水肥(氮)对小麦生理生态的影响 (Ⅰ)水肥 (氮 )条件对小麦光合蒸腾与水分利用的影响

光合速率在日出后随着光强的增强而急速升高,4月20日是小麦光合最强。净光合速率日变化随施氮量的增加而下降,水胁迫处理显著低于高水处理;不同时段变化净光合速率随施氮量和土壤含水量的增加而增加,但总的趋势是降低的。小麦蒸腾速率日变化总体趋势是在日出后随着光强的增强而急速升高、随光强的减弱而降低。小麦蒸腾速率日变化曲线为单峰型,中午最高。叶片蒸腾速率日变化随土壤水分供应增加而增加,随氮肥供应增加而下降;不同供水供氮条件下,叶片蒸腾速率的分异在日中尤其是上午比较明显。蒸腾速率从4月10日一直呈现下降趋势。小麦叶片水分利用率日变化曲线为"L"型,即早上较高,中午和下午都非常低。4月20日叶片水分利用率最高,5月10日最低。叶片对不同土壤水分和氮控制的反映为高氮低水高水分利用率,反之,则水分利用率较低。不同水、氮在上午对叶片水分利用率影响差异比较明显,下午则趋于一致。     

轻度盐渍化土壤水氮对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验探求轻度盐渍化地区不同水氮组合对玉米叶片光合特性及其与产量的关系,寻求适合本地区玉米种植的水氮配比,达到防治次生盐渍化的目的。在轻度盐分土壤设置10种水氮处理,对玉米的叶片光合特性和产量进行研究。结果表明:盐渍化土壤,低水分条件下,导致土壤盐分增加,玉米叶绿素相对含量、光合速率、叶片WUE显著降低,增施氮肥效果不明显。中水和高水条件下,增施氮肥可以明显增加玉米叶绿素相对含量、光合速率、叶片WUE,但施氮量超过225kg/hm2后不再增加。适度的节水减肥不会降低玉米的光合速率和叶片WUE,对产量的影响不显著。处理T5的灌水量为2 250m3/hm2比当地灌水量2 925m3/hm2节水30%,施氮量为225kg/hm2比当地施氮量325kg/hm2节氮30.8%,光合速率和叶片WUE分别比T9提高4.83%和3.76%,产量比处理T9降低1.32%。通径分析表明,无水氮处理和低水分条件下各氮肥处理的光合作用主要受非气孔因素(TL、PAR)的限制。中水分条件下各氮肥处理的光合作用主要受气孔因素(GS、Ci、Ls)的限制。高水分条件下各氮肥处理的光合作用受气孔因素(Ci、Ls)和非气孔因素(TL、PAR)的共同限制。综合分析,处理T5的水氮组合较优,是轻度盐分土壤上玉米种植较合理的水氮配比。     

供氮对旱作小麦环境适应性的影响

微区试验结果表明,土壤水胁迫下,增施氮肥可显著提高同一温、湿度下的水分利用率,提高叶片光合对高温的抵抗能力,扩大光合适应的湿度范围。供氮量为90kg/hm2时,可使小麦保持较高的光合速率和水分利用率。     

用~(15)N示踪法研究不同土壤水分条件下小麦对氮的吸收利用

本研究结果表明,同一施氮量处理小麦地上生物量、茎叶产量和籽粒产量随土壤水分含量的增加而提高,在同一土壤含水量下,这３ 种产量则随氮素肥料施用量的增加而增加。小麦成熟后地上部吸收总氮量的方差分析显示出施氮处理和水分处理对小麦吸氮量的影响达到显著水平,同一施氮处理小麦地上部吸氮总量随土壤含水量的增加而增加,在３ 种土壤水分含量条件下,小麦的吸氮量均随施尿素氮肥量的增加而提高。施尿素处理的土壤Ａ 值随土壤含水量的增加而降低;尿素与猪粪配施处理的土壤Ａ 值则随土壤含水量的增加而增加。在相同施肥量下,尿素氮的利用率随土壤含水量的增加而提高,当田间持水量分别为５０ ％ 、７０ ％ 和９０ ％ 时,小麦对土壤中氮素利用率分别为１３３０ ％ 、２７９７ ％ 和３２２６ ％ ,尿素与猪粪配施处理在３ 种土壤水分条件下的氮肥利用率分别为１９９６ ％ 、２９９０ ％ 和３４３９ ％ 。说明在水分缺乏的情况下,尿素氮的利用率受土壤水分条件的制约,土壤水分充足及无机氮肥与有机肥配施可以提高氮肥的利用率。     

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     

氮施用量对夏玉米土壤水氮动态及水肥利用效率的影响

采用田间小区试验,监测夏玉米不同生长期土壤水分和硝态氮剖面含量变化,研究不同施氮量对其时空变化及籽粒产量、水肥利用效率的影响,探讨氮肥对水肥资源高效利用的调节作用。结果表明：不同施氮处理,土壤剖面水分和硝态氮随土壤深度的变化趋势基本一致,即表层50 cm土壤水分和硝态氮含量较高且呈降低态,50-110 cm相对较低且波动较小,灌浆期二者均达到最低值;各生长期表层50 cm土壤含水量呈不施氮处理均高于施氮处理,50-110 cm土层则相反;施氮能提高土壤硝态氮含量,土壤硝态氮运移受土壤水分状况和含量的影响,含量越高,向下移动越深;施氮能显著提高水分利用效率及籽粒产量,增产效果明显（增产28.52%-37.86%）,二者均以施氮240 kg/hm^2处理最高;随施氮量的增加籽粒产量及籽粒吸氮量和水分利用效率增幅均表现为先升高后降低之趋势,当施氮量超过240 kg/hm^2后,籽粒产量和水分利用效率提高并不显著;不施氮与施氮处理氮素生产力、氮肥利用率之间均存在极显著差异。在本试验条件下,从控制土壤硝态氮积累及取得较高的产量和氮素利用率综合考虑,夏玉米的适宜施氮量范围应控制在120-240 kg/hm^2较好。     

不同揭膜时期和施氮量对陕西关中地区夏玉米生理生长、产量及水分利用效率的影响

为了探明陕西省关中地区覆膜玉米生理生长、产量及水分利用效率同步提高的最佳揭膜时期和施氮量，制定合理的栽培措施，本试验以关中地区覆膜夏玉米为研究对象，设置3个揭膜时期（拔节抽雄期揭膜、抽雄期揭膜、全生育期覆膜）和3个施氮量（N 0、120、240 kg/hm2），研究了揭膜和氮肥互作对玉米生理生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明，揭膜和施氮量均显著影响玉米生理生长、产量和水分利用效率，但两者的互作效应不显著。在3 个施氮水平下，与全生育期覆膜处理相比，抽雄期揭膜可通过改善根际土壤气热条件，提高根系活力，从而增加夏玉米株高、叶面积和地上部干物质量，提高了叶片净光合速率，降低了叶片丙二醛含量，获得较优的穗部性状和较高的籽粒产量及水分利用效率，而拔节抽雄期揭膜处理与全生育期覆膜处理之间无明显差异。当揭膜时期相同时，施氮处理的夏玉米生理生长、产量及水分利用效率等指标均优于不施氮处理，而高氮和低氮处理间无显著差异，但随着施氮量的增加，叶片净光合速率、籽粒产量和水分利用效率呈现减少趋势，叶片丙二醛含量呈现增加趋势。综合考虑产量、水氮高效利用、环境等综合效应，在本试验条件下，陕西关中地区覆膜玉米的适宜揭膜时期为抽雄期、适宜的施氮量为N120 kg/hm2，其籽粒产量和水分利用效率分别为11362 kg/hm2和34 kg/(hm2mm)。     

‘小偃60’在不同水氮条件下的用水特性

以过筛土壤为培养基础,以圆形桶为容器,设置了3个水分梯度(W0、W1、W2,分别为田间持水量的50%、65%、80%)、4个氮素梯度(N0、N1、N2、N3,施氮量分别为每桶0 g·kg?1、0.10 g·kg?1、0.20 g·kg?1、0.29 g·kg?1),探究冬小麦新品系‘小偃60’干物质积累与分配、水分利用效率、光合参数的变化规律,为其推广及高产高效栽培提供依据。结果表明,水、氮均对冬小麦生物量及产量、叶片叶绿素含量、叶水势、叶片净光合速率等有显著影响,且水对籽粒产量的主效应大于氮肥。水分和氮肥适宜处理(W2N2)比水分和氮肥轻度亏缺处理(W1N1)增产66.03%,W1N1比水分和氮肥严重亏缺(W0N0)增产153.30%。在相同水分处理下,冬小麦叶绿素SPAD值随着施氮量的升高而升高,而在相同施氮量条件下,水分严重亏缺处理(W0)和水分适宜处理(W2)的冬小麦叶绿素SPAD值均低于水分轻度亏缺处理(W1)。水分对叶片水势为正效应,表现为随着土壤含水量的增加显著升高到不明显升高趋势。光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(WUEi)均随着施氮量的增加而升高,Pn、Tr随土壤水分提高而上升,WUEi却随土壤水分提高而下降。在低氮(N1)或者不施氮肥(N0)条件下,产量水分利用效率(WUEy)随水分的增加表现先升高而后变化不明显的变化趋势;在适宜氮肥(N2)和高氮(N3)条件下,WUEy随着水分的增加而升高。通过对试验结果的分析得出如下结论:1合理的水氮管理使‘小偃60’的籽粒产量及水分利用效率(WUE)维持在较高水平,过多水肥均引起产量及WUE下降;2不同水氮下籽粒产量、水分利用效率均与叶片净光合速率显著正相关;3‘小偃60’在河北环渤海地区更适合在低水中肥条件下种植。     

水氮运筹对糜子生育后期干物质积累、转运及水氮利用效率的影响

为明确干旱、半干旱地区糜子水肥关系,并为水肥资源高效利用提供技术依据,以固糜21号为材料,在盆栽试验条件下,采用完全随机组合设计,水分设置50%,70%,90%田间持水量,施氮量设置0,0.05,0.10 gN/kg干土(折合纯氮0,75,150 kg/hm~2),研究不同水氮处理对糜子生育后期总叶面积、净光合速率、干物质积累与转运、水分利用效率及氮素利用效率的影响。结果表明:适宜水氮条件可以延缓叶片的衰老速度,维持较高的总叶面积,显著提高糜子灌浆期的净光合速率,促进灌浆后干物质的积累及转运,增加产量;糜子水分利用效率随施氮量的增加而增加,随土壤水分水平的提高而降低,追施氮量超过75 kg/hm~2后有减小趋势;糜子氮肥农学利用效率、氮肥生理利用效率、氮肥偏生产力随土壤含水量的提高而提高,随施氮量的增加而降低。拔节期70%田间持水量和追施氮75 kg/hm~2耦合主要通过延缓叶片衰老速度,增强灌浆期功能叶光合输出能力,增加灌浆后干物质的积累量,促进干物质的转运,提高水分利用效率以及氮素利用效率,从而对糜子产量产生调控作用。试验条件下,W_2N_2(70%田间持水量、追氮75 kg/hm~2)为最优水氮组合。     

不同土壤水势与氮素营养对杂交水稻生理特性和产量的影响

以超级杂交水稻“两优培九”为试验材料,研究了不同土壤水势和氮素营养对其生理特性和产量及氮肥利用率的影响。结果表明, 1）同一土壤水势下,植株地上部分干重与总干重随氮肥水平的提高而提高,而根冠比则降低。2）在同一氮肥水平下,叶片净光合速率、叶绿素a和叶绿素b及其总含量、SPAD值及叶片水势随着土壤水势的降低而降低,而叶绿素a/b、丙二醛的含量和过氧化物酶的活性随之而增加;同一土壤水势下,叶绿素a和叶绿素b及其总含量、SPAD值均随氮肥水平的提高而提高,而叶片水势、叶绿素a/b和丙二醛的含量随之降低。3）在同一氮肥水平下,水稻产量随土壤水势的降低而降低;土壤轻度干旱时,水稻产量高低顺序为高氮中氮低氮;而当土壤水分充足或土壤重度干旱时,则表现为中氮高氮低氮。随着土壤水势的降低,中、高氮处理的氮肥农学利用率降低。试验结果还表明,225 kg/hm2施氮水平在0 kPa土壤水势下有明显的增产效果,过度增施氮肥并不利于水稻增产与氮肥利用率的提高。     

纳米碳对扰动黄绵土水分入渗过程的影响

将纳米材料应用于土壤物理学领域对减少土壤水分流失、提高土壤水肥利用效率、优化土壤物理结构有着重要的意义。基于扰动黄绵土土柱室内一维入渗试验,研究了纳米碳含量(质量含量分别为0、0.001、0.005、0.007、0.010 g g-1)对扰动黄绵土的水分入渗过程及饱和导水率的影响。结果表明:(1)纳米碳对扰动黄绵土水分入渗有显著影响。一定入渗历时内,随着纳米碳含量增大,累积入渗量及湿润锋推进速率均呈显著减小趋势。(2)Kostiakov公式和Philip方程均能较好地描述添加纳米碳的扰动黄绵土累积入渗量随时间的变化过程。其中,Kostiakov公式拟合精度更高。(3)湿润锋随时间变化符合幂函数关系。(4)纳米碳对扰动黄绵土的饱和质量含水量和饱和导水率影响同样显著。随纳米碳含量增加,前者增大,后者减小,与纳米碳含量变化分别符合二项式和指数函数关系。     

温度和水分对华中地区菜地土壤氮素矿化的影响

为研究华中地区菜地土壤的矿化特征和矿化规律,拟定菜地土壤合理的氮肥施用量,本文以华中地区两种典型菜地土壤——黄棕壤和潮土为研究对象,利用室内连续培养试验研究了温度、水分对菜地土壤矿化的影响。结果表明,黄棕壤的矿化速率和氨化速率均随着温度的升高而升高;硝化速率在15%和25%含水量下随温度的升高而升高,而在35%含水量下随温度的升高而降低。潮土矿化速率在15%含水量时随温度的升高而升高,而在25%和35%含水量下随温度的升高先增加后减小;硝化速率在15%和35%含水量时随温度的升高而增加,25%含水量时随温度的升高先增加后降低;氨化作用随温度的升高而降低。黄棕壤的矿化量在含水量为25%、温度35℃时高达34.9 mg.kg 1;潮土的矿化量在含水量为25%、温度为25℃时最高,为63.9mg.kg 1。不同温度下潮土矿化量均大于黄棕壤。黄棕壤的氨化速率随含水量的增加而增加,硝化速率随含水量的增加而降低,矿化速率则在含水量25%时最大。潮土的氨化、硝化和矿化作用随水分变化不明显。本研究还发现,25%的含水量是黄棕壤微生物活性的水分临界点,潮土的水分临界点不明显。通过对土壤氮素的矿化速率与水分含量和温度之间的函数关系模拟发现,黄棕壤模拟效果好于潮土。     

水氮耦合对黍稷幼苗形态和生理指标的影响

盆栽试验条件下,研究水氮耦合对黍稷幼苗形态和生理指标的影响。结果表明,在供水量相同条件下,黍稷幼苗株高、叶面积、根系总表面积、总体积与总根长均随施氮量的增加而增加,供水量相同时根冠比随施氮量增加而降低;施氮量相同条件下随灌水量的增加黍稷幼苗各指标呈相似变化趋势,各处理与对照差异均达到了显著水平。不同的水氮处理组合,黍稷叶片叶绿素含量差异显著,以高水高氮的W3N3处理[土壤田间持水量70%~80%,尿素用量4.6 g.kg 1(土)]为最大值,低水低氮的W1N1处理[土壤田间持水量30%~40%,尿素用量为0 g.kg 1(土)]为最小值;灌水量相同,叶绿素含量随施氮量增加而增加;施氮量相同,叶绿素含量也随灌水量增加而增加,水分和氮素对叶片叶绿素含量的影响表现为明显的协同效应;黍稷幼苗叶片电解质外渗率的变化趋势则相反。黍稷根系超氧化物歧化酶活性以低水中氮的W1N2处理[土壤田间持水量30%~40%,尿素用量2.3 g.kg 1(土)]为最高,达213.71 U.g 1(FW);W3N3最低,为72.93 U.g 1(FW)。水分相同条件下黍稷幼苗根系过氧化物酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量均随施氮量的增加而降低,施氮量相同时则随灌水量的增加而降低。根系活力则相反,且各处理间差异均达到显著水平。在干旱胁迫条件下,适当的增施氮肥可以提高苗期黍稷的叶绿素含量和根系活力,增加根系总表面积、总体积与总根长,降低根系丙二醛含量,在一定程度上缓解干旱胁迫的影响。     

氮素营养对旱作小麦光合特性的调控

水分和氮素营养对小麦光合特性具有明显的调控作用，其中土壤水分状况直接影响到氮素营养的作用强度。氮素营养在不同土壤水分条件下对作物光合的影响不同，表现在叶片气体交换参数值、光合受抑部位及冠层结构等有所不同。在干旱条件下，光合速率主要受制于非气孔因素，此时氮素可加剧对叶绿体光合能力的抑制。作物生产上的施肥与耕作等措施都应适宜于当时的田间水分状况，这样才能充分协调作物与环境的关系，使作物光合机构运转处于较高水平，以实现合理利用水肥资源和增加产量的目的。     

施氮及花后土壤相对含水量对黑粒小麦灌浆期 氮素吸收转运及分配的影响

以黑粒小麦‘漯珍一号’为供试材料,通过棚下盆栽试验研究了不同施氮量及花后土壤相对含水量对‘漯珍一号’植株氮素吸收、转运、分配以及籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明:相同施氮量下,黑小麦籽粒含氮量、蛋白质积累量随水分胁迫加剧而降低;各蛋白质组分含量的变化随施氮量的不同而存在差异,在低氮[N_1,150 kg(N)·hm~(-2)]条件下,随水分胁迫加剧,清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白含量升高,高氮[N_3,300 kg(N)·hm~(-2)]条件下,清蛋白、球蛋白含量升高,而醇溶蛋白含量降低。相同水分胁迫(土壤相对含水量为55%~65%,W_2;土壤相对含水量为35%~45%,W_3)条件下,籽粒氮素含量、籽粒中蛋白质的积累量随施氮量增加而提高,成熟期籽粒氮素含量占总氮素含量的比例下降;而充足供水(土壤相对含水量为75%~85%,W_1)时,中氮处理[N_2,240 kg(N)·hm~(-2)]籽粒蛋白质积累量最高,同时,营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量、转运率均达最大值,对籽粒的贡献率也较高。W_1处理时,清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量随施氮量的增加而提高,麦谷蛋白在N_2处理达最大值;而W_2、W_3处理情况下,N_2处理小麦中各蛋白质组分含量最高。综上所述,本试验条件下,施氮量及花后土壤相对含水量对黑粒小麦氮代谢具有显著影响,施氮量过高或过低以及水分胁迫均不利于黑粒小麦氮代谢过程的有效进行,综合考虑,花后充足供水(W_1)与中等施氮水平(N_2)组合对黑粒小麦氮素吸收、转运和分配具有较好的调控作用。     

Fe^0还原土壤中对硝基甲苯的实验研究

采用零价铁（ZVI,Fe^0）还原技术,修复被对硝基甲苯（PNT）污染的土壤,研究不同反应条件对还原效果的影响及随时间推移产物的变化,并对反应机理进行了初步探讨。结果表明,常温常压下,Fe^0可有效地将土壤中对硝基甲苯还原为苯胺化合物,反应过程中先生成对甲基亚硝基苯,最终生成对甲基苯胺。土壤含水量达到饱和时能显著提高PNT的还原率,土壤初始酸碱度控制在中性偏酸性有利于还原反应的进行,体系温度上升到25～35℃还原效果较好,当Fe^0加入量小于25mg·g-1时增加Fe^0用量能有效增大还原率。当2g土壤中PNT的初始浓度约为2．5×10^-6mol·g-1,Fe^0加入量是25mg·g-1,土壤水含量75％,土壤初始pH值6．8时,于25℃下反应5h后PNT的还原率可达95％以上。     

氮磷营养对小麦水分关系的影响

比较研究了氮磷营养对春小麦水分关系影响的差异。结果表明 ,土壤干旱情况下 ,氮磷营养虽然皆增强了春小麦的渗透调节能力 ,但由于氮磷营养对作物地上地下部生长的不同进促作用而对作物的水分状况产生了完全相反的影响。氮营养增强了作物对干旱的敏感性 ,使其水势和相对含水量大幅度下降 ,蒸腾失水减少 ,自由水含量增加而束缚水含量减少 ,并使膜稳定性降低 ;而磷营养则明显改善了植株的水分状况 ,增大了气孔导度 ,降低了其对干旱的敏感性 ,增加了束缚水含量 ,并使膜稳定性增强     

土壤中钙、氮含量对番茄枯萎病抗性的影响

采用土培的方法,研究土壤中钙、氮含量对番茄接种枯萎病病原菌后其体内有效钙含量、干物质重及番茄抗病指标变化的影响。结果表明,接种病原菌后各处理番茄病情指数、叶片组织苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)和细胞膜透性均显著提高,以土壤有效钙为241.36 mg·kg-1、碱解氮为553.63 mg·kg-1条件下番茄有效钙含量及干物质重较高,病情指数较低、4种防御酶活性增加幅度较大且峰值较高,丙二醛和细胞膜透性较低,氮含量随土壤碱解氮的增加而增加。因此,在土壤碱解氮过多处理中施入适量钙肥可以缓解其对番茄抗枯萎病的抑制作用,提高钙素有效性,使番茄具有较高抗枯萎病能力。     

水热耦合作用下尿素转化为铵态氮的动力学模型

在4种温度、5种土壤含水量共20种处理的室内控制条件下,研究了土壤含水量、温度及其耦合作用与尿素转化为铵态氮的关系,探讨水热耦合作用下尿素转化为铵态氮的动力学过程,以及旱地农田尿素利用率。研究结果看出,在本试验条件下,提高土壤温度和土壤含水量均可以促进尿素向铵态氮的转化,且在尿素转化为铵态氮的过程中,土壤温度和土壤含水量存在着交互效应。同时建立了土壤中尿素转化中铵态氮含量变化的动力学模型(Y=a+bt+c／t),模型分析表明,土壤温度和水分对a值存在负交互效应,而对b、c值却存在正交互效应。此外,通过对试验各温区比温值的分析,发现施用尿素后铵态氮产生的最敏感温区及最敏感湿度,并针对施肥方法提出了一些建议。