滇池流域集约化菜田NO与NO2排放的研究

采用密闭通气气室法,在滇池流域旱季和雨季开展了2个生长周期内集约化西芹地NO/NO2排放研究。结果表明, NO/NO2排放速率的日变化规律受温度的影响较为明显,中午时段最高,凌晨时段最低。西芹生育期间,CK处理（裸地）的NO/NO2排放速率维持在一定水平,中后期NF处理（不施氮）NO/NO2排放速率有所升高;LF（N 450 kg/hm2）和HF（N 1200 kg/hm2）处理受西芹的生长和频繁氮肥追施的影响,生育期NO/NO2排放速率逐渐升高。旱季与雨季CK处理NO/NO2排放量分别为1.30和NOx-N 1.51 kg/hm2,NF处理分别较CK高出NOx-N 1.0和1.44 kg/hm2。LF处理旱季与雨季NO/NO2排放量分别为NOx-N 4.88和5.67 kg/hm2,其损失率分别为0.79%和0.92%;HF处理旱季和雨季NO/NO2排放量分别为NOx-N 7.58和10.19 kg/hm2,其损失率分别为0.63%和0.85%,说明氮肥用量较高时,土壤—作物系统的NOx-N损失量也较高,但其损失率并不随施氮量的升高而升高。     

水稻生育后期地上部氨挥发与氮素利用效率的研究

为探讨水稻氮素利用率与地上部氨挥发量之间的关系,采用温室盆栽土培方法,在密闭生长箱中测定不同水稻品种间和不同施氮水平下,水稻生育后期地上部氨挥发损失,计算不同水稻品种间氮肥利用率和不同施氮水平下水稻氮肥利用率。结果表明,不同水稻品种间,氨挥发量与地上部氮积累量、子粒氮积累量和氮素收获指数等指标均存在负相关;其中与地上部氮素积累量呈极显著负相关,相关系数达-0.9913,地上部氮积累量越高,地上部氨挥发量越低。在不同施氮水平下,地上部氨挥发量与氮肥施用量呈显著正相关,而氮素稻谷生产效率和氮肥农学利用率均与水稻地上部氨挥发量存在显著负相关。结果可为筛选低氨挥发量的水稻品种提供借鉴。     

开放式空气CO2浓度升高对水稻/小麦轮作土壤速效钾的影响

采用FACE（Free air carbon dioxide enrichment）技术,研究了不同施N水平下,大气CO2浓度升高对水稻/小麦轮作土壤速效钾的影响。结果表明,相对于对照处理,在不同氮水平下CO2浓度升高使作物生物量增加,导致作物生长季对土壤钾的吸收增加,但并没有降低作物主要生长期土壤（0―5、5―15 cm土层）速效钾的含量;CO2浓度升高使土壤速效钾增加的幅度在作物根际达6.3%~22.3%,在行间达3.7%~11.2%,且土壤速效钾增加的幅度在小麦季大于水稻季。表明根系对土壤速效钾的影响很大,因此,短期内土壤钾含量不会成为限制因素而影响作物对高CO2浓度的响应,反而会增加土壤钾的有效性。但在土壤肥力较低的土壤上可能会产生消极影响。     

改善农学管理措施减少太湖稻麦轮作NH3和NO排放

以稻麦轮作为对象,采用密闭室-通气法和静态箱-化学发光法对太湖地区空白（不施氮肥）、当地常规（农民习惯管理方式）和保产增效（与当地常规相比,改善作物种植、水分和养分管理方式）3个处理下的氨（NH3）挥发和一氧化氮（NO）排放进行田间原位观测,研究保产增效措施对稻麦轮作NH3 挥发和NO排放的综合影响。结果表明,与当地常规相比,保产增效在施氮量减少25%的情况下,总作物产量没有降低,且农学利用率提高了39%;保产增效NH3挥发量在稻季和麦季分别减少了26%和44%;保产增效在稻季NO排放量较低（0.75±0.03 kg N/hm2）,与空白和当地常规均没有显著差异（p<0.05）,在麦季NO排放量则显著降低了49%。因此,保产增效措施不仅能保障高产和提高氮利用率,还能减少NH3和NO排放,值得在太湖地区推广。     

Ca(NO3)2胁迫对番茄嫁接苗叶片不同形态多胺含量的影响

以耐盐番茄品种‘影武者’为砧木,‘宝大903’为接穗,研究了80 mmol/L Ca(NO3)2胁迫10 d条件下,嫁接苗与自根苗生长和叶片不同形态（游离态、结合态和束缚态）多胺含量的差异。结果表明,Ca(NO3)2胁迫后,嫁接苗的生物量显著高于自根苗。整个胁迫期内嫁接苗叶片3种形态的腐胺、亚精胺和精胺含量均呈上升趋势;自根苗叶片3种形态的腐胺含量下降;游离态、结合态亚精胺和精胺含量上升;束缚态亚精胺含量下降,束缚态精胺含量变化不显著。以上结果表明,3种形态的腐胺、束缚态亚精胺和精胺在番茄嫁接苗叶片耐盐性方面发挥重要作用。     

水稻对~(14)CO_3~(2-)的吸收和积累动态

用同位素示踪技术研究水稻对14CO32-的吸收和积累动态,及其在水稻田中的行为特性。结果表明:通过水稻根系和浸于水中的茎杆下部吸收的14CO32-离子会向上部组织输送并形成积累趋势;在上部组织中,叶和茎杆上部的14C比活度随时间呈逐渐上升的趋势,而穗中的比活度于14d达最大值(271.9Bq/g)后又呈下降趋势;茎杆下部由于直接浸于水中,表现出对14CO32-离子的快速吸收、吸附,此后随时间呈下降趋势,根部表现出上升过程迟后于茎杆下部,其14C比活度也低于茎杆下部。上部组织(穗、叶和茎杆上部)中14C的百分含量随时间上升,而下部组织(茎杆下部和根)则相反,至试验后期(21~35d),其百分含量基本持平(约各占50%),14C从下部组织向上部组织输送的特征非常明显。     

不同硝化抑制剂对稻季N2O排放、NH3挥发和水稻产量的影响

为了筛选出在水稻生产中应用效果更佳的硝化抑制剂，探讨三种不同硝化抑制剂对水稻季N2O排放、NH3挥发、水稻产量和氮肥利用率的影响。本研究在太湖地区开展水稻季田间小区试验，在尿素中分别添加化学合成硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶（CP）和3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）以及生物硝化抑制剂对羟基苯丙酸甲酯（MHPP）。结果表明，与单施尿素处理相比，尿素添加三种硝化抑制剂能显著减少N2O排放总量，抑制效果表现为DMPP（31.71%）>MHPP（30.40%）>CP（27.83%），不同硝化抑制剂间减排效果无显著差异；添加硝化抑制剂均显著增加了NH3挥发总量，促进作用表现为CP（58.7%）>DMPP（40.3%）>MHPP（25.3%），不同硝化抑制剂间差异显著；添加硝化抑制剂的增产幅度为MHPP（4.9%）>CP（3.3%）>DMPP（1.1%），不同硝化抑制剂间无显著差异，氮肥表观利用率显著增加，表现为MHPP（15.7%）>CP（13.8%）>DMPP（10.9%），但不同硝化抑制剂间无显著差异；综合考虑活性气态氮损失量和水稻产量，三种硝化抑制剂相比单施尿素均显著增加了单位产量活性气态氮排放强度，增加幅度表现为CP（50.3%）>DMPP（35.0%）>MHPP（17.8%），CP显著高于DMPP和MHPP。综合比较，生物硝化抑制剂MHPP在水稻生产中增效减排的作用优于化学合成硝化抑制剂CP和DMPP，但在生产应用中要与其他NH3挥发减排措施相结合，更好的发挥其增效减排潜力，推动农业绿色可持续发展。     

不同水肥管理对水稻分蘖期根系特征和氮磷钾养分累积的影响

为探讨节水灌溉与氮肥施用对水稻分蘖期根系特征和氮磷钾累积的影响,该试验采用防雨棚池栽试验,研究2个灌溉模式(常规灌溉与控制灌溉)与3个施氮量(90、180和270 kg hm-2)对水稻分蘖期根系活力、最长根长、根直径、根体积、水稻根、茎、叶的含氮、磷、钾量及累积量的影响。研究结果表明,随着施氮水平增加,水稻根茎叶及整株的氮含量、茎及整株的氮累积量、茎的钾含量增加,水稻根系活力、最长根长、根直径、根体积、整株生物干质量、根叶的氮累积量、根叶及整株的磷含量、根叶茎及整株的磷累积量、根叶的钾含量、根茎叶及整株的钾累积量呈先增加后降低趋势;与常规灌溉模式相比,水稻根系活力、根直径、根体积、叶氮累积量、根及整株的磷含量增加。在该试验条件下,以控制灌溉模式下施氮量180 kg hm-2利于水稻分蘖期根系生长和养分吸收利用,水稻根系活力、根体积、整株生物干质量、整株的氮含量、整株氮累积量分别达到0.94%、21.27 cm3、22.68 g plant-1、72.40 mg g-1、1.74 g plant-1。该研究为认识水氮调控下水稻分蘖期根系特征与氮、磷、钾吸收利用,指导水稻节水节肥栽培实践提供支撑。     

水稻对~(134)Cs的吸收和~(134)Cs在水稻-土壤中的分配

试验表明,水稻对~(134)Cs的吸收,孕穗期吸收速率最快;土壤理化性质不同,吸附~(134)Cs的能力有差异;不同生育期灌溉~(134)Cs溶液,水稻对其吸收量不同,离成熟期近,吸收得多;灌溉次数多和灌溉水中~(134)Cs活度高,水稻吸收的~(134)Cs也多。糙米经精白加工后,可使~(134)Cs的污染减少22.6—45.6％;~(134)CS在水稻各部位比活度大小的顺序为糠>根>稻草>谷壳>精白米;活度以稻草中最高,占水稻植株总活度的51.4％,糙米、根和谷壳分别占28.4％。11.8％和8.4％:~(134)Cs在土壤中移动很少,有95.1％集中在0—2.5cm的表土层内;~(134)Cs在水稻-土壤中的分配为6.1％:93.9％;K~+抑制水稻对~(134)Cs的吸收,K~+浓度与水稻中~(134)Cs比活度之间呈指数回归形式。     

水稻对~(65)Zn吸收和分配的比较研究

本试验以籽粒高锌含量基因型水稻V5 6和低锌含量基因型水稻湘早籼 1 7为材料 ,运用溶液培养和同位素示踪技术 ,探讨了水稻不同时期对65Zn吸收、运转和分配 ,特别是往籽粒的运输与分配。试验结果表明 :V5 6苗期根系吸收65Zn的能力和往地上部运转65Zn的能力强 ,累积的65Zn较少 ;生殖阶段分配到剑叶的65Zn低 ,籽粒的65Zn分配率高 ,籽粒65Zn累积高。湘早籼 1 7的结果恰恰相反     

锌肥对旱稻苗期锌吸收分配和干物质积累的影响

为了探明旱稻锌吸收分配的规律，本试验通过对两个早稻供试品种（旱稻502和巴两陆稻）进行不同供锌水平（0．0、0．1、0．5、2．5、5．0、10．0mg/kg）处理的盆栽试验，研究了锌肥供给水平对旱稻锌吸收分配和千物质积累的影响。结果表明：在适宜锌用量范围内，随着施锌量的增加，供试品种地上部于物重均呈增加趋势。其中在Zn 5.0mg／kg水平下，早稻502和巴西陆稻地上部生物量达到最大值。但过多锌肥对旱稻生长有抑制作用。在外界锌源充足条件下，早稻对锌的吸收积累表现为奢侈吸收，多余的锌分配主要贮存在叶鞘中。从总体上看，根和叶鞘中的锌含量明显比叶片中的高，并且随着锌肥供给水平的增加，根和叶鞘中的锌含量上升显著，而叶片锌含量则增加相对缓慢。     

介质pH与氮形态对不同水稻基因型根部通气组织形成的影响

在溶液培养条件下研究了不同介质pH和氮形态对5种不同的水稻(Oryza.sativa.L.)基因型(常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻、杂交粳稻和旱稻)根部通气组织形成的影响。结果表明,不同形态的氮与不同介质pH对水稻根通气组织形成的影响存在基因型差异。以NH4+-N为单一氮源时,低pH(pH.4.5)更有利于籼稻根的通气组织形成,而粳稻和旱稻根通气组织的形成受介质pH的影响不明显。以NO3--N为单一氮源时,近中性条件(pH.6.5)更有利于粳稻和旱稻根的通气组织形成,介质pH对籼稻根通气组织形成的影响未显示出明显差异。低pH条件下且以NH4+-N为单一N源时,稻根皮层处更易形成通气组织,可能是植物为了减轻低pH条件下铵毒害而产生的一种适应性机制。     

光照对开花结实期水稻根叶氮氧化物排放的影响

为探明光照对水稻根、叶界面氮氧化物排放的调控机制,用密闭箱法,探讨了光照对开花结实期水稻叶际及根际氮氧化物排放的影响。结果表明,相同氮源(NH4NO3-N,N质量浓度90 mg/L),日间光照为6 000、8 000 lx条件下,同期水稻叶际N2O和NO排放速率分别为27.08、29.15μg/(盆·h)和2.25、0.94μg/(盆·h),分别占N2O和NO总排放的57.38%、54.19%和76.79%、51.93%;光强(1 600 lx)一致条件下,同期用发光二极管控制的黄、绿、白、红、蓝光处理水稻叶际N2O排放速率分别为2.16、13.40、1.07、3.82和7.08μg/(盆·h),红、蓝光在抑制水稻叶际N2O及根际NO排放的同时,有效提高了水稻根际N2O排放速率;相同条件下,红、白光能促进叶际NO排放,蓝光明显抑制了水稻根、叶界面NO排放,但水稻根、叶界面均无明显的NO2净排放作用(P0.05);0~8 000 lx范围内,水稻根、叶界面N2O及根际NO排放随光强增加而增加,但高光强(8 000 lx)处理有降低叶际NO排放作用(P0.05)。从试验结果看,水稻根、叶界面排放的90%以上的氮氧化物是N2O,且叶际N2O排放受根际N2O控制。研究表明适度增加红、蓝光比例并依据供氮水平同步调节光强,可有效抑制水稻根、叶界面氮氧化物排放。研究结果为水稻开花结实期根、叶界面气态氮氧化物减排的光控技术提供了重要依据和参考。     

氮肥减量后移对土壤氮素供应和夏玉米氮素吸收利用的影响

采用田间试验研究了氮肥减量后移对土壤氮素供应和夏玉米氮素吸收利用的影响。结果表明,与农民习惯施肥（N 240 kg/hm2,基肥和大喇叭口追肥为1∶2）相比,氮肥减量后移（N 168 kg/hm2,基肥、大喇叭口肥和吐丝肥为1∶3∶1）处理的产量、植株干物质积累量、植株氮积累量和积累速率均没有降低,而氮肥利用率显著增加。氮肥减量后移可使耕层无机氮供应较好地与作物吸收同步,降低收获期0—100 cm土层硝态氮积累,减少氮素的田间表观损失。基于夏玉米不同生育阶段的氮素吸收特征进行氮肥减量后移可节省氮肥30%,是较为理想的氮素施用方式。     

氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响。结果表明,与农民习惯施氮（N 300 kg/hm2,基肥和拔节肥各占1/2）比较,氮肥后移处理（N210kg/hm2,基肥、拔节肥和孕穗肥各占1/3）在不降低小麦产量的同时,大大提高了氮肥利用率,且全生育期氮素表观损失极低。过量施用氮肥(N 300 kg/hm2)明显提高了60 cm以下土层硝态氮含量,增加了其向地下水淋溶迁移的风险。氮肥后移可提高小麦成熟期0-20cm土层硝态氮积累量,降低其在20-100cm土层的积累。基于冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量而进行氮肥后移是可行的,氮肥后移可节省氮肥30%,是较为理想的施氮方式。     

The effects on N2 fixation (C2H2 reduction), bacterial population and rice plant growth of two modes of straw application to a wetland rice field

Summary The effects of incorporation and surface application of straw to a wetland rice field on nitrogen fixation (C₂H₂ reduction), bacterial population and rice plant growth were studied. Rice straw (5 t ha^–1) was chopped (10- to 15-cm pieces) and applied to the field 2 weeks before transplanting IR42, a long-duration variety, and IR50, a short-duration variety. The acetylene-reducing activity (ARA) of IR42 and IR50 measured at heading stage for 3 consecutive days showed significantly higher ARA in IR42 as a result of the 2 straw application methods. Mostly up to 20 days after straw surface application and incorporation, the dark ARA in the soil, total and N₂-fixing heterotrophs, and photoorganotrophic purple nonsulphur bacteria (POPNS) in the soil and in association with degrading straw were stimulated. Higher bacterial populations were associated with straw on the surface than with straw incorporated. The POPNS counts, in particular, were increased hundreds fold in the surface-applied straw treatment. Straw applications also increased the root, shoot and total plant biomass at heading stage and the total dry matter yield at harvest in both varieties. The data show the potentials of straw as a source of substrate for the production of microbial biomass and for the non-symbiotic N₂ fixation to improve soil fertility and plant nutrition.     

三江平原寒地稻田CH4、N2O排放特征及排放量估算

利用静态暗箱-气相色谱法,于2003-2006年对三江平原寒地稻田CH₄、N₂O通量进行了为期4年的田间原位观测研究。结果表明：三江平原寒地稻田CH₄和N₂O排放具有明显的季节变化,水稻生长季淹水期是CH₄排放的强源,稻田排水后CH₄排放显著下降,休闲期CH₄排放微弱或呈弱吸收汇,整个生长季CH₄排放呈现单峰型态,并随水稻植株生长和叶面积指数而变化;水稻生长季和休闲期N₂O排放通量都很小,冬季休闲期有时还出现微弱的吸收现象。生长季一般在施肥和表土落干时都会出现不同强度的排放峰,除了几次比较显著的排放峰值外,其它淹水状态下N₂O排放很弱;温度和土壤水分状况是影响稻田CH₄和N₂O排放的重要因子,稻田积水深度和气体排放无明显的相关性;水稻植株对稻田土壤CH₄排放起促进作用而对稻田土壤N₂O排放起抑制作用;稻田氮肥用量增加可以降低土壤CH₄排放,但却增加了N₂O的排放。根据试验数据对三江平原地区寒地稻田CH₄和N₂O排放总量估算值分别为0.1035 Tg/a和 0.0021 Tg/a。     

The relative efficiency of ionic iron(III) and iron(II) utilization by the rice plant

Uptake of iron by rice plants was equally rapid when supplied as ionic iron(II) or iron(III) at pH 3 and 4. Iron(III) uptake was reduced at pH 5 and uptake of iron when supplied as FeEDTA was relatively low at all three pH levels.

At pH 4 in the presence of plant roots, reduction of iron(III) to iron(II) occurred as indicated by Fe²⁺ BPDS formation. BPDS in a 3:1 ratio to iron(III) suppressed iron uptake by about 70%. The reduction was observed to be located in the endodermis of young roots and exodermis of older roots.

A capacity to oxidize iron(II) at the root surface was also observed under local anaerobic and relatively high pH conditions.

The significance of these two counteracting processes in affecting the oxidation state of iron at the root surface is discussed.     

耕作措施对华北农田CO2排放影响及水热关系分析

为探讨不同耕作措施对农田土壤呼吸排放的影响及其与土壤温度、水分之间的关系,该研究利用长期定位试验研究翻耕、旋耕、免耕3种耕作措施下冬小麦、夏玉米生育期农田CO₂的排放通量及其季节变化规律,并通过农田土壤温度、水分对CO₂的排放通量进行回归统计分析。结果表明：不同耕作措施下农田CO₂排放通量具有明显的季节排放规律,冬小麦、夏玉米生育期农田CO₂排放通量：翻耕＞旋耕＞免耕,且处理间差异都达到显著或极显著水平。不同耕作措施对农田土壤温度及土壤含水率具有显著的影响,免耕条件下农田各层土壤温度最低,冬小麦季免耕农田土壤水分含量高于其他两处理。各处理条件下农田CO₂排放通量与土壤温度具有显著的相关性,其中翻耕处理的CO₂排放通量与10 cm土温相关性最高,旋耕和免耕则均与20 cm土温相关性最高。当土壤温度高于10℃时CO₂排放通量与5 cm土壤含水率具有显著的相关性,此时土壤水分成为CO₂排放的主要影响因素。     

Nitrate leaching,nitrous oxide emission and N use efficiency of aerobic rice under different N application strategy

A field study was conducted in the sub-humid tropical region of India to examine the effect of different nitrogen (N) management strategies on nitrate leaching, nitrous oxide (N₂O) emission and N use efficiency in aerobic rice. Treatments were: control (no N), 120 kg N ha^?1 applied as prilled urea (PU) in conventional method, 120 kg N ha^?1 applied as neem coated urea (NCU) in conventional method, N applied as PU on the basis of leaf colour chart (LCC) reading, N applied as NCU on the basis of LCC reading, and 120 kg N ha^?1 applied as PU and farm yard manure (FYM) in 1:1 ratio. Results showed that 3.4–16.1 kg NO₃-N ha^?1 was leached below 45 cm depth and 0.61–1.12 kg N₂O-N ha^?1 was emitted from aerobic rice during the growing season. NCU when applied conventionally reduced nitrate-nitrogen (NO₃-N) leaching and N₂O emission by 18.6% and 21.4%, respectively However when applied on the basis of LCC reading NCU reduced NO₃-N leaching by 39.8% as compared to PU applied in conventional method. NCU when applied on the basis of LCC reading synchronized N supply with demand and reduced N loss, which resulted in higher yield and N use efficiency.