树硝酸还原酶活性与产量性状及氮素营养的关系

硝酸还原酶(NR,E.C.1.6.6.1)是植物体内硝酸盐同化过程中的关键酶,其活性的高低,决定了硝态氮同化成有机氮化合物的速度。同时也直接影响到植物对土壤中无机氮的吸收和利用。近几年来,在水稻、玉米、大豆、棉花等许多作物上,已证实 NR与品种耐肥性,体内氮素营养状态及一些产量性状等方面有密切关系。而对于茶树 NR     

茶树叶片硝酸还原酶离体和原位活性的测定

植物吸收利用的土壤氮素主要为硝态氮和铵态氮。大多数植物以硝态氮为主要氮源,并借助体内的硝酸还原酶和亚硝酸还原酶将硝态氮还原为NH_4~+,用于氨基酸、蛋白质等物质的合成,其中,硝酸还原酶是整个途径的限速酶。     

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。     

水稻对铵态氮和硝态氮吸收特性的研究

 采用水培方法, 研究了水稻不同生育期对铵、硝态氮的吸收特性。水稻虽为较强的喜铵作物,累积吸收的铵态氮多于硝态氮,但并不完全依赖于铵态氮。在铵、硝态氮等量共存条件下,水稻对铵、硝态氮的相对吸收量表现出明显的阶段性。从移栽到分蘖终期的营养生长期,吸收的铵态氮多于硝态氮,占营养生长期吸氮总量的68.9%;铵态氮营养主导作用在分蘖期表现得更为明显。从拔节到成熟的生殖生长期,两者的吸收比例在1左右,趋于稳定,可以同等有效地吸收铵态氮和硝态氮。在施肥实践中,应充分考虑水稻不同生育阶段吸收铵态氮、硝态氮的营养特点,合理调控土壤中铵、硝态氮比例,以满足水稻不同生育期对各种氮源的需求。     

茶树谷氨酸合酶的提取与活性测定

长期以来,人们普遍认为谷氨酸脱氢酶(GDH)途径是氮素同化的主要途径,但1974年谷氨酸合酶(glutamatesynthase,GOGAT)的发现证明高等植物主要是通过谷氨酰胺合成酶(GS)/GOGAT途径进行氮的同化,GOGAT在这一途径中起着非常重要的作用.茶树是一种叶用作物,对氮素的需要量比较大,同时茶树也是喜铵作物,因此茶树体内催化氮素还原、同化的酶的活性与其氮素利用率有着非常密切的关系.伍炳华等(1991)和笔者(2003)的研究表明,硝酸还原酶(NR)和GS/GOGAT的活性与茶树的氮素利用率密切相关.因此,监测茶树体内这几种酶的活性可以对茶树的氮素利用率进行预测.茶树NR和GS的提取和活性测定前人已有研究,而GOGAT尚未见研究报道.笔者在研究不同品种茶树氮素利用率差异时,对GOGAT的提取与活性测定方法进行了研究,现就研究结果报道如下.     

氮素形态配比对玉米氮素积累及转运的影响

通过田间试验,研究6种(N_1~N_6)硝态氮与铵态氮配比处理对旱地全膜双垄沟播玉米植株氮素积累、转运、氮素利用及子粒产量的影响。结果表明,单施硝态氮时玉米的养分吸收、氮素利用及产量均最低。N6(硝态氮与铵态氮3∶1配比)处理下玉米全生育期氮素积累量最高,氮素吸收强度较单施硝态氮处理高55.19%~73.28%(P0.05),该处理下叶片和茎中氮素转移量较单施硝态氮处理高78.99%和93.52%(P0.05);叶片和茎中分别有66.50%~71.89%和43.44%~55.59%的氮素转移到子粒中;叶片和茎对子粒的氮素贡献率分别较单施硝态氮处理高43.80%和56.00%(P0.05);玉米子粒产量、氮素吸收效率及氮肥偏生产力较其他处理显著增加3.31%~9.94%、4.62%~33.89%和3.31%~9.93%。硝态氮和铵态氮配施对玉米的养分吸收有明显的促进作用,提高硝态氮的施用比例有利于提高玉米叶片和茎对子粒氮素的贡献率,硝态氮与铵态氮按3∶1比例配施有利于提高当地玉米子粒产量。     

不同形态氮素及铵硝比例对咖啡氮吸收和生长的影响

为提高咖啡氮肥肥料有效性,采用溶液培养的方法,研究NH4+和NO3- 2种不同形态氮吸收速率、5种铵硝比例(10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10)对咖啡生长及其氮素利用的影响。结果表明,不同形态氮素对咖啡的生长影响差异显著,铵硝混合营养下咖啡的生长明显优于单一形态氮素处理。在单一形态氮素条件下,咖啡对NH4+的最大吸收速率大于对NO3-的最大吸收速率;当2种形态氮素同时存在时,铵态氮会抑制硝态氮的吸收,硝态氮促进铵态氮的吸收;铵态氮促进地上部分生长,但浓度过高反而抑制地上部分生长;硝态氮的增加有利于根系的生长,但抑制了咖啡地上部分的生长。因此,在咖啡苗期,铵硝比例控制在7∶3～3∶7有利于咖啡生长。     

铵硝配比对巴西香蕉生长和氮素营养的影响

采用水培法,在等氮条件下设置5种不同铵硝配比处理,探讨不同铵硝配比对巴西香蕉幼苗生长及其氮素营养特性的影响。结果表明,等氮条件下,适当地提高铵态氮比例可以提高香蕉的生物量;铵硝比为10∶90最适合香蕉的生长;增铵促进根系的生长,根系中铵、硝含量分别与培养液中铵态氮和硝态氮的含量有关。香蕉幼苗中氮的含量、累积量与铵硝配比有关,增加铵的比例地上部分氮含量和累积量高于全硝处理,促进氮的吸收和利用;铵硝配比影响香蕉叶绿素含量、光合速率以及硝酸还原酶活性,光合速率与叶绿素含量、硝酸盐含量与硝酸还原酶活性没有明显的正相关关系。在香蕉生长早期适当增加铵态氮供应可以促进香蕉根系的生长,有利于香蕉的早发、稳长。     

氮素对甜菜硝酸还原酶活性的调控

利用营养液培养方法，研究了不同氮素形态对甜菜硝酸还原酶活性的影响。研究表明，生育期间硝酸还原酶活性在内外源基质条件下的变化规律是一致的，出现两个高峰期；甜菜硝酸还原酶的活性首先受氮素水平的影响；在氮素水平一致的条件下，又受铵态氮和硝态氮比例的影响，并且随着铵态氮比例的增加，硝酸还原酶活性降低。     

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响

【目的】本研究旨在阐明脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)和硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)对稻田土壤氮素转化的影响,探讨抑制剂提高稻谷产量以及氮肥利用率的机理。【方法】本试验设在我国南方红壤稻田,共5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI);脲酶抑制剂采用N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂采用3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)。在水稻分蘖期和孕穗期测定土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、土壤铵态氮含量、硝态氮含量以及微生物碳、氮的含量,分析NBPT与DMPP对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率,通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂NBPT与硝化抑制剂DMPP在稻田的增效机理。【结果】1)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施均显著提高稻谷产量与地上部氮素回收率,两个处理分别增产6.56%与8.24%,氮素回收率提高幅度为19.4%与23.7%。2)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施,显著降低水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,所有处理对两个时期的硝态氮含量、硝酸还原酶活性、微生物量碳、氮含量均无显著影响;因此,NBPT对于抑制脲酶活性以及提高铵态氮含量的作用主要在孕穗期之前,而单施DMPP没有显著效应。3)从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无显著影响。【结论】脲酶抑制剂NBPT以及NBPT与硝化抑制剂DMPP配施显著提高孕穗期土壤中的铵态氮含量,显著提高稻谷产量以及地上部氮素回收率,证明了生产上氮肥后移的重要意义。     

不同氮素形态及配比营养液对烟苗生长及生理特性的影响

为了优化适合湖南典型浓香型产区"低温寡照"条件下漂浮育苗的营养液,以云烟87烤烟品种为材料,探索了不同氮素形态和浓度以及不同种类铵盐与硝态氮的配比对烟苗生长及生理特性的影响。结果表明,全硝态氮营养液有利于烟苗根系伸长和叶绿素的合成,但烟苗的叶片、茎围、根系活力及硝酸还原酶活性不及硝态氮与铵态氮各占50%的营养液中生长的烟苗;氮素浓度为500 mg/L或700 mg/L营养液培育的烟苗的农艺性状及生理指标优于超出该氮素浓度范围的烟苗;采用磷酸氢铵与硝态氮混配的营养液培育烟苗的农艺性状、叶绿素含量、根系活力及硝酸还原酶活性均优于硝酸铵配制营养液培育的烟苗,并且硝态氮与铵态氮配比以1∶1为佳。     

磷胁迫下氮形态对苗期玉米氮素吸收与分配的影响

采用营养液培养的方法,比较Ca_3(PO_4)_2模拟磷胁迫条件时3种氮处理(NO_3~--N、NH_4~+-N、NO_3~--N+NH_4~+-N)对玉米氮素吸收与分配的影响。结果表明,与KH_2PO_4处理相比,磷胁迫处理时,硝态氮、铵态氮及铵硝混合营养处理的玉米整株生物量分别降低38.1%、17.4%和20.8%;与此同时,铵态氮处理的玉米植株全氮、氮素累积量、有机氮及硝态氮含量显著升高,而硝态氮处理时全氮、氮素累积量、有机氮显著降低,硝态氮含量无明显变化;此外,与硝态氮及铵硝混合处理相比,铵态氮处理的玉米叶中可溶性蛋白含量下降幅度最大,而游离氨基酸、脯氨酸含量下降幅度最小。因此,本试验中,铵态氮处理的玉米更耐磷胁迫,表现为增加了氮的吸收和积累以及增强可溶性蛋白降解为氨基酸的过程。     

氮肥增效剂2—氯—6—(三氯甲基)吡啶试验小结

氮肥增效剂是一种硝化抑制剂。和氮肥配合施用,可以抑制硝化微生物对铵态氮的硝化作用,减少氮肥流失,提高肥料利用率。茶叶生产中目前多以施铵态氮和(月先)胺态氮的化学氮肥为主,其中一部份在土壤中转化为硝态氮而被淋溶损失。从试验中可以看出就鲜叶氨量估计,其氮肥利用率只有50％左右。为提高肥料利用     

氮素形态对两个不同氮效率小麦品种籽粒蛋白质的影响

为探索提高氮素利用率的途径，采用盆栽方法研究了两个不同氮效率小麦品种籽粒蛋白质形成的差异及不同形态氮素对其的影响。结果表明，高氮吸收型小麦品种秦麦11灌浆期籽粒GS、GPT活性、蛋白质及其组分含量均大于低氮吸收型小麦品种扬9817。不同氮素形态对两个不同氮效率小麦品种籽粒蛋白质及其动态变化、蛋白组分含量及其动态变化的影响不同。高氮吸收型小麦品种秦麦11籽粒蛋白质及其组分含量均表现为酰胺态氮处理〉铵态氮处理〉硝态氮处理。处理间蛋白质含量、球蛋白含量、谷蛋白含量的差异达到显著水平。低氮吸收型小麦品种扬9817籽粒蛋白质含量、清蛋白含量、球蛋白含量、醇溶蛋白含量均表现为酰胺态氮处理〉硝态氮处理〉铵态氮处理，谷蛋白含量在酰胺态氮处理下最高，硝态氮处理下最低，处理间清蛋白含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量的差异达到显著水平。     

茶树品种间氮素营养的差异及其机制的研究

对于茶树生长中起重要作用的氮素,国内外学者已从许多方面包括茶园土壤特性和茶树对氮的吸收、代谢上进行了研究,并通过改良土壤性质或施用氮素肥料来改善茶树的氮营养,提高茶叶产量和品质;与此同时,也逐渐地认识到培育氮素吸收利用效率高的茶树品种来适应贫瘠的土壤,并根据茶树品种的不同氮素营养特性,实行“适种适地”和“因种施肥”的重要性。Barua、Khando、保科次雄和伍炳华     

低氮水平下H_2S对小麦硝态氮吸收的影响

为探讨硫化氢(H2S)作为潜在的新型氮肥增效剂的可能性,通过水培实验,以扬麦16为材料,以NaHS为H2S供体(浓度0.01mmol·L-1),研究了外源低浓度H2S对低氮(2.5mmol·L-1)、中氮(7.5)和高氮(15mmol·L-1)条件下小麦幼苗光合作用、硝态氮吸收和同化的影响。结果表明,外源低浓度H2S促进了小麦幼苗的光合作用及对硝态氮的吸收,使低氮条件下植株干物质重增加15.5%,显著提高叶片可溶性蛋白、总氮及叶绿素含量。外源H2S处理后,低氮和中氮水平下叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)以及谷氨酸脱氢酶(GDH)活性有所增加,尤其是在低氮水平下增加显著,但在高氮水平下NR与GS活性分别下降22%和13%,GDH活性与对照无明显差异。以上结果说明外源低浓度H2S可提高小麦幼苗对低氮的适应性,促进其生长及对氮素吸收与同化。     

国家自然科学基金项目（J1210056）

为探讨硫化氢(H2S)作为潜在的新型氮肥增效剂的可能性,通过水培实验,以扬麦16为材料,以NaHS为H2S供体(浓度0.01mmol·L-1),研究了外源低浓度H2S对低氮(2.5 mmol·L-1)、中氮(7.5)和高氮(15 mmol·L-1)条件下小麦幼苗光合作用、硝态氮吸收和同化的影响.结果表明,外源低浓度H2S促进了小麦幼苗的光合作用及对硝态氮的吸收,使低氮条件下植株干物质重增加15.5％,显著提高叶片可溶性蛋白、总氮及叶绿素含量.外源H2S处理后,低氮和中氮水平下叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)以及谷氨酸脱氢酶(GDH)活性有所增加,尤其是在低氮水平下增加显著,但在高氮水平下NR与GS活性分别下降22％和13％,GDH活性与对照无明显差异.以上结果说明外源低浓度H2S可提高小麦幼苗对低氮的适应性,促进其生长及对氮素吸收与同化.     

温度和供氮形态对龙眼吸收氮素动力学的影响

研究龙眼幼苗在不同温度（10、15、20、25、30、35℃）和不同氮营养（硝态氮、3/4硝态氮+1/4铵态氮、1/2硝态氮+1/2铵态氮、1/4硝态氮+3/4铵态氮、铵态氮）供应条件下吸收氮素的动力学特征,比较龙眼吸氮能力变化,并探讨龙眼对氮形态的偏好性,为龙眼不同季节（物候期）选择适用氮肥形态提供依据。结果显示,温度和供氮形态对龙眼吸氮能力有显著影响（P<0.05）。在中低温度（10~25℃）等量供应硝态氮和铵态氮条件下,龙眼根系吸收氮素（硝态氮和铵态氮之和）的最大吸收速率（I_max）最高或较高,而亲和力（Am）和离子吸收补偿点（C_min）则随温度和氮形态变化不大,故此时龙眼吸氮能力强。在高温（30℃）且仅供应铵态氮时,根系具有最高I_max和A_m,同时C_min最低,最有利于龙眼吸氮。在极端高温（35℃）时将铵态氮和硝态氮以3∶1的比例配合供应,则I_max最高,A_m较高且C_min较低,有利龙眼对氮素的吸收。另外,等量硝态氮和铵态氮共存条件下,龙眼在低温（10~15℃）时吸收铵态氮的I_max更高、A_m更强而且C_min更低,明显偏好铵态氮;在中高温（20~35℃）时吸收硝态氮的I_max更高,但A_m更弱且C_min更高,对氮形态的偏好性不明显。对照华南龙眼生长物候期,建议在龙眼秋梢生长期施用铵态氮为主、硝态氮为辅;在花前至小果期可以1∶1的比例施用硝态氮和铵态氮;在果实膨大期,可全部施用铵态氮或以3∶1的比例施入铵态氮和硝态氮。     

低温条件下棉籽发芽的硝酸还原酶活性

本文研究了棉籽发芽过程中适温(20℃)和低温(13℃)条件,以及培养基里氮素(铵态氮和硝态氮)的不同含量和比例对子叶中硝酸还原酶动态的影响。证明,尤其在低温条件下追施氮肥对这种酶的活性有促进作用。     

氮素调控措施对小麦植株氮素同化过程和产量的影响

为明确不同氮素调控措施对小麦氮素同化过程和产量的影响,以皖麦68为试验材料,设置传统施肥+生物炭(CN+C)、传统施肥+硝化抑制剂(CN+D)、传统施肥+叶面肥(CN+P)、不施氮肥(CK)和传统施肥(CN)5个处理,分析各氮素调控措施与小麦叶片和茎秆的氮代谢物质含量、氮肥利用效率及产量等的关系。结果表明,与传统施肥相比,施用生物炭和硝化抑制剂能提高小麦体内铵态氮含量以及硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,叶面喷肥能提高小麦灌浆期铵态氮含量和NR活性;各氮素调控措施能提高小麦灌浆期体内游离氨基酸和可溶性蛋白质含量,增强小麦的氮素转运速率和氮代谢水平,显著提高氮肥吸收利用率、氮肥农学效率和氮素偏生产力,进而提高小麦产量;施用生物炭、硝化抑制剂和叶面肥相比传统施肥分别增产568.3、520.0和663.3 kg·hm~(-2)。