氮素形态对茶树根系释放质子的影响

为探讨茶树根系酸化土壤的机制,利用水培实验和自动电位滴定方法研究了恒定pH条件下铵态氮、硝态氮及其混合液对茶树根系释放质子的影响.结果表明,在氮供应量相同情况下,纯铵态氮处理茶树根系释放质子的量最多,其次为铵/硝比为1∶1处理,在纯硝态氮处理中,茶树根系释放羟基.随着铵初始浓度的增加,茶树根系释放质子数量增加,且茶树根系的质子释放量与其对铵态氮的吸收量呈显著正相关.在pH4.5至5.5范围内,茶树根系在初始pH5.0时质子释放量最大,其次是初始pH5.5的处理,在pH4.5时茶树根系的质子释放量最少.用硝酸铵培养验证了茶树的喜铵特性,发现随着培养时间的延长,茶树对铵态氮和硝态氮的吸收量均增加,且质子释放量也有相同趋势,但在整个培养期内茶树对铵态氮的吸收量均高于对硝态氮的吸收量.因此,茶树对铵态氮的偏好吸收导致其根系释放质子,从而引起根际土壤酸化.     

不同水平硝态氮对蚕豆根系质子释放量的影响

为了解豆科植物在加速土壤酸化中的作用及其机制,通过水培试验和恒pH自动电位滴定法研究了4个硝态氮供应水平对蚕豆根系质子释放量和介质pH的影响,分析了蚕豆根系释放质子的机制。结果表明,当不供应外源硝态氮时,蚕豆根系释放的质子数量最多,以干根计算培养10次的累积释放量可达37.5mmol·g-1;此条件下质子释放导致培养液pH下降幅度最大,可达1.93。随着外源硝态氮供应量的增加,蚕豆根系释放的质子数量和介质pH的下降幅度均减小。当培养液NO3-浓度为1.0mmol·L-1时,培养试验前期根系有少量质子释放,培养试验后期有少量OH-释放。研究表明,蚕豆生长介质中的质子主要来源于蚕豆根系质子的直接释放,有机酸对介质质子的贡献可以忽略。蚕豆根系对阴、阳离子的不平衡吸收是根系释放质子的主要原因,添加硝态氮可以减少蚕豆根系质子释放量。     

不同培肥处理对采煤塌陷区复垦土壤氮素形态的影响

采煤塌陷造成了严重的耕地破坏,复垦是恢复塌陷土壤肥力的重要措施。目前人们对复垦土壤氮素形态变化的机理认识较为有限。该试验以采煤塌陷区复垦1a土壤为研究对象,研究其在有机肥(M)、无机肥(NP)、有机+无机肥(NP+M)、有机+无机肥+菌肥(NP+M+B)等培肥方式下土壤铵态氮、硝态氮、微生物氮等不同氮素形态含量的变化,探究复垦土壤上氮素转化机理,加快土壤熟化速度。结果表明:不同培肥处理与对照相比,M处理土壤有机质、微生物量氮最为明显,增幅分别为53.85%,54.9%;NP+M+B、NP+M、M处理均明显提高了土壤全氮、全磷含量,但各处理间差异不显著;NP+M+B处理的土壤速效磷增幅最大(48.13%);不同培肥处理间土壤pH值差异不明显。NP+M+B处理提高土壤铵态氮含量效果最为明显(68.06%),NP+M+B与NP+M处理均可明显提高土壤硝态氮含量,增幅分别是24.13%和36.94%。NP+M+B处理明显提高了土壤氨化细菌数量且与NP+M处理差异显著,2个处理的硝化细菌数量则差异不显著。NP+M+B与NP+M处理脲酶活性高于其余处理,但二者差异不显著。氨化细菌数量与铵态氮含量相关性极显著。     

不同氮素形态比例条件下接种AMF对玉米氮同化关键酶的影响

以珍珠岩为基质,通过供应3种不同的NH4+∶NO3ˉ比例营养液,研究了接种丛枝菌根真菌对玉米氮同化关键酶活性的影响。结果看出,与不接种的玉米植株相比,接种Glomus intraradices和Glomus mosseae分别在NH4+∶NO3ˉ=3∶1和NH4+∶NO3ˉ=1∶3形态下提高了植物叶片的硝酸还原酶活性;接种AMF对叶片谷氨酰胺合成酶活性（GS）影响不大,但在NH4+∶NO3ˉ=3∶1形态下接种3种AMF处理均显著提高了根系GS活性,相对提高了铵态氮在地下部的同化比例。在铵态氮比例较高时,接种AMF的促生效应较好,且AMF提高根系GS活性作用较大。表明丛枝菌根真菌在促进宿主植物对铵态氮的利用作用较大。     

菌肥与有机无机肥配施对石灰性土壤不同形态氮素的影响

利用不同施肥处理对山西省晋中市石灰性土壤几种不同形态氮素含量的变化及其相关性进行研究。结果表明:每个施肥处理施入等量的氮(N)、磷(P2O5),土壤的铵态氮、硝态氮及微生物氮含量都在逐年增加,其中有机肥+化肥+菌肥处理对提高土壤铵态氮作用明显;单施有机肥处理对提高土壤硝态氮效果显著,与有机肥+化肥+菌肥、有机肥+化肥处理效果差异性不显著;有机肥+化肥+菌肥处理对土壤微生物氮效果最明显,有机肥+化肥效果次之,两处理差异显著。土壤铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关;微生物氮与铵态氮、硝态氮含量相关性都不好;菌肥与有机无机肥配施后,菌肥对于提高土壤微生物氮最显著(10.09%),铵态氮次之(6.24%),硝态氮不明显(2.05%),因此虽然添加了菌肥,但是没有完全改变"有机肥+化肥+菌肥"仍然是"有机肥+化肥处理"的本质属性。     

水分状况与供氮水平对土壤可溶性氮素形态变化的影响

采用通气培养试验,研究比较了两种水稻土在不同水分和供氮水平下的矿质氮(TMN)和可溶性有机氮(SON)的变化特征。结果表明,加氮处理及淹水培养均显著提高青紫泥的NH4+-N含量;除加氮处理淹水培养第7 d外,潮土NH4+-N含量并未因加氮处理或淹水培养而明显升高。无论加氮与否,控水处理显著提高两种土壤的NO3--N含量,其中潮土始见于培养第7 d,青紫泥则始于培养后21 d;加氮处理可显著提高淹水培养潮土NO3--N含量,却未能提高淹水培养青紫泥NO3--N含量。两种土壤的SON含量从开始培养即逐步升高,至培养21～35 d达高峰期,随后急剧下降并回落至基础土样的水平;SON含量高峰期,潮土SON/TSN最高达80%以上,青紫泥也达60%。综上所述,潮土不仅在控水条件下具有很强硝化作用,在淹水条件下的硝化作用也不容忽视,因此氮肥在潮土中以硝态氮的形式流失的风险比青紫泥更值得关注;在SON含量高峰期,两种土壤的可溶性有机氮的流失风险也应予以重视。     

长期种植苜蓿对土壤氮素营养的作用

13年长期施肥和轮作试验结果表明，连续种植苜蓿对N肥、P肥、有机肥的配合施用（NPM）较单施P肥对提高土壤硝态氮（NO3^-N)含量水平有较好效果；而无论施肥与否，种植苜蓿对土壤深层NO3^-均造成不同程度的亏缺。苜蓿（NPM）连作较小麦（NPM）连作土壤NO3^--N利用率高；种植苜蓿对土壤铵态氮（NH4^ -N)分布影响与NO3^--N不同，深层土壤CK、NPM配施处理CK、NPM配施处理NH4^ -N含理明显高于施P和裸地处理，不同作物种植系统中以苜蓿连作土壤剖面中NH4^ -N含量最高。与其他轮作相比，苜蓿连作在提高土壤剖面供N能力方面有较好作用。     

农用地膜残留对土壤氮素运移及烤烟根系生长的影响

为了揭示不同残膜量对土壤硝态氮和铵态氮运移及烤烟根系生长的影响,设置 0（CK）、450 kg·hm^-2（T1）、900 kg·hm^-2（T2）以及1 350 kg·hm^-2（T3）四个残膜梯度,进行土柱淋溶试验和盆栽试验,测定土壤硝态氮和铵态氮含量以及烤烟根长、根表面积、根体积、平均根系直径、根尖数和干物质累积量等指标。结果表明,地膜残留对土壤养分运动产生阻滞作用,硝态氮和铵态氮的迁移明显减弱;随着残膜量的增加,烤烟根长、根表面积、根体积等根系形态参数逐渐降低,根系生长受到抑制。当残膜量高于900 kg·hm^-2时,对烤烟根部和地上部生长产生明显影响。因此,地膜残留会明显阻碍土壤养分的运移并制约烤烟的生长发育。     

有机物料对黑土氮素转化的影响

通过室内好气培养试验,研究了短期内添加不同有机物料对黑土氮素转化的影响。结果表明,与对照处理相比,添加2%和4%猪粪显著提高了土壤的铵态氮和硝态氮含量,猪粪添加量越高,土壤无机氮含量越高,且随着培养的进行逐渐上升。而添加2%和4%秸秆显著降低了土壤的铵态氮和硝态氮含量,秸秆添加量越高,土壤无机氮含量越低,且随着培养的进行逐渐下降。添加猪粪显著增加了土壤的净氮矿化量,而添加秸秆显著降低了土壤净氮矿化量,使无机氮发生了固定。有机物料氮矿化残留率随添加量的增加而增大,培养7天后猪粪有机氮的分解残留率要远小于秸秆。由此可见,有机物料对黑土氮素转化的影响因其种类和施用量的不同而异,实际农业生产中应合理施用。     

施氮量和土壤含水量对黑麦草还田红壤氮素矿化的影响

目标 氮素矿化是决定土壤供氮能力的重要生态过程,养分添加和水分在调节土壤的氮转化方面起着重要的作用。探讨施氮和土壤水分对黑麦草还田过程中土壤氮素矿化的影响有利于进一步优化红壤旱地作物生产的水肥管理。 【方法】 通过室内培养试验,研究了施氮量 (0、60、120 mg/kg) 和土壤含水量 (15%、30%、45%) 对红壤旱地黑麦草还田过程中土壤净硝化量、氨化量和氮矿化量的影响。 【结果】 土壤含水量15%时,施氮有利于提高黑麦草还田初期土壤净硝化量,施氮量120 mg/kg抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。在30%土壤含水量时,施氮量120 mg/kg明显抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。土壤含水量45%抑制了黑麦草还田初期不同施氮水平下土壤净硝化量,但增加了黑麦草还田91 d时土壤净硝化量,且施氮量60 mg/kg下的净硝化量显著高于120 mg/kg水平下的。土壤净氨化量在整个黑麦草还田过程中均为正值,且呈现多次升高-降低的往复动态变化。土壤净氨化量在三种土壤含水量下均表现为施氮条件下的显著高于不施氮处理。土壤含水量的增加有利于提高施氮量120 mg/kg下黑麦草还田初期土壤的氨化作用,但降低了黑麦草还田后期土壤净氨化量。相比不施氮,三个含水量条件下的施氮处理在黑麦草还田过程中的大部分阶段都显著增加了土壤净氮矿化量,土壤含水量30%条件下土壤净氮矿化量的变化最大。相比土壤含水量15%,30%含水量促进了黑麦草还田中期 (13～57 d) 土壤净氮矿化量的增加,45%含水量抑制了黑麦草还田后期 (73～91 d) 土壤净氮矿化量。 【结论】 红壤区旱地黑麦草还田时应合理施入化学氮肥 (60 mg/kg),在黑麦草还田初期保持较高的土壤含水量 (45%) 能够抑制土壤的氮矿化作用,还田中后期适当降低土壤含水量 (30%)有利于增加土壤氮素的矿化。      

不同供铵水平对番茄根系生长的影响

植物根系对各种养分供应高度敏感。本文以番茄为研究材料,采用整株和根部琼脂培养方法,研究不同浓度NH4+对根系生长的影响。结果表明：当整体供NH4+ 浓度大于0.5 mmol/L,主根长、侧根数和株高均随着NH4+ 的增加而变小,10 mmol/L NH4+ 几乎完全抑制了侧根形成。整体供NH4+ 对番茄生长的抑制效应大于相等浓度的NH4+ 仅供应于根部。而低浓度的NH4+ （10 ~ 100 mmol/L）供应于根部,在基本不影响主根长度的情况下,能显著增加侧根数量。依据所使用的NH4+ 浓度及不同的供NH4+方式,NH4+对番茄生长特别是侧根形成具有显著的抑制作用或促进效应。     

硝铵比例影响小白菜生长和叶绿素含量的原因探究

采用溶液培养试验研究了不同NO3-∶NH4+比例,分别为5.00∶0.00、3.75∶1.25、2.50∶2.50、1.25∶3.75和0.00∶5.00(mmol/L)对小白菜生长和叶绿素含量的影响及其原因。结果表明,1)与纯硝营养相比,NO3-∶NH4+为3.75∶1.25(mmol/L)时,小白菜具有最大的生物量、叶面积和叶片细胞分裂素含量;2)SPAD值、叶片可溶性蛋白质和活性铁含量均随着铵态氮比例的增加而增加;3)叶片细胞分裂素含量与叶面积、叶面积与生物量间的相关显著,相关系数(r)分别为0.97、0.95(P0.05);SPAD值与叶片可溶性蛋白质以及和活性铁含量之间的相关系数(r)分别为0.99和0.97(P0.05)。适当提高铵态氮比例可以增加小白菜叶面积可能是因提高了叶片细胞分裂素含量从而促进其扩展,进而影响生物量;提高铵态氮比例可以提高叶绿素含量,与提高了叶片蛋白质和活性铁的含量有关。     

尿素涂层对土壤渗出液NO_3~--N和NH_4~+-N的影响

采用盆栽试验方法,研究尿素涂层后施用于水田土壤其渗出液NO3--N和NH4+-N含量的变化情况。研究结果表明:与未涂层尿素相比,施用尿素涂层可使氮素释放变得平缓,土壤渗出液中NH4+-N和NO3--N浓度明显降低,有利于水稻生长对氮素的吸收利用;在等氮量条件下,施用涂层尿素处理的土壤渗出液中的NH4+-N浓度明显低于未涂层尿素处理,且尿素用量越低这一差异越明显,而土壤渗出液中的NO3--N浓度施入土壤后前10天涂层尿素低于未涂层尿素处理,而至第18天则表现出高于未涂层尿素处理的趋势;涂层处理土壤渗出液NO3--N和NH4+-N之和大都小于未涂层处理。     

铵硝比例对不同基因型小白菜硝酸盐积累影响机理研究

本研究以前期工作中筛选出的硝酸盐积累量存在显著差异的2个不同基因型小白菜品种为材料,在人工气候箱水培条件下研究了不同铵硝比例对小白菜硝酸盐积累量、硝酸还原酶活性（NRA）和硝酸盐吸收基因NRT1和NRT2的表达量的影响。结果表明,不同铵硝比例对小白菜硝酸盐积累量有显著影响,且存在基因型差异。四月慢对硝酸盐吸收、积累及同化利用的能力都强于华冠青梗菜,尤其是在高NO3- 比例处理时。与华冠青梗菜相比,四月慢对NO3- 的同化利用的能力更不易受铵硝比例的影响。NRT1和NRT2主要在根部表达,且NRT1的表达量显著高于NRT2,NRT1和NRT2的表达量变化规律只能在一定程度上解释小白菜不同基因型间硝酸盐积累量的差异,小白菜不同基因型品种间硝酸盐积累量差异的机理还需要进一步研究。     

铵硝营养对水稻氮效率和矿质养分吸收的影响

NH_4~+和NO_3~–是对植物有效的两种主要无机氮源。水稻一般被认为是偏好NH_4~+的植物,但是在NO_3~–条件下,水稻也能良好地生长。大多数关于水稻铵硝营养的报道是在pH 6.0左右的水培条件下开展的,但是对于酸性条件下水稻铵硝营养研究很少。随着土壤酸化的加重及一些边际酸性土壤被用作水稻种植,研究酸性条件下水稻的铵硝营养具有重要意义。本文采用水培试验,在pH 5.0的条件下,通过添加和不添加pH缓冲剂MES(2-(N-吗啡啉)乙磺酸),研究了NH_4~+和NO_3~–对水稻生长、氮效率和矿质养分(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn)吸收的影响。结果表明,在不添加MES的条件下,水稻地上部生长(株高、叶绿素含量、干重)在NH_4~+和NO_3~–之间没有显著差异,而添加MES后,NH_4~+处理的水稻地上部生长优于NO_3~–。不管是否添加MES,NO_3~–处理的水稻地下部生长(根长、根表面积和根物质量)优于NH_4~+。水稻含氮量和氮利用效率在不同NH_4~+和NO_3~–处理之间没有显著差异,但是NH_4~+处理的水稻氮吸收效率高于NO_3~–。与NO_3~–相比,NH_4~+增加了水稻地上部P和Fe含量,而降低了水稻地上部Ca、Mg、Zn、Cu和Mn含量,对K含量影响较小。上述结果表明,NH_4~+有利于改善水稻地上部生长,提高氮吸收效率、地上部P和Fe含量,而NO_3~–则有利于水稻发根,提高地上部Ca、Mg、Zn、Cu和Mn含量。     

The influence of N concentration and NO3/NH4 ratio on the growth of lima and snap bean and southern field pea seedlings

Abstract

Lima and snap beans and southern field peas were cultured in a modified Hoagland's solution for 14 days with N supplied as Ca(NO₃)₂ and/or (NH₄)₂SO₄ at three N concentrations and five ratios of NO₃ to NH₄. The ratio of NO₃/NH₄, rather than the N concentrations influenced seedling growth of these vegetable legumes. Maximum seedling growth of lima bean was generally obtained with all combinations of NO₃ and NH₄. A preference for 75% NO₃ and 25% NH₄ was observed for snap bean. Southern field pea growth was reduced only when all of the N was supplied as 100% NH₄. Ammonium toxicity symptoms, lesions and severe wilting, developed with snap bean and southern field pea within 14 days when cultured with 100% NH₄. Lima bean, though reduced in growth, exhibited a tolerance to the 100% NH₄ treatment.     

Effect of NO3:NH4 ratio and light intensity on nitrogen partitioning in pepper plants

Pepper plants were hydroponically grown in a growth chamber with two levels of light intensity (300 and 240 w/m²) and two NO₃:NH₄ ratios (100:0 and 80:20). Plants grown with both N forms (80:20) under high light regime displayed greater concentrations of free NH₄, organic soluble N and insoluble N than NO₃, treated plants, this effect was more pronounced for stem, petioles and root. By contrast, nitrate‐ammonium fed plants with light reduced over 25% presented similar concentrations of organic N (soluble and insoluble) as compared to plants supplied with NO₃ as sole source of N, however, the amount of free NH₄ in stem and root was increased. Results indicat that NH₄ supplied at low concentration was more deletereous for pepper plants grown under high light conditions, when light was reduced, plants presented an alleviation of toxic effect of NH₄ supply. Finally, nitrogen use efficiency is related to form of N nutrition and the light supplied to crop.     

Effect of the NH4/NO3 ratio on GS and PEPCase activities and on dry matter production in wheat

Previous experiments have indicated that under greenhouse and hydroponic conditions, spring wheat (Triticum aestivum L.) produces higher yields, more tillers and dry matter when supplied with mixtures of NH₄ and NO₃ than when supplied with only one of them. The goal of this study was to evaluate the effect of selected ammonium and nitrate mixtures on dry matter yield, content of soluble protein, and phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPCase) and glutamine synthetase (GS) enzymatic activities. Cultivar ‘Salamanca’ wheat plants, 21 days old, were grown in one of five solutions containing one of the following: 7/0, 5/2, 3.5/3.5, 2/5 or 0/7 meq l^‐1 of NH₄NO₃.

After two weeks of treatment applications, the highest dry matter production in both roots and shoots of the 35‐day‐old plants was observed in plants receiving the 2/5 NH₄/NO₃ ratio. The same response was observed on the accumulation of soluble protein and the potential activity of PEPCase. The specific activity of PEPCase was related to the plant applications of ammonium.

Treatments 3.5/3.5 and 2/5 NH₄/NO₃ ratio enhanced leaf GS activity between 28 and 57 days, and it was consistently 300–500% higher than root activity during the same period. Dry weight of the leaves, stems and grain showed the highest yields with those treatments at the physiological maturity of grains (105 days).     

土壤生物消毒对土壤改良、青枯菌抑菌及番茄生长的影响

针对目前作物集约化和单一化种植所造成的土壤连作障碍以及退化问题,通过土壤培养试验和田间试验研究了土壤生物消毒(土壤中添加2%的米糠、麦麸、茶籽麸后覆盖塑料薄膜,以不添加物料不覆盖为对照)对土壤特性、防控青枯病、番茄生长及产量和品质的影响,以期为土壤生物消毒法的理论研究和实践应用提供参考。结果表明,与对照相比,不同土壤生物消毒处理均能显著提高土壤温度、pH和电导率,降低土壤Eh,显著减少土壤中97.27%~99.14%青枯菌数量;同时显著增加土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量,而对全磷和全钾影响不显著。不同土壤生物消毒处理能显著降低青枯病发病率29.41%~42.65%。此外,土壤生物消毒显著提高番茄叶片F_v/F_m,对光合参数净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度影响不显著;显著增加番茄株高(16.90%~29.15%)和产量(41.41%~56.25%);果实糖酸比、可溶性糖含量也有所增加。以添加麦麸的生物消毒在提高pH、防控青枯病及提高产量的效果最佳。综合来看,作为一种非化学土壤消毒方法,土壤生物消毒在改良土壤、防控土传病害青枯病和促进番茄生长方面表现出较好的优势,值得推广应用。