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...     

氮素对紫花苜蓿根茎叶氮含量及硝酸还原酶活性的影响

采用营养液砂培方法进行室内盆栽试验,以紫花苜蓿品种甘农3号(Medicago sativa cv.Gannong No.3)和陇东苜蓿(Medicago sativa cv.Longdong)为材料,比较研究了2种氮素形态(铵态氮、硝态氮)和5个氮素水平(0、105、210、315、420 mg/L)对现蕾期紫花苜蓿各部位氮含量及硝酸还原酶活性(NR)的影响。结果表明:2种氮素形态均能显著提高紫花苜蓿根茎叶中硝态氮含量,铵态氮含量、全氮含量及硝酸还原酶活性,且随着氮水平的提高呈先增大后减小的趋势,在210 mg/L处理达峰值。从氮素形态分析,铵态氮肥有利于铵态氮含量的增加,且根茎叶中铵态氮含量、全氮含量在铵态氮210 mg/L处理达到最大值,且显著高于其他处理;硝态氮肥有利于硝态氮含量的增加,且根茎叶中硝态氮含量、硝酸还原酶活性(NR)在硝态氮210 mg/L处理达到最大值,且显著高于其他处理。各部位中,相同氮素形态下,根茎叶中铵态氮含量、硝态氮含量、全氮含量及NR活性均表现为叶片根部茎部,且甘农3号表现优于陇东苜蓿。基于经济效益和生态效益考虑,铵态氮210 mg/L是培养紫花苜蓿较好的形态和水平。     

不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达及氮吸收的影响

为了探讨豆科牧草对不同形态氮素的吸收,以紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为试验材料,通过盆栽试验探究不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达和氮吸收的影响。试验设有4个处理,分别为不施氮处理（对照组,Con）、施铵态氮（NH₄Cl—T1）、硝态氮（NaNO₃—T2）和混合氮（铵态氮、硝态氮1：1混合—T3）,各形态氮肥施加总量为按纯氮250 mg（每1 kg土）。试验结果表明,施氮处理提高了紫花苜蓿中的氮含量,施加各种氮肥均提高了紫花苜蓿根中MtNRT1.3基因的表达量,且该基因的表达量与土壤铵态氮和硝态氮呈正相关性（P<0.01）。相比于铵态氮肥,施加硝态氮肥不但可增加植株中硝态氮含量,而且能提高植株铵态氮含量;相比于单施硝态氮和铵态氮肥,混合氮肥对提高植株氮含量效果最好;施加硝态氮肥更有利于紫花苜蓿地上部分生物量的累积。因此,对紫花苜蓿施加氮肥应重视铵态氮和硝态氮的比例,增加硝态氮的比例更有利于紫花苜蓿的生长和对氮素的吸收。     

钼素对不同氮素形态营养液培养的盐角草生物量的影响

以盐角草(Salicornia europaea)为材料进行水培实验,研究了不同浓度钼素营养对硝态氮（NO－3 N）和铵态氮(NH+4 N)营养液中培养的盐角草生长的影响。结果表明,两种氮素形态营养液培养下,随着钼素水平的提高,盐角草肉质茎中硝酸还原酶（NR）和黄嘌呤脱氢酶(XDH)的活性增强,叶绿素含量、酰脲类物质（Ureides）含量升高,生物产量增加;3 μmol·L-1的钼素叶面喷施对盐角草肉质茎生长优于营养液添加钼素。不同氮素营养液培养下,盐角草生长有明显差异,NH+4 N营养液培养较NO3－ N营养液培养的盐角草叶绿素含量高,XDH活性高,Ureides含量增加,但NR活性下降,生物产量减少。通过对海水灌溉NO3－ N营养液培养的盐角草增施钼素,能提高NR和XDH活性,增加盐角草的生物产量。     

施用不同形态氮素对高寒草甸草场生物量的影响

施用两种不同形态的氮素以研究其对高寒草甸天然草场生物量的影响,结果表明,以NH4＋-N作为单一施用氮源的处理,地上生物量鲜重达6 080kg/hm^2,地上生物量干重达2 716kg/hm^2,地下生物量干重达84 312.23kg/hm^2,比单一施用NO3-N的处理分别增产147.15%,115.56%和52.87%。在施用氮素总量中NH4＋-N比例的减少和NO3-N比例的增加的情况下,高寒草甸草场地上生物量和地下生物量变化呈下降趋势,提示施用无机氮肥不同形态牧草增产表现以铵态氮最佳,硝态氮最差。     

外源氮素形态及水平对紫花苜蓿幼苗各部位氮含量的影响

在完全营养液条件下,采用砂培法,研究了2种氮素形态(NO-3-N,NH+4-N)和5个氮素水平(0、105、210、315、420mg/L)对紫花苜蓿品种"甘农3号"和"陇东苜蓿"幼苗各部位氮含量的影响。结果表明:施氮处理下各部位NO-3-N含量、NH+4-N含量和全氮含量均显著高于CK(P0.05)。"甘农3号"和"陇东苜蓿"2个品种的各部位氮含量变化一致,均随施氮水平的升高呈先增加后降低的趋势,但峰值表现不一。同一氮素形态及水平下,不同部位NO-3-N、NH+4-N及全氮含量表现为:叶根茎。"甘农3号"在NO-3-210处理下叶、茎、根中NO-3-N含量最优,分别为490,385和463μg/g;"陇东苜蓿"分别为473,355和447μg/g。"甘农3号"在NH+4-210处理下叶、茎、根中NH+4-N含量最优,分别为212,182和194μg/g;"陇东苜蓿"茎和根中含量分别为177μg/g、178μg/g,叶却在NH+4-315处理最大,为189μg/g。"甘农3号"在NH+4-315处理下叶、茎、根中全氮含量最优,分别为4.25%,1.7%和3.47%;"陇东苜蓿"叶和根中含量分别为4.01%、3.08%,茎却在NH+4-210处理最大,为2.33%。对于同一部位除"陇东苜蓿"茎全氮含量高于"甘农3号"外,其他部位的NO-3-N、NH+4-N和全氮含量均表现为"甘农3号"优于"陇东苜蓿"。     

施氮对不同紫花苜蓿品种氮积累及土壤氮动态变化的影响

在甘肃省秦王川灌区种植"甘农3号"和"陇东苜蓿"的紫花苜蓿(Medicago sativa)试验田,采用完全随机区组设计,设置3个施氮水平0,51.75和103.50 kg(N)·hm^-2(记为N0,N51.75,N103.50),研究施氮对不同紫花苜蓿品种氮积累及土壤氮动态变化的影响。结果表明:施氮可以提高西北荒漠灌区紫花苜蓿物质积累,紫花苜蓿植株干物质积累和氮积累随施氮量的增加而增加,在N103.50水平下最高,经回归分析得出施氮量与干物质积累和氮素积累之间符合一元二次方程;施氮可以显著提高西北荒漠灌区刈割苜蓿田土壤碱解氮含量,对全氮含量没有太大影响。因此,西北灌区紫花苜蓿适宜施氮量为103.50 kg(N)·hm^-2,为了使紫花苜蓿达到更高产量,应在每次刈割后补施氮肥。     

氮高效利用基因型水稻干物质生产和氮素积累特性

采用土培试验,研究氮高效利用基因型水稻不同生育阶段干物质生产特性和氮素积累特征,并探讨其与产量和氮素利用效率关系。结果表明,1)高效基因型水稻在保证高产的同时也具有较高的氮素利用效率,产量为低效基因型的1.74~2.37倍,氮素籽粒生产效率较低效基因型高23.97%~70.55%。2)高效基因型干物质量积累高峰期出现在抽穗-成熟阶段,而低效基因型出现在分蘖-拔节阶段;高效基因型干物质量在分蘖-拔节、拔节-抽穗、抽穗-成熟阶段分别是低效基因型的1.12,1.49和5.85倍,差异显著。3)高效基因型在分蘖期(移栽后32 d)进入氮素高速积累时期,并在48 d时积累速率达到最高(美国谷、IR31892-100-3-3-3、IRIT216分别为11.32,12.36和15.83 mg/d·株),且持续时间长达49 d;而低效基因型也是在分蘖期进入氮素高积累时期,并在37 d时积累速率达到最高(加早935、IR32429分别为9.31和7.25 mg/d·株),但维持高积累速率的时间较高效基因型短12 d。4)抽穗-成熟阶段水稻干物质量和氮素积累量对产量的影响程度最大,贡献率分别为62.65%和47.42%;对氮素籽粒生产效率的贡献率分别为14.51%和8.77%,对氮素收获指数的贡献率分别为22.14%和15.90%。表明,抽穗至成熟期水稻干物质积累和氮素的积累与产量和氮素利用效率的提高关系密切,分蘖至抽穗期是水稻氮素营养管理的关键阶段。     

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。     

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。     

外源氮素形态对紫花苜蓿不同生育期根系特性的影响

在完全营养液的条件下,采用砂培法,研究了3种外源氮素形态配比(NO₃^--N,NH₄⁺-N以及N O₃^--N∶N H₄⁺-N为 1∶1)和3个氮素水平(0,105,210 mg/L)对“甘农3号”紫花苜蓿整个生育期根系特性的影响。结果表明,不同形态氮素处理下紫花苜蓿的根系生物量、根表面积、根体积、根系活力、根瘤数、根瘤重和固氮酶活性均显著高于CK,N O₃^- -N和NH₄⁺ -N混合培养下效果最好,NH₄⁺-N培养下次之,N O₃^- -N培养下最低,但对根系平均直径的影响并不大。随着氮素水平的增加,各形态配比下紫花苜蓿的根系生物量、根表面积、根体积、根系活力、根瘤数、根瘤重和固氮酶活性均呈增加的变化趋势,各指标在O₃^- -N+NH₄⁺ -N的浓度为210 mg/L时,达到最大值。整个生育期,各处理下紫花苜蓿的根系生物量、根表面积、根系活力、根瘤数、根瘤重和固氮酶活性均在苗期、现蕾期、盛花期差异比较明显,结荚期和鼓粒期差异不显著,各指标之间均有不同程度的相关性。     

施氮水平对甜高粱硝酸盐含量和氮素利用特性的影响

试验采用完全随机区组设计,分别于2009和2010年在华东农区生态条件下进行田间试验,研究不同施氮水平(0,100,200,300,400,500kg N/hm2)对大力士甜高粱硝酸盐积累,粗蛋白含量和氮素利用特性的影响。结果表明,随着生育期的推进,植株地上部硝酸盐含量不断降低,相比于叶片,茎秆更有利于硝酸盐的积累。随着施氮水平的提高,粗蛋白生产效率(CPPE),氮素干物质生产效率(NDMPE),干物质生产效率(DMPE)和表观回收率(NARR)逐渐下降,说明施氮量越高,氮素利用越低,损失越大。粗蛋白(crude protein,CP)和游离氨基酸(free amino acid,FAA)含量均随施氮量的增加而增加,但FAA的增幅低于CP,施氮量为500kg N/hm2时,CP的平均增幅为6.11%,FAA的平均增幅为2.99%,说明施氮虽然增加了植株CP含量,但优质蛋白质比例下降。施氮提高了甜高粱硝酸盐含量,施氮量大于400kg N/hm2时,甜高粱硝酸盐含量大于0.2%,青饲时易导致家畜硝酸盐中毒。综合考虑,大力士甜高粱在华东农区较为适宜的施氮量为200~300kg N/hm2,既可满足对甜高粱高产优质的需求,提高氮素的利用效率,又可减少氮素流失和对土壤及地下水的污染。     

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。     

Effects of nitrogen forms on growth and nitrogen assimilation and utilization of Buchloe dactyloides北大核心CSCD

This research explored the nitrogen (N) uptake preference of Buchloe dactyloides, in order to improve the management of this species over the whole growth cycle. The experiment included two cultivars of B. dactyloides (‘Sundancer’ and ‘Texoka’) and four different N regimes (N0: No N as the control, N1: Urea, N2: Nitrate N, N3: Ammonium N and N4: a 1:1 mixture of nitrate N and ammonium N). The rate of N applied was 500 mg N·kg soil–1 in each case. It was found that total N content, root nitrate reductase (NR) activity, glutamine synthetase (GS) activity and shoot glutamate synthase (GOGAT) activity of B. dactyloides were significantly improved by adding mixed N (P<0.05). Shoot nitrate N content of B. dactyloides was significantly improved by adding nitrate N (P<0.05). Root nitrate N and ammonium N contents of B. dactyloides were significantly improved by adding urea (P<0.05). The shoot ammonium N content and NR activity of B. dactyloides were significantly improved by adding ammonium N (P<0.05). Shoot GS activity of B. dactyloides was significantly reduced by adding ammonium N (P<0.05). Root GOGAT activity of B. dactyloides was significantly reduced by adding nitrate N (P<0.05). Mixed N can better improve the physiological activity and promote the growth of B. dactyloides, but single nitrogen source will inhibit some nitrogen assimilase activity. Based on these results, it is recommended that 1:1 mixed nitrogen should be used as the nitrogen source in the production of B. dactyloides. Where the ammonium:nitrate is not 1:1, urea should be used as the nitrogen source. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

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W₁、W₂、W₃表示)及4个氮素水平(0、0.02、0.04、0.06 g·kg^-1,分别用N₁、N₂、N₃、N₄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)W₁水分条件下,氮肥施用可以显著提高紫花苜蓿生物量,而在W₂及W₃水分条件下,均以N₃处理紫花苜蓿生物量最大;2)W₁及W₂水分条件下,N₄处理植株氮素积累量最高,而在W₃水分条件下,以N₃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N₄条件下,W₄处理固氮酶活性与W₃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。     

施氮对紫花苜蓿生长特性的影响

通过随机区组试验,研究了不施氮(N0)、施氮51.75kg/hm2(N1)和103.5kg/hm2(N2)3个氮水平对"甘农3号"紫花苜蓿生长第1年及第2年产量和再生性能的影响。结果表明:"甘农3号"紫花苜蓿生长第2年产量显著高于第1年,在N2处理下两年干草产量均最高,第1年为14 717kg/hm2,第2年为31 092kg/hm2;从株高和再生速度看,两年均以处理N2下紫花苜蓿的再生性能最强,并且第2年的明显优于第1年。综上,试验区"甘农3号"紫花苜蓿在N2处理下再生性能最好,株高和产量达最高,且两年均能进行4次刈割。     

水氮互作对河西走廊紫花苜蓿品质的影响

通过研究不同灌溉量(W₁:117 mm;W₂:156 mm;W₃:192 mm)和施氮量(N₁:0 kg·hm^-2;N₂:40 kg·hm^-2;N₃:80 kg·hm^-2;N₄:120 kg·hm^-2)互作条件下河西走廊紫花苜蓿水分利用效率、品质和相对饲用价值的变化特征,旨在确定紫花苜蓿品质最优时的水氮配置模式。结果表明,水氮互作显著影响了紫花苜蓿水分利用效率、粗蛋白质含量、中性洗涤纤维含量和相对饲用价值(P<0.05),但对紫花苜蓿地上生物量、粗脂肪、粗灰分含量和酸性洗涤纤维含量影响不显著。紫花苜蓿水分利用效率、粗蛋白质含量、中性洗涤纤维含量和相对饲用价值随灌溉量和施氮量的增加均呈开口向下的抛物线,最大值出现的组合分别为W₂N₃和W₂N₂,说明只有水氮合理配置才能提高紫花苜蓿品质和相对饲用价值。     

水氮供应对地下滴灌紫花苜蓿生产性能及水氮利用效率的影响

为探讨不同水氮供应对紫花苜蓿生长、产量和水氮利用效率的影响,确定地下滴灌紫花苜蓿栽培草地的合理施氮量和灌溉量,以紫花苜蓿‘巨能7号’为供试品种,采用田间试验,全生长季共设置4个总滴灌量水平:480 mm(W₁)、550 mm(W₂)、620 mm(W₃)和690 mm(W₄);施氮量共设置4个水平:无氮(N₀,0)、低氮(N₁,60 kg·hm^-2)、中氮(N₂,120 kg·hm^-2)和高氮(N₃,180 kg·hm^-2)结合灌溉进行,试验采用田间裂区设计,研究了不同水氮供应对地下滴灌紫花苜蓿全生长季内生长状况、产量和水氮利用效率的影响。试验结果表明:1)水氮供应对紫花苜蓿不同茬次的株高和茎粗均有不同的影响,表现为第1、2茬紫花苜蓿的株高均随施氮量和滴灌量的增加而增高,第1茬紫花苜蓿的茎粗随滴灌量的增加而增粗。2)第1、2茬紫花苜蓿干草产量均随滴灌量的增加而增加,施氮量对第1、4茬和全年的紫花苜蓿干草产量有显著的提高,其中滴灌量、施氮量和水氮互作对紫花苜蓿增产效应极显著(P<0.01)。3)增加滴灌量,降低施氮量,紫花苜蓿的水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)均逐渐下降,WUE和IWUE最小值均出现在W₄N₀处理下,且该处理下的WUE和IWUE均明显小于其他处理。4)紫花苜蓿氮肥农学效率(ANUE)随施氮量增加在不同滴灌量下表现出不同的变化趋势,在W₁、W₂和W₃水平下,ANUE随施氮量的增加表现为先增大后降低趋势,ANUE最大值均出现在N₂水平,在W₄水平下,ANUE随施氮量的增加而降低;氮肥偏生产力(PFPN)则随施氮量的增加而显著降低。ANUE随滴灌量的增加先降低后升高,而PFPN先增加后降低,说明适当增加滴灌量可以提高紫花苜蓿的ANUE和PFPN。综合考虑紫花苜蓿产量效应和资源利用、环境等综合效应,W₃N₂处理下(滴灌量为620 mm,施氮量为120 kg·hm^-2)宁夏引黄灌区地下滴灌紫花苜蓿种植较为适宜。研究结果可为宁夏引黄灌区紫花苜蓿大面积推广节水、高产优质种植提供理论依据。