外源蔗糖对NO_3~-胁迫下叶用莴苣矿质元素含量与积累量的影响

以耐抽薹意大利叶用莴苣(Lactuca sativa L."yidali")为试验材料,采用水培方法,以常规营养液(7.5 mmol/L NO_3~-)、叶面喷施清水作为对照(CK),在75 mmol/L NO_3~-胁迫下,通过叶面喷施0 mmol/L(T1)、3 mmol/L(T2)的蔗糖,研究外源蔗糖对NO_3~-胁迫下叶用莴苣生长及矿质元素含量与积累量的影响。结果表明:与CK相比,NO_3~-胁迫处理显著抑制了叶用莴苣生长,降低了P、Mg、Fe的含量,但增加了K、Ca的含量;外源喷施蔗糖有效缓解了NO_3~-胁迫对叶用莴苣的抑制作用,其中植株地上部分鲜质量提高了20.94%,同时显著提高了植株中P、Mg、Fe的含量,降低了植株中Ca含量。NO_3~-胁迫下,P、K、Ca、Mg、Fe的积累量均显著降低,外源蔗糖可以提高植株中P、K、Ca、Mg、Fe的积累量。外源蔗糖通过影响植株对矿质元素的吸收缓解NO_3~-胁迫对叶用莴苣的伤害。     

光照和氮对不同氮效率玉米品种生长及氮素吸收的影响

本文用溶液培养的方法,研究了光照(200μmol/m2.s、400μmol/m2.s)及N浓度(0.4mmol/L、4 mmol/L)对不同氮效率玉米自交系(478、Baici)生长及N素吸收的影响。结果表明:提高光照强度有助于光合产物向根系的运输,表现为根冠比、平均根轴长、根体积、根系吸氮量显著增加,光照与N水平对根系的生长及氮素吸收的影响存在着正的交互作用。高光强高N水平对茎叶生长的促进作用大于根系,而高光强低N水平对根系生长的促进作用大于茎叶。从品种的变化来看,在N素胁迫下,提高光照强度能够显著促进氮高效品种478根系的生长,提高了该品种对氮素胁迫的适应能力,能够在低氮下获取更多的氮素,而高光强高N下,两个品种对氮素吸收的差异变小。     

盐胁迫对大,小麦种子萌发时两种酶活性的影响

在200mmol/L NaCl处理下,大、小麦种子内α-淀粉酶活性降低,贮藏物质转化受阻,小麦比大麦更明显。分别以100,200mmol/LNaCl处理幼苗2天,大麦幼根的质膜、液泡膜微囊H~+-ATPasc活性均增大,并且随盐浓度的增加而增强;小麦在100mmol/L NaCl处理下,幼根液泡膜微囊H~+-ATPase活性增强,而在200mmol/L NaCl处理下,质膜、液泡膜微囊H~+-ATPase活性均下降。200mmol/L HaCl处理9天,大、小麦幼根质膜、液泡膜微囊H~+-ATPaso活性都下降,小麦的下降幅度大于大麦,盐胁迫对大、小麦种子萌发和幼苗生长的不同效应,主要与种子内贮藏物质的转化以及根系对离子的选择吸收及运输有关。     

微囊藻毒素对水稻幼苗营养吸收的影响

为进一步解析作物对水体中微囊藻毒素(MCs)的适应机制,通过水培试验研究MCs对水稻幼苗营养吸收及质膜H~+-ATPase基因表达的影响。结果表明:胁迫7 d后,1μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力增加。10μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性增加,促进了矿质营养(Mg~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)和NO_3~-)的吸收。其中质膜H~+-ATPase活性上升与OSA1、OSA2、OSA3、OSA4、OSA6、OSA8和OSA9表达上调有关。高浓度MCs(100μg·L~(-1)和1000μg·L~(-1))组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性降低,阻碍了水稻幼苗对矿质营养的吸收,此时质膜H~+-ATPase的基因表达呈下调趋势,且降低程度随MCs处理浓度增大而增强。恢复7 d后,10μg·L~(-1)MCs组根系活力、质膜H~+-ATPase活性和营养元素含量恢复至对照水平。100μg·L~(-1)MCs组各指标均优于胁迫期,而1000μg·L~(-1)MCs对营养吸收的抑制未恢复。研究表明,MCs胁迫导致的水稻幼苗中营养元素含量的变化受质膜H~+-ATPase活性的调控,且调控能力受MCs浓度限制。     

高氮水平下不同温度对γ-氨基丁酸诱导油菜叶片无机氮代谢的影响

以油菜‘五月慢’为试材,在高氮栽培条件下,研究外源添加2.5mmol/Lγ-氨基丁酸(GABA)在不同温度处理下对油菜叶片无机氮代谢的影响。结果表明:与对照处理相比,高氮处理增加了油菜叶片中NO_3~--N含量,而外源添加2.5mmol/L GABA处理在12d后NO_3~--N含量均显著低于高氮处理;GABA处理对油菜叶片NO_3~--N含量的降低效果受温度影响较为明显,其中20℃处理降幅最大,其次为15℃处理和25℃,而30℃+N+G处理效果最差。在处理12d时,与高氮处理相比,20℃+N+G、15℃+N+G和25℃+N+G处理的油菜叶片NR、NiR、GAD活性和NH_4~+-N、游离氨基酸含量显著增加,而NO_3~--N和NO_2~--N的含量显著降低;30℃+N+G处理的叶片NO_3~--N和NO_2~--N的含量虽然显著低于高氮处理,但NiR、GAD活性和游离氨基酸含量也显著低于高氮处理。结果证明外源GABA降低油菜叶片硝酸盐含量与环境温度密切相关,其中20℃效果最明显,原因可能与根系对GABA吸收速率及无机氮代谢关键酶活性提高有关。     

不同品种油菜幼苗硝态氮吸收差异研究

采用溶液培养试验,在不同硝态氮浓度下测定了不同氮效率油菜幼苗的根长、一级侧根数和根系活力的变化情况,同时在正常供氮条件下,测定了油菜幼苗的硝态氮吸收动力学参数,并对其单株生物量、氮素吸收量及氮素生理效率进行了比较。结果表明,不同品种油菜幼苗的根长、一级侧根数、根系活力、对硝态氮的亲和力及最大吸收速率、单株生物量、氮素吸收量、氮素生理效率等均有明显差异。本试验所比较的3个油菜品种中,氮高效品种湘油15在氮素胁迫条件下,具有更长的根长、更多的一级侧根数和更强的根系活力,且对硝态氮的亲和力也大,而高潜力品种742除其最大吸收速率最高之外,根系活力、对硝态氮的亲和力、根长及一级侧根数等其他各项指标并没有高于其他品种。     

不同浓度NH_4NO_3对高羊茅生长及养分吸收的影响

为了解氮素供应状况(同时提供NH~+_4-N和NO~-_3-N)对草坪草生长和养分吸收特性的影响,以硝酸铵(NH_4NO_3)为供试肥料,通过盆栽试验研究了不同氮浓度(0、2.5、10 mmol/L)下高羊茅的生长及养分吸收状况。结果表明,添加外源硝酸铵高羊茅株高、干物质累积量增加,根系平均直径增大,总根长和根表面积降低,根系直径在<0.3 mm和>0.9 mm范围内的根长显著减少;与2.5 mmol/L氮处理相比,10 mmol/L氮浓度植株地上部干物质累积量、根长、根表面积降低。随外源氮浓度的升高,植株地上部氮、钾含量和氮、磷、钾养分吸收量呈上升趋势,地上部氮、钾的分配比例提高;地下部养分含量随氮浓度的增加而增加,氮、钾累积量各处理差异不显著。增加氮浓度单位根长的氮、钾养分吸收量提高,2.5 mmol/L和10 mmol/L氮浓度处理单位根长吸磷量差异不显著。综合分析高羊茅植株地上部和根系生长状况,2.5 mmol/L氮浓度更有利于促进高羊茅植株生长,提高养分吸收量,节约氮资源。     

油菜根系特性与氮效率系数的关系研究

采用砂培试验,在两种施氮水平下研究3个油菜品种根系形态特征与生理特性差异及其与氮效率系数的关系。结果表明：在正常供氮条件下,3个油菜品种的根系干重、一级侧根数以及总根长差异明显,根系活力、根系总吸收面积和活跃吸收面积品种间差异不显著;在氮胁迫条件下,根系干重、一级侧根数、总根长以及根系活力差异明显,根系总吸收面积和活跃吸收面积品种间差异不显著。在正常供氮和氮胁迫条件下以上各项指标比值的变化趋势是：氮效率系数高的品种,其比值高,反之亦然,尤其是根系干重和一级侧根数的变化趋势与氮效率系数完全一致。     

重金属镉胁迫臭牡丹根系及其土壤生化指标的变化

为重金属镉污染土壤的植物修复及野生臭牡丹的综合利用提供参考,以野生臭牡丹植株为试验材料,采用盆栽土培法模拟研究不同镉浓度胁迫臭牡丹,对其根系质膜透性、土壤电导率及土壤不同酶活性等的影响。结果表明:随着镉胁迫时间的延长,臭牡丹根系土壤的过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均呈先升高后降低趋势。在镉浓度为0.90 mmol/L时,胁迫24d土壤过氧化氢酶活性比胁迫12d的高40.35%;在胁迫36d时,土壤过氧化氢酶的活性明显降低,并表现出明显抑制效应。土壤碱性磷酸酶活性在不同镉浓度胁迫24d时,以镉浓度为0.10mmol/L时最高,比未施镉(CK)升高62.31%。土壤脲酶活性在不同镉浓度胁迫24d时,以镉浓度为0.10mmol/L时最高,比CK升高67.31%,在胁迫36d时比CK降低23.35%。随着镉浓度增加和胁迫时间延长,臭牡丹根系的质膜透性升高,在胁迫36d时,镉浓度为0.90mmol/L的臭牡丹根系质膜透性比CK升高114.71%。土壤电导率在镉胁迫12d时的变化较小,但随着镉胁迫时间延长,其增幅较大;在镉胁迫36d时,喷施镉浓度为0.30 mmol/L、0.60 mmol/L和0.90mmol/L臭牡丹根系质膜的透性增幅明显,比CK分别升高246.27%、256.26%和285.28%。     

基于隶属函数法对甘蓝型油菜种质苗期耐低氮胁迫能力的综合评价

油菜作为我国重要的油料作物,其生长发育过程中对氮素营养需求量较大,但氮肥利用率却较低,在很大程度上制约了油菜的正常生长。探究苗期甘蓝型油菜耐低氮胁迫能力的评价方法,筛选耐低氮胁迫能力强的种质,可以减少氮肥施用量,保护生态环境。以49份甘蓝型油菜种质材料通过水培试验,考察低氮水平(0.3 mmol/L)和正常氮水平(6.0 mmol/L)的地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、叶片数、株高、总根长、根平均直径、侧根数等性状,以各性状的耐低氮系数为衡量油菜耐低氮胁迫能力的指标,利用隶属函数法对不同基因型油菜进行耐低氮胁迫能力的综合评价,筛选出低氮胁迫耐受型材料8个,低氮胁迫敏感型材料14个,低氮胁迫中间型材料27个。D值与地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、叶片数、株高、总根长和侧根数呈显著正相关,可作为油菜苗期耐低氮胁迫能力鉴定的辅助指标,对探究油菜耐低氮胁迫遗传机制,选育耐低氮胁迫油菜新种质具有重要意义。     

温室网纹甜瓜临界氮浓度和氮营养指数模拟研究

为实现精准的氮营养诊断和指导生产,研究通过4个不同氮素水平处理的温室网纹甜瓜基质栽培试验,构建了临界氮浓度稀释曲线模型,并推导得到了氮素吸收和氮营养指数模型。结果表明:临界氮浓度稀释曲线模型(%N_c=4.235DW~(-0.353)_(max))揭示了植株地上部生物量和氮浓度值之间呈幂函数关系,决定系数R~2=0.814,同时得到最高和最低氮浓度稀释曲线,决定系数分别为R~2=0.808、R~2=0.810;氮素吸收模型和氮营养指数模型对网纹甜瓜营养诊断结果基本一致,植株适宜的氮素施用量为始瓜期前4.1g/株,之后1.3～2.7g/株。本研究提出的临界氮浓度、氮素吸收和氮营养指数模型,相较于传统的经验方法更具有机理性,可为温室网纹甜瓜的氮肥管理决策提供理论依据。     

施氮后蚯蚓对植物吸氮及微生物固氮的影响

为探讨尿素施用后蚯蚓对植物吸氮量及微生物固氮量的影响,通过盆栽试验,以威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)为试验材料,对比有、无蚯蚓作用下15N标记的尿素施入后植物氮素含量的差异及土壤微生物量的变化过程。结果表明:培养结束后对植物进行取样测定,发现不同处理间植株氮含量并无显著差异,但接种蚯蚓的处理增加了植株生物量,进而导致蚯蚓作用下的植株总吸氮量提高了约30.8%。从分配比例上看,接种蚯蚓显著增加了植物吸收土壤氮的比例,却显著降低了植物吸收肥料氮的比例。在整个试验过程中,两处理的全氮(TN)含量均无显著变化,但土壤中来源于肥料的氮却随着培养的进行逐渐降低,且接种蚯蚓使其下降速度更快。微生物生物量氮(M BN)先下降后上升,且接种蚯蚓处理的MBN含量在试验初期(第5d)与试验末期(第30d)较高,但MBN中固定的肥料氮含量始终低于不接种蚯蚓的对照处理。试验过程中,土壤可溶性有机氮(D ON)的含量先下降后上升,与MBN变化趋势一致。与对照处理相比,接种蚯蚓处理的铵态氮(N H4+-N)含量降低,硝态氮(N O-3-N)含量则差异不显著。综上,蚯蚓可通过调节微生物生物量形成氮素缓冲库,从而促进植株对土壤氮而非尿素氮的吸收。     

供氮水平对草莓氮素同化的影响

以水培丰香草莓为试材,对不同供氮水平条件下草莓的氮素同化作了研究。结果表明:随着水培液硝酸盐浓度的提高,NO3--N吸收速率和植株中NO3--N含量逐渐提高,但NO3--N浓度为7.5 mmol/L时硝酸还原酶(NR)活性最高。根系中NR活性显著低于叶片,叶片中NR活性最高可达390 nmolNO2/(g.h FW),根系仅为121.3 nmolNO2/(g.h FW),表明NR活性是制约草莓对硝酸盐响应的关键因素。     

速效氮与缓控释氮配比一次性侧深施对双季稻产量、氮素利用率及氮素损失的影响

为探究在机插同步一次性侧深施肥作业方式下的速效氮与缓控释氮合理配比,保证水稻产量,提高肥料利用率,降低氮素流失,实现水稻的清洁化生产,采用田间小区试验,设置7个处理,分别为CK:不施肥,T1:农民习惯施肥(施N量早稻150 kg·hm~(-2),晚稻165 kg·hm~(-2)),T2～T6:机插同步一次性侧深施肥(施N量早稻105 kg·hm~(-2),晚稻132 kg·hm~(-2)),其中T2～T6处理的缓控释氮分别占总氮的0%、10%、20%、30%、40%。结果表明:在早稻季,各处理间产量差异不显著;晚稻季,T3～T5处理的产量间差异不显著,T6处理产量显著低于T4和T5处理;与T1处理相比,T2～T6处理的氮肥吸收利用率提高了8.08～14.10(早稻)个和6.68～26.61(晚稻)个百分点。与T2处理相比,早、晚稻T3～T6处理氨挥发累积量分别降低了5.20%～38.20%、29.41%～35.60%,田面水总氮平均浓度下降了20.90%～38.22%、7.39%～29.14%,田面水铵态氮平均浓度降低了26.26%～46.09%、42.57%～45.61%,其中T4处理早、晚稻不减产,肥料吸收利用率达到37.93%(早稻)、61.32%(晚稻),氨挥发累积量、田面水总氮平均浓度和铵态氮平均浓度分别下降37.00%、30.48%、31.88%(早稻),35.58%、12.88%、52.58%(晚稻),综合效果最好。研究表明,在湖南双季稻生产中,采用机插同步一次性侧深施肥作业方式,缓控释氮占总氮的20%较为合适。     

氮肥施用量、施用时期及运筹对水稻氮素利用率影响研究

常规籼稻、杂交籼稻和少数常规粳稻的氮肥利用率呈现随施氮量的增加先上升，至中肥处理达最大，高肥处理显著下降的趋势；不同叶龄追施氮肥的时期与氮肥利用率呈二次曲线关系；前期施氮量占总施氮量的比例与氮肥利用率之间呈显著的抛物线关系。总的来说，氮肥施用量过小过大，氮肥追施过早过迟，氮肥前中后期运筹不合理，水稻的氮素利用率均不高，造成氮肥浪费甚至污染环境。     

施氮量和氮肥运筹模式对糯稻养分吸收积累和氮肥利用率的影响

以渝香糯1号为材料,设0、120、180 kg/hm~2 3个施氮水平(分别记为N_0、N_(120)、N_(180)),2种氮肥运筹模式(基肥与蘖肥的质量比为70%∶30%(A)和基肥、蘖肥与穗肥的质量比为50%∶20%∶30%(B)),于2014年在四川德阳进行施氮量和氮肥运筹模式对糯稻养分吸收积累及氮肥利用率影响的大田试验。结果表明:不同施氮量处理对糯稻氮、磷、钾的吸收量影响显著;采用B种模式,糯稻的氮、磷、钾吸收量均较A种模式的小;与A种模式相比,采用B种模式每生产1 000 kg稻谷,氮、磷、钾需要量分别降低14.1%、10.2%、7.8%;随着施氮量增加,产量呈增加趋势,但氮肥利用率呈下降趋势,不同氮肥运筹模式间糯稻氮肥利用率差异不显著。综合试验结果,糯稻的适宜施氮量为120 kg/hm~2,氮肥运筹模式以基肥、蘖肥与穗肥的质量比50%∶20%∶30%为佳。     

控制灌溉氮肥减施对土壤氮素分布及氮素利用率的影响

为明确黑土稻田控制灌溉条件下氮肥减施对土壤氮素分布及氮肥利用率的影响,研究控制灌溉与常规淹灌下氮肥减施对土壤0～60 cm土层矿质氮、可溶性有机氮(SON)和微生物量氮(MBN)、产量及氮肥利用率的影响.结果表明,在常规淹灌与控制灌溉模式下,NH4+-N累积量均与土层厚度呈负相关关系,NO3--N累积量均随土层深度增加...     

Use of soil nitrogen parameters and texture for spatially-variable nitrogen fertilization

Recent studies have demonstrated the potential importance of using soil texture to modify fertilizer N recommendations. The objective of this study was to determine (i) if surface clay content can be used as an auxiliary variable for estimating spatial variability of soil NO₃–N, and (ii) if this information is useful for variable rate N fertilization of non-irrigated corn [Zea mays (L.)] in south central Texas, USA across years. A 64 ha corn field with variable soil type and N fertility level was used for this study during 2004–2007. Plant and surface and sub-surface soil samples were collected at different grid points and analyzed for yield, soil N parameters and texture. A uniform rate (UR) of 120 kg N ha⁻¹ in 2004 and variable rates (VAR) of 0, 60, 120, and 180 kg N ha⁻¹ in 2005 through 2007 were applied to different sites in the field. Distinct yield variation was observed over this time period. Yield and soil surface clay content and soil N parameters were strongly spatially structured. Corn grain yield was positively related to residual NO₃–N with depth and either negatively or positively related to clay content depending on precipitation. Residual NO₃–N to 0.60 and 0.90 m depths was more related to corn yield than from shallower depths. The relationship of clay content with soil NO₃–N was weak and not temporally stable. Yield response to N rate also varied temporally. Supply of available N with depth, soil texture and growing season precipitation determined proper N management for this field.     

氮素调控对玉米氮素同化过程及产量的影响

氮素调控措施与作物氮素吸收利用和产量密切相关,但目前关于不同氮素调控措施对玉米主要生育期氮素同化过程的影响仍不清楚。以郑单958为试验材料,设置不施氮肥（CK）、传统施肥（CN）、氮肥+生物炭（SN）和氮肥+硝化抑制剂DMPP（DN）4个处理,分析不同氮素调控对玉米氮素同化过程中铵态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量以及氮素利用率和产量的影响。结果表明：DN和SN处理较传统施肥处理均可以提高玉米植株体内硝态氮和铵态氮含量、NR和GS活性;DN和SN处理显著提高灌浆期谷氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白含量;DN处理成熟期籽粒的氮素积累量显著高于SN和CN处理,分别显著增加18.4%和30.0%;DN处理产量最高,SN次之,二者并无显著差异,但相较CN处理分别显著增产1 483.0和1 154.2 kg·hm^-2。两种氮素调控均促进了玉米对氮素的吸收,显著提高氮肥吸收利用率,其中硝化抑制剂处理氮肥吸收利用率最高且显著高于其他处理。综上,生物炭或硝化抑制剂配施氮肥,可以促进玉米氮素同化和转运过程,显著提高玉米产量和氮肥利用效率,综合产量、籽粒氮素积累量和氮肥吸收利用率,硝化抑制剂配施氮肥可作为淮河流域玉米高产高效的栽培措施。     

减氮配施缓释氮肥对滴灌棉花氮素利用和产量的影响

为探究减氮施肥技术和缓释氮肥在新疆滴灌棉花上的应用效果，选用当地棉花主栽品种新陆早64号，设置不施氮肥（H1）、常规全施尿素（H2，300 kg/hm²）、减氮20%缓释氮肥与尿素配施（H3，240 kg/hm²）3个处理，分别在棉花不同生育期对棉田土壤理化性质、酶活性、无机氮含量进行测定，并在棉花吐絮期测定棉花氮素含量，分析减氮配施缓释氮肥对棉花氮素利用效率的影响。结果显示：在棉花各生育时期，减氮20%配施缓释氮肥处理0~20 cm土层团聚体稳定性显著高于常规全施尿素处理（P<0.05），在0~40 cm土层H3与H2处理全氮差异不显著；不施氮肥（H1）处理土壤酶活性在棉花全生育时期均处于较低水平，常规全施尿素H2处理土壤脲酶活性显著高于减氮20%配施缓释氮肥（H3）处理，过氧化氢酶活性均低于H3处理，2个处理间蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性差异不显著；H3处理在40~60 cm土层铵、硝态氮含量较常规全施尿素H2处理减少了棉花生育后期氮素的淋溶损失；H3处理的氮肥利用率为45.75%，高于H2处理（P<0.05），较H2处理提高了7.87百分点；减氮配施缓释氮肥有利于提高棉花产量，减氮20%配施缓释氮肥（H3）处理下棉花皮棉产量较不施氮肥（H1）处理提高了18.26%，且铃质量、籽棉产量、皮棉产量与常规全施尿素（H2）处理差异不显著，可实现减氮不减产。结果表明，减氮20%施氮水平下缓释氮肥与尿素配施（H2）增强了表层土壤团聚体稳定性，可在棉花全生育期维持较高无机氮含量，减少了氮素淋溶损失，有利于棉花氮肥利用率及产量的提高，可在滴灌棉田中推广应用。