植物中氮素利用及硝态氮转运蛋白的研究进展

硝态氮转运蛋白在植物吸收利用氮素方面发挥主要功能,植物生长发育过程中对氮素的吸收、转运和再利用都需要硝态氮转运蛋白参与调控。目前硝态氮转运蛋白主要分为四类:NRT1(NPF)、NRT2、SLAC/SLAH、CLC。硝态氮在植物吸收、代谢和基因表达方面是一种很重要的信号调控分子,硝态氮转运蛋白可作为植物的硝态氮受体。通过论述氮素代谢过程中硝态氮转运蛋白家族基因的功能和在拟南芥等作物中的研究现状,为作物的抗逆性研究和优良品种的培育提供参考。     

施氮对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累的影响

为了进一步研究施用氮肥对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累的影响,寻求夏玉米合理施氮量,以‘郑单958’为试材进行大田试验,研究施氮量对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累变化的影响。结果表明,施氮量在0~260 kg/hm2范围内,夏玉米产量随其增加显著提高,当施氮量高于260 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素的利用率随施氮量的增加也逐渐降低。在玉米整个生育时期土壤硝态氮含量呈现先下降而后缓慢上升的趋势,随着施氮量增加,各土层硝态氮含量而提高。适量施氮可促进玉米对氮素的吸收利用,进而提高玉米产量,但过量施氮导致硝态氮在土壤中大量积累,增大了污染环境风险。在超高产栽培条件下,从玉米产量、氮素利用率和土壤硝态氮积累情况综合考虑,夏玉米合理施氮量应控制在195~260 kg/hm2范围之内。     

河北露地蔬菜土壤硝态氮淋溶特征及影响因素研究

为提高氮素的利用率和经济效益,减少氮素对环境和地下水产生的污染,以河北露地蔬菜土壤为研究对象,采用田间定位试验和室内分析相结合的方法,研究不同氮肥用量对甘蓝及白菜产量、氮肥利用效率、土壤硝态氮含量和硝态氮淋溶的特征及影响因素。结果表明:施氮量、降雨量和灌溉方式对硝态氮的淋失有显著影响,施氮量越高,土壤及淋溶液硝态氮含量越高、蔬菜产量及氮肥利用率越低、氮淋失风险越大。其中,优化施氮量OPT处理效果最明显,与农民习惯用量FP相比,产量增加9.2%、氮肥利用率提高8.3%~30.6%、土壤及淋溶液硝态氮的含量分别降低1.3%和43.2%。综合经济效益与生态效益,优化施氮量OPT处理最为合理,是增加农民收入和环境友好型的推荐施肥量。     

水氮配置对华北冬小麦-夏玉米种植体系氮素利用及土壤硝态氮残留的影响

针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系存在过量的水、氮投入问题,本研究于2008 -2010年在河北吴桥设置了传统水氮、传统水氮调整、节水减氮和最少水氮4个水氮模式,以分析减少水氮投入后冬小麦-夏玉米体系的产量、氮素利用和土壤氮残留情况.结果表明:与传统水氮相比,节水减氮模式的氮肥投入量下降55％,水分投入量下降36.6％...     

氮肥对甘蓝产量、硝酸盐含量及土壤硝态氮含量的影响

通过田间小区试验为研究不同氮肥用量对北京地区甘蓝产量、品质以及土壤硝态氮含量的影响。试验结果表明:(1)0~60 cm土层中3个采样周期土壤硝态氮含量随氮肥量级增加而升高,并且随着作物的生长,0~30 cm土层中土壤中硝态氮含量呈现下降的趋势,30~60 cm土层中基本呈现上升的趋势;60~90 cm土层中变化较小;(2)随着氮肥投入增加,甘蓝产量呈现先增加后降低的趋势,当氮肥的添加量为240 kg/hm2时产量最高;(3)随着氮肥施用量的升高,甘蓝对氮素的吸收量呈现先上升后下降的趋势,添加氮肥处理的甘蓝对氮素的吸收量均显著高于不添加氮肥处理,并且施用氮肥的处理中甘蓝叶片硝酸盐含量显著高于不施氮肥处理,并且不同供氮水平叶片硝酸盐含量变化各不相同。综合以上试验结果可知,氮肥的添加对0~60 cm土层中硝态氮含量的影响较大,并且适量的氮肥添加量(240 kg/hm2)能够有效提高北京地区甘蓝的产量以及甘蓝对氮素的吸收量等。     

高羊茅草坪上不同缓控释氮肥土壤硝态氮残留与淋失研究

为了研究不同种类缓控释氮肥在高羊茅草坪土壤中硝态氮的运移,通过渗滤池和小区相结合的方法,研究筛选适合高羊茅草坪的环境友好的新型肥料。结果表面：不同种类的缓控释氮肥处理比尿素处理均能减少土壤硝态氮含量和淋溶量。而且在0~90 cm土层中,PCU60处理比PCU30和IU处理减少硝态氮含量及降低淋溶效果更明显。综上所述,缓控释氮肥可有效降低硝态氮在土壤中的含量及淋失,是一种环境效益突出、应用前景广泛的新型肥料。     

不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响

阐明不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响, 是挖掘品种氮素高效利用的生物学潜力, 提高氮素供应与作物需求的匹配度, 进而提高氮肥利用效率的重要途径。本研究以氮高效玉米品种郑单958、金山27和氮低效玉米品种蒙农2133、内单314、四单19为材料, 在不同施氮量下(0、300和450 kg hm^-2), 系统研究了不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布、农田氮素平衡的影响, 并分析了植株氮积累量与土壤硝态氮累积量的关系。结果表明, 不同施氮水平下, 氮高效品种的产量、氮素吸收效率、氮肥利用率都显著高于氮低效品种; 相关分析表明植株氮素积累量与土壤硝态氮累积量呈显著负相关。从土壤硝态氮时空分布来看, 随生育进程, 土壤硝态氮含量最大土层逐渐下移, 下移速率不受品种氮效率影响, 其年际间差异与降雨量差异显著相关; 但吐丝后氮高效品种的60~100 cm土壤剖面内硝态氮含量显著低于氮低效品种, 差异达显著水平; 收获后土壤硝态氮残留量则表现为氮低效品种显著高于氮高效品种, 且随施氮量的增加显著增加。从农田氮素平衡来看, 品种的氮效率显著影响农田土壤氮素残留及表观损失, 氮低效品种的农田氮素表观损失是氮高效品种的2.2倍(300 kg hm^-2)和1.5倍(450 kg hm^-2), 且年际间差异较大。因此, 不同氮效率品种通过对氮素的差异性吸收显著影响农田氮素平衡。选用氮高效品种可显著降低土壤中硝态氮残留和表观损失, 降低氮素淋溶风险, 是提高氮肥利用率的有效途径。     

不同氮肥水平对黄瓜产量、土壤硝态氮累积及土壤水溶液硝态氮含量的影响

通过在北京通州区的肥料定位试验,研究了不同施肥量对黄瓜产量、土壤硝态氮累积量及土壤水溶液硝态氮累积量的影响.结果表明,施氮量为260 kg/hm2时,达到作物最高产量,并取得最佳经济效益,从而确定该施肥量为最佳氮肥投入量;通过对不同施肥量条件下土壤NO3-N累积量的研究,将该研究区土壤对氮肥环境容量确定为N一年260 kg/hm2;通过测定作物收获后0～90 cm土壤硝态氮累积量能够有效反映对当茬作物的施肥量水平;土壤0～90 cm水溶液N03-N浓度随着氮肥投入量的增加而增大;作物收获后0～90 cm土壤水溶液中NO3-N含量与其土壤N03-N含量具有显著相关性;通过对0～90 cm土壤水溶液硝态氮含量的测定,能有效反映不同施肥水平对地下水的污染潜力.     

农田土壤硝态氮淋洗影响因素及阻控对策研究进展

农田土壤中硝态氮淋洗是氮肥损失的重要途径之一,也是地下水污染的主要来源,因此得到了全世界的广泛关注。分析了影响农田土壤硝态氮淋洗的人为因素和自然因素,并综述了包括氮肥管理、水分管理、填闲作物及轮作、作物品种培育等方面阻控对策研究进展,以期为作物优质高产和环境友好的氮肥综合管理研究提供信息。     

冬小麦限水灌溉条件下土壤硝态氮变化与氮素平衡

研究结果表明，冬小麦拔节期1m土层的硝态氮含量主要受基肥施氮量的影响，开花期和成熟期的硝态氮含量除了与追肥与否及追肥施氮量有关外，还受基肥施氮量的一定影响。土壤硝态氮含量的分布，在拔节期处理间差异主要在0—60cm土层内，在开花期和成熟期则整个1m根层内都有差异。144—213kg/hm^2的施氮量，都能维持土壤氮素的表观平衡，但以144kg/hm^2施氮量、全部基施的处理吸氮比例(作物吸氮量/施氮量)最高，残留比例(土壤残留量/作物吸氮量)最低。     

土壤氮磷流失途径的研究进展

农业面源污染中的氮、磷排放是造成水体富营养化的最主要原因之一。笔者介绍了近年来国内外在氮、磷流失方面的研究进展,分别从淋溶及径流流失角度阐明了农业面源污染中氮、磷元素的流失机制。最后,探讨了目前土壤氮、磷流失及其途径的研究中存在的问题和研究方向,以期为改进施肥方式及研发农田氮、磷流失的控制技术提供借鉴。     

缓释氮肥减少菜田土壤硝酸盐淋溶研究

为了提高化学氮肥利用效率、减少氮素淋溶造成的环境污染风险.采用大田试验的方法,研究在菜田土壤条件下,施用树脂包衣尿素、硫包衣尿素、添加DCD氮肥3种措施对土壤硝态氮累积和圆白菜硝酸盐含量的影响.研究表明:树脂包衣尿素能明显提高圆白菜的经济产量,较常规增产15.0%,硫包衣增产7.3%,添加DCD氮肥与常规持平;施用添加DCD氮肥圆白菜硝酸盐含量比常规N降低20.3%,而树脂包衣与硫包衣分别增加了11.3%、20.3%;3种缓释氮素在一定时期能够将土壤硝酸盐保持在圆白菜的主要根系层,树脂包衣在圆白菜莲座期、结球期和收获期效果比较稳定,硫包衣和添加DCD氮肥前期效果好,后期淋溶加强.     

引入豆角的轮作模式对设施土壤硝态氮淋失的影响

为研究引入豆角的轮作模式对设施土壤硝态氮淋失的影响及机理,2018—2020年采用田间定位试验对比番茄-甜瓜、豆角-甜瓜、番茄-豆角3种轮作模式下设施土壤硝态氮淋失量的变化特征,并探讨驱动硝态氮淋失差异的关键因子.结果表明,相对于传统番茄-甜瓜轮作,引入豆角的轮作模式显著降低硝态氮淋失,其中,番茄-豆角轮作2a总硝态氮...     

甘蓝不同节水灌溉模式下水氮利用及氮素运移研究

为解决甘蓝过量灌溉和施肥问题,试验通过设置甘蓝不同节水灌溉模式、灌溉量和施氮量等因素,从水氮运移及其利用效率出发,探讨垄膜沟灌和膜下滴灌水肥利用规律。结果表明,膜下滴灌模式下施纯氮300 kg/hm²时产量最高,达到57135 kg/hm²。膜下滴灌处理的水分利用效率显著高于垄膜沟灌处理,其中施300 kg/hm²纯氮的水分利用效率最高。膜下滴灌模式的氮肥利用效率均显著高于垄膜沟灌模式。垄膜沟灌模式矿质态氮向下运移的深度和数量明显要大于膜下滴灌模式。收获后,整个200 cm土层矿质态氮含量均表现为垄膜沟灌高于膜下滴灌模式。     

农业驱动的地下水硝态氮污染研究进展

科学合理地进行农业生产是控制地下水硝态氮污染的关键。笔者综述了近年来国内外在地下水硝态氮污染方面的研究进展,提出水肥管理以及土壤质地结构是导致硝态氮淋溶的重要因素,总结了区域层面的调整氮肥和有机肥施用,合理耕作,水分管理以及新型高效缓控释肥料的施用等措施是预防土壤硝态氮淋溶,减少地下水硝态氮污染,提高氮素利用率的有效途径。介绍了物理观测法、离子示踪法以及模型模拟法在地下水硝态氮污染防治的重要意义,指出基于区域尺度的农田水肥管理措施和模型相结合是未来研究的热点。     

不同管理模式对春玉米土壤硝态氮累积与氮素利用率的影响

在高肥力(文水)、中肥力(祁县)、低肥力(东阳)条件下,研究了不同管理模式(无氮肥对照、农户习惯、优化处理、高产高效处理)对春玉米土壤剖面硝态氮分布、累积与氮素平衡以及氮肥利用率的影响。通过3年定位试验,结果表明,春玉米收获后0~200 cm土壤剖面硝态氮累积量,在2011,2012年3个试验点都表现为:农户习惯高产高效优化处理无氮对照。文水试验点硝态氮累积量最高,三季平均为287.7 kg/hm2,比东阳和祁县土壤硝态氮累积量分别高18.4%和11.6%。氮素表观损失在3个肥力水平都均表现为农户习惯高产高效优化处理无氮对照。作物携出量在3个肥力水平均表现为:高产高效优化处理农户习惯无氮对照。在2011,2012年氮素农学利用率均表现为:高产高效处理优化处理农户习惯,2013年氮素回收率最高为祁县。高产高效处理达67.6%。通过合理的管理模式,可以在提高产量的同时显著提高氮素的利用率,并降低土壤中硝态氮的残留量。     

不同水分处理对设施马铃薯氮淋洗、水分及氮利用效率的影响

根据20cm直径水面蒸发皿观测的塑料大棚内水面蒸发量的累积值(Ep)确定滴灌水分处理1.1Ep,1.3Ep,l.5Ep和1.7Ep,研究不同土壤水分状况对大棚马铃薯水氮渗漏淋洗及水氮利用效率的影响。结果表明,对于浅根系作物马铃薯的全生育期,随着灌水量的增大,土壤根系下60cm水分渗漏量呈增大趋势,累积渗漏量从1.lEp至1.7Ep处理分别占相应灌水量的41%~55%,氮素的淋洗量为施肥量的10%~30%;0~60cm土壤厚度范围内土壤氮素残留量在低灌溉1.lEp和1.3Ep水分处理下呈倒“V”型变化趋势,而1.5Ep和1.7Ep高灌溉量处理呈“S”型变化趋势。以1.7Ep灌水量处理土壤中氮素的降低程度最大;植株不同器官氮素累积量变化趋势是氮素在叶片中的累积量呈下降趋势,后期氮素主要转移累积于地下块茎部位;以1.5Ep处理植株氮素含量最高,为203.12kg/hm²,并且该处理大棚马铃薯产量及水氮利用效率均最高。     

高低土壤肥力下小麦基施和追施氮肥的利用效率和增产效应

利用土柱试验和15N示踪技术,研究了高、低土壤肥力下小麦基施和追施氮肥的利用效率和增产效果.结果表明,在高、低肥力土壤上增施氮肥均能显著提高小麦产量,但在低肥力土壤氮肥的增产效果较高肥力土壤高.小麦对基施和追施氮肥的吸收利用效率均表现为高肥力土壤高于低肥力土壤,而土壤残留率和损失率则为低肥力土壤高于高肥力土     

农田土壤养分淋溶的研究进展

土壤养分淋溶是造成土壤营养元素大量损失的重要原因。养分的淋溶是一个严重的问题,不仅引起营养元素损失,降低肥料效益,而且造成地下水污染,给环境带来不良后果。因此,无论从农业角度,还是从环境观点,农田土壤养分淋溶已引起越来越多的关注。笔者主要回顾了国内外土壤肥料养分淋溶研究进展及趋势,阐述了农田土壤肥料养分形态、农田土壤肥料养分淋溶机理及影响因素,指出了中国在土壤肥料养分淋溶研究方面存在的问题及今后的发展方向。