不同施氮量对水稻氮素吸收与分配的影响

运用15N示踪法研究了不同施氮量对两个品种水稻（4007和武运粳15）干物质积累量与其对15N吸收及分配的影响。结果表明,当施氮量超过N 150 kg/hm2时, 两个品种水稻子粒产量均不再显著增加。4007在4个施氮量下(N 100,150,200和 250 kg/hm2)分别比无氮区增产22.3%,36.9%,43.2%和38.1%;武运粳15分别增产10.6%,18.8%,27.1%和21.5%。同一施氮量下,4007子粒中15N累积量显著高于武运粳15,但茎叶和根中没有差异。增加施氮量降低了15N在水稻子粒中的分配比例,但提高了茎叶中15N的分配比例。15N在根中的分配比例不受施氮量和品种的影响。研究结果还表明,同一施氮量下,4007对肥料氮的总体利用率要比武运粳15高3～6个百分点。     

水稻秸秆肥料^15N标记的不均匀性研究

在盆栽条件下研究了水稻秸肥料＾１５Ｎ标记的不均匀性及其对示踪试验结果的影响问题。结果表明，以基肥、分蘖肥、穗肥三种方法进行＾１５Ｎ标记的秸秆，其茎叶及其化学组成间＾１５Ｎ原子百分超都存在不同程度的差异。秸秆肥料示踪试验的结果，受供试秸秆肥＾１５Ｎ标记不均匀性影响，很可能出现偏高或偏低的情况。     

15N示踪研究烤烟对氮的吸收及分配

采用盆栽试验，利用^15N示踪研究了烤烟对不同形态氮的吸收利用规律。结果表明，烤烟各部位叶片对氮素的积累量表现为中部叶〉上部叶〉下部叶；肥料氮进入的比例具有下部叶〉中部叶〉上部叶的规律。不同生育期肥料氮进入烟叶中的比例，以团棵期最高，之后肥料氮进入的比例减少，统计分析结果表明（5％水平），从现蕾期到成熟期之间差异不大。同位素^15N标记肥料施入土壤后约39％～53％被烟株吸收利用，约22％～41％损失，约20％～37％残留于土壤中。     

应用~(15)N研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及产量的影响

【目的】有关棉花适宜的施氮时期存在争议,国外有学者推荐最佳施氮时期为出苗后和现蕾期,也有研究认为播前和初花期各施一半较好。氮同位素示踪技术能区分作物吸收利用的肥料氮及土壤氮,并能深入细致研究施入氮肥的去向及在作物体内的分配。本文采用氮同位素示踪技术研究氮肥底追比例,施氮时期对棉花氮素吸收和产量的影响,以期为华北平原棉区氮肥管理提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,以转Bt+Cp TI基因抗虫棉品种中棉所79(CCRI 79)、中棉所60(CCRI 60)为材料,设氮肥底施与初花期追施比例1∶1(N1)、1∶2(N2)、0∶1(N3)、氮肥底施与蕾期追施比例0∶1(N4)4个处理,研究氮肥运筹对棉花初花期、收获期15N吸收、15N回收率、生物量积累和籽棉产量的影响。【结果】初花期棉株不同器官的氮素吸收来自氮肥(Ndff)的比例随底肥氮施用量的增加而显著增加,增幅为25.88%42.45%。收获期不同处理棉花单株Ndff%随追施氮量的增加而显著增加,增幅为26.92%54.14%,N3、N4处理的棉花单株Ndff%显著高于N1和N2。N2处理的棉花单株籽棉产量高于其他处理,但与N1处理的差异不显著,N2处理单株生物量与N1、N3差异不显著。2个品种N3、N4处理的棉花收获期单株15N积累量均显著高于N1和N2处理,棉株收获期15N回收率均显著高于N1。N2处理的棉花收获期15N回收率高于N1处理,但差异未达到显著水平。棉花收获后N2处理土壤15N回收率低于N1,但差异不显著。【结论】本试验条件下,2个棉花品种氮素底追比为1∶2时的籽棉产量与15N回收率优于底追比为1∶1处理,底追比为0∶1的处理15N回收率在4个处理中最高,但未显示出产量优势,这些结果有待在大田试验中进一步验证。     

应用15N示踪技术研究耕作方式对甘蔗氮肥吸收利用的影响

为探讨甘蔗适宜的机械耕作方式,以甘蔗品种桂糖42号为材料,采用田间微区¹⁵N示踪技术,研究深松45 cm+旋耕25 cm(T1)、深翻40 cm+圆盘耙碎土25 cm(T2)和旋耕25cm(T3)3种耕作方式对氮肥利用效率及去向的影响。结果表明,3种耕作方式下新植蔗吸收的N有43.40%~46.45%来自当季施用的氮肥,氮肥利用率、残留率和损失率范围分别为14.39%~18.43%、50.70%~55.49%和26.08%~34.91%;宿根蔗吸收的N来自上季施用氮肥的比率为13.27%~14.78%,上季氮肥在宿根季的利用率、残留率和损失率范围分别为7.79%~10.35%、31.41%~34.12%和11.02%~11.50%;两季甘蔗收获后,氮肥残留均随土层深度的增加而明显递减,但T3在0~20 cm土层残留较多,其他耕作方式在20~60 cm土层残留较多。两季甘蔗干物质积累量、肥料氮来源比率、氮肥利用率及氮肥残留率以T1最高,T2次之,T3最低,T1与T3间差异达显著水平;两季甘蔗氮肥损失率以T3最高,T2次之,T1最低,其中在新植蔗3个处理间的差异达显著水平。综上,在红壤旱地,深松深翻能促进甘蔗对氮肥的吸收,减少氮肥损失,增加甘蔗产量,其中深松45 cm+旋耕25 cm(T1)的耕作方式效果较好。本研究结果可为红壤蔗地合理耕作提供科学依据。     

氮肥管理对 15N标记水稻秸秆氮吸收利用的影响

利用15N同位素示踪技术,通过盆栽模拟试验揭示氮肥管理方式对水稻秸秆氮吸收利用的影响,设置基肥氮素在插秧前施入和基肥氮素与秸秆同时施入(调节C/N)两个处理,试验结果表明,秸秆中的氮素可以作为下茬作物生长的有效氮源;基肥氮素与秸秆同时施入(调节C/N)处理秸秆氮的利用率显著高于基肥氮素在插秧前施入,水稻从~(15)N秸秆标记物中摄取氮的比例(Ndf_S)明显低于土壤肥料中氮(Ndf_(S+F));水稻地上植株对秸秆氮的综合利用率为6.51%～7.99%,其中,茎叶秸秆氮利用率为1.40%～1.75%,穗利用率为5.11%～5.25%。在秸秆还田的条件下,基肥氮素与秸秆同时施入,可以显著提高水稻对秸秆氮素的吸收能力。     

15N示踪法研究不同灌水处理对小麦氮素吸收分配及利用效率的影响

通过田间试验,采用15N示踪法,设置全生育期不灌水（W0）、冬水+拔节水（W1）、冬水+拔节水+开花水（W2） 3个灌水处理,每次灌水60 mm,每个灌水处理下,设置15N尿素作底肥+普通尿素作追肥、普通尿素作底肥+15N尿素作追肥2个15N示踪处理的微区,研究不同灌水处理对小麦氮素吸收分配及利用效率的影响。结果表明,成熟期地上部植株氮素积累量及来源于土壤的氮素的积累量均为:W2＞W1＞W0;肥料氮的积累量为W0、W1＞W2。W1处理基肥氮积累量及比例均显著低于W0处理,追肥氮的积累量及比例均显著高于W0处理;W2处理基肥氮和追肥氮的积累量均显著低于W0处理。成熟期肥料氮在植株各器官的分配量为:子粒＞茎秆+叶鞘＞叶＞穗轴+颖壳;各处理营养器官中基肥氮的比例高于追肥氮,子粒中追肥氮的积累量及比例高于基肥氮。子粒中分配的肥料氮量为W0、W1＞W2。W1处理子粒产量最高,植株中肥料氮的积累量及利用率均高于W2处理。说明灌溉冬水+拔节水促进了小麦对追肥氮和土壤氮素的吸收积累,提高了肥料氮的积累量和利用率;在此基础上增灌开花水,地上部积累的追肥氮量及其向子粒中的分配比例均显著降低,这是花后供水多导致产量和氮肥利用效率显著降低的生理原因。     

氮肥用量对花生氮素吸收与分配的影响

为明确花生氮素吸收与分配规律,以花育25号为试验材料进行土柱栽培试验,采用¹⁵N 示踪法研究氮肥用量对花生不同器官氮素同化吸收与积累分配的影响。结果表明,当施氮量超过90 kg·hm^-2(N2)时,花生植株各器官干物质量及氮素积累量基本不再显著增加。籽仁干物重在3个施氮量(N1、N2、N3) 条件下分别较不施氮增加2.61%、5.32%和1.88%,且在施氮量90 kg·hm^-2(N2)时最高,为19.00 g/株。同一施氮量条件下,花生不同器官¹⁵N 积累量表现为籽仁> 叶> 茎>果壳>根;在不同施氮量条件下,¹⁵N 在花生各器官积累量随施氮量增加而增加。N2增加了¹⁵N 在籽仁中的分配比例,降低了茎和叶片中的分配比例,促进氮素由营养器官向生殖器官转运,提高了¹⁵N 在籽仁中的积累量,其氮肥利用率分别较N1、N3和N4提高22.77%、17.56%和28.13%。综上,本试验条件下施用90 kg·hm^-2氮素(N2)可提高花生籽仁干物重,增加氮素积累量和氮肥利用率。一元二次方程模拟结果表明,77.19 kg·hm^-2为花生产量最高的最适施氮量。本研究结果为花生氮肥利用率及氮肥的合理施用提供了理论依据。     

控释尿素施用对水稻吸氮量及产量的影响

以15N标记尿素及用其制成的有机-矿质材料控释尿素为供试肥料,探讨其在黑土水稻田上使用后水稻对N的吸收利用及水稻产量的变化。结果表明:控释尿素比普通尿素氮肥利用率提高了3.64%～19.92%,土壤中N的残留量增加6.37%～20.86%,可提高水稻产量8.66%～25.70%。     

大气CO2浓度和温度升高对水稻植株碳氮吸收及分配的影响

气候变化会对作物生长及养分吸收利用产生显著影响。本研究利用开放式气候变化野外试验平台,研究大气CO2浓度和温度升高对不同生育期水稻植株C、N含量,积累量和分配的影响。试验平台的小区处理有大气CO2浓度升高(500μmol/mol)、温度升高(+2℃)和大气CO2浓度和温度同时升高处理。结果表明:1大气CO2浓度升高显著增加了水稻植株中C含量,C、N积累量及水稻茎鞘中C、N分配;显著降低了水稻植株中N含量及穗中C、N的分配;2温度升高显著增加了拔节期和成熟期水稻叶片中C含量及各生育期水稻植株中N含量,拔节期植株中N积累量及成熟期茎鞘和叶片中C、N分配;显著降低了开花期和成熟期稻穗中C含量,开花期和灌浆期水稻植株中C积累量,成熟期水稻植株中N积累量,开花和灌浆期茎鞘中C素分配及成熟期穗中C、N分配;3大气CO2浓度和温度同时升高显著增加了灌浆期水稻植株中C含量及成熟期茎鞘中C、N分配并降低了叶片中N的含量和穗中C、N的分配,而C、N积累量则无显著变化。     

基于15N示踪技术的干旱区滴灌葡萄氮素利用分析

为研究水氮调控对干旱区滴灌葡萄氮素吸收利用的影响,以新疆鲜食葡萄弗雷为试验材料,利用¹⁵N 示踪技术,设置2种灌水处理(灌水量为4 950、5 400 m³·hm^-2,分别记作W1、W2),3种施氮处理(施氮量为177、235、292 kg·hm^-2,分别记作F1、F2、F3)进行大田试验。结果表明,各处理土壤全氮含量和¹⁵N丰度差异极显著(P<0.01),并且在0~20 cm土层出现富集现象。各器官征调氮素能力随水氮投入加大极显著增强(P<0.01)。根系、茎秆、叶片器官的生物量随着吸氮量的增加极显著提高(P<0.01),而较高施氮量(F3)不利于果实器官生物量的积累。果树吸收的肥料氮量随水氮投入的加大逐渐增加,受水氮调控影响极显著(P<0.01),果树吸收的土壤氮量大于肥料氮量。W2F1的¹⁵N标记氮肥利用率和¹⁵N标记氮肥偏生产力最高,分别为38.36%和114.20 kg·kg^-1,W2F2的产量最高,为20 253 kg·hm^-2,但与W2F1差异不显著。表明水氮投入过多会引起茎秆和叶片器官徒长且不利于提高¹⁵N标记氮肥利用率。综上所述,灌水量5 400 m³·hm^-2、施氮量177 kg·hm^-2(W2F1)是兼顾经济效益与生态效应的可行水氮运筹模式。本研究结果为干旱区滴灌葡萄高产高效种植提供了参考。     

肥料和稻草氮利用率的三年定位研究

对氮肥和稻草氮的利用率进行了3年6季同位素15N田间定位研究。结果表明,首季单季水稻对氮肥的利用率为37.02%,050cm土壤中15N的残留率为25.81%。经过连续3年6季的种植,作物肥料N的累计回收率分别为40.15(秸杆还田)41.63%(秸杆不还田),050cm土壤中15N的残留率仍达到23.62(秸杆不还田)28.33%(秸杆还田)。在不施氮肥条件下,小麦对稻草氮的吸收率为4.46%,第二季单季稻对稻草氮的吸收率为4.78%。5季作物累计吸收稻草氮11.76%,而土壤残留率为70.37%。     

Soil N Losses by Denitrification Evaluated Using the 15N Tracer Method

Molecular nitrogen (N₂) and nitrous oxide (N₂O) generated by denitrification increase N losses in the soil–plant system. This study aimed to quantify N₂ and N₂O from potassium nitrate (K¹⁵NO₃) applied to soils with different textures and moisture contents in the absence and presence of a source of carbon (C) using the ¹⁵N tracer method. In the three soils used (sandy texture (ST), sandy clay loam texture (SCLT), and clayey texture (CT)), three moisture contents were evaluated (40%, 60%, and 80% of the water holding capacity (WHC)) with (D⁺) and without (D^?) dextrose added. The treatments received 100 mg N kg^?1 (KNO₃ with 23.24 atom% ¹⁵N). N₂ emissions occurred in all of the treatments, but N₂O emissions only occurred in the D⁺ treatment, showing increases with increasing moisture content. SCLT with 80% WHC in the D⁺ treatment exhibited the highest accumulated N emission (48.26 mg kg^?1). The ¹⁵N balance suggested trapping of the gases in the soil.     

不同施肥处理对连续三季作物氮肥利用率及其分配与去向的影响

采用室外盆栽试验系统研究了不同施肥处理对连续3个生长季作物生长状况、标记^15N利用率及其分配与去向的影响。结果表明,高量氮肥的施用能显著提高作物的生长和产量,而化肥配施玉米秸秆在第1生长季表现为抑制,第2、第3生长季则相反。作物体内来自标记氮肥的含量和比例随生长季的增加显著下降,高量氮肥和玉米秸秆的施用能显著提高其含量和比例（P〈0.05）。标记氮肥在土壤中的残留率随作物生长季的增加而降低,而标记氮肥的累积作物利用率和总损失率随着生长季的增加而增加,经过连续3季作物的吸收利用,标记氮肥在土壤中的残留率、累积作物利用率和总损失率分别平均为15．82％、61．11％和23．07％。标记氮肥的作物利用率和损失率主要发生在第1生长季内,高量氮肥的施用降低了标记肥料氮在土壤中的残留率,增加了氮素损失率;与单施化肥处理相比,化肥配施玉米秸秆能明显增加标记肥料氮在土壤和作物中的回收率,降低氮素损失率,提高比例为21．74％,从而说明在施肥当季,通过施入高C/N比有机物料玉米秸秆合理调节土壤中C源和N素营养的施用比例,可以达到增加氮肥在土壤中的残留率,提高氮肥利用率的目的。     

有机、无机肥料~(15)N在土壤不同粒级中的分布及其生物有效性

利用超声波分散—沉降法对利用15N标记的硫铵、稻草和猪粪培养处理一年后的土壤进行物理分级,研究了施入土壤的肥料N在土壤不同粒级中的分布,并利用黑麦草研究了土壤不同粒级中15N的有效性。结果表明,施用稻草和猪粪提高了0～2μm粒级和2～10μm粒级在土壤中的分配比例。硫铵15N、稻草15N和猪粪15N在土壤0～2μm粒级中的分布比例都在14%左右,在2～10μm和10～50μm粒级中的分布比例分别为22%和14%左右。但在>100μm(残渣)粒级中来自硫铵的15N比例为16%左右,而来自稻草和猪粪的15N比例则在30%以上。施用硫铵土壤的2～10μm粒级中,黑麦草对15N的利用率最高,50～100μm粒级中的15N利用率最低。而施用稻草和猪粪土壤的粒级中15N利用率以10～50μm粒级中最高。表明不同性质的肥料在土壤中的不同转化方向影响了肥料N在土壤不同粒级中的分布。由于不同粒级的土壤颗粒对有机物质的吸持力不同,从而决定了在不同粒级中N的生物有效性。     

两个水稻品种富硒特性比较研究

以前期田间试验筛选出的富硒能力较强的水稻品种捷丰优629和谷丰优8312为材料,采集硒含量不同的稻田土壤,通过盆栽试验进一步研究了两个水稻品种对土壤硒的吸收、分配及其糙米和精米中无机硒与有机硒含量的组成特点。结果表明:两个水稻品种植株的硒累积量、糙米和精米的硒含量与有机硒含量都是高硒土壤极显著高于低硒土壤,表明高硒土壤有利于稻米硒的累积与有机硒的合成,因此生产优质富硒大米最好选择硒含量较高的稻田土壤。无论在高硒土壤还是低硒土壤上,捷丰优629植株中硒累积量和籽粒中硒累积量与谷丰优8312的差异都不显著,但捷丰优629的糙米和精米中硒含量以及有机硒含量都极显著高于谷丰优8312,表明捷丰优629吸收的硒易分配到可食用部位(糙米和精米),而且其无机硒向有机硒的转化能力较强,因此综合比较来看捷丰优629富硒特性优于谷丰优8312。