施氮对不同水分条件下紫花苜蓿氮素吸收及根系固氮酶活性的影响

氮肥施用可以调控不同水分条件下紫花苜蓿的生长,而其内在机制尚不明确。采用盆栽试验,通过设置3个水分梯度(田间最大持水量的30%、50%以及70%,分别用W_1、W_2、W_3表示)及4个氮素水平(0、0.02、0.04、0.06 g·kg~(-1),分别用N_1、N_2、N_3、N_4表示),研究了不同水分条件下紫花苜蓿对氮素的需求规律及其与氮素吸收及根系固氮酶活性的关系。研究结果表明:1)W_1水分条件下,氮肥施用可以显著提高紫花苜蓿生物量,而在W_2及W_3水分条件下,均以N_3处理紫花苜蓿生物量最大;2)W_1及W_2水分条件下,N_4处理植株氮素积累量最高,而在W_3水分条件下,以N_3处理氮素吸收量最高,植株氮素积累量与生物量间存在显著正相关关系;3)根系固氮酶活性随土壤水分有效性的增加而增加,随氮素供应量的增加而降低,在N_4条件下,W_4处理固氮酶活性与W_3处理无显著性差异。因此,在低土壤水分条件下,氮素供应可以保证植株对氮素的需求并提高其生物量;在高土壤水分条件下,适宜供氮量可以促进紫花苜蓿的生长,但过高氮肥供应会显著抑制根系固氮酶活性并最终导致氮素吸收及生物量不再进一步增加。本研究结果可为紫花苜蓿生产系统中的水氮管理提供理论依据。     

氮素形态对紫花苜蓿盛花期生长及结瘤固氮的影响

在完全营养液条件下,采用砂培法,研究了3种氮素形态配比NO3--N,NH4+-N和NO3--N∶NH4+-N为1∶1和0、105、210mg/L 3个氮素水平对紫花苜蓿盛花期生长及结瘤固氮的影响。结果表明:不同形态氮素处理下紫花苜蓿的株高、生物量、根瘤数、根瘤重、固氮酶活性和全氮含量均显著高于CK。同一氮素水平下,株高表现为NO3--N和NH4+-N混合培养下效果最好,NO3--N培养下次之,NH4+-N培养下最低;生物量、根瘤数、根瘤重、固氮酶活性和全氮含量NO3--N和NH4+-N混合培养下效果最好,NH4+-N培养下次之,NO3--N培养下最低;茎叶比则是NO3--N培养下最大,NH4+-N培养下次之,NO3--N和NH4+-N混合培养下的最低,各氮素形态处理间差异显著(P0.05)。随着氮素水平的增加,各形态配比下紫花苜蓿的株高、生物量、根瘤数、根瘤重、固氮酶活性和全氮含量呈现增加的变化趋势,茎叶比呈现减小的变化趋势。NO3--N+NH4+-N的浓度为210mg/L时,紫花苜蓿的株高、生物量、根瘤数、固氮酶活性和全氮含量取得最大值,茎叶比取得最小值,根瘤重则在NO3--N+NH4+-N的浓度为105mg/L时取得最大值,紫花苜蓿在混合态氮培养下生长最好。     

外源氮对紫花苜蓿固氮酶活性和酰脲含量的影响及其相关关系研究

以‘甘农3号’为研究材料,采用室外(防雨网室)盆栽营养液砂培法,模拟土壤中2种氮素形态(NO₃^--N和NH₄⁺-N)的存在形式,研究混合态氮(NO₃^--N:NH₄⁺-N为1:1)的5个供氮水平(0,105,210,315,420 mg·L^-1)对紫花苜蓿固氮酶活性和酰脲含量的影响并筛选出最佳氮浓度;在筛选出的最佳氮浓度下研究2种形态(NO₃^--N和NH₄⁺-N)氮的7种不同的配比NO₃^--N:NH₄⁺-N(1/7,1/3,3/5,5/5,5/3、3/1,7/1)对紫花苜蓿固氮酶活性和酰脲含量的影响;并对根瘤固氮酶活性和酰脲含量之间的相关关系进行了分析。研究表明:最能促进紫花苜蓿酰脲累积和根瘤固氮能力的外源氮浓度为210 mg·L^-1;最佳混合型态氮配比为NO₃^--N:NH₄⁺-N=1/3。2种试验处理下紫花苜蓿地上部分酰脲含量(y)与固氮酶活性(x)之间分别存在显著正相关关系(P < 0.01),可分别用y=0.0321x+0.4759(R=0.911)和y=0.0313x+0.5545(R=0.960)表示,且2模型高度相似,这为寻求生产中评估紫花苜蓿固氮能力的简便方法提供理论依据。     

不同磷水平对紫花苜蓿光合作用和根瘤固氮特性的影响

采用砂培方法,在营养液条件下研究不同磷水平对甘农3号紫花苜蓿(Medicago sativa‘Gannong No.3 ')光合作用和根瘤固氮特性的影响.结果表明:在其他营养充分供应的基础上,适当提高磷水平可以显著增大甘农3号紫花苜蓿叶片的气孔导度和光合速率,减小蒸腾速率,并提高叶片中叶绿素含量,增大叶面积,增加叶片数,同时使根瘤数目增多,根瘤重增加,固氮酶活性显著增强.光合作用在磷水平为1500 μmol·L-1时最强,此时叶片蒸腾速率为4.27mmol·m-2·s-1,气孔导度为347.54 mmol.m-2·s-1,光合速率为10.37 μmol·mol-1,胞间CO2浓度为307.28μmo1·mol-1;叶绿素含量、叶面积和叶片数都随着磷水平的增大而呈现出先增大后减小的趋势,叶面积在磷水平为1500 μmol·L-1时达到最大值1.21 cm2;叶片数在磷水平为250 μmol·L-1时达到最大值26.50个,继续增大磷浓度至1500 μmol·L 1时叶片数仍显著高于对照;根瘤数和根瘤重随磷水平的增大持续增大;固氮酶活性在磷水平为1500 μmol·L-1时最强达57.1 μg·g-1·h-1.综合考虑,磷水平在1500 μmol·L-1时为最佳值,过高或过低的磷水平都不利于甘农3号紫花苜蓿的正常生长发育.     

氮素形态对不同茬次紫花苜蓿氮素积累及利用的影响

为研究氮素形态对不同茬次紫花苜蓿(Medicago sativa)氮素积累及利用的影响,本研究采用完全随机设计,设置不施氮(对照)、单施硝态氮、单施铵态氮以及硝态氮和铵态氮1?1混施4个处理,通过分析添加不同形态氮素对不同茬次紫花苜蓿氮素积累和利用的影响,探索不同形态氮肥在紫花苜蓿生产中的应用方式.结果表明:各处理组的...     

氮素形态对不同茬次紫花苜蓿氮素积累及利用的影响

为研究氮素形态对不同茬次紫花苜蓿(Medicago sativa)氮素积累及利用的影响,本研究采用完全随机设计,设置不施氮(对照)、单施硝态氮、单施铵态氮以及硝态氮和铵态氮1?1混施4个处理,通过分析添加不同形态氮素对不同茬次紫花苜蓿氮素积累和利用的影响,探索不同形态氮肥在紫花苜蓿生产中的应用方式.结果表明:各处理组的土壤硝态氮含量显著高于对照组(P<0.05),随刈割茬次增加,混合施氮处理组的土壤硝态氮含量最高;土壤铵态氮含量在不同茬次及不同处理下都没有显著的变化(P>0.05).生长第1年的紫花苜蓿在混合施氮和单施硝态氮处理组的氮素积累量、氮素吸收效率和氮肥利用率要显著高于单施铵态氮处理组(P<0.05),且在刈割第2茬时达到高峰.研究认为在pH 7.3～8.6的中性偏碱性土壤中,单施硝态氮和混合施氮更有利于提高紫花苜蓿的产量,增强其对氮素的吸收、利用和积累.随着刈割茬次的增加,紫花苜蓿对氮素的依赖增强,建议在第2次刈割后追施硝态氮或混合施氮,以保证其产量和质量,从而提升饲用品质.     

不同磷水组合对紫云英苗期养分吸收及根瘤固氮的影响

采用盆栽试验,设置4个土壤水分梯度(田间持水量的25％、50％、75％和100％,分别用W1、W2、W3和W4表示)及4个施磷量水平(0、30、60和90kg/hm2,分别用P0、P1、P2和P3表示),研究不同土壤水分条件下施磷对紫云英(Astragalus sinicus L.)苗期生长、养分积累、根瘤固氮酶活性的...     

pH和氮素形态对紫花苜蓿根瘤特性的影响

采用砂培方法,在营养液条件下研究了pH和不同氮素形态对接种中华根瘤菌的甘农3号紫花苜蓿根瘤特性的影响。结果表明,苜蓿对碱性条件的耐受性强于酸性条件。过低或过高的pH对苜蓿与根瘤菌的共生固氮效果具有抑制作用;同时,铵态氮下培养的紫花苜蓿根瘤数、根瘤重、固氮酶活性、根系全氮含量和生物量均高于硝态氮下培养。表明pH接近于中性和铵态氮条件更有利于紫花苜蓿的结瘤固氮和植株的正常生长。     

施氮对武功山山地草甸土壤氮素含量、根系生长及氮素吸收的影响

本研究以武功山草甸为研究对象,采用随机区组试验设计,研究不同施氮水平(N0:不施氮;N_1:施氮量75kg·hm-2;N_2:施氮量150kg·hm-2;N_3:施氮量300kg·hm-2)下草甸土壤氮素时空变化规律和草甸植被根系形态特征及其对氮素吸收利用的影响。结果表明:土壤碱解氮含量随着施氮量的增加而增加(P0.05),各施氮处理土壤碱解氮含量随时间推移呈先升高后降低的趋势,并在7-9月间平均值降到最低(N0:111.7 mg·kg~(-1);N_1:140.6mg·kg~(-1);N_2:162.7mg·kg~(-1);N_3:1 169.0mg·kg~(-1));各处理0-20cm土层根系生物量密度由高到低依次为N_3(10.27mg·cm~(-3))N_2(10.02mg·cm~(-3))N_1(8.0mg·cm~(-3))N0(6.28mg·cm~(-3)),根长密度由高到低依次为N_3(20.1cm·cm~(-3))N_2(20.09cm·cm~(-3))N_1(17.2cm·cm~(-3))N0(14.3cm·cm~(-3)),其中N0、N_1和N_2这3个处理差异显著(P0.05);在0-150kg·hm-2的施氮范围内,根系对氮素的积累(N0:13.7kg·hm-2;N_1:23.3kg·hm-2;N_2:31.2kg·hm-2)随着施氮量的增加而显著增加(P0.05)。因此,在武功山草甸施用氮肥时应注意其氮肥施用量(推荐施氮范围为0-150kg·hm-2),避免氮素流失引起环境污染及资源浪费。     

磷水平和接根瘤菌对紫花苜蓿根系形态特征和根瘤固氮特性的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.3’)为材料,采用营养液沙培法,研究了磷及根瘤菌对紫花苜蓿根系形态和根瘤固氮酶活性的影响,结果表明:接种根瘤菌或在一定范围内(0~2000 μmol·L^-1)提高磷水平,均可显著增加紫花苜蓿的根长、根表面积、根平均直径、根体积和根系活力,并使其根瘤数增多,根瘤重增大,固氮酶活性显著增强,植株全氮含量增加;与不接菌相比,接菌提高了紫花苜蓿对磷的需求;本试验条件下紫花苜蓿所需磷素最佳范围为1000~1500 μmol·L^-1。     

氮素对紫花苜蓿种子产量与氮累积动态变化的影响

为研究紫花苜蓿种子生产过程中氮素吸收、分配及利用规律,探索合理的施氮肥措施,通过田间试验研究了不同氮素处理(0,45,90 和135 kg N/hm²)对敖汉苜蓿和公农1号苜蓿氮素累积量、生殖器官氮素累积量及氮素分配率的动态变化以及种子产量、质量及氮素收获指数的影响。结果表明,两个紫花苜蓿品种的种子产量和氮素收获指数都随着施氮量的增加而降低,但是结荚率、单株粒重、千粒重和种子质量却随着施氮量的增加而提高。两个苜蓿品种的氮素累积量及氮素分配率的动态变化表现不一致。根据两个苜蓿品种需氮规律可得出,在返青期一次性施氮肥不能满足紫花苜蓿的需氮规律。其合理的施肥措施是:敖汉苜蓿在现蕾期追施45 kg N/hm²,开花期不施,结荚期补施90 kg N/hm²;公农1号苜蓿在现蕾期不施肥,开花期追施45 kg N/hm²,结荚期补施45 kg N/hm²。研究结果初步确定了赤峰地区苜蓿种子生产田的需氮肥规律及适宜施氮量,为苜蓿种子生产过程中氮肥的合理施用提供了基础数据。     

灌溉与施氮对紫花苜蓿土壤水分动态和耗水强度的影响

在甘肃省河西绿洲灌区设计大田试验,研究了不同灌溉量常规灌溉(330 mm)、节水20%灌溉(264 mm)和节水40%灌溉(198 mm)和施氮量0、40、80和120 kg/hm2对紫花苜蓿(Medicago sativa)土壤不同层次含水量、贮水量动态变化和耗水强度的影响.结果表明:根系层(0～120 cm)土壤含...     

松嫩平原苜蓿和羊草栽培草地土壤氮素动态分析

以松嫩平原(重度盐碱化草地)栽培种植的苜蓿(Medicago sativa)和羊草(Leymus chinensis)草地为研究对象,分析了两种栽培草地土壤全氮和速效氮的季节动态变化规律。结果表明,土壤全氮含量在不同的草地类型间变化规律各不相同,而在整个生长季中,不同的草地类型间土壤速效氮含量变化相似,呈现规律变化:7月份植物生长旺季,0-30mm土层土壤全氮含量表现为羊草栽培草地围栏封育草地苜蓿栽培草地,苜蓿栽培草地全氮含量最低(0.184%),与其他两个样地差异显著(P0.05);土壤速效氮含量表现为羊草栽培草地围栏封育草地苜蓿栽培草地。植物生长末期,土壤全氮含量和速效氮含量均表现为苜蓿栽培草地围栏封育草地羊草栽培草地。土壤有机质含量也呈现规律变化:苜蓿栽培草地和羊草栽培草地均表现出随月份的增加呈现降低-升高-降低的趋势。围栏封育草地无显著变化。     

土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿苗期生长的互作效应分析

土壤水分含量对作物施肥效应有重要影响。为了研究长江中下游农区土壤条件下施氮对紫花苜蓿生长的影响,探究土壤水分和施氮水平的互作效应,进行了盆栽半控制试验。试验采用两因素随机区组设计,设置了3个土壤水分水平(分别为50%、70%、90%的最大持水量)和4个施氮水平(0、90、180和270 kg/hm²)。结果表明,在施氮量一定的条件下,适当提高土壤水分含量,紫花苜蓿苗期生长、地上部干物质积累及氮素利用率均呈现增加的趋势。在相同土壤水分水平下,适量施氮可以促进紫花苜蓿生长、地上部干物质积累及氮素的利用,但是过多施氮不利于地上部干物质积累及氮素利用率的提高。土壤水分和施氮水平具有显著的互作效应。回归分析结果表明,施氮效应因土壤水分含量升高而显著增大;适宜的施氮量也因土壤水分含量升高而增大。因此,土壤缺水的地区或季节,施肥与灌溉应同步进行;土壤水分含量较高的长江中下游农区,适当增施氮肥有利于紫花苜蓿高产,并提高氮素利用率。     

灌溉和施氮对种植第2年紫花苜蓿产量、水分利用效率及土壤全氮含量的影响

在甘肃省河西绿洲灌区石羊河流域进行大田试验,研究不同灌溉量,分别为常规灌溉(330mm)、节水20%灌溉(264mm)和节水40%灌溉(198mm)和施氮量0、40、80和120kg/hm2对种植第2年紫花苜蓿(Medicago sativa)干草产量、水分利用效率(WUE)以及土壤全氮的影响。结果表明:紫花苜蓿全生育期总干草产量随灌溉量增加而显著增加,他们的次序是常规灌溉总干草产量(15 575kg/hm2)>节水20%(14 763kg/hm2)>节水40%灌溉(14 017kg/hm2)。节水20%灌溉的水分利用效率为27.49kg/(mm.hm2),显著高于常规灌溉25.96kg/(mm.hm2),节水40%灌溉的水分利用效率为26.89kg/(mm.hm2),与常规灌溉和节水20%灌溉之间相差不显著。各处理全氮主要富集于表层土壤(0～60cm),土壤全氮含量随土层深度的增加而减少。在0～120cm土层,灌溉对各土层全氮含量的影响没有出现规律性变化;施氮40kg/hm2土壤全氮含量显著高于不施氮和施氮80、120kg/hm2。当施氮量为40kg/hm2时,第2年紫花苜蓿干草产量15 905kg/hm2、WUE为28.62kg/(mm.hm2)以及土壤全氮含量达到最大值。在河西绿洲灌区石羊河流域种植第2年紫花苜蓿,从经济、生态和环境方面考虑,节水20%灌溉(灌溉量为264mm,不包括生育期降水量)和施氮40kg/hm2处理是较高干草产量、较高WUE及较高土壤肥力取得一致的处理,应大面积推广。     

不同氮磷水平下不同土层中紫花苜蓿细根周转特征

为探讨不同氮磷配施条件下紫花苜蓿细根周转及不同土层分布动态特征,分析苜蓿细根周转各指标之间的关系。采用双因素随机区组设计进行田间试验,设置4个施磷水平[0(P₀)、50(P₁)、100(P₂)和150 kg·hm^-2(P₃)]和两个氮水平[0(N₀)和120 kg·hm^-2(N₁)],共计8个处理,通过微根管根系监测0～60 cm的土层细根周转特征。结果表明:在相同施氮条件下,随着施磷量的增加,紫花苜蓿细根总现存量、细根表面积密度、细根生产量和死亡量呈先增加后降低的趋势,在P₂条件下达到最大值,且P₁、P₂处理显著大于P₀处理(P<0.05),在相同施磷条件下,N₁处理显著大于N₀处理。在不同土层中,在相同施氮条件下,随着施磷量的增加,苜蓿细根现存量在0～30 cm土层中呈先增...     

紫外线辐射与土壤干旱胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质晶体结构及含量的影响

选用紫花苜蓿强抗旱品种敖汉和弱抗旱品种三得利为材料,在紫外线辐射与土壤干旱胁迫下,分析紫花苜蓿叶表皮蜡质含量、晶体结构、叶片水势及紫外线吸光产物等的变化规律。结果表明,敖汉品种叶表皮蜡质含量高于三得利;在紫外线与干旱复合胁迫时敖汉叶表皮蜡质含量和叶片水势均较对照显著增加,而三得利叶水势较对照无显著变化。说明在复合胁迫下,强抗旱品种通过增加叶表皮蜡质的沉积来维持较高的叶水势。复合胁迫和单独紫外线辐射下(0.05 W/m²),紫花苜蓿叶表皮片状蜡质晶体结构发生熔融,扩大了叶表面积的覆盖率,减少角质层蒸腾失水;在0.1 W/m²紫外线辐射下,敖汉叶表皮蜡质晶体结构出现平行于叶表而垂直分布于其他晶体之上的片层结构,提高了紫外线辐射反射率,有效减少强辐射对植株生理的影响。单独土壤干旱处理对紫花苜蓿蜡质晶体结构无显著影响。紫外线辐射对植株紫外线吸光产物含量无显著影响,说明紫花苜蓿叶表皮蜡质晶体结构对紫外线辐射有直接防御作用,这可能部分程度地推迟、替代通过生理代谢途径对紫外线的防御。     

苜蓿含水量与添加剂组分浓度对青贮效果的影响研究

在刚收获及收获后经6,18和28 h晾晒的初花期苜蓿青贮料中,加入不同糖分、乳酸菌和纤维素酶浓度的乳酸菌复合添加剂进行青贮,并按正交原理设计试验。结果表明,青贮新鲜苜蓿,其pH值呈不断上升趋势,青贮效果不佳。晾晒6,18和28 h之后,苜蓿青贮效果最好的复合添加剂组合分别为纤维素酶(0.1 g/kg) 葡萄糖(15g/kg)、纤维素酶(0.025 g/kg) 葡萄糖(20 g/kg)、乳酸菌(107cfu/g) 葡萄糖(20 g/kg)。随着苜蓿青贮添加组分浓度的增加,其青贮pH值下降更快,青贮料中氨态氮含量逐渐降低,乳酸含量不断增加。