用~(15)N同位素稀释法研究沸石对氮肥利用率的影响

通过15N示踪研究不同沸石水平处理对玉米氮肥利用率的影响。结果表明 :( 1 )沸石和肥料混合使用促进了玉米的生长 ,第一茬玉米氮肥利用率以 0 7g kg土沸石用量为最高 ,其次是 1g kg土 ;( 2 )第二茬玉米的氮肥利用率则是以 0 1 %的沸石用量最高 ,其次是 0 1 3 %的沸石用量水平 ,与对照相比 ,沸石处理使两茬玉米的氮肥利用率分别提高了 2 3 2 %～ 3 3 1 % ;( 3 )沸石处理可以显著降低土壤中氮肥的损失 ,与对照相比 ,降低率达 2 5 9%～3 0 6% ,但对土壤中氮肥的残留量没有影响     

应用~(15)N稀释法筛选高固氮能力的大豆品种

应用＾１５Ｎ稀释法筛选出了具有高固氮能力的大豆品种和品系,大豆品系１００５,８５０２,２０９６,１４５４,９４用东农４２是高固氮品系,它们的固氮效率高达７０％,大豆品系１４５４和１５５５即高产又高固氮。根据方差分析,不同大豆品种或品系固氮效率差异显,固氮效率与产量无相关关系,与成熟期呈正相关,成熟期越长,固氮效率越高。有１０年品种或品系在１９９２和１９９４年两次进行试验,尽管两年的降雨情况有较大     

15N同位素稀释法测定燕麦根际固氮菌固氮量的研究

用15N同位素稀释法对接种到燕麦上的不同固氮菌的固氮能力进行了测定,结果表明:固氮菌处理的地上植株15N原子百分超为1.0871%～1.3791%,其中Pseudomonas spN4最低(1.0871%);植株地下部分为1.0921%～1.2751%,Pseudomonas spN4也是最低(1.0921%)。Pseudomonas spN4、A.lipoferumO6和Zoogloea spW6固氮能力较好。植株全氮含量增加2.08%～39.58%,A.lipoferumO6处理的全氮含量最高(39.58%)。接种固氮菌能够提高燕麦的全氮含量、固氮百分率和固氮量。     

用~(15)N同位素稀释法研究牧草的氮素营养

利用同位素示踪技术研究不同施肥处理对黑麦草单播及黑麦草与白三叶混播条件下不同时期牧草茎叶N %与对白三叶的共生固氮的影响。结果表明 :( 1 )混播或单播黑麦草的N %在施肥后 67d达到最高值 ,其后随时间的推移逐渐降低 ;( 2 )混播白三叶的N %在施肥后 67d达到最高 ,随后稍有降低 ,其后又有所增加 ,这与白三叶固氮活性逐步提高有关 ;( 3 )施N水平较低时 ( 1 64kg硫铵 /hm2 ) ,不同时期刈割的混播黑麦草的N %均高于单播黑麦草的N % ,显然是由于白三叶共生固氮所产生的N素为黑麦草提供了新的氮源 ;( 4 )混播白三叶中N素的主要来源是共生固氮 ,混播黑麦草和单播黑麦草中N素的主要来源是土壤 ;( 5)施N处理对黑麦草和白三叶N %的影响差异显著。     

15N同位素稀释法测定土壤氮素总转化速率研究进展

同位素稀释法是测定土壤中N素总转化速率最重要的方法之一.自从上世纪50年代Kirkham 和 Bartholomew提出同位素稀释法的基本原理以后,随着分析技术的长足发展,一些更精确的分析和数值优化方法被广泛使用,N转化概念模型已经日益完善,使测定N的总转化速率成为现实,对土壤N素循环机制的深入研究提供了可能性.然而,15N标记方法研究土壤中N的总转化速率仍然存在较大的不确定因素.本文综述了15N同位素稀释法测定土壤N素总转化速率的原理和计算方法,以期推动同位素稀释法的研究和发展.     

采用15N同位素稀释法研究不同层次土壤氮素总转化速率

采用15N同位素稀释方法,开展短期(7天)室内培养实验,估算了一水稻土0~20、20~60和60~90 cm土层土壤主要N素转化过程的总转化速率,结果表明,标记N溶液加入后2 h内各土层土壤的总矿化、硝化、固定速率显著高于其他时间段(p<0.01)。2 h后,矿化速率在小范围内起伏。0~20 cm土层土壤N素的硝化速率随培养时间延长而降低,另外两层土壤则基本保持稳定,硝化速率的变化与硝化作用底物NH4+-N浓度的变化呈显著正相关。值得注意的是,外源无机N溶液加入后2 h内,大量NH4+-N和NO3--N被固定,并认为N素的非生物固定起主导作用。2 h后,出现了N素在固定与再矿化间反复转换的现象。实验结果表明,与净转化速率相比总转化速率能更好地描述单个N素转化过程,但由于外源N加入对N素转化的影响、再矿化作用以及忽略了N素转化过程中的气体损失、DNRA(硝态氮异化还原为铵)过程等,本研究结果与真实值间存在一定差异。     

我国大豆的生物固氮潜力研究

【目的】根瘤菌与大豆共生结瘤固氮是大豆的重要氮素来源之一,而我国在大豆生产中普遍过量使用化学氮肥,不仅增加了生产成本,而且严重抑制了大豆的生物固氮效率。因此在生产中充分发挥生物固氮作用、 合理施用化学氮肥、 降低大豆生产成本是我国发展大豆产业的重要措施,本文对我国大豆主产区生物固氮潜力及其分布特征进行了研究,旨在了解不施氮肥条件下不同大豆产区生物固氮的最大供氮能力,为大豆的合理施肥和充分发挥生物固氮作用提供理论依据。【方法】采用15N自然丰度法,在2011年和2012年测定了在不施用氮肥条件下我国4个大豆主产区包括黑河、 大庆、 长春、 铁岭、 济宁、 延安、 南宁等7个试验点在内的大豆生物固氮效率、 生物固氮量及其对产量的贡献。15N自然丰度法的原理是利用非固氮参照作物从土壤中吸收的15N丰度高于固氮植物,根据两者的15N自然丰度差异估算出固氮植物的生物固氮率。所选的非固氮参照作物必须同大豆生长季一致,并且各试验点选用同一种非固氮植物以保证各地数据的可比性。通过查阅文献,有研究使用玉米作为参照作物,并且符合上述要求,因此本研究选择玉米作为非固氮参照作物。【结果】在不施氮肥条件下,我国大豆在正常降水年份的生物固氮效率为47%～70%,其中铁岭最高为60%～70%,黑河最低为47%～54%;大豆的生物固氮量在N 92～150 kg/hm2之间变化,其中籽粒中的生物固氮量占总固氮量的65%～81%,生物固氮量最高的试验点为长春,最低的试验点为延安;生物固氮对产量的贡献在1039～1867 kg/hm2之间,其中最高的试验点为长春,最低的试验点为延安;在延安试验点苗期～开花期极度干旱的2011年,大豆缺水严重抑制了根瘤菌的数量和固氮酶的活性,其生物固氮效率、 固氮量及对产量的贡献均达极低水平,分别为15%和N 24 kg/hm2和245 kg/hm2。【结论】我国大豆不同主产区的生物固氮潜力存在较大差异,并且具有明显的分布规律。生物固氮效率以温带的铁岭为最高,向北至寒温带的黑河、 向南到亚热带的南宁均呈现逐渐降低的趋势。受种植密度等因素的影响,大豆生物固氮量及其对产量贡献的分布规律与生物固氮效率不完全一致,其中东北地区最高,其次是济宁和南宁,延安最低。     

种植模式对苜蓿固氮和固氮产物转移的影响

田间小区试验研究了不同种植模式下苜蓿的共生固氮贡献,并利用~(15)N同位素示踪技术评估了苜蓿的％Ndfa和Ndfa,以及与之混作生长的牛尾草植株中来自苜蓿固氮产物的转移量。研究表明,豆科与禾本科牧草混作对发挥草地的优势有一定影响,混作条播在干草产量、全氮产量、％Ndfa和Ndfa等方面均优于间作与混作撒播模式,且高于单作苜蓿与牛尾草的平均值。用~(15)N同位素稀释法与~(15)N天然丰度法评估苜蓿的％Ndfa与Ndfa值时,无明显差异(P<0.05),前者还能准确测出混种牛尾革植株中的固氮产物转移量,后者则大大低估,甚至不能测出固氮产物转移。     

用~(15)N天然丰度法估测结瘤作物的共生固N_2量

测定了位于北京西北郊的本所农场耕地及附近几个土样的土壤总Nδ15N值,农场耕地的δ15N值为6.39±0.42‰,本所庭园土壤为5.03±0.26‰,圆明园土壤为1.66±0.49‰。农场耕地土壤总Nδ15N的垂直变化为6.09±0.77～7.71±0.67‰,水平变化为6.52±0.55～7.13±0.73‰。 无N营养液砂培大豆的测定结果表明,根瘤富含15N,δ15N值为8.32±0.16‰和10.54±0.30‰,地上部贫化15N,δ15N为—2.25±0.48～—4.16±0.75‰,说明在固N2过程中和固N2产物输送转化过程中发生了N同位素的分馏,固N2分馏因数β=1.0023～1.0042。 用15N天然丰度法估计不同大豆品种的％Ndfa表明,不同大豆品种的N素自给能力不同。固N2植物的δ15N值明显低于非固N2植物的δ15N值,一般相差3～5δ15N,说明用15N天然丰度法评价这些植物的固N2状况是可能的。然而,不固N02植物也有较低的δ15N值,即便在同一地块上,非固N2植物的δ15N值也很不相同,有待进一步研究。     

氚水稀释技术在测定绒山羊氮分配中的应用研究

为研究含氮物质在绒山羊体内的分配规律,本研究选择年龄在2~2.5周岁的绒山羊羯羊,采用消化代谢和氚水稀释技术结合的方法测定不同时期绒山羊总氮沉积量、体氮和毛绒氮的分配量。结果表明,用消化代谢和氚水稀释技术可以准确地测定绒山羊的体氮和毛绒氮的分配量,不同时期的体氮和毛绒氮的分配比例有较大差异。在非生绒期和生绒旺盛期,体氮的分配比例分别为75.7%±0.62%和66.6%±2.2%,毛绒氮的分配比例分别为24.3%±0.62%和33.4%±2.2%,表明不同时期绒山羊的生长方向发生变化。同时发现内分泌也随季节发生变化,主要表现为非生绒期PRL(催乳素)和IGF-I(类胰岛素生长因子I)的水平高,MT(褪黑素)的水平低;生绒旺盛期PRL和IGF-I的水平低,MT的水平高。证明了氚水稀释技术在测定动物氮分配中的可行性,揭示了不同时期含氮物质在绒山羊体内分配的变化规律以及内分泌在这些变化中的调节作用,为不同季节对绒山羊采取合适的饲养管理提供了理论依据。     

施氮水平对甘蔗氮素吸收与利用的影响

以新台糖22号(ROC22)为试材,设15N标记尿素2.5、5.0和7.5g/盆(相当于225、450和675kg/hm2)3个处理,采用网室盆栽试验方式,研究施氮水平对甘蔗氮素吸收与利用的影响。结果表明:甘蔗吸收的氮素17.27%～27.28%来自施用的氮肥,72.72%～82.73%来自土壤和种茎;甘蔗氮肥利用率为34.21%～42.46%。随施氮水平提高,甘蔗干物质积累、氮素积累及来源于肥料氮素的比率显著增加,同时蔗叶对氮素的吸收利用呈上升趋势,但蔗茎对氮素的吸收利用呈下降趋势,氮肥利用率也显著下降。土壤碱解氮和硝态氮在各土层中的含量随施氮水平的提高而增加,且两者在0～20cm土层的积累明显大于20～40cm土层。本试验条件下,甘蔗氮肥施用为尿素5.0g/盆(相当于450kg/hm2)及土层深度为20cm较为适宜。     

土壤容重对土壤供氮能力及棉花吸收利用氮素的影响

本文应用~(15)N示踪法研究不同土壤容重对土壤供氮能力及棉花吸氮的影响。阐明了丘陵黄棕壤地区棉花低产的原因是棉田土壤容重过大,使土壤的供氮能力——A_N值显著下降,棉株对氮素养分的吸收量减少,而且延缓了氮素养分由营养器官向生殖器官的转运。降低土壤容重是挖掘丘陵黄棕壤地区棉田增产潜力的有效施施。     

用15N示踪技术研究高产小麦、玉米的施氮规律

利用稳定性同位素15N示踪技术 ,探索小麦、玉米在高N施肥下的N素营养规律。结果表明 :小麦、玉米对追加15N化肥的吸收利用率为 2 8 42 %～ 46 2 8% ,向籽粒运转量为 5 4 %～68% ,追施N的有效期可连续 3茬作物 ,累计利用率为 5 2 0 7%～ 60 39%。在较高土壤肥力基础上 ,小麦、玉米年产量达 1 5 0 0 0kg hm2 ,小麦最佳氮肥施量为 1 5 0～ 1 87 5kg hm2 ,玉米为 30 0～375kg hm2 。