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.     

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。     

贝加尔针茅草原土壤无机氮含量对氮素添加的响应

土壤无机氮是可以直接被植物根系吸收的氮素形态,也是表征土壤肥力的重要参数。基于内蒙古贝加尔针茅草原长期氮素添加(NH4NO3)试验平台,本研究选取4个氮素添加水平,分别是0(CK)、30(N30)、50(N50)和100 kg N·hm-2·a-1(N100),探究氮素添加对土壤无机氮的影响。于2015年生长季(6—10月)每月中旬分别采集0~10、10~20、20~30、30~40 cm四个土层深度的土壤样品,测定土壤铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)含量。结果表明:贝加尔针茅草原0~40 cm土壤中,CK、N30和N50处理的土壤铵态氮含量较土壤硝态氮含量高,N100处理中,二者几乎各占一半,生长季内无机氮含量的变化趋势与硝态氮一致;各处理土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量在土层间的关系均表现为:0~1010~2020~3030~40 cm,且都随氮素添加水平增加而增加。经方差分析表明,氮素添加、取样时间、土层深度及三者交互作用对土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量均有极显著影响;本试验中,在自然水热条件下,N100处理有明显的硝态氮累积,达"氮饱和点"。     

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。     

不同氮素水平对接种根瘤菌紫花苜蓿生长特性的影响

采用砂培试验方法,研究了不同氮素水平(N0、N105、N210、N315和N420)接种12531和LW107根瘤菌对甘农3号紫花苜蓿生长特性的影响.结果表明:紫花苜蓿的株高随氮素水平增加呈先增加后趋于稳定的趋势;紫花苜蓿单株叶片数、单叶面积、地上部和地下部干重、根冠比均随氮素水平的增大呈先增加后降低趋势;紫花苜蓿的根...     

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。     

氮磷调控对紫花苜蓿氮积累与土壤氮磷营养的影响

在西北半干旱地区进行不同氮磷水平对种植第2年的‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa‘Gannong No.3’)产量、粗蛋白含量及氮积累的影响和紫花苜蓿草地土壤碱解氮、有效磷含量及其动态变化、土壤脲酶、碱性磷酸酶活性及其动态变化、土壤速效养分及酶活性与紫花苜蓿产量和蛋白总量的相关性研究。结果表明:氮磷肥能显著提高‘甘农3号’紫花苜蓿产量和粗蛋白含量,施肥可提高土壤碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶和碱性磷酸酶活性,其中氮磷配施(NP)作用明显大于氮、磷肥单施。相关性分析表明,‘甘农3号’紫花苜蓿产量(y)与各层土壤碱解氮含量(x₁)、脲酶活性(x₂)、有效磷含量(x₃)及碱性磷酸酶活性(x₄)均呈显著或极显著正相关关系,与土壤碱解氮、有效磷含量的相关性最好,符合线性回归方程y=-2976.953+53.577x₁+216.824x₂+58.534x₃+12.145x₄(R²=0.874^**)。     

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。     

不同叶型紫花苜蓿不同茬次光合效率的差异

为分析各茬初花期多叶型和三叶型紫花苜蓿Medicago sativa影响光能利用和水分利用的各因子的差异性及其对产量的影响,试验在自然条件下,利用LI-6400光合测定系统对前3茬初花期的两类叶型紫花苜蓿的叶片净光合速率、蒸腾速率及相关的生理生态因子的日变化进行测定后计算均值。结果表明两类紫花苜蓿的各光合性状均存在极显著差异(P0.01),且两类紫花苜蓿产量受到光合速率、气孔限制值、蒸腾速率、光能利用率和水分利用率等因素的共同作用;由于多叶型紫花苜蓿品系的光合能力强,光能利用效高,更具有高产优势,除第1茬外,多叶型品系紫花苜蓿各茬产量明显高于三叶型品种(P0.01)。     

放牧率对短花针茅根际和非根际土壤氮素的影响

以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,研究不同放牧强度下,短花针茅根际与非根际土壤氮素的变化。结果表明,不同处理间短花针茅根际的土壤氮素含量均高于非根际的。在相同放牧率下,随着土层深度增加根际与非根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量都表现出降低的趋势;不同放牧率,0-10、20-30cm土层,根际土壤全氮含量总体变化趋势与非根际变化趋势相同;相同土层深度,轻度放牧区短花针茅根际土壤氨态氮与硝态氮含量明显升高,证明适度放牧对土壤氮素积累有积极作用。垂直方向上,不同放牧率下,0-10cm土层的全氮含量高于20-30cm土层的。