不同供氮水平对玉米秸秆降解初期碳素矿化及微生物量的影响

采用室内恒温(25℃)培养方法研究了不同无机态氮供应水平(0、30、60、80、100Nmgkg-1土)对玉米秸秆降解初期的影响。试验结果表明:碳素的矿化量随着添加无机氮源数量的增加而增加,其中两个高氮添加量(80、100mgkg-1)处理的碳素矿化量要高于不加氮源和两个低氮添加量处理(30、60mgkg-1)。不同氮量添加条件下微生物量碳的变化呈相同趋势。利用土壤呼吸和微生物量碳计算而得的微生物代谢商在低量氮素处理条件下高于较高量氮源添加处理,表明高量氮素添加可提高微生物对秸秆碳素的利用效率。以上结果说明:对C/N比较大的玉米秸秆而言,土壤中无机氮素的供给对残体碳素的初始矿化有明显的影响,相对较低的氮源供给量不能满足微生物快速生长代谢对氮素的需求,使秸秆降解过程受到一定程度的抑制,不利于土壤氮素截获。因此在大田条件下,秸秆还田时要考虑氮素的供应问题,根据实际需要确定秸秆还田时间及肥料氮素施用水平。     

氮素营养水平对水稻幼苗氮代谢的影响

以超级稻“两优培九”为试验材料,研究了不同氮素营养水平对其氮代谢关键酶活性的影响。结果表明,叶片硝酸还原酶（NR）活性和氮素水平具有较复杂的相关关系。叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性随氮素营养的增加而提高,根系GS活性在氮素水平过高时反而下降。氮素营养在2N以下时,叶片谷-丙转氨酶（GPT）和谷-草转氨酶（GOT）活性随氮素营养的增加而提高,当氮素水平继续升高时活性则下降;当氮素水平在N处理以下时,根系GPT和GOT活性随氮素营养的增加而提高;当氮素水平高于N处理时,则随氮素营养的增加下降。叶片和根系中上述酶的活性不同,而且活性高峰值出现时期不同,反映了叶片和根系氮代谢的差异。叶片和根系的蛋白质和游离氨基酸含量及叶片叶绿素含量随氮素营养水平的提高而增加,各处理叶片和根系蛋白质含量呈显著正相关,叶片蛋白质和游离氨基酸含量高于根系。     

基于无人机高光谱的冬小麦氮素营养监测

为了实现小区域尺度上的作物氮素营养状况遥感监测,该研究利用无人机搭载Cubert UHD185成像光谱仪对2016 -2017年关中地区的冬小麦进行遥感监测,通过分析冠层光谱参数与植株氮含量、地上部生物量和氮素营养指数的相关性,筛选出对三者均敏感的光谱参数,结合多元线性逐步回归、偏最小二乘回归和随机森林回归建立抽穗期冬小麦氮素营养指数（Nitrogen Nutrition Index,NNI）估测模型,并与单个光谱参数建立的冬小麦氮素营养指数模型进行比较。结果表明,任意两波段光谱指数对氮素营养指数更为敏感,与氮素营养指数均达到了极显著性相关;基于差值光谱指数和红边归一化指数的单个光谱参数构建的模型具有粗略估算氮素营养指数的能力,相对预测偏差分别为1.53和1.56;基于随机森林回归构建的多变量冬小麦氮素营养指数估算模型具有极好的预测能力,模型决定系数为0.79,均方根误差为0.13,相对预测偏差为2.25,可以用来进行小区域范围内的冬小麦氮素营养指数遥感填图,为冬小麦氮素营养诊断、产量和品质监测及后期田间管理提供科学依据。     

数字图像诊断技术在冬小麦氮素营养诊断中的应用

本文应用数码相机获取冬小麦冠层图像并对其进行相应色彩参数处理, 结合土壤、植株快速测试技术, 分析了色彩参数与传统氮素营养参数之间的数量关系, 研究了应用数字图像技术进行冬小麦氮素营养诊断的可行性, 建立了应用数字图像技术诊断冬小麦氮素营养状况的图像获取方法, 筛选出了适宜于冬小麦氮素营养诊断的最佳色彩参数以及最佳诊断时期, 建立了冬小麦氮素营养诊断指标体系和推荐施肥方程。研究结果表明, 数字图像技术可以作为冬小麦氮素营养诊断的方法。数字图像获取时, 可将数码相机与冬小麦冠层呈30°~60°角度进行拍摄。在冬小麦拔节期和孕穗期多数冠层图像色彩参数与施氮量、叶片SPAD 值、植株硝酸盐浓度、植株全氮含量、0~90 cm 土壤硝态氮含量之间存在显著或极显著相关关系; 在众多色彩参数中, 拔节期冠层图像绿光标准化值G/(R+G+B)与各项氮素指标的相关性最好, 可作为冬小麦氮素营养诊断的最佳色彩参数指标;拔节期可作为应用数字图像技术进行氮素诊断的关键时期。     

氮素营养对甜椒果实生长发育的影响

采用营养液培养试验,研究了氮素营养对甜椒果实生长发育的影响。结果表明,氮素营养过高,门椒难以座果,首次商品果实的上市时间推迟7d以上。氮素营养对甜椒前期商品果产量及产量性状的综合影响看出,中氮营养处理可获得最高的商品果产量,主要是各层位果实的高收果数,而与单果鲜重差异不明显;氮素营养过高或过低均导致商品果产量降低,因单株平均收果数降低,且单果重下降。高氮营养有利于提高后期幼果座果率。试验还发现,甜椒的结果习性在很大程度上取决于其植物学特性,氮素营养对果实发育进程的促进或延缓作用在某种程度上可能大于对结果数量的影响。中氮营养条件下,二分侧枝整枝方式对甜椒的结果数量和产量的影响符合等比数列Y=2(n-1)的理论模型。     

几种水稻土对铵离子的吸附特性

根据两年来水稻丰产的研究结果,在水稻所需的氮磷钾营养元素中,氮素最为活跃,而且敏锐地受到人为措施的影响.水稻的氮素营养问题,不仅在于氮素的供应容量,土壤的氮素供应强度及其持续时间,也同时深刻地影响水稻器管的协调生长.     

基于鲜叶光谱估测氮素营养的新植被指数(英)

采用田间试验的方法开展利用鲜叶光谱反射率估测水稻氮素营养状况的研究.基于氮素在水稻不同功能叶片之间运转规律的机理,文章重点分析了第一和第三完全展开叶红边斜率和红边位置的变化,并基于红边位置和红边斜率构建了一个新的植被指数(命名为"红边曲线肩夹角植被指数",简称为RSAVI)监测水稻氮素营养状况.为了证明RSAVI在监测水稻氮素营养状况的可行性,分析了不同生育时期氮素含量和RSAVI之间的相关性.结果表明RSAVI和叶片氮素含量显著相关,相关系数介于0.867～0.938之间.并且RSAVI和氮素含量之间建立的回归模型以多项式模型效果最佳.决定系数介于0.7512～0.8796之间,模型均通过0.01水平检验.因此研究结果表明,在本次试验中使用RSAVI估测水稻氮素营养是可行的.     

氮素营养水平对冬小麦产量及生物学性状的影响

2007～2008年在河北廊坊中国农业科学院国家测土施肥中心实验室试验基地的低肥力砂质潮土上,进行氮素营养水平对冬小麦产量及生物学性状的影响研究。结果表明:在喷灌低肥力土壤条件下,小麦产量与氮素营养成二次曲线关系,在每公顷施氮量为239.63 kg时获得最高产量。在每公顷施氮量为60～300 kg范围内,氮素营养促进了冬小麦株高的增加,提高了冬小麦的分蘖数、叶面积指数和最终收获穗数。氮素营养水平与冬小麦分蘖数、叶面积指数和最终成穗数成正相关的线性关系。     

土壤侵蚀/水土保持与气候变化的耦合关系

通过综述土壤侵蚀对碳循环的影响、全球气候变化对土壤侵蚀的影响以及水土保持植被恢复对碳循环与土壤碳素积累的影响,研究土壤侵蚀/水土保持与气候变化的耦合关系。结果表明:因侵蚀造成的土壤碳素损失是巨大的,但土壤侵蚀是碳源还是碳汇过程依然存在争议,焦点集中于因侵蚀造成土壤团聚体解体,暴露在空气中的土壤有机碳的矿化速率的大小;随着全球气温升高以及降雨格局的变化,全球土壤侵蚀强度和范围都在不断增加,但土壤侵蚀对全球气候变化的响应程度依然值得深入研究;水土保持生态恢复主要通过改变下垫面性质来改变土壤有机碳含量、影响土壤CO2释放并促进土壤碳素积累,对抑制大气CO2浓度升高能产生积极影响。尽管土壤侵蚀/水土保持与气候变化的耦合关系方面的研究已取得重大进展,但仍有待于在土壤侵蚀过程中碳素变化模型、土壤侵蚀过程中氮素迁移转化特征以及侵蚀劣地生态恢复过程中土壤碳素积累机制等方面加强研究。     

不同氮效率玉米干物质形成及氮素营养特性差异研究

通过田间小区试验,开展了两个氮素供应水平（N0和N180）下,两个不同氮效率玉米品种［氮高效品种先玉335（V1）低效品种吉单535（V2）］干物质形成与氮素营养特性差异研究。结果表明,在氮素胁迫条件下,氮高效品种先玉335具有较高的耐低氮能力,表现为N0处理其干物质量及吸氮量均显著高于氮低效品种吉单535的N180处理。成熟期,先玉335的子粒干物质量和吸氮量均显著高于吉单535,且N180处理显著高于N0处理; 品种和氮素处理间的交互作用达极显著水平,表现为N180处理先玉335子粒干物质量和吸氮素最高。另外,两品种子粒中85.6%～97.6%的碳来源于粒重形成阶段叶片的光合作用,仅2.4%～14.1%源于抽雄前营养体的碳素转移。先玉335子粒氮素来源更多依赖于生育后期根系对氮素的吸收和转移,N0和N180处理中,根系氮素吸收转移量对子粒的贡献分别为45.4%和59.3%; 而吉单535子粒的氮素来源则以生育前期地上部营养体的氮素转移为主,N0和N180处理中,转移量对子粒贡献分别为65.5%和67.9%。先玉335的氮肥回收利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力均高于吉单535。     

基于光谱分析的玉米氮素营养诊断

利用光谱技术实时、快速、无损监测作物氮素营养状况是现代农业的研究热点之一。试验根据玉米氮素营养的生理特点,在关键生育期有针对性地选择第6片完全展开叶和第12片完全展开叶（果穗叶）进行光谱监测。结果表明,被考察的19个光谱特征参量中,红边斜率（Dr）、绿峰最大反射率（Rg）、比值植被指数（RNIR/Red）和归一化差值植被指数（R(NIR-Red)/(NIR+Red)）与叶片氮含量均存在较好的相关关系。考虑到诊断模型的简单实用性,选择RNIR/Red与叶片氮含量建立估测模型。根据RNIR/Red在玉米生育前期和后期与不同叶片氮含量的相关性,确立在玉米生育前期以第6片完全展开叶为诊断对象; 在生育后期以第12片完全展开叶（果穗叶）为诊断对象。经过回归分析和验证,RNIR/Red与叶片氮含量建立的对数模型和指数模型分别在生育前期和生育后期具有较高的可靠性和稳定性,确立玉米生育前期以对数模型,生育后期以指数模型为氮素营养的光谱诊断模型。该结果为研发低成本便携式作物氮素营养光谱诊断仪提供依据。     

土壤干旱下氮磷营养对玉米气体交换的影响

在盆栽条件下就氮磷营养对玉米叶片气体交换的影响进行了比较研究。结果发现 :虽然土壤干旱条件下 ,氮磷均增大了玉米叶片的气孔导度 ,但氮对促进干旱条件下气孔开放的作用要显著大于磷的作用 ;土壤干旱条件下 ,氮磷均有增大玉米叶片光合速率的作用 ,但氮有同时减小光合的气孔和非气孔限制的作用 ,而磷提高干旱条件下的光合速率则主要以减小光合的非气孔限制 (提高叶肉光合活性 )为主 ;由于氮磷对玉米叶片气孔导度和光合作用的不同影响 ,因而表现出其在提高干旱条件下玉米叶片水分利用效率方面的不同作用 ,其中磷对提高干旱条件下玉米水分利用效率的作用更为明显     

反刍动物瘤胃内源氮代谢研究进展

蛋白质需要量研究是反刍动物蛋白质营养的核心, 而准确测定进入瘤胃并被微生物利用的内源氮是测定饲料蛋白质真消化率和反刍动物蛋白质需要量的关键步骤.为此, 文章综述了近30年内关于反刍动物内源氮来源、内源氮代谢的研究方法、进入瘤胃的内源尿素氮、内源总氮以及各部分氮对合成微生物氮的贡献的研究进展.     

氮素营养研究中几个热点问题

评述了土壤中有机氮的组成、腐殖质氮更新机理、有机氮化合物的矿质固定、微生物体氮、硝化与反硝化作用以及提高氮肥利用率的机理和施肥技术研究等。     

土壤微生物与土壤营养关系研究进展

综述了土壤微生物的组成、主要作用,并提出了表征土壤肥力的微生物指标,阐述了土壤微生物与土壤肥力和土壤氮、磷、硫元素的关系,提出了今后土壤微生物和土壤营养关系的研究方向。     

钾在植物抗病性中的作用及机理的研究进展

本文对近些年来有关钾营养与植物病害关系的研究进行综述。主要从钾对酚代谢、碳、氮代谢及其活性氧代谢调控的角度,评述钾素营养提高植物抗病性的机理;同时讨论了钾肥的施用方式、钾肥形态、施用量、土壤本身钾素状况等共同影响钾素对植物的抗病性及其可能机理。最后提出这一研究领域存在的若干问题。     

作物对氮素养分高效吸收的根系形态学研究进展

本文综述了近年来与作物对氮素养分高效吸收有关的根系形态学研究情况，简要比较了解释氮索供应诱导作物根系形态变化的几种观点，着重阐述了用氮素诱导碳水化合物定向分配来解释根系变化的合理性和意义，并提出了根系研究在水分、养分效率和植物营养遗传研究中的展望。     

不同形式的光谱参量对春玉米氮素营养诊断的比较

选择适宜的光谱参量,对利用光谱技术进行作物营养诊断精确度的提高是至关重要的。该文对单因素氮处理下春玉米（Zea may L.）不同层位叶片光谱反射率与氮含量作了相关分析,探讨了叶片水平上单波段光谱反射率（R）、单波段光谱反射率的对数（LgR）、双波段组合光谱反射率（R1+R2）、以及对数形式的双波段组合光谱反射率（LgR1+ LgR2）4种形式光谱参量对氮素营养诊断的可靠性。结果表明,第6片完全展开叶叶片光谱反射率与氮含量在可见光波段存在较高的负相关关系,以550和720 nm两波段组合的光谱参量（LgR550+LgR720和Lg(R550+R720)）建立的线性回归方程的拟合度最好;不同生育期应选择对养分盈亏敏感的叶片作为营养诊断的光谱监测目标,不同生育期叶片氮素营养的光谱敏感波段不同,应选择二者相关性高的波段,较为适宜的光谱参量形式与营养成分建立估算模型。研究表明,经对数处理后的光谱参量,无论是单波段还是双波段,拟合方程的精度都有不同程度的提高,且方程的稳定性也增强,说明对数形式的光谱参量提高了对氮素营养诊断的精确度。     

不同养分供应方式对盆栽桃树生长及其氮素吸收、分配的影响

【目的】氮素分配随生长中心转移而转移,生长中心器官和非中心器官间差异较大。控释肥、滴灌施肥等技术在果园中的应用使果树养分稳定供应成为现实。研究等氮量施肥条件下不同养分供应方式对桃树生长及氮素吸收、分配的影响,探讨吸收的氮素在生长中心器官和非中心器官之间分配差异的原因,以期为桃树合理施肥提供依据。【方法】以1年生桃树幼苗为试材,利用沙培盆栽,设袋控缓释施肥(养分稳定供应,SS)和分次撒施施肥(养分非稳定供应,n SS)以及对照(不施大量元素,CK)3个处理,将桃树新梢按照在主干上着生位置分为上部和下部,调查分析施肥后不同时期桃树的生长状况;利用15N同位素示踪技术研究不同养分供应方式对氮素吸收和上、下部新梢间分配的影响。【结果】SS处理后30 d、150 d桃树生物量分别为63.49 g/plant和160.74 g/plant,上、下部生物量之比分别为1.8和1.3,新梢长度分别为169.73 cm/plant和306.55 cm/plant,处理后150 d各处理之间生物量差异显著,新梢长度差异极显著。各处理新梢生物量在两次取样间隔内上部增量分别为对照42%、养分非稳定供应93%、养分稳定供应98%;下部增量分别为8%、45%和177%。在此期间上、下部新梢生物量的差异对照处理由5.0变化为6.6、养分非稳定供应处理由2.8变为3.7、养分稳定供应处理由1.8变为1.3。氮素吸收量随处理时间的推移逐渐增大,养分稳定供应处理在施肥后30 d、150 d分别为12.7 mg/plant和76.9 mg/plant,养分非稳定供应处理在施肥后30 d、150 d分别为4.0 mg/plant和27.3 mg/plant。处理后150 d的氮素利用率以养分稳定供应处理最高,达12.96%,养分非稳定供应处理只有4.6%。处理后150 d养分稳定供应处理和养分非稳定供应处理的上、下部梢叶氮素浓度、Ndff%(来自肥料中的氮占总氮的比率)、Ndff(来自肥料中的氮)差异极显著,各处理同一植株上、下部梢叶氮素浓度、Ndff%相似。吸收氮素在上、下部新梢叶间分配的差异大,上、下部新梢叶间氮素分配之比养分稳定供应处理和养分非稳定供应处理分别为1.54和4.03。【结论】养分稳定供应下,桃树生长极性差异变小,氮素吸收量增多,氮素利用率高,氮素在生长中心器官和非中心器官间分配的差异变小,氮素分配差异受生物量的影响大。