夏季休闲期不同年限日光温室土壤硝态氮淋溶状况

连续2 a（2006和2007年）研究了夏季休闲前后陕西杨凌示范区13个日光温室0～200 cm土壤剖面氮素的动态变化,以评价夏季休闲期间日光温室栽培下土壤累积硝态氮的淋溶情况。结果表明：日光温室蔬菜收获后不同年限温室0～200 cm土壤剖面累积了大量的硝态氮,2006和2007年不同年限日光温室土壤剖面硝态氮的平均残留量分别为 667.6和781.8 kg/hm2。休闲近2个月后,休闲期间降雨量低的2006年（65 mm）不同温室土壤硝态氮含量及电导率与休闲前相比明显增加;而降雨量高的2007年（214 mm）,土壤剖面残留的硝态氮及电导率显著降低,说明发生硝态氮的淋溶,13个日光温室0～200 cm 土壤剖面硝态氮较夏季休闲前降低量在223.8～658.0 kg/hm2之间,平均为298.5 kg/hm2。不同年限日光温室0～200 cm 土壤剖面硝态氮降低量相比,1998年温室＞2004年温室＞2002年温室,其中1998年的温室土壤剖面硝态氮降低量平均达355.1 kg/hm2。可见,夏季休闲期间的降雨量是影响日光温室栽培土壤累积大量硝态氮发生淋溶损失的主要因素。     

旱地土壤硝态氮残留淋溶及影响因素研究

在我国北方旱地,施入土壤而未被作物吸收利用的肥料N,主要以NO3--N的形式残留于土壤中。残留的NO3--N如不及时被作物吸收利用,在降水或灌水的作用下,会淋入土壤深层,或随径流进入地表水体,或经反硝化形成N2O进入大气,对土壤、水体和大气环境构成严重威胁。本文分析了旱地农田生态系统中,NO3--N在土壤剖面的残留淋溶与施肥、灌溉/降水、耕作、土壤、植物等因素的关系。提出在今后的研究工作中应特别注意的问题:①建立长期定位试验,确定NO3--N淋溶阈值,评价和预测NO3--N残留和淋失的趋势;②优化作物栽培和养分资源管理措施,提高作物利用土壤NO3--N的能力;③改进N肥施用技术,加强N素管理,防止NO3--N在土壤中大量累积。     

用~(15)N标记肥料研究旱地冬小麦氮肥利用率与去向

在黄土旱塬 2年的田间试验表明 ,在特殊干旱年里小麦施氮肥增产仍很显著 ,但氮肥效果受到明显抑制 ,施氮处理间小麦产量差异不显著。播种前土壤水分含量对旱作小麦产量有决定性作用。15N微区试验表明 ,尿素作基肥混施入耕层后 ,小麦当年利用率为 3 6 6%～ 3 8 4% ,土壤残留率为 2 9 2 %～ 3 3 6%。氮肥的后效显示 ,土壤残留的氮素可被第 2茬小麦部分利用 ,占施氮量的 2 1 %～ 2 8% ,相当于 0～ 40cm土壤残留氮的 6 7%～ 8 7%。土壤残留的氮素主要集中在 0～ 40cm土层中 ,土壤剖面中残留氮随土壤深度增加而减少。膜间种植对小麦产量、氮肥利用率在试验年里没有显示作用 ,但大大增加了氮肥在土壤中的残留率。     

玉米对土壤深层标记硝态氮的利用

采用将15N标记的硝态氮注射于土壤剖面110cm处的田间微区试验法,在施氮和不施氮两种条件下研究玉米对深层累积硝态氮的利用程度。结果表明,对于试验土壤在施氮和不施氮的条件下,玉米对注射于土壤剖面110cm处15N标记的硝态氮的回收率分别为11.9％和6.7％;土壤耕层施用氮肥促进了玉米中下层根系的发育,提高了对深层标记NO3--N的回收率;在偏旱气候年份,土壤深层110cm处标记的硝态氮没有发生明显向下迁移,仅以标记区域为中心向上和向下扩散了20cm左右。研究结果还表明,通过植物利用土壤深层累积NO3--N,避免硝态氮进一步向浅层地下水迁移具有一定的可行性。     

扩散法测定土壤无机氮~(15)N丰度方法优化研究

扩散法与质谱测定技术相结合,被广泛应用于环境、生态和农业领域中土壤、水等样品中无机氮15N同位素丰度的测定。为建立一套可快速、准确测定土壤无机氮15N同位素丰度的扩散培养体系,针对土壤样品无机氮量的变化特点,从培养温度、培养时间、试剂选择和用量等方面对扩散条件进行优化。结果发现,对于大部分无机氮浓度大于2 mg L~(-1)的土壤样品,20 ml土壤提取液,在不小于250 ml的蓝盖瓶中,悬挂两张各滴加了10μl 1 mol L~(-1)草酸的滤纸,加入0.1 g的Mg O,25℃下以140 r min-1的转速振荡培养24 h即可完成对样品中NH4+-N的扩散与回收;换入2张加酸滤纸继续摇培48 h可基本去除残余的NH4+-N;再换入2张加酸滤纸并加入0.1 g的戴氏合金振荡培养24 h即可。对于无机氮浓度低于2 mg L~(-1)的土壤提取液,需用50 ml提取液按以上条件进行扩散培养即可保证测定结果的准确性。本方法大大缩短了扩散法所需的实验周期,实现在一份样品内同时完成NH4+-N和NO3--N的扩散与回收,减少了样品的需要量,并通过优化Mg O、戴氏合金(Devarda’s alloy)的用量减少杂质氮可能带来的污染。     

氮肥用量对旱地冬小麦产量及夏闲期土壤硝态氮变化的影响

在陕西渭北旱塬,利用长期定位试验研究了长期不同氮肥用量（0、80、160、240、320 kg hm-2）对旱地冬小麦产量形成,氮素利用,土壤硝态氮残留、夏闲期淋溶和矿化的影响。结果表明：随用量增加,施氮提高旱地小麦产量的效应下降,而土壤硝态氮残留迅速增加。作物生长当季的硝态氮残留主要分布在0～60 cm土层,施氮超过160 kg hm-2时,达56.8～211.7 kg hm-2,来源于当季施用氮肥的残留占64%～90%。夏闲期土壤硝态氮发生淋失的土层深度和硝态氮淋失量均与施氮量呈显著的抛物线关系（r = 0.988 9和0.994 0）,施氮量超过160 kg hm-2时,每增加100 kg hm-2的氮肥投入,硝态氮淋失深度和淋失量增加量分别高于27 cm和80.4 kg hm-2。平均每10 mm的夏闲期降水可使离开原土层发生淋溶的硝态氮向下移动2～4 mm。施氮量对硝态氮淋失的深度没有显著影响。夏闲期土壤氮素矿化量、来源于当季施入土壤肥料氮被生物固定后的再矿化量分别为51.8～160.9 kg hm-2和31.6～109.2 kg hm-2。基于本研究,建议渭北旱塬冬小麦施氮量控制在146～163 kg hm-2,以保证旱地小麦高产,防止过量肥料氮残留,减少淋溶风险。     

肥料~(15)N对烟叶氮和烟碱含量的影响

利用15N示踪技术在黄壤烟区研究了烤烟不同部位烟叶氮和烟碱含量的变化及肥料氮在烟碱中的分配。结果表明,不施氮肥的情况下,烟株第10片以上烟叶烟碱含量达到3.54%;施氮量为97.5kghm-2时,10片以上烟叶烟碱含量达到4.13%以上。烟碱积累在整个生育期是呈不断增加的趋势,于移栽后7周内积累较少,烟碱积累主要集中在9～15周,到烟叶采收结束17周为122.55kghm-2。烟叶进入成熟期后,烟碱含量与各部位烟叶来自土壤氮素比例呈正相关,其中与上部烟叶相关系数达0.88。烟碱总氮中来自肥料氮于下部、中部和上部烟叶分别占28.31%,26.63%和25.45%;相应构成烟碱的氮素中,下、中、上部烟叶中有来自土壤氮分别为71.69%、73.37%和74.55%。追肥氮占施氮总量30%条件下,烟碱中氮来自追肥氮在下、中和上部烟叶分别占14.25%、15.30%和14.94%,追肥氮是烟叶烟碱总氮主要氮源。     

夏季休闲与种植对华北潮土剖面残留硝态氮分布的影响

本研究以高丹草(Pacesetter)结合单作春玉米(Zea mays L.)及休闲,探讨华北潮土区夏季多雨时期,牧草、作物及休闲三种土地管理方式土壤剖面0—200 cm NO3--N的分布及运移。研究表明,整个生长季节三种土地管理方式土壤NO3--N逐渐向下层移动,高丹草、玉米地均表现为NO3--N的逐渐耗竭,休闲地则为波浪式上升;种植结束时休闲地在0—200 cm土壤层次硝态氮较种植前增加,高丹草、玉米地则表现为较种植前降低,NO3--N在剖面60—80 cm深度出现积累。与休闲相比,植物对土壤剖面硝态氮的吸收显著减少了硝态氮向深层的淋溶,而休闲却增加了硝态氮向深层淋溶的风险。根长密度及根干重均随剖面深度增加而降低,在0—30 cm土层高丹草明显大于玉米,0—60 cm区域植物根长密度与相应层次土壤NO3--N消减量呈现显著正相关。高丹草对土壤上层氮素的吸收消耗大于玉米,其对截获残留硝态氮,阻止硝态氮大量向下迁移的作用更强,体现出植物吸收的"安全网"功能。     

田间条件下氮的矿化及硝态氮淋溶研究

采用SRC（Soil-Resin-Core）装置，研究了重庆市主要土壤类型的氮矿化差异以及与硝态氮淋溶的关系。研究结果表明，微酸性紫色土（菜地）的氮索矿化量、硝态氮淋失量和有效氮的变幅均较大，而其它两种坡耕地变化的氮素矿化景和硝态氮的淋失量变幅均较小。相关分析表明：在微酸性紫色土中，影响硝态氮淋失的主要因素是矿化量，且二者呈显著正相关；而其它两种坡耕地土壤的矿化量与硝态氮淋失量不表现相关性。这就表明不同土壤矿化、硝态氮淋失的情况有差异。     

施入~(15)N标记氮肥在长期不同培肥土壤的残留及其利用

采用盆栽试验和短期矿化培养相结合的方法,研究了施入15N标记氮肥(+N)及其与秸秆配施(+1/2N+1/2S)在3种长期(19年)不同培肥土壤(即:No-F,长期不施肥土壤;NPK,长期施用NPK化肥土壤;MNPK,长期有机无机肥配施土壤)中的残留及其矿化和作物吸收特性。结果表明,第一季小麦收获后,+1/2N+1/2S处理下三供试土壤和+N处理下的NPK和MNPK土壤残留肥料氮(残留15N)中有82.6%~95.1%以有机态存,而+N处理下No-F土壤残留15N有47.7%以矿质态存在。经过28 d矿化培养后,与NPK土壤相比,MNPK土壤氮素净矿化量显著增加,增幅为39%~49%;NPK和MNPK土壤残留肥料氮(残留15N)矿化量为1.23~1.90 mg kg-1,占总残留15N的2.78%~5.53%,均显著高于No-F土壤。与+N处理相比,+1/2N+1/2S处理显著提高了3供试土壤氮素净矿化量,但两施肥处理对NPK和MNPK土壤残留15N矿化量无显著影响。+N处理下No-F土壤残留15N的利用率为20%,显著高于NPK(9%)和MNPK(12%)土壤。两种施肥处理下,MNPK土壤残留15N的利用率均显著高于NPK土壤。短期培养期间土壤氮素矿化量和第二季小麦生育期作物吸氮量呈显著性正相关,而残留15N矿化量和第二季小麦吸收残留15N量间无显著性相关关系。长期有机无机配施可以提高土壤残留肥料氮的矿化量及有效性。     

应用15N稀释法测定土壤氮素初级转化速率的一些关键技术

本文综合评述了应用~(15)N库稀释法测定土壤氮素初级转化速率的一些关键技术,即~(15)N标记土壤氮库的方法、~(15)N的加入量、丰度和标记物种类的选择,以及初始取样时间的确定。只有合理地运用这些关键技术,才能更准确地测定土壤氮素初级转化速率,进而更真实地表征土壤氮素的实际周转状况。     

固态13C和15N核磁共振法研究15N标记土壤的腐殖质组分

Five humic fractions were obtained from a uniformly ^15N-labelled soil by extraction with 0.1 mol L^-1 Na4P2O7,0.1mol L^-1 NaOH ,and HF/HCl-0.1 mol L^-1 NaOH,consecutively,and analyzed by ^13C and ^15N CPMAS NMR (cross polarization and magic angle spinning nuclear magnetic resonace).Compared with those of native soils humic fractions studied as a whole contained more alkyls ,methoxyls and O-alkyls,being 27%-36%,17%-21%and 36%-40%,respectively,but fewer aromatics and carboxyls(bein 14%-20% and 13%-90%,respectively),Among those humic fractions ,the humic acid(HA)and fulvic acid(FA) extracted by 0.1 mol L^-1 Na4P2O7 contained slightly more carboxyls than corresponding humic fractions extracted by 0.1 mol L^-1 NaOH ,and the HA extacted by 0.1 mol L^-1 NaOH after treatment with HF/HCl contained the least aromatics and carboxyls.The distribution of nitrogen functional groups of soil humic fractions studied was quite similar to each other and also quite similar to that of humic fraction from native soils.More than 75% of total N in each fraction was in amide from,with 9%-13% present as aromatic and /or aliphatic amines and the remainder as heerocyclic N.     

基于15N同位素示踪盐渍化农田向日葵氮素利用规律

为探明盐渍化农田不同施氮水平下向日葵氮素吸收利用规律,采用¹⁵N同位素示踪技术进行田间微区试验,以不施氮处理(N0)为对照,设计3种施氮水平(N1=150 kg/hm²、N2=225 kg/hm²、N3=300 kg/hm²),于向日葵成熟期测定植株和0—100 cm土层土壤¹⁵N同位素丰度及总氮含量,研究各处理肥料氮素的去向及其利用机制。结果表明：向日葵氮素吸收量随施氮量的增加而增加,成熟期作物氮素吸收量在N2水平较不施氮显著增加38.7%;土壤氮和肥料氮对作物当季氮素吸收的贡献比例为84.9%和15.1%。N2水平下,肥料氮的贡献比例较N1增加35.7%,土壤氮的贡献比例较N1降低4.3%。肥料氮残留量随土层深度增加而减少,土壤中47.4%的残留肥料氮主要集中在0—20 cm土层。不同施氮水平下肥料氮去向均表现为氮肥损失率>氮肥残留率>氮肥利用率,N2施氮水平下氮肥利用率较N1、N3显著提高22.7%和14.6%,土壤残留率较N1、N3减少8.5%和8.6%。综...     

根际施肥空间大小对15N吸收利用及桃幼树生长的影响

【目的】探讨树盘施肥区域大小对氮素吸收与分配的影响以及适合桃园的施肥模式,以期为桃树栽培生产提供有益的参考。【方法】在大田栽培条件下,以2年生春雪桃为试材,以主干为中心,在水平方向把树盘均匀分为东西南北4个区,设置1/4、 2/4、 3/4、 4/4根区施肥以及固定根区施肥和根区交替施肥,以不施肥处理为对照,共7个处理。生长季定期测定桃树干茎,试验结束时,破坏性整株取样,解析为各施肥区与非施肥区对应的地上部和地下部,地上部解析为对应根区的枝、 叶和干; 地下部解析为对应根区的粗根（直径＞0.2 cm）和细根（直径0.2 cm）,烘干后测定各部分干重。应用15N同位素示踪技术,研究树盘施肥区域大小对15N吸收利用及桃幼树生长的影响。【结果】4/4根区（全树盘）施肥氮肥吸收利用率为4.16%,分别为1/4、 2/4、 3/4根区施肥的3.62倍、 1.65倍和1.24倍; 固定根区施肥氮肥吸收利用率是根区交替施肥的1.24倍。局部施肥处理,施肥区根系的Ndff值高于非施肥区根系的Ndff,差异显著; 施肥区根系的15N分配率高于非施肥区根系的15N分配率,差异显著; 施肥区对应的地上部新生器官的15N分配率和Ndff值与非施肥区对应的地上部新生器官的15N分配率和Ndff值均无显著差异。施肥区的根系总干重均小于非施肥区根系的总干重。总体以全树盘施肥处理植株生长速率最大,4/4根区（全树盘）施肥植株生长速率为0.57 cm/month,分别为1/4、 2/4、 3/4根区施肥的1.19倍、 1.14倍和1.04倍; 根区固定施肥与根区交替施肥处理植株生长速率无显著差异。【结论】全树盘施肥氮肥吸收利用率最高,植株生长速率最大,即均匀施肥有利于桃幼树对养分的吸收利用,利于桃幼树形态建成,促进树体生长发育。     

应用15N核磁共振技术对苯聚合物结合蛋白中氮形态的研究

Phenolic polymers synthesized by reactions by reactions of p-benzoquinone with 15N-labelled protein or (15NH4)2SO4 were studied by using 15N CP-MAS NMR technique in combination with chemical approaches.Results showed that more than 80% of nitrogen in quinone-protein polymers was in the form of amide with some present as aromatic and /or aliphatic amine and less than 10% of nitrogen occurred as heterocyclic N.The nitrogen distribution in the non-hydrolyzable residue of the quinone-protein polymers was basically similar to that of soil humic acid reported in literature with the exception that a higher proportion of N as heterocyclic N and aromatic amine and a lower proportion of N as amide and aliphatic amine were found in the former than in the latter,More than 70% of total nitrogen in quinone-(NH4)2OS4 polymer was acid resistant ,of which about 53% occurred as pyrrole,nitrile and imion type N.The possible roles of the reactions of phenols or quinones with proteins in the formation of humic acid.especially the non-hydrolyzable nitrogen in humicacid,are discussed.     

施氮量对嘎啦幼苗~(15)N、~(13)C分配利用特性影响

【目的】采用15N、13C同位素示踪技术,通过对不同施氮量下嘎啦幼苗生长状况及氮、碳分配、利用特性等的研究,以期为苹果生产合理施肥提供依据。【方法】将2年生盆栽嘎啦幼苗进行低、中、高三个氮水平处理,同时进行15N标记。在新梢旺长初始期、新梢旺长期、新梢缓长期分别进行整株13C标记,72小时后,整株解析为叶、梢、根三部分,进行15N、13C测定。样品全氮用凯氏定氮法测定,15N丰度用ZHT-03质谱计测定。13C丰度用DELTA V Advantage同位素比率质谱仪测定。【结果】1)中、高氮水平的施肥处理可在不同程度上提高整株及叶片干物质量和新梢长度。新梢旺长初始期和新梢缓长期嘎啦幼苗整株干物质量、新梢旺长期叶片干物质分配比率在中、高氮水平处理间差异不显著,中氮水平经济有效。新梢旺长期以后新梢长度以中氮高氮低氮,三者间差异性显著,中氮处理有利于新梢生长。2)在新梢旺长初始期,低氮处理植株叶片15N分配率达50%,比其他处理高出13个百分点左右,表明低氮处理更多的氮被叶片所利用,中氮和高氮处理间差异不显著,说明在本试验施氮条件下中氮供应水平已能满足氮素营养需求。3)新梢旺长期和新梢缓长期幼苗13C固定量均以中氮处理最高,新梢旺长初始期3个处理间根系13C分配率中氮高氮低氮,表明中氮处理有利于碳同化物在嘎啦幼苗中的分配。4)不同施氮量处理的嘎啦幼苗,15N利用率随施氮水平提高而降低,高氮处理对碳同化物分配没有显著贡献。【结论】低、中、高氮不同处理新梢缓长期碳同化物在各器官间的分配比较均衡,氮素水平不能影响碳同化物的分配。盆栽试验表明,中氮水平在保证营养供应的同时,能够促进新梢生长和树势健壮。     

不同施肥处理对连续三季作物氮肥利用率及其分配与去向的影响

采用室外盆栽试验系统研究了不同施肥处理对连续3个生长季作物生长状况、标记^15N利用率及其分配与去向的影响。结果表明,高量氮肥的施用能显著提高作物的生长和产量,而化肥配施玉米秸秆在第1生长季表现为抑制,第2、第3生长季则相反。作物体内来自标记氮肥的含量和比例随生长季的增加显著下降,高量氮肥和玉米秸秆的施用能显著提高其含量和比例（P〈0.05）。标记氮肥在土壤中的残留率随作物生长季的增加而降低,而标记氮肥的累积作物利用率和总损失率随着生长季的增加而增加,经过连续3季作物的吸收利用,标记氮肥在土壤中的残留率、累积作物利用率和总损失率分别平均为15．82％、61．11％和23．07％。标记氮肥的作物利用率和损失率主要发生在第1生长季内,高量氮肥的施用降低了标记肥料氮在土壤中的残留率,增加了氮素损失率;与单施化肥处理相比,化肥配施玉米秸秆能明显增加标记肥料氮在土壤和作物中的回收率,降低氮素损失率,提高比例为21．74％,从而说明在施肥当季,通过施入高C/N比有机物料玉米秸秆合理调节土壤中C源和N素营养的施用比例,可以达到增加氮肥在土壤中的残留率,提高氮肥利用率的目的。     

N2O产生法测定土壤无机态氮15N丰度

用化学方法分别将土壤中微量的铵、硝酸盐和亚硝酸盐转化为N2O气体,然后用带自动预浓缩装置的同位素比值质谱仪测定N2O中的15N丰度.N2O中的15N丰度测量值完全符合铵、硝酸盐和亚硝酸盐的15N参考值.方法快速、简单和准确,不受空气氮的污染.特别是方法的检测限很低,每批次样品中只需含5～ 20μg N.它将有助于土壤氮素的矿化作用、硝化作用和反硝化作用的研究.     

反硝化细菌法测定土壤NO2--15N丰度的方法优化

NO₂^-是土壤中多个氮转化过程的关键中间产物,具有浓度低、转化快的特点。反硝化细菌法与质谱技术相结合,已广泛用于NO₃^-或NO₂^-的¹⁵N同位素分析。本文旨在优化现有Stenotrophomonas nitritireducens反硝化细菌法的培养和反应条件,实现对土壤浸提液中NO₂^--¹⁵N丰度的专一、快速、准确测定。结果表明,使用种子液好氧摇培与单菌落微氧培养对NO₂^-样品的¹⁵N同位素测定无显著差异,种子液可保证不同批次菌体的稳定性,好氧培养可将培养时间从7～8d缩短至12～15h。高纯N₂或He气吹扫0.5h均能有效去除O₂和空白杂质氮,但N₂吹扫成本更低。转移N₂O气体至干燥气瓶,不影响测定结果的准确性和精密...