施钾对花生积累氮素来源和产量的影响

利用盆栽试验和15N示踪技术,研究了不同施钾量对花生吸收土壤氮、肥料氮、根瘤固氮量及比例和产量的影响.结果表明,不同施钾处理花生氮素均主要积累在籽仁中,但随着施钾量的增大,花生各器官中茎的含氮量增加幅度最大,果壳的含氮量增加幅度最小.适当增施钾肥可以提高各器官含氮量和15N丰度、氮素和15N积累量,促进花生植株对3种氮源的吸收利用,尤其对籽仁生物量(经济产量)的影响最大.吸收土壤氮的比例在38.29％ ～ 45.10％之间,吸收肥料氮的比例在12.37％～13.40％之间,吸收大气氮的比例在42.53％ ～48.31％之间.适量增施钾肥提高了吸收肥料氮和根瘤固氮的比例,降低了吸收土壤氮的比例,提高了肥料氮的利用率,但过量施钾效果降低.     

大豆植株苗期至结荚初期对肥料氮的吸收与分配

采用砂培与15N分阶段标记的方法,研究了苗期至结荚初期大豆植株对氮素的同化吸收,尤其是肥料氮在不同器官和节中的积累与分配。结果表明:(1)苗期至结荚初期大豆植株氮素积累量逐渐增加,由标记试验Ⅰ的64.08g/plant逐渐增加到标记试验Ⅴ的307.17mg/plant;(2)不同器官中肥料氮积累存在差异,叶是苗期至结荚初期肥料氮积累的主要器官,所占比例为55.2%,根系次之为25.9%,茎最小为18.9%;(3)苗期至结荚初期肥料氮积累量和所占比例逐渐减小,而根瘤固氮则逐渐增加,其中苗期至盛花期肥料氮是大豆植株氮素主要来源,盛花期以后以根瘤固氮为主;(4)不同成长程度叶对肥料氮的积累存在差异,表现为成长中叶>新生叶>成熟叶;(5)新生茎叶氮素构成随全株氮素构成的变化而变化,苗期至初花期以肥料氮为主,初花期至结荚初期根瘤固氮逐渐转为主体。     

大豆鼓粒期对肥料氮的吸收与分配研究

采用15N分阶段标记的方法,研究了鼓粒期间大豆植株对氮素的同化吸收,尤其是肥料氮在各器官中的积累与分配。结果表明:1)5次标记试验期间积累的氮素总量为291.4 mg/plant,占标记试验Ⅴ结束时(鼓粒末期)大豆植株氮素积累总量的48.9%,说明鼓粒期间的氮素积累对于大豆氮素积累具有重要作用;2)从鼓粒始期到鼓粒末期,大豆植株氮素阶段积累量急剧降低,由标记试验Ⅰ的109.5 mg/plant下降到标记试验Ⅴ的19.6 mg/plant;3)鼓粒期大豆植株所吸收的氮素主要来自根瘤固氮,该部分氮占总同化量的67.4%,而肥料氮只占32.6%;4)根瘤固氮和肥料氮的同化量均随着鼓粒进程的推进而下降,分别由标记试验Ⅰ的67.5和42.0 mg/plant下降到标记试验Ⅴ的10.8和8.8 mg/plant;5)5次标记试验中,不同器官中肥料氮的积累量均表现出一致的规律性,为子粒叶片茎根系荚皮,并且分配到子粒中的肥料氮比例是逐渐增加的,由标记试验Ⅰ的27.9%增加到标记试验Ⅴ的85.0%。     

水稻根系形态与氮素吸收累积的相关性分析

【目的】氮肥过量施用,不仅造成氮肥大量流失,还增加了农业生产成本,对生态环境带来了巨大的威胁。水稻根系形态作为影响养分吸收和利用的主要因素之一,明确其与氮素吸收累积的相关性是提高氮素利用效率、降低环境污染的有效途径。【方法】利用营养液培养方法,研究了 55 个水稻品种在 NH₄+-N 和 NO₃–-N 供应条件下苗期植株生物量、氮含量和氮素累积量及其与根系形态指标的相关性。【结果】在 NH₄+-N 培养下,水稻营养指标与根系形态指标的相关性高于其在 NO₃–-N 培养下的相关性。在相同供氮水平下,供应 NH₄+-N 的水稻苗期平均生物量为 55.77 mg/plant,比供应 NO₃–-N 的量高 4.94 mg/plant;水稻苗期平均氮含量为 4.22%,比供应 NO₃–-N 的高 0.72%;水稻苗期平均氮累积量为 1.91 mg/plant,比供应 NO₃–-N 的苗期平均氮累积量高 0.67 mg/plant。在 NH₄+-N 和 NO₃–-N 两种氮素形态培养条件下,水稻根系形态指标品种间根尖数变异系数最大,平均根系直径变异系数最小。总根体积、总根面积、总根长、分枝数四个形态指标与植株生物量、植株氮含量、植株氮累积量相关性最为显著,且相关系数 (r) 呈总根体积 > 总根面积 > 总根长 > 分枝数的规律。在 NH₄+-N 培养下的水稻营养指标与根系形态指标的相关性要高于其在 NO₃–-N 培养下的相关性。【结论】水稻苗期总根体积、总根面积、总根长、分枝数可作为水稻氮高效评价的重要指标。     

氮肥对大豆结瘤固氮、籽粒产量和蛋白质含量的影响

【目的】合理施用氮肥不仅可提高大豆结瘤固氮能力,还可减少农业污染,实现大豆生产的高产优质高效。研究施氮时期和施氮量对大豆结瘤固氮、产量及蛋白质含量的影响,为大豆高产优质提供理论基础及科学依据。【方法】采用盆栽试验,供试大豆品种为‘东生35’,试验设2个氮肥施用时期(V2期和R1期)和3个氮肥施用量[N 0、5、100 mg/(kg,土)],表示为N0、N5和N100。在大豆R2期(盛花期)和R5期(鼓粒期)取样分析了地上部干物质积累量、根瘤数量、根瘤干重和固氮酶活性。在R8期(成熟期)调查了大豆籽粒产量和蛋白质含量。【结果】施氮时期和施氮量对大豆地上干物质积累、结瘤和固氮能力均有显著影响。不论是V2期还是R1期施氮,大豆地上部干物质积累量均随着施氮量的增加而增加,而根瘤干重、数量则呈降低的趋势。R1期施氮条件下,N100处理的大豆盛花期根瘤数量和根瘤干重比N0分别下降了42.3%和32.8%,而固氮酶活性则均以N5处理最高;V2期施氮条件下,N5处理的大豆固氮酶活性在R2期和R5期较N0处理分别增加15.3%和27.1%。大豆籽粒产量和蛋白质含量均以N5处理最高,籽粒蛋白质含量较N0处...     

氮锌配施对冬小麦产量及土壤氮素转化相关酶活性的影响

  【目的】  锌(Zn)能够促进冬小麦对氮(N)素的吸收利用。研究氮锌配施对冬小麦土壤氮素形态转化及相关酶活性的影响,有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收利用氮的可能机制,为通过合理施肥提高冬小麦产量和品质提供理论依据。  【方法】  以‘郑麦379’为试材进行壤质潮土培养试验,设置CK (不施N和Zn)、Zn (施Zn 10 mg/kg)、N (施N 0.2 g/kg)、N+Zn (施N 0.2 g/kg+Zn 10 mg/kg) 共4个处理,分析了冬小麦产量及产量构成要素,测定4个生育期植株各部位N、Zn含量,土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量及土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、脲酶和蛋白酶活性。  【结果】  与CK相比,Zn、N及N+Zn显著提高了冬小麦每盆穗数、穗粒数和籽粒产量,提高了不同时期小麦根、茎叶、穗和籽粒中N、Zn含量,且N+Zn处理的提高幅度明显高于Zn和N处理。随着冬小麦生育期的延长,各处理下土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量有所降低,亚硝酸还原酶和脲酶活性有所提高,蛋白酶活性有所降低。N和N+Zn处理能显著提高土壤NO₃–-N含量,且N+Zn在冬小麦生育后期提高土壤NO₃–-N含量的幅度显著高于N处理。Zn、N及N+Zn处理能显著提高冬小麦生育后期土壤NH₄+-N的含量,且N+Zn处理提高的幅度高于Zn处理。Zn处理显著降低了拔节期后土壤硝酸还原酶活性,N及N+Zn处理降低了小麦生育后期土壤硝酸还原酶活性,且N+Zn降低硝酸还原酶活性的程度高于N处理;Zn、N和N+Zn处理均降低了土壤亚硝酸还原酶活性;Zn和N处理显著降低拔节期土壤脲酶的活性,但Zn、N和N+Zn处理均显著提高了土壤蛋白酶活性。  【结论】  氮锌配施提高冬小麦籽粒产量,促进冬小麦吸收土壤氮素,这是由于氮锌配施提高了土壤脲酶和蛋白酶活性,促进了土壤有机氮向铵态氮及铵态氮向硝态氮的转化,同时降低了冬小麦生育后期土壤硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性,抑制了硝态氮的反硝化作用,从而提高了土壤中可供冬小麦吸收的铵态氮和硝态氮含量。     

施磷对花生积累氮素来源和产量的影响

利用盆栽试验和15N示踪技术,研究了不同施磷量对花生吸收土壤氮、肥料氮、大气固氮量及比例和产量的影响,并探讨其原因,可为花生生产中科学施肥提供理论依据和技术指导。结果表明,花生根系干物重和根系活力随着施磷量的增加而增大,根瘤数和根瘤鲜重均随着施磷量的增加而增多,植株各器官含氮量和15N丰度均随着施磷量的增加而增加,成熟期各器官氮素积累量和15N积累量均表现为随着施磷量的增加而增加。花生吸收肥料氮的比例在11.34%~12.69%之间,吸收土壤氮的比例在33.95%~47.75%之间,吸收大气氮的比例在40.90%~53.36%之间,增施磷肥减小了吸收土壤氮的比例,增加了吸收肥料氮和大气氮的比例。花生氮肥利用率在34.65%~47.53%之间,氮肥土壤残留率在31.42%~36.00%之间,氮肥损失率在21.05%~29.35%之间。氮肥利用率随着施磷量的增加而增大,而氮肥土壤残留率和损失率均随着施磷量的增加而减少。综上所述,增施磷肥由于显著提高了花生根系干物重、根系活力和根瘤数及根瘤鲜重,促进了花生植株对肥料氮的吸收和对大气氮的固定,进而提高了植株体氮素含量,促进植株生长发育,最终增加产量。     

氮素营养水平对大豆氮素积累及产量的影响

以“东农47”为试材,采用15N 标记的 (NH4)2SO4作为氮源,利用砂培方式研究了氮素营养水平对大豆氮素积累及产量的影响。结果表明,随外源氮水平增加,大豆植株氮素积累量和产量呈先增加后降低的变化趋势,当营养液氮浓度为50 mg/L时,植株氮素积累量和子粒产量最大。在 R4和 R5 期补充氮肥的供给明显增加植株对氮的积累,并能显著提高大豆产量。大豆生长需要一定量的“启动氮”,“启动氮”的作用维持到V3期对大豆氮的积累和产量形成效果最好。随外源氮水平增加,大豆吸收外源氮的比例增加,根瘤固氮所占比例降低,外源氮和根瘤固氮积累量随外源氮水平增加呈先增加后降低的变化趋势。当氮浓度为100 mg/L时,有利于植株对外源氮的吸收,当氮浓度为50 mg/L时,有利于根瘤固氮的积累,“启动氮”的作用维持到V3期根瘤固氮的积累明显增加; 在R4和R5期补充外源氮的供给可以显著增加对外源氮利用,以R5期效果最好。     

春大豆生长中对不同氮源的吸收利用

利用15N示踪技术和框栽方法,对大豆不同生育期(苗期V4,初花期R1,盛花期R2,结荚初期R4,鼓粒期R5,成熟期R6,收获期R8)各部位及全株氮素来源进行系统的研究。结果表明,在大豆生育前期土壤氮和肥料氮是根、茎、叶片氮素的主要来源,在生育后期根瘤固氮开始增加;随生长大豆荚果氮素中土壤氮所占比例逐渐减小,根瘤固氮所占比例逐渐增加,并在收获期(R8)达到总量的70.6%,肥料氮所占比例一直很低。苗期至初花期(V4~R1)是无机氮营养期,大豆主要依靠土壤氮和肥料氮;初花期至鼓粒期(R1~R5)是无机氮营养与根瘤固氮并行期,既依靠土壤氮和肥料氮,又有根瘤固氮的供应;鼓粒期至收获期(R5~R8)是根瘤固氮营养期,主要依靠根瘤固氮。     

供氮水平和稳定性对苹果矮化砧M9T337幼苗生长及 15N吸收、利用的影响

【目的】 研究氮素供应水平及稳定性对苹果幼苗生长及氮素吸收特性的影响,可以深化理解苹果对氮素供应的响应生理机制,为果树生产科学供氮提供理论依据。 【方法】 以M9T337矮化自根砧苹果幼苗为供试材料进行水培试验。设置营养液中NO₃–-N浓度不足、适宜、过量三个水平 (NO₃–浓度为依次为0.5、5、25 mmol/L)。苹果幼苗先在三个浓度的培养液中培养10 d,在此基础上,增设培养液NO₃–-N浓度从不足变过量处理 (N1)、从过量变不足处理 (N2)、持续适宜供氮处理 (N3)、持续不足处理 (N4) 及持续过量处理 (N5),苹果幼苗继续生长10天,总培养时间为20天。测定了苹果幼苗生物量、根系形态和NO₃– 流量大小,根系和叶片硝酸还原酶活性和硝态氮含量,以及15N吸收利用。 【结果】 供试苹果幼苗处理20 d后,以稳定适量供氮处理N3的生物量最大,持续不足供氮处理N4最小,N1处理地上部干重增幅最高;N3处理根系总长、总表面积最大,根尖数最多,N4处理次之,N5处理最小。N2处理两次取样间隔内增幅最大,其根系总长及总表面积分别增加了31.5%和34.9%;NO₃–-N浓度变换1 d后,N1处理根系NO₃–吸收流量最大,为46.37 pmol/(cm2·s),和N3处理间无显著差异。NO₃–-N浓度变换10 d后,N3处理根系NO₃–吸收流量显著高于其他处理,N5处理变为外排,N1处理较NO₃–-N浓度变换1 d时降低了62.0%;各器官Ndff值、植株总氮量及15N吸收量均以N3处理最高,N4处理最低,N1处理增幅最大;处理第11 d,N5处理根系和叶片硝态氮含量最大,和N3处理间无显著差异。处理第20 d,N3处理叶片硝态氮含量比N5处理低13.42%,差异达显著水平;N5处理叶片硝酸还原酶活性在处理12 d后显著低于N3处理,处理20 d时,叶片硝酸还原酶活性大小为N3 > N1 > N5 > N2 > N4。 【结论】 供氮不足限制幼苗氮素吸收,供氮过量导致氮素同化及根系生长受抑,均不利于苹果幼苗生长。适宜且稳定的供氮可以保持较高的NO₃–吸收速率和Ndff值,逐渐提高叶片NR活性,促进体内硝态氮同化,达到对氮素的高效吸收利用,实现苹果幼苗最适生长。      

不同氮素形态对干旱胁迫杉木幼苗养分吸收及分配的影响

【目的】干旱胁迫是限制植物生长的重要非生物因素之一,而适宜的氮素营养可以提高植物的抗旱性。本文探讨了供应不同形态氮源对干旱条件下杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook]幼苗养分吸收及分配的影响。【方法】采用水培试验,供试杉木材料为2个无性系幼苗(7–14号和8–8号),在营养液中添加10%(w/v)PEG-6000进行干旱胁迫。营养液中的氮源处理包括硝态氮、铵态氮、硝铵混合氮,氮素浓度均为4.571mmol/L,每个品种均设6个处理。培养20天后,测定了杉木幼苗根、茎、叶的养分含量及生物量。【结果】与正常水分供应相比较,干旱胁迫条件下供应铵态氮可促进叶片N、K以及茎叶P、K的吸收,供应混合氮可促进根部K的吸收;供应铵态氮可促进根、茎对Ca的吸收,对叶片Ca无明显作用。干旱胁迫对根部Fe、Mn、Cu、Zn吸收量影响显著,氮素供应不同程度地降低了干旱胁迫下各器官Mg、Fe、Mn和Cu吸收量,表现为抑制吸收,但添加铵态氮比硝态氮的降低幅度小。3个氮源处理均降低了干旱条件下根部Zn吸收量,但没有降低甚至增加了茎、叶中Zn的吸收量,说明氮营养可调节Zn在各器官间的分配,缓解干旱导致的缺锌现象。不同器官之间各养分吸收量差异显著,3个氮源处理中,N和P吸收量表现为叶>根>茎,K和Ca为叶>茎>根,Fe、Cu为根>叶>茎,Mg、Mn和Zn在各器官之间的分配规律不一。铵态氮吸收量均表现为叶>根>茎,且各器官铵态氮吸收量显著高于硝态氮,说明杉木具有明显的喜铵特性。【结论】在干旱胁迫下,氮素供应形态显著影响杉木幼苗对养分的吸收及在各器官中的分配,作用效果因家系品种和元素种类而异。总体来讲,铵态氮提高干旱胁迫下杉木幼苗养分吸收的效果好于硝态氮,杉木可以认为是喜铵植物。     

连续三年减施氮肥对潮土玉米生长及根际土壤氮素供应的影响

【目的】我国北方农业生产中氮肥过量施用现象较普遍,冬小麦?夏玉米轮作体系是当地主要种植方式。研究轮作体系氮肥减施对玉米产量、氮肥利用率、根系形态及根际中无机氮特征的影响,为集约化农业生产体系中氮肥合理施用提供支持。【方法】选择河北衡水潮土试验点冬小麦?夏玉米轮作体系,连续开展了三年田间试验,小麦收获后免耕播种夏玉米。冬小麦季设置N 0、180、225、300 kg/hm2四个氮肥用量处理,其夏玉米季相应氮肥用量依次设置为N 0、144、180和240 kg/hm2,为不施氮肥、减施40%、减施25%和习惯施氮量处理。分别在玉米生育期的苗期、大喇叭口期、灌浆期及收获期在处理小区随机选植株5株,测定玉米籽粒产量、地上部氮含量、氮累积量及根际土壤中无机氮等指标,利用WinRHIZO根系分析系统分析获取根长、直径等数据。【结果】与N240 处理相比,N144、N180处理连续三年的玉米籽粒产量、地上部含氮量与氮累积量、根系长度与直径、根际土壤硝态氮与铵态氮含量均未受到明显影响,而氮肥利用率显著提高,农田氮素表观损失降低。三季N0、N144和N180处理的夏玉米籽粒产量、非根际土壤硝态氮和铵态氮含量出现下降。除2008年大喇叭口期之外,三季玉米所有生育时期中,施用氮肥处理的夏玉米根际土壤硝态氮含量明显低于非根际土壤。2008年玉米抽雄期,根际土壤中铵态氮含量显著高于非根际土壤,而在收获期,根际土壤铵态氮含量比非根际土壤明显降低。同一生育期,氮肥减施未明显降低根际土壤铵态氮含量。2008和2009年两季玉米籽粒产量均与大喇叭口期以后地上部氮累积量呈显著正相关,而2010年只与苗期和成熟期显著相关。2009年玉米根际硝态氮含量均与玉米产量呈正相关,生育后期呈极显著正相关关系,而除大喇叭口期非根际土壤硝态氮含量与玉米籽粒产量不相关外,其他生育期的非根际土壤硝态氮含量均与籽粒产量显著相关。【结论】在华北小麦–玉米轮作种植体系下,在土壤肥力水平较高地区,连续三年减氮 25% 甚至 40%,未显著改变夏玉米根系形态及根际无机氮供应水平,氮肥利用率显著提高,但非根际无机氮供应水平和籽粒产量有下降趋势。因此,在河北高肥力地区小麦?玉米轮作下短期减少氮肥用量可行,持续减施还需进一步研究。     

不同干湿交替灌溉与氮肥形态耦合下水稻根系生长及功能差异

【目的】适宜的灌溉方式及氮肥管理是水稻高产高效的有效途径,大多数研究集中于地上部分及产量品质的形成,而对于根系形态生理及其与产量之间的关系研究还不够深入。本文探讨了干湿交替灌溉方式与氮肥形态耦合对水稻根系形态、生理及代谢的影响,探索干湿交替灌溉与氮肥形态耦合机理,为水稻高产及根系生理提供理论依据。【方法】试验于2016和2017年在河南科技大学试验农场进行,以徐稻3号为材料,供试土壤土质为黏壤土,采用灌水方式和氮肥形态二因素随机试验,设置CK [浅水层灌溉(0 kPa)]、WMD[轻度干湿交替灌溉(–20 kPa)]和WSD[重度干湿交替灌溉(–40 kPa)] 3种灌溉方式。氮肥供应设置铵态氮∶硝态氮三个混合比例处理:100∶0、50∶50 (即1∶1)、0∶100,由硫酸铵、硝酸铵和硝酸钠提供氮源。在分蘖盛期、穗分化始期、抽穗期和成熟期采样,以水稻茎基部为中心,挖取20 cm (长)×20 cm (宽)×30 cm (深)的土块测定干湿交替灌溉和氮肥形态处理的水稻根长、直径、表面积、体积、根尖数等根系形态指标、根系氧化力,采集根系伤流液分析其中氨基酸、蛋白质、可溶性糖含量以及在成熟期测定产量和产量构成。【结果】灌溉方式与氮肥形态之间存在显著的互作关系。WMD与铵硝1∶1耦合后水稻产量最高,达到1015.8 g/m^2,为本试验的最佳互作组合模式。WMD下,铵硝1∶1处理主要生育时期的根长显著增加了10.6%~17.0%,平均根直径增加了3.98%~25.25%,根体积增加了5.27%~26.40%,根表面积增加了6.27%~25.19%,提高了根尖数、根系伤流液中氨基酸、蛋白质、可溶性糖的含量,促进了根系的碳氮代谢和对养分、水分的吸收。WSD降低单位面积穗数及每穗粒数,显著降低水稻产量,铵硝100∶0处理平均降低38.20%、铵硝1∶1平均降低29.94%、铵硝0∶100平均降低35.0%,减少了根系长度,降低根体积、根表面积、根尖数,抑制根系活力及伤流液中物质的合成,不利于根系功能的维持。不同水分条件下氮肥形态对根系的影响不一,CK下,100%NH4^+处理根长及根系活力提高,而在WMD下,硝铵1∶1处理改善根系形态、提高根系活性,促进根系碳氮代谢,100%NO3^–处理不利于根系生长及根系功能的维持。水稻根长、根体积、根表面积、根尖数、根系活力与产量呈显著或极显著的正相关关系。施用100%NO3^–处理单位面积穗数下降,产量降低明显。【结论】轻度适宜的干湿交替灌溉配合施用一定比例的铵硝混合氮肥可以充分发挥水肥的耦合效应,促进强健根系形态的建成,提高根系的碳氮代谢及养分吸收利用,从而促进水稻的高产稳产。     

外源ABA提高甘蓝型油菜抗镉胁迫能力和氮素生理利用效率

  【目的】  植物脱落酸 (ABA) 可调节植物生长、种子休眠和叶片衰老,还可对非生物胁迫作出反应。比较添加外源ABA前后镉 (Cd) 胁迫下甘蓝型油菜的生理反应,可深化对脱落酸提高作物抗性和氮素生理利用效率作用机理的认识。  【方法】  供试甘蓝型油菜品种为814号,试验设3个处理:正常培养 (CK)、10 μmol/L CdCl₂ (Cd) 和5 μmol/L ABA + 10 μmol/L CdCl₂ (A + Cd)。在处理4天后,观察甘蓝型油菜表型,测定脯氨酸及丙二醛 (MDA) 含量、Cd含量、硝酸盐和铵盐含量以及硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性等相关指标。  【结果】  与Cd处理相比,A + Cd处理甘蓝型油菜新叶SPAD值提高了1.1倍,根部脯氨酸含量增加了29.0%,MDA 含量降低了48.3%。外源ABA的添加会抑制甘蓝型油菜对Cd的吸收,降低甘蓝型油菜地上部和地下部Cd含量,减小Cd对甘蓝型油菜的毒害作用,影响甘蓝型油菜对NO₃–的吸收,降低油菜体内的总氮含量。与Cd处理相比,A + Cd处理甘蓝型油菜根部NR活性显著提高82.8%,更多的NH₄+分配到了地上部,地上部GS活性升高了32.1%,增强了甘蓝型油菜体内的氮同化和代谢过程,氮素生理利用效率显著提高了17.2%。  【结论】  外源ABA的添加可降低Cd的吸收量,提高氮代谢相关酶活性,促进脯氨酸的合成和降低丙二醛的生成,进而增强甘蓝型油菜对Cd的抗性,增强甘蓝型油菜体内氮同化和代谢的过程,并提高甘蓝型油菜的氮素生理利用效率。     

不同氮效率木薯品种根系形态、构型及氮吸收动力学特征

【目的】比较分析低氮 (N) 条件下不同氮效率木薯品种的根系形态、构型及吸收动力学变化,以阐明木薯氮高效吸收机制,为指导木薯生产和木薯品种选育提供理论基础。【方法】于2015年在广西大学国家重点实验室温室大棚内进行了试验。盆栽试验采用双因素 (品种 × 氮水平) 区组设计。供试木薯品种包括氮高效品种华南10号 (SC10) 与氮低效品种华南205(SC205)。氮水平包括不施氮 (N0) 和施N 55.2 mg/kg土 (N1)。每盆装10 kg土,种植1株幼苗。木薯出苗60天后,取出并洗净根系,利用根系扫描仪EPSON2000进行根系图像采集,利用WinRHIZO PRO根系分析软件分析图片,获得根系形态指标。将整株植株分成根、茎、叶三个部分,测量干重和氮含量。根系分层试验在大型根系观测系统中进行。吸收动力学试验采用改进常规耗竭法,并比较分析了木薯根系形态、根系构型特征及硝态氮吸收动力学参数差异。【结果】N1和N0条件下,氮高效品种SC10生物量和氮素积累量均显著高于氮低效品种SC205(P < 0.05)。N0条件下,SC10的整株生物量降幅为37.4%,SC205的降幅为69.4%,品种SC10的降幅显著低于SC205 (P < 0.05);SC10的根、茎、叶和全株氮积累量均显著高于SC205,全株氮积累量为SC205的152%。与N1相比,N0处理的木薯品种SC10总根长、根系表面积和细根根长的降幅分别为11.0%、10.0%和20.4%,SC205的降幅分别高达35.9%、27.7%和50.2%,两个品种下降幅度差异显著 (P < 0.05)。低氮诱导木薯根系分布下移,SC10根系呈上宽下窄三角形,最深可达180 cm土层;SC205根系呈椭圆形,最深达130cm土层。氮素吸收动力学试验结果发现SC10、SC205的Km分别为3.27和7.87 mmol/L,表明SC10根系对NO₃–的亲和性更高。【结论】氮高效品种SC10的根系对硝态氮的亲和力 (Km) 几乎是氮低效品种SC205的两倍。在氮素胁迫条件下,氮高效品种可形成优于氮低效品种的根系构型,特别是根系的总根长、根系表面积和细根根长的下降幅度显著小于氮低效品种,是有效缓解氮胁迫的重要原因。     

基于15N示踪的库尔勒香梨园氮素去向研究

【目的】研究库尔勒香梨对15N肥料的利用、转移规律,探讨肥料在土壤和树体之间的氮素循环过程。【方法】采用15N同位素示踪技术,以6年生库尔勒香梨为供试材料,在新疆维吾尔自治区库尔勒市恰尔巴格乡下和什巴格村5队进行田间微区试验,每株均匀施入普通尿素N 667 g与 15N-尿素N 10 g,其中60%在果树萌芽前施用,剩余40%在膨果前期追施。分析库尔勒香梨从萌芽前期至果实成熟期氮素利用、土壤氮素残留及氮素气态损失特征。【结果】1) 随着生育时期推移,库尔勒香梨树体的生长中心不断变换,盛花期至新梢旺长期,树体的生长由根转换为叶和根两个中心;在果实膨大期和果实成熟期,则转化为根、果实和叶三个中心。库尔勒香梨氮肥利用率随生育期的推进而不断提高,在果实成熟期达到最大为18.5%。2) 0—120 cm土壤剖面中NO₃?-N和NH₄+-N残留量随着土层深度的增加逐渐减少,0—60 cm土层残留量显著高于60—120 cm土层。随着生育期推移,土壤剖面中NO₃?-N和NH₄+-N残留率不断减小,在果实成熟期残留率最低,分别为13.9%和8.41%,无机氮残留率为22.31%。3) 土壤氮素损失中,氨挥发和N₂O排放量仅为总损失量的4.19%,其中主要以氨挥发为主。【结论】氮肥回收率随生育期的推进 (除果实膨大期) 不断减小,于果实成熟期达到最小为41.0%;损失率与回收率趋势相反,在果实成熟期损失率高达59.0%。萌芽前期至果实成熟期氮肥去向表现为氮肥损失 > 土壤残留 > 树体吸收。     

氮素亏缺对苹果愈伤组织硝态氮吸收及同化的影响

【目的】研究硝态氮亏缺对苹果叶片愈伤组织生长及硝态氮吸收同化的影响,了解苹果愈伤组织对硝态氮亏缺的响应机制,为进一步研究缺氮处理影响愈伤组织生长发育的分子机理提供理论依据。【方法】以‘嘎拉3’组培苗叶片愈伤组织为试材进行组培试验,设置培养基中NO₃–-N亏缺和适宜两个水平 (NO₃–-浓度分别为0 mol/L和0.039 mol/L)。选取叶龄一致的功能性叶片,用灭菌手术刀片沿垂直叶脉方向划伤叶片并切除叶柄和叶尖,叶背向上平铺于MS分化培养基,暗培养3天然后转至光下7天,将长出愈伤组织的叶片分别转移至MS正常分化培养基 (CK) 和MS NO₃–-N亏缺分化培养基 (T,用NH₄Cl、KCl分别代替MS中的NH₄NO₃、KNO₃),培养3周。在转板第0、1、3、7、14、21天分别取叶片伤口处的愈伤组织,观察其细胞形态,测定硝态氮含量、NO₃–流速、氮素同化酶活性和氮素同化酶基因相对表达量。【结果】苹果愈伤组织经NO₃–-N亏缺处理1天后,细胞体积变小,间隙变大,排列疏松,7天后细胞变形,排列无规则。愈伤组织中硝态氮含量在处理7天时达到峰值,为1.54 mg/g,显著高于对照,最大降幅出现在7天后,为13.64%。NO₃–-N亏缺处理前,NO₃–吸收速率最大,为22.38 pmol/(cm2·s),处理1天后降幅为84.1%,处理至7天时,NO₃–已经由吸收变为外排,逆差为24.45 pmol/(cm2·s)。NR活性在处理至7天时无显著变化,7天后快速增加,增幅为19.26%。NiR活性在处理至14天时,无显著性差异,14天后上升幅度为21.83%,缺氮处理1天后,GS活性最低,为0.22 U/g,7天后稍有增加,增幅为22.9%。处理组GOGAT活性在第3天时最低,为0.088 U/g,随后酶活性增加并保持稳定,但是仍低于对照组。处理组氮代谢关键酶基因MdNR2、MdNIR、MdGS2、MdGOGAT的表达量在处理至21天时达到峰值,分别为对照组表达量的3.36、2.52、11.37和2.29倍。【结论】苹果愈伤组织对缺氮非常敏感,从第一天起就可以观测到细胞间隙变大且体积变小,对NO₃–的吸收速率逐渐降低,氮素同化酶活性基本呈逐渐降低的趋势,氮素同化酶基因表达量逐渐升高。缺氮7天后,苹果愈伤组织硝态氮含量趋于稳定,并开始外排NO₃–;氮素同化酶活性基本呈逐渐升高的趋势,氮素同化酶基因表达量进一步升高。总之,氮素亏缺处理前期提高了苹果愈伤组织对NO₃–的吸收,随着处理时间的延长,氮素代谢失衡,严重影响了细胞的形态结构,导致愈伤组织生长发育异常。     

不同形态氮肥及其用量对强筋小麦氮素转运、产量和品质的影响

【目的】研究强筋小麦产量品质形成的适宜氮肥形态和施氮量,对增加小麦产量、提高籽粒品质及减少农田氮污染有重要意义,同时为合理精确运筹施氮提供理论依据。【方法】田间试验采用二因素裂区设计,氮肥形态为主区(硝态氮肥、铵态氮肥、酰铵态氮肥),氮肥用量为副区(低氮75kg/hm^2、中氮150kg/hm^2、高氮225kg/hm^2)。分析小麦的氮转运量和产量、品质。【结果】1)在同一形态氮肥下,小麦成熟期氮累积量、籽粒产量和收获指数均在中氮(150kg/hm^2)处理达到最大值,中氮(150kg/hm^2)处理能通过显著增加花前氮转运量和花后氮积累量进而提高籽粒含氮量。生物产量、籽粒蛋白质组分含量(除醇溶蛋白)、蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数、总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、可溶性糖和蔗糖含量均随施氮量增加而提高。2)在同一施氮量下,硝态氮肥和酰胺态氮肥处理的小麦各时期植株含氮量、生物产量和籽粒产量均显著高于铵态氮肥(P<0.05),硝态氮肥和酰胺态氮肥的籽粒产量处理无显著差异(除低氮处理)。铵态氮肥处理的品质最差,酰胺态氮肥处理更有利于增加蛋白质和淀粉含量,改善籽粒品质,酰胺态氮肥处理的氮素吸收效率和氮素生产效率最高。3)不同形态氮肥显著影响穗数,施氮量显著影响千粒重。产量和品质达到最优所需的氮肥用量不同,中氮(150kg/hm^2)时产量最高,高氮(225kg/hm^2)时品质最优。4)方差分析表明,不同形态氮肥和施氮量对冬小麦各生育阶段氮素积累量及所占比例有极显著的影响(P<0.01),且二者存在极显著的互作效应。通径分析表明,叶片花前氮转运量对产量的直接影响最大,直接通径系数为0.614。【结论】酰胺态氮肥是适合该地区的氮肥种类,酰胺态氮肥在中氮(150kg/hm^2)条件下能显著提高强筋小麦产量和籽粒含氮量,在高氮(225kg/hm^2)条件下能显著改善强筋小麦品质,因此在实际小麦生产中要根据产量品质要求合理运筹氮肥。     

干湿交替灌溉改善稻田根际氧环境进而促进氮素转化和水稻氮素吸收

[目的]阐明不同水氮管理模式下水稻根际内外氧环境变化特征及其对土壤碳氮转化和水稻氮吸收利用的影响,以期从稻田"根际氧环境"调控角度揭示适宜水氮耦合促进水稻生长和提高氮素利用效率的内在机制.[方法]在长期定位试验基础上,采用根箱模拟培养以及Unisense微电极系统和15N同位素示踪相结合的研究方法,以常规粳稻日本晴和常...