磷胁迫下氮形态对苗期玉米氮素吸收与分配的影响

采用营养液培养的方法,比较Ca_3(PO_4)_2模拟磷胁迫条件时3种氮处理(NO_3~--N、NH_4~+-N、NO_3~--N+NH_4~+-N)对玉米氮素吸收与分配的影响。结果表明,与KH_2PO_4处理相比,磷胁迫处理时,硝态氮、铵态氮及铵硝混合营养处理的玉米整株生物量分别降低38.1%、17.4%和20.8%;与此同时,铵态氮处理的玉米植株全氮、氮素累积量、有机氮及硝态氮含量显著升高,而硝态氮处理时全氮、氮素累积量、有机氮显著降低,硝态氮含量无明显变化;此外,与硝态氮及铵硝混合处理相比,铵态氮处理的玉米叶中可溶性蛋白含量下降幅度最大,而游离氨基酸、脯氨酸含量下降幅度最小。因此,本试验中,铵态氮处理的玉米更耐磷胁迫,表现为增加了氮的吸收和积累以及增强可溶性蛋白降解为氨基酸的过程。     

低磷胁迫下氮素形态对玉米苗期生物学性状、花青苷含量及糖含量的影响

为了探讨低磷胁迫下氮素形态对玉米糖代谢以及花青苷含量的影响,以Ca3(PO4)2模拟低磷胁迫环境,采用水培方式,研究3种形态氮素营养(NO3--N、NO3--N与NH4+-N混合营养和NH4+-N)对玉米植株生物量、花青苷含量及糖代谢等的影响.结果表明:当营养液中以Ca3 (PO4)2形式供应磷素时,与KH2PO4形式供应磷素相比,3种氮素处理的玉米整株生物量依次降低20.6％、15.4％和12.9％;在磷胁迫状态下,玉米茎秆的花青苷含量显著升高,同时受到氮素形态的影响,3种氮形态处理下茎秆的花青苷含量高低顺序依次为:铵态氮＞铵硝混合营养＞硝态氮;磷胁迫还引起玉米植株中糖分累积,与KH2PO4处理相比,3种氮形态处理的玉米植株根、茎、叶的可溶性糖含量均明显升高,且在根和茎中差异达显著性水平;在低磷胁迫时,铵态氮处理的玉米根、茎、叶中可溶性糖含量分别是硝态氮处理的1.12倍、1.22倍、1.18倍,相应的还原性糖的数值依次为1.03倍、1.37倍、1.24倍.可见,铵态氮处理的玉米生长受抑制程度最小,表现为铵态氮处理提高了植物各部分糖的含量,促进了花青苷合成,以此缓解低磷胁迫引起的代谢失调.     

不同供氮形态对旱作水稻生长和养分吸收的影响

采用土培试验种植旱作水稻,研究铵态氮（A）、硝态氮（N）和铵态氮加硝化抑制剂（A+DCD）对旱作水稻分蘖期、孕穗期生长和养分吸收的影响。在分蘖期和孕穗期,铵态氮和铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻各部位生物量、分蘖数及新完全展开叶的叶面积均较硝态氮处理的高;铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻叶片净光合速率最高,硝态氮处理的水稻叶片净光合速率最低; 铵态氮和铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻体内的钾向叶片中分配比例较高,而硝态氮处理的水稻向茎秆中分配的比例较高。     

氮素形态配比对玉米氮素积累及转运的影响

通过田间试验,研究6种(N_1~N_6)硝态氮与铵态氮配比处理对旱地全膜双垄沟播玉米植株氮素积累、转运、氮素利用及子粒产量的影响。结果表明,单施硝态氮时玉米的养分吸收、氮素利用及产量均最低。N6(硝态氮与铵态氮3∶1配比)处理下玉米全生育期氮素积累量最高,氮素吸收强度较单施硝态氮处理高55.19%~73.28%(P0.05),该处理下叶片和茎中氮素转移量较单施硝态氮处理高78.99%和93.52%(P0.05);叶片和茎中分别有66.50%~71.89%和43.44%~55.59%的氮素转移到子粒中;叶片和茎对子粒的氮素贡献率分别较单施硝态氮处理高43.80%和56.00%(P0.05);玉米子粒产量、氮素吸收效率及氮肥偏生产力较其他处理显著增加3.31%~9.94%、4.62%~33.89%和3.31%~9.93%。硝态氮和铵态氮配施对玉米的养分吸收有明显的促进作用,提高硝态氮的施用比例有利于提高玉米叶片和茎对子粒氮素的贡献率,硝态氮与铵态氮按3∶1比例配施有利于提高当地玉米子粒产量。     

不同施肥水平下青蒿氮、磷、钾养分吸收特性

通过大田试验研究不同施肥水平下青蒿氮、磷、钾的吸收、累积与分配规律。选用当地主栽青蒿品种渝青 1 号为材料,设置高肥、中肥和低肥 3 个施肥水平。于苗期、分枝初期、分枝盛期及蕾期采集植株样本,分为根、茎、 枝和叶 4 部分,测定氮、磷、钾含量,计算青蒿主要生育期植株养分吸收、累积和分配情况。结果表明：青蒿对钾肥 的需求量最多,氮肥次之,磷肥最少。高肥和中肥处理整个生育期氮在不同器官中的含量为叶>枝>根>茎。低肥处理整 个生育期氮在不同器官中的含量为叶>枝>茎>根。高肥、中肥和低肥 3 个处理整个生育期磷在不同器官中的含量均为叶 >枝>茎>根。苗期和蕾期生长阶段高肥、中肥和低肥 3 个处理钾在不同器官中的含量均为叶>枝>茎>根,分枝初期和分 枝盛期生长阶段 3 个施肥处理钾在不同器官中的含量均为枝>叶>茎>根。不同施肥处理对养分积累趋势影响不大,但可 显著影响各器官在不同生育时期的养分积累量及分配比例。养分累积吸收量在生育前期较少,生育中后期急剧增加。 养分累积量以钾最多,氮次之,磷最少。青蒿中氮磷钾的吸收、累积与分配规律在不同施肥水平下存在差异,生产中 应根据土壤肥力和产量目标,采取合理施肥措施,达到经济施肥的目的。     

铵硝配比对巴西香蕉生长和氮素营养的影响

采用水培法,在等氮条件下设置5种不同铵硝配比处理,探讨不同铵硝配比对巴西香蕉幼苗生长及其氮素营养特性的影响。结果表明,等氮条件下,适当地提高铵态氮比例可以提高香蕉的生物量;铵硝比为10∶90最适合香蕉的生长;增铵促进根系的生长,根系中铵、硝含量分别与培养液中铵态氮和硝态氮的含量有关。香蕉幼苗中氮的含量、累积量与铵硝配比有关,增加铵的比例地上部分氮含量和累积量高于全硝处理,促进氮的吸收和利用;铵硝配比影响香蕉叶绿素含量、光合速率以及硝酸还原酶活性,光合速率与叶绿素含量、硝酸盐含量与硝酸还原酶活性没有明显的正相关关系。在香蕉生长早期适当增加铵态氮供应可以促进香蕉根系的生长,有利于香蕉的早发、稳长。     

缺氮对油菜养分吸收及钾吸收转运相关基因表达的影响

为进一步了解缺氮对油菜养分吸收的影响,以甘蓝型油菜中双11号为材料,采用营养液培养方法,设置正常供氮和缺氮两个处理,培养14d后收获,分析缺氮对油菜植株表型、生物量、植株养分含量及养分吸收相关基因表达的影响。结果表明,缺氮严重抑制油菜植株生长,地上部生物量显著减少,叶片瘦小、黄化,茎秆呈紫红色。缺氮促进油菜根系生长,植株根冠比增加。缺氮处理对油菜叶、茎、根中大量元素含量的影响有所不同,缺氮油菜叶、茎、根的氮浓度及氮含量都显著降低;油菜叶、茎的磷浓度在缺氮胁迫时显著增加,根的磷浓度显著降低,而茎和根的磷含量在缺氮胁迫时都显著降低,但叶片磷含量不受影响;油菜不同部位钾浓度和钾含量在缺氮胁迫时都显著降低,并且缺氮处理14d显著抑制油菜大部分钾通道蛋白基因以及3个根部特异钾转运蛋白基因的表达,说明缺氮对油菜钾吸收运转相关基因表达的影响,可能导致油菜植株钾含量的降低。     

施氮对玉米产量和氮素积累及相关生理指标的影响

通过田间试验研究施氮对玉米产量、氮素积累及相关生理指标的影响。结果表明,施氮使玉米产量提高,与对照处理差异达极显著水平(P<0.01)。施氮处理使玉米植株的氮素积累量、叶片叶绿素含量、SPAD值、植株中硝态氮和可溶性蛋白含量均增加。相关分析表明,玉米植株干物质积累量与氮素积累量呈极显著正相关;植株干物质积累量、氮素积累量均与植株中硝态氮含量呈极显著正相关。因此,可用植株中硝态氮含量作为预测植株吸氮量及生物量的参考,为指导农业生产中合理施用氮肥提供依据。     

施氮量对玉米产量和氮素利用效率及土壤硝态氮累积的影响

采用田间试验研究不同施氮量对两个玉米品种子粒产量、土壤硝态氮累积量及氮素利用率的影响。结果表明,玉米产量随施氮量增加显著提高,当施氮量高于200kg/hm2时玉米产量不再增加,高氮处理地上部分秸秆生物量出现下降趋势。0～100cm土层硝态氮累积量随氮素输入量的增加显著增加。不同玉米品种对氮素的吸收利用影响硝态氮在土壤中的累积,植株氮积累量存在差异。密植型玉米先玉335总吸氮量高于平展型玉米辽单28,土壤硝态氮的累积量也显著低于后者。不同氮肥水平的氮肥利用率为28.38%～35.33%,高氮处理氮肥利用率最低。本试验条件下,中氮处理水平基本能够满足作物生长的需求。综合产量、氮肥利用效率和土壤硝态氮累积情况,确定合理施氮量应控制在200kg/hm2左右。     

淹水胁迫对不同土壤类型养分及玉米苗期养分吸收分配的影响

采用池栽试验,以潮土和砂姜黑土为对象,研究淹水胁迫下不同土壤类型速效养分变化及玉米苗期养分吸收分配的特征。结果表明,淹水胁迫导致两类土壤速效氮含量显著下降,随着淹水时间延长降低幅度增大;土壤速效磷含量呈倒抛物线型,在淹水3 d达最低值;速效钾含量呈上升趋势,潮土速效钾含量呈曲线上升趋势,砂姜黑土速效钾含量呈线性增加趋势。玉米养分及干物质的累积量和产量随着淹水时间延长而降低,氮、磷、钾的累积量分别降低21.37%~72.22%、22.00%~42.10%和11.71%~60.36%;干物质的累积量下降37.49%~57.17%;玉米产量下降9.05%~30.15%,砂姜黑土的下降幅度大于潮土。淹水减少了叶片和茎秆的养分及干物质累积量,增加了茎秆中的养分和干物质分配比例,平均增加25.95%和43.34%。     

不同形态氮素营养和水分条件对苗期水稻生长及渗透调节能力的影响

 为比较不同形态氮素营养下籼稻与粳稻对水分胁迫的响应,采用室内营养液培养,通过供应不同形态氮素及100 g/L PEG6000模拟水分胁迫的方法,对4种不同基因型水稻的生长状况及渗透调节能力进行了分析。结果表明：1）与铵态氮营养相比,水分胁迫明显抑制了硝态氮营养籼稻和粳稻的地上部生长,降低了叶片净光合速率,且对粳稻的抑制效果更加显著;2）水分胁迫条件下,铵态氮营养籼稻和粳稻植株内的游离氨基酸和K+可以更有效地积累、转运和穿梭,以致伤流液和韧皮部汁液拥有更强的渗透调节能力;3）铵态氮营养籼稻和粳稻在通过渗透调节降低叶片渗透势的同时,能够提高或维持叶片含水量。由此可见,铵态氮营养下,籼稻和粳稻均可通过渗透调节促使叶片在渗透势下降和维持含水量之间达到合理的平衡,保证叶片在水分胁迫下维持正常的光合速率,提高了水稻的抗旱能力。     

水分胁迫和供氮形态耦合作用下分蘖期水稻的光合速率、水分与氮素利用

采用室内营养液培养及PEG模拟水分胁迫的方法,在3种供氮形态\[NH4+、NO3-、NH4+/NO3-(质量比)为50∶50\]下,主要研究分蘖期水稻在非水分胁迫及水分胁迫条件下的氮素利用效率及对不同形态氮素的消耗。在非水分胁迫条件下,分蘖期水稻在NH4+/NO3-为50∶50时生物量增量最大;而在水分胁迫条件下,单一供NH4+ N营养的水稻生物量增量最大。在两种水分条件下,当NH4+/NO3-为50∶50时,分蘖期水稻对营养液中NO3- N的消耗量明显大于NH4+ N;此外,在两种水分条件下,均以单一供NH4+ N营养水稻的光合速率、氮素利用率和水分利用率最高。     

根系局部供氮对水稻根系形态的影响及其机理

 通过砂培试验，研究了水稻根系和地上部分（苗）对局部根系供应氮素的适应性变化。局部根系供应氮素对水稻根系形态，生物量及碳、氮分配有明显的影响。无论供氮量高低，供氮一侧均能诱导根系生长发育，表现为供氮一侧侧根长、根表面积、根系体积、根重等明显高于无氮侧，但是根系直径明显变细。供氮侧根系碳水化合物含量高于无氮侧；随供氮量的增加，碳水化合物含量相对减少。根据试验结果，认为局部供应氮素诱导根系生长发育的可能机理是无氮一侧根系的饥饿信号诱导地上部碳水化合物定向运输和分配到供氮侧的根系，从而促进该侧根系的生长发育。     

质子泵在不同氮素形态调控茶树磷素吸收的功能研究

磷是植物生长发育的重要矿质营养元素之一,不同氮素形态均影响植物对磷素的吸收。植物细胞膜H⁺-ATPase在矿质营养元素吸收过程中具有重要调控作用,因此不同氮素形态调控茶树磷素吸收可能与细胞膜H⁺-ATPase相关。本研究采用二相分离法提取茶树根系质膜,并通过非损伤微测（NMT）、Western-blot等技术探究不同氮素形态对舒茶早根系磷素吸收和细胞膜H⁺-ATPase特征参数的影响。结果表明,铵态氮提高茶树对磷素的吸收;其茶树根系细胞膜电位、H⁺跨膜运输、H⁺-ATPase活性和蛋白表达均高于硝态氮处理;且细胞膜H⁺-ATPase专一抑制剂正钒酸钠（Na₃VO₄）显著减少不同氮素形态下茶树根系对磷素的吸收和富集。由此可见,茶树根系H⁺-ATPase可能参与不同氮素形态调控磷素的吸收。     

A Simple Method for Quantitative Estimation of Rhizosphere pH along Root Axes through Visualization

Abstract

Rhizosphere pH is known to be strongly influenced by nitrogen sources and plant species. We have evaluated whether the exposure of the shoot to light affects the pH changes in the rhizosphere of legumes and cereals in the presence of different forms of nitrogen (ammonium, nitrate or both). The pH changes in the rhizosphere were quantified as apparent proton fluxes by image analysis of agar gel containing a pH indicator, in which the root was embedded. In the presence of ammonium or ammonium nitrate, the rhizosphere was alkalized under dark conditions and acidified under light conditions in both cowpea and sorghum. This implied that, in the presence of ammonium, acidification of the rhizosphere is induced by exposure of shoot to light. In the presence of nitrate, both plants alkalized their rhizospheres in the dark, whereas in the light cowpea acidified its rhizosphere although sorghum alkalized it. Light-induced acidification, in the presence of nitrate, was also found in chickpea and adzuki bean, but not in maize. We found, that a particular part of the root axis strongly acidifies the rhizosphere in response to the exposure of shoot to light, especially in legumes. We conclude that rhizosphere pH is strongly affected by the light conditions encountered by the shoot, and the pH changes in response to the light locally along the root axis.     

Different Nitrogen Sources Affect Biomass Partitioning and Quality of Potato Production in a Hydroponic System

Crop production systems should reduce nitrogen application costs and assure that the appropriate form of nitrogen is used. Thus, three potato cultivars in a hydroponic system were supplied with two different nitrogen sources to determine the effect on biomass accumulation and partitioning, and total plant nitrogen content. Cultivars Agata, Atlantic and Bintje received, on alternate days, nutritive solutions differing only in either calcium nitrate or urea. Urea stimulated biomass accumulation and total nitrogen in shoots. Moreover, urea reduced the ratios tuber:shoot and tuber:root, and increased the ratio shoot:root, indicating competition for biomass partitioning between shoots and tubers. Urea stimulated greater tuber volume in the Atlantic cultivar, and increased tuber protein content, which is undesirable for industry. These results suggested that salts containing nitrate could be more appropriate for hydroponic potato cultivation, since urea compromised tuber quality and biomass partitioning in all cultivars studied.     

不同施肥水平对杂交水稻氮、磷、钾吸收积累的影响

为探索不同施肥量下2个杂交水稻植株氮、磷、钾的吸收积累特性,采用田间小区试验研究了两个杂交稻品种抽穗期和成熟期的植株氮、磷、钾吸收积累。结果表明,2个杂交水稻品种在不同施肥水平下,抽穗期和成熟期茎＋叶鞘、叶、穗各器官内的氮、磷、钾的含量无显著差异;抽穗期,叶的氮含量最高,茎＋叶鞘的磷、钾含量最高;成熟期,叶的氮含量、茎＋叶鞘的磷含量、穗的钾含量均下降。抽穗期,氮、钾吸收量及干物质量红泰优996高于粤优589,磷吸收量粤优589高于红泰优996;成熟期,氮、钾吸收量及干物质量粤优589高于红泰优996,磷吸收量2品种差异不明显。2个杂交水稻品种地上部植株对氮、磷、钾积累量比例的变幅范围均在高产水稻积累变幅范围内。     

增效液体氮肥在苏打盐碱土中的应用效果研究

为改善苏打盐碱土区的玉米生长状况并提高氮肥肥效,本研究以尿素硝酸铵溶液、氮肥增效剂、调酸剂等材料制备增效液体氮肥（Effectively Urea Ammonium Nitrate Fertilizer,简称Eff UAN）,在吉林省西部苏打盐碱土区开展田间试验,验证其在滴灌施肥和常规施肥模式下的应用效果。试验结果表明,在滴灌施肥与常规施肥两种模式下,增效液体氮肥与传统尿素和尿素硝酸铵溶液相比,玉米产量提高10.2%～18.5%,氮肥利用率提高8.1～18.2个百分点,氮素损失率降低 9.5～23.7 个百分点。在玉米生育期内使表层土壤（15 cm）的 pH 值从 8.8 降低到 7.5～7.7。两种施肥模式下增效液体氮肥都能够显著改善植株的农艺性状（株高、茎粗和叶面积）。综上,增效液体氮肥可以有效降低生育期内土壤的pH值,改善植株地上部农艺性状,进一步提高玉米产量和氮肥利用率,降低氮素损失。