施氮对水稻植株不同形态氮素含量的影响(英文)

[目的]研究不同施氮水平和施氮方式对水稻植株不同形态氮素含量的影响。[方法]以桂朝2号和叠加占为试验材料,以总氮、蛋白氮、叶绿素氮、可溶性蛋白氮、Rubisco-N、游离氨基态氮为指标,研究施氮对水稻植株不同形态氮素含量的影响。[结果]水稻抽穗期和成熟期植株总氮、蛋白氮、叶绿素氮、可溶性蛋白氮、Rubisco-N、游离氨基态氮含量均随施氮水平提高而提高。在相同施氮量条件下,重施穗肥时其含量较高。但施氮对不同形态氮素的影响程度不同,对Rubisco-N和游离氨基态氮影响明显。不同施氮水平下两个品种早晚季无论是抽穗期还是成熟期Rubisco-N和游离氨基态氮含量差异均达到显著或极显著水平。相关分析表明,水稻植株早晚季抽穗期和成熟期水稻植株总氮含量与蛋白氮含量均呈极显著相关。[结论]该研究为阐明氮肥运筹对水稻氮素吸收与利用的调节作用提供了理论依据。     

微电极法测定水稻叶片液泡中硝酸根离子的再调动

 作物液泡中硝酸根离子的再调动和再利用与作物氮素高效利用关系密切。利用硝酸根离子微电极技术测定了在外界继续供应和停止供应硝态氮后，不同水稻品种叶片细胞质和液泡中硝酸根离子活度在24 h内的变化情况。结果表明：(1)在继续供应硝态氮后，水稻植株组织水平的硝酸根离子浓度没有显著的变化，而停止供应硝态氮的植株体内硝酸根离子浓度却有随缺氮时间延长而降低的趋势；(2)水稻叶片细胞质和液泡中硝酸根离子活度存在着明显不同的变化趋势。在停止供应硝态氮的24 h内，水稻叶片液泡中的硝酸根离子浓度逐渐降低，而细胞质中的硝酸根离子却维持在一个较低的浓度且基本稳定；(3)扬稻6号液泡中和细胞质中的硝酸根离子活度均高于农垦57，且在停止供应硝态氮的不同时间段，液泡中硝酸根离子的释放速率也均高于农垦57。上述结果表明在受到硝态氮营养胁迫时，水稻先前积累在叶片液泡中的硝酸根离子可以在细胞中进行重新的利用和分配，而且籼稻品种扬稻6号对液泡硝酸根离子再调动能力显然高于粳稻农垦57。     

铝处理对不同耐铝水稻品种吸收铵态氮和硝态氮以及相关基因表达的影响

选用水稻铝敏感品种‘Kasalath’和耐铝品种‘Koshihikari’为试验材料,研究了不同铝处理方式(先铝后氮和氮铝同时处理)对水稻铵态氮/硝态氮吸收及其相关基因表达的影响。结果表明:对于铝敏感品种,铝主要抑制铵态氮的吸收,低浓度铝甚至促进对硝态氮的吸收;对于耐铝品种,铝预处理对铵态氮和硝态氮吸收的影响很小,只有在铵态氮和硝态氮吸收过程中存在铝,无论铝浓度高低,铝都会抑制铵态氮和硝态氮吸收;铝敏感品种对硝态氮的吸收速率高,而耐铝品种对铵态氮的吸收速率高,这与OsAMT1;2、OsNRT2;1和OsNRT2;2的相对表达丰度存在对应关系。因此,铝对水稻铵态氮和硝态氮吸收的影响取决于水稻的耐铝能力、铝浓度和铝氮处理方式。     

铝处理对不同耐铝水稻品种吸收铵态氮和硝态氮以及相关基因表达的影响

选用水稻铝敏感品种'Kasalath'和耐铝品种'Koshihikari'为试验材料,研究了不同铝处理方式(先铝后氮和氮铝同时处理)对水稻铵态氮/硝态氮吸收及其相关基因表达的影响.结果表明:对于铝敏感品种,铝主要抑制铵态氮的吸收,低浓度铝甚至促进对硝态氮的吸收;对于耐铝品种,铝预处理对铵态氮和硝态氮吸收的影响很小,只有在铵态氮和硝态氮吸收过程中存在铝,无论铝浓度高低,铝都会抑制铵态氮和硝态氮吸收;铝敏感品种对硝态氮的吸收速率高,而耐铝品种对铵态氮的吸收速率高,这与OsAMT1;2、OsNRT2;1和OsNRT2;2的相对表达丰度存在对应关系.因此,铝对水稻铵态氮和硝态氮吸收的影响取决于水稻的耐铝能力、铝浓度和铝氮处理方式.     

铵硝比(NH4+/NO3-)对不同氮素利用效率水稻的生理效应

采用控制条件下的水培试验方法,研究了不同铵硝配比(NH4 /NO3-分别为100/0、75/25、50/50和25/75)营养条件对8种不同氮素利用效率水稻苗期生长的影响.结果表明:在增硝营养条件下,不同水稻品种对硝态氮(NO3-)的反应不同.与纯铵营养条件相比,铵硝混合的营养条件对大多数氮高效水稻品种的生长都有显著促进作用,而对氮低效品种的生长没有显著影响.试验重点研究了增硝营养对氮高效水稻品种南光、云粳38和氮低效水稻品种ELIO生长的影响.结果发现,对于南光和云粳38,增硝营养可以使水稻的分蘖数和光合速率分别增加35%和24%,从而促进水稻生长和氮吸收,提高氮素利用率;而增硝营养对ELIO的生长并无显著影响.不同基因型水稻在增硝营养下氮积累量增幅不同主要是由于其生物量增幅不同造成的,而整株氮素含量增幅差异不大;NO3-的存在可增加干物质在水稻根系的积累,增加根系体积,促进水稻根系的生长.     

铵硝比(NH4+/NO3-)对不同氮素利用效率水稻的生理效应

采用控制条件下的水培试验方法,研究了不同铵硝配比(NH4+/NO3-分别为100/0、75/25、50/50和25/75)营养条件对8种不同氮素利用效率水稻苗期生长的影响.结果表明:在增硝营养条件下,不同水稻品种对硝态氮(NO3-)的反应不同.与纯铵营养条件相比,铵硝混合的营养条件对大多数氮高效水稻品种的生长都有显著促进作用,而对氮低效品种的生长没有显著影响.试验重点研究了增硝营养对氮高效水稻品种南光、云粳38和氮低效水稻品种ELIO生长的影响.结果发现,对于南光和云粳38,增硝营养可以使水稻的分蘖数和光合速率分别增加35%和24%,从而促进水稻生长和氮吸收,提高氮素利用率;而增硝营养对ELIO的生长并无显著影响.不同基因型水稻在增硝营养下氮积累量增幅不同主要是由于其生物量增幅不同造成的,而整株氮素含量增幅差异不大;NO3-的存在可增加干物质在水稻根系的积累,增加根系体积,促进水稻根系的生长.     

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。     

尿素添加硝化抑制剂DMPP对稻田土壤不同形态矿质态氮的影响

采用小粉土和青紫泥两种典型土壤种植水稻,研究尿素添加新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对土壤氮素转化及水稻生物学效应的影响。结果表明,水稻田施用含DMPP硝化抑制剂的尿素,与常规尿素处理相比,小粉土和青紫泥土壤中铵态氮浓度分别增加94.6%~97.9%和55.4%~65.1%,硝态氮浓度下降49.0%~81.3%和33.9%~83.7%,亚硝态氮浓度下降46.9%~90.9%和53.7%~90.2%。添加DMPP抑制剂于尿素,小粉土和青紫泥处理水稻的产量增加24.9%和14.2%,生物量增加20.6%和14.4%,吸氮量增加15.3%和22.5%。DMPP抑制剂可有效保持土壤高铵态氮浓度、低硝态氮与亚硝态氮浓度,促进水稻对氮素的吸收利用,提高氮素利用率。     

铵硝比（SH^＋4／N03^-3）对不同氮素利用效率水稻的生理效应

采用控制条件下的水培试验方法，研究了不同铵硝配比（SH^＋4／N03^-3分别为100／0、75／25、50／50和25／75）营养条件对8种不同氮素利用效率水稻苗期生长的影响。结果表明：在增硝营养条件下，不同水稻品种对硝态氮（N03^-3）的反应不同。与纯铵营养条件相比，铵硝混合的营养条件对大多数氮高效水稻品种的生长都有显著促进作用，而对氮低效品种的生长没有显著影响。试验重点研究了增硝营养对氮高效水稻品种南光、云粳38和氮低效水稻品种ELIO生长能影响。结果发现，对于南光和云粳38，增硝营养可以使水稻的分蘖数和光合速率分别增加35％和24％，从而促进水稚生长和氮吸收，提高氮素利用率；而增硝营养对ELIO的生长并无显著影响。不同基因型水稻在增硝营养下氮积累量增幅不同主要是由于其生物量增幅不同造成的，而整株氮素含量增幅差异不大；N03^-3的存在可增加干物质在水稻根系能积累，增加根系体积，促进水稻根系的生长。     

土地利用方式对宁夏平原土壤氮素含量及其硝化作用的影响

为了探讨土地利用方式对宁夏平原土壤不同形态氮素含量及其转化作用的影响,对蔬菜地、葡萄地、枸杞地、玉米地、水稻地、小麦地6种土地利用方式下土壤铵态氮、硝态氮、有机氮、无机氮含量及硝化潜势和硝化活性进行比较。结果表明:0～20 cm土层,蔬菜地土壤硝态氮、铵态氮和无机氮含量均高于葡萄地、枸杞地、玉米地、水稻地、小麦地,土壤硝态氮含量大小依次排序为蔬菜地玉米地枸杞地水稻地葡萄地小麦地,蔬菜地土壤铵态氮含量是其他土地利用方式的1.2～1.6倍,土壤无机氮含量大小依次排序为蔬菜地玉米地枸杞地水稻地葡萄地小麦地,水稻地土壤有机氮含量高于其他5种土地利用方式,蔬菜地土壤硝化潜势和硝化活性高于其他5种土地利用方式。20～40 cm土层,土壤硝态氮、铵态氮、无机氮和有机氮含量均以葡萄地最高,小麦地土壤硝态氮、铵态氮、无机氮含量均低于其他5种土地利用方式,水稻地土壤硝化潜势显著高于其他5种土地利用方式。     

水分胁迫和氮素形态对水稻生长影响的研究

六福A（籼型不育系）尧丰优2 号（籼型三系杂交稻）尧连粳11 号（粳型常规稻）等3 种不同品种水稻在不 同水分胁迫和不同形式的氮素的影响下、观察分析其幼苗产生的一些变化。结果表明院不同品种水稻的叶部和根部 的硝态氮的含量、均随着营养液中硝态氮含量的增加而增加。一定的水分胁迫（10%PEG 溶液）可以较为明显地增加 叶部和根部中硝态氮的含量。氨态氮则与硝态氮有相同的反趋势;一定程度上的水分胁迫对根系的生长是有利的、 导致的根系的生长加快、但各品种水稻的增幅有所不同。     

氮素形态对小麦根系特性影响的初步研究

采用盆栽方法,研究2个氮素吸收效率不同的小麦品种根系特性的差异及不同形态氮素对其根系特性的影响。结果表明:2个小麦品种氮素吸收效率不同,而且受氮素形态影响不同,秦麦11号的氮素吸收效率由大到小依次为酰胺态氮、铵态氮、硝态氮,扬农9817依次为酰胺态氮、硝态氮、铵态氮。秦麦11号的根体积、根重、根系活力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积大于扬农9817。氮素形态对2个小麦品种根系特性的影响不同,整个生育期内秦麦11号的根体积、根重以及拔节期至开花期的根系活力、根系活跃吸收面积受氮素形态的影响由大到小依次为酰胺态氮、铵态氮、硝态氮,扬农9817依次为酰胺态氮、硝态氮、铵态氮。可见,从拔节期到开花期,氮素形态对小麦氮素吸收效率的影响与对根系特性的影响规律较为一致。     

适度水分胁迫下增硝对不同基因型水稻苗期生长及生理特性的影响

以不同基因型代表性稻种（冈优527、扬稻6号、中旱3号、农垦57）为材料,采用水培试验,进行不同水分胁迫程度和不同氮素形态的处理,分析了水分胁迫及氮素形态对不同基因型水稻生长发育的影响及其生理机制。研究结果表明:正常水分供应条件下,适当地提高硝态氮肥的比例（铵硝配比为50∶50）,不影响各营养器官净光合速率(Pn),并能促进水稻叶及根中硝态氮含量增加,但硝态氮肥比例>50%,会导致各生理及代谢指标的显著降低,不利于不同基因型水稻的生长;而适度的水分胁迫下,适当增加硝态氮比例（铵硝配比50∶50）相对于非水分胁迫、纯铵态氮肥处理,更有利于提高功能叶Pn,促进渗透调节物质的积累,能发挥以水促肥的优势,进而促进水稻的生长。此外,不同基因型水稻生长在适度水分胁迫下对增硝营养的响应程度差异显著,籼稻与粳稻相比,杂交籼稻和常规籼稻相比,常规粳型旱稻与常规粳型水稻相比,前者在净光合速率、氮素吸收利用上均表现出更为明显的优势,同品种耐旱性规律一致。     

铝胁迫下水稻幼苗对供氮形态的生理响应

在3种氮素形态及其配比(铵态氮/硝态氮的比例分别为100:0、0:100,50:50)的霍格兰营养液中添加不同浓度的AlCl3(20、40、60 mmol/L),研究铝胁迫下氮素形态对水稻幼苗生长及生理生化的影响,探讨铝毒防治措施.研究结果,铝胁迫下水稻幼苗地上部可溶性蛋白质含量、叶绿素含量随着铝处理浓度的升高而减少,根系活力降低,地上部丙二醛含量增加;株高、地上部和地下部干重、主根长度、根总体积均比对照减少.在20～60 mmol/L AlCl3处理范围内,水稻幼苗可溶性蛋白、叶绿素含量和根系活力均以铵态氮/硝态氮为50:50时最高,其次是铵态氮/硝态氮为0:100和100:0;丙二醛则表现为铵态氮/硝态氮为50:50时最低,其次是铵态氮/硝态氮为0:100和100:0.对水稻幼苗各项农艺性状进行了测定,表现为铵态氮/硝态氮为50:50时,铝胁迫下水稻幼苗的根系质量最好,株高和干重最大.各项生理指标和相关农艺性状综合分析结果,铵态氮/硝态氮为50:50营养能缓解氯化铝对水稻幼苗的毒害作用.     

不同形态氮对谷子生长和氮利用的影响

试验以冀谷38为材料,采用蛭石养苗法给谷子幼苗分别浇灌无氮、铵态氮、硝态氮和铵态氮-硝态氮混合营养液,通过对谷子形态、干物质重和氮素含量等指标的测定,研究不同形态氮对谷子生长发育和氮利用的影响。结果表明,硝态氮促进谷子生长,提高其株高、穗长、根长、根面积、根茎叶部干物质重,但降低穗部干物质重和穗氮占比;铵态氮延缓谷子生长,抑制根系对钾离子的吸收,但有助于提高穗部干物质重、各器官氮素累积量和穗氮占比;铵态氮-硝态氮混合处理时,植株生长、穗部发育和氮素累积较为均衡。这表明铵态氮是谷子较易利用的形态氮,谷子对铵态氮的吸收高于硝态氮,硝态氮促进谷子营养器官的生长,铵态氮促进谷子氮素累积和提高穗部产量,铵态氮-硝态氮混合处理对谷子生长、穗部产量、氮素利用均有提升效果。     

铵态氮/硝态氮对水稻铝毒害的影响

由于酸性土壤中硝化反应受到抑制,NH4+-N是酸性土壤中无机氮存在的最主要的形式,故酸性土壤中Al3+经常与NH4+-N共存,但这种现象往往被忽视。因此,了解氮形态与Al3+之间的相互关系不仅有助于我们更好地理解水稻的耐铝机制,还能够为酸性土壤施肥提供理论依据。试验选用2个水稻品种武运粳7号和扬稻6号,采用水培方法,进行长期和短期观察,分析铵态氮和硝态氮对水稻铝毒害的影响。结果显示:在长期(14 d)硝态氮与铝交替处理下,铝对2个水稻品种生物量和根系形态的抑制作用明显大于长期铵态氮与铝交替处理,而且硝态氮处理下水稻根部铝浓度显著高于铵态氮处理;在短期(24 h)处理条件下,与铵态氮相比,硝态氮加重了铝对水稻根伸长的抑制,同时提高了2个品种水稻根尖的铝含量,而且铵态氮与硝态氮处理之间根尖铝含量的差异随着培养时间的推移而增大;与铵态氮相比,硝态氮增加了水稻根中其他阳离子(K+、Ca+、Mg2+和Mn2+)的浓度。因此,与硝态氮相比,铵态氮减轻了铝对水稻的毒害,降低了水稻根系对铝的累积。     

稻麦轮作条件下土壤硝态氮残留分析

土壤中硝态氮残留浪费了氮肥资源,加大了农业生产的资金投入,同时给地下和地表水环境带来威胁,硝态氮在土壤剖面中的含量及其空间分布特征是表征硝态氮淋失风险的重要指标。选取苏州市甪直镇淞浦村稻麦轮作土壤为试验土壤,取水稻一个生命周期为试验时间,设置氮肥施加浓度梯度,分层对土壤取样进行测定。结果表明,土壤各个耕层中硝态氮的含量在施加氮肥后都有一定程度的改变,其中不施氮肥的氮素残留减少,其他施氮肥组氮素残留均较施肥之前有所增加;土壤硝态氮主要累积在30cm和150cm以下;施氮肥量越大,土壤硝态氮在0～180cm土层范围内的累积量也越大。     

不同品种油菜幼苗硝态氮吸收能力差异研究

在溶液培养条件下,测定了油菜幼苗对硝态氮吸收的动力学参数,同时对其根系活力、吸收面积、氮素吸收量、单株生物量及氮素生理效率进行了比较。结果表明,不同品种油菜幼苗对硝态氮的亲和力与最大吸收速率以及根系活力、单株生物量、氮素吸收量、氮素生理效率等有明显差异,而根系吸收面积无显著差异。本试验所比较的4个品种中,最大吸收速率和米氏常数中等,根系活力最强的品种有最高的氮素吸收量及单株生物量。     

不同供氮水平下油菜植株硝态氮与铵态氮的分布差异

以硝态氮(NO_3~-)为氮源,采取正常供氮(全氮)和缺氮(三分之一正常供氮)处理,以2个基因型油菜品种(6号和27号)作为研究材料,通过测定地上部和地下部的硝态氮和铵态氮含量,研究了不同氮水平下油菜体内硝态氮、铵态氮的分布及转化差异。结果表明:6号铵态氮地上部比地下部低12.7%,硝态氮低44.3%;27号对应的铵态氮地上部比地下部高6.0%,硝态氮低36.2%;总的硝态氮比铵态氮含量高273.6%。不同施氮水平下缺氮处理对应的铵态氮、硝态氮地上部比地下部分别低15.7%和42.1%;全氮处理对应的铵态氮地上部比地下部高9.3%,硝态氮低39.2%。在没有铵态氮作为氮源的前提下,作物本身可以利用吸收到的硝态氮(仅有NO_3~-)在体内转化为铵态氮,在由硝态氮转变为铵态氮的过程中,植株体内可利用的氮素含量决定了硝态氮与铵态氮的分布与含量差异,以及对应的转化量。     

剑湖金鱼藻不同形态氮含量的季节性变化

金鱼藻(Ceratophyllum demersum)是剑湖广泛分布的沉水植物,对不同采样点不同生长季节金鱼藻体内的总氮、硝态氮和氨态氮含量进行了测定和比较.结果显示,环境中的氮源直接影响金鱼藻对氮素的吸收利用,在污染严重的永丰河入湖口,金鱼藻体内的总氮和氨态氮含量较高.在污染相对较小的格美江入湖口,金鱼藻体内的硝态氮含量较高,环境中高浓度的氨态氮会抑制金鱼藻对硝态氮的吸收利用.金鱼藻体内氮素水平随季节变化明显,3～5月金鱼藻体内不同形态氮含量均高于7月.