长期地膜覆盖对棕壤剖面中NH_4~+-N和NO_3~--N动态变化的影响

棕壤长期定位试验结果表明,覆膜使表层土壤中NH4+-N含量明显增加,并使各个层次NO3--N含量都有所增加,有效地减少了NO3--N的淋失。研究同时表明施用有机肥和化肥都能提高土壤全氮、碱解氮、NH4+-N、NO3--N含量,而施用单一的氮肥则对土壤碱解氮几乎没有影响。因此,有机肥与无机肥配合施用是培肥覆膜土壤氮素肥力的有效措施。     

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。     

K+高亲和转运系统吸收动力学特征及其受NH4+影响的研究

为探讨钾的高亲和转运系统是否受到铵离子的影响,采用溶液培养方法研究了水稻、大豆两种作物苗期(16d)的K+高亲和转运系统吸收动力学特征及其受吸收液中NH4+的影响。结果表明,NH4+对K+吸收的Vmax的影响在作物种类间有较大的差异,水稻受影响显著小于大豆。NH4+对供试作物K+吸收的Km值影响均很小,说明NH4+对K+吸收速率的影响主要在于影响了细胞膜上K+载体的数量而非影响了载体吸收位点与K+之间的亲和性。     

pH值对水稻幼苗吸收NO3——的影响

运用微电极技术研究了改变细胞内外pH值对常规籼稻(杨稻6号)NO3-吸收的影响。结果表明:1)未经NO3-培养的水稻根表皮细胞吸收NO3-会引起细胞膜电位瞬时的去极化或超级化。当水稻根系吸收NO3-时,表皮细胞膜电位改变的程度随外界NO3-浓度的增大而增大;在浓度为0.5.mmol/L时达到最大,而后表皮细胞膜电位的变化基本维持不变。2)外界不同pH(4.4、5.5、7.0)条件下,表皮细胞膜电位对NO3-的响应随着外界pH的升高而有所降低,并且表皮细胞膜电位对NO3-的响应在pH.8.0受抑制程度不大。3)5.mmol/L丁酸钠和3.mmol/L普鲁卡因可以使细胞内pH分别降低0.16个单位和升高0.2个单位;改变细胞内pH值对水稻吸收NO3-时引起表皮细胞膜电位的变化几乎没有明显的影响。4)不同pH条件下,培养2周左右的水稻地上部干鲜重差异显著,以pH.5.5时为最高;组织中NO3-和NH4+的含量也在pH.5.5时最高。由于细胞内pH是受系统严格调控的,具有极强的缓冲能力,因此,NO3-的吸收主要受外界pH的影响。酸性可以促进NO3-的内流;而微碱性增加了NO3-的外流,降低了NO3-的净吸收。     

不同钾水平下外源铵对烟草幼苗根系生长及钾吸收的影响

为探明铵参与低钾胁迫下烟株根系的生长及吸钾机制,采用室内水培法,以“豫烟6 号”为试验材料,研究了不同供钾水平下外源NH4+ 对烟株根系的生长生理和钾吸收速率的影响。结果表明,未添加外源NH4+ 时,低钾胁迫下烟株根系可溶性蛋白、根系活力、烟株各部位干重和钾含量均显著低于常钾水平。两种供钾水平下,随着外源NH4+ 浓度增加,烟株根系干重、根系扫描参数、钾积累量和钾最大吸收速率均呈下降趋势,但根系可溶性蛋白含量和根系活力则先上升后下降并在外源NH4+ 浓度为1 mmol/L 时最大。外源NH4+ 可抑制植物根系高亲和及低亲和K+ 吸收系统,且NH4+浓度越大,钾吸收速率越低,其中溶液K+ 浓度为0.2 和10 mmol/L 时,N5.00 较N0处理分别显著降低55.78% 和37.68%。可见,低钾胁迫显著抑制烟株根系生长和钾吸收,而外源NH4+ 可抑制高亲和或低亲和的K+ 吸收系统,从而影响烟株的钾吸收速率和吸收量。     

外源性NH_4~+和NO_3~-输入对亚热带人工林土壤N_2O排放的影响

中国亚热带人工林处于全球氮沉降高值区,土壤氮素相对富集,土壤氧化亚氮(N_2O)产生与排放对外源性氮素输入响应敏感。然而,现有氮沉降模拟控制实验多采用单一氮肥类型,没有原位区分氧化态氮与还原态氮素影响的差异。以千烟洲亚热带湿地松林为研究对象,增氮控制实验采用随机区组设计,包括2种形态(NO_3~-、NH_4~+)和3个施氮水平(0、40、120 kg hm~(-2) a~(-1))。利用静态箱—气相色谱法高频(8次月~(-1))测定土壤N_2O净交换通量以及温度、水分、溶解性氮含量等相关环境变量,分析土壤N_2O通量对外源性氮素输入的响应特征及主控因子。结果表明:施氮不影响亚热带人工林土壤温度和水分,显著增加了土壤NO_3~--N、NH_4~+-N和总溶解性氮(TDN)的含量,对溶解性有机氮(DON)含量无显著影响。施氮显著促进亚热带人工林土壤N_2O排放,增幅为378%~847%,施加NH4Cl的促进效应显著高于Na NO_3。土壤N_2O通量与10 cm土壤温度、10 cm土壤体积含水量呈正相关,土壤N_2O通量的变化量与土壤无机氮含量的变化量呈正相关。上述研究结果表明,虽然水热因子驱动着亚热带人工林土壤N_2O的排放,但是氮素富集条件下土壤N_2O的增加主要由底物可利用性的变化所致,并且还原态NH_4~+的促进效应显著高于氧化态NO_3~-。     

油菜NO3-的吸收、分配及氮利用效率对低氮胁迫的响应

【目的】探究油菜NO3-的吸收、分配和对低氮胁迫的响应及其氮利用效率,为理解油菜在不同低氮胁迫下相关生理变化及其氮素利用效率提供科学依据。【方法】以常规油菜品种814为研究材料,采用砂培试验,在正常供氮水平（10 mmol/L）和低氮胁迫水平（3 mmol/L、1 mmol/L）下,研究油菜的根系特性、蒸腾作用对低氮胁迫的响应及其氮素吸收效率,并研究油菜NO3-的运输分配与同化对低氮胁迫的响应及其氮素利用效率。【结果】与正常供氮处理（10 mmol/L）相比,低氮胁迫处理（3 mmol/L、1 mmol/L）的油菜NO3-含量、全氮含量均显著下降,但（NO3-）叶/根、（全氮（%））叶/根显著升高,植株根系干物质重、根系吸收面积均显著下降,但根冠比显著升高。油菜植株在低氮胁迫下气孔导度和蒸腾速率显著增加,一方面促进植株对NO3-的捕获,另一方面也促使更大比例的NO3-分配在植物的地上部分,但植株的水分散失加剧,水分利用效率显著下降。低氮胁迫处理油菜根和叶中NR、GS活性与正常供氮处理之间的差异不显著或有增加,其叶绿素含量、光合速率均显著下降,但光合氮素利用率显著升高。【结论】在低氮胁迫条件下,油菜植株的氮素和干物质累积均显著下降,但NO3-在植株的地上部分分配比例的增加以及光合氮素利用率的升高促使植株的氮素利用效率显著提高。     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究 I.共存离子对NO_3~-吸附的影响

研究了我国典型３种可变电荷土壤和４种恒电荷土壤在陪伴阳离子分别为Ｋ十、Ｎａ十、Ｃａ２＋时和１ｍｍｏｌＬ－１ＫＣ１、Ｋ２ＳＯ４支持电解质中ＮＯ３－的吸附。结果表明，ＮＯ３－吸附量随ｐＨ的增加而减小。在添加相同浓度ＮＯ３－时，３种可变电荷土壤对ＮＯ３－的吸附量顺序为Ｃａ（ＮＯ３）２＞ ＫＮＯ３＞ＮａＮＯ３＞ＫＮＯ３十ＫＣＩ＞ＫＮＯ３＋Ｋ２ＳＯ４；在初始ＮＯ３－浓度０．５－５ｍｍｏｌＬ－１的范围内，吸附量随浓度变化的关系符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附式．由此求出与ＮＯ３－吸附结合能有关的常数（Ｋ）在不同共存离子存在下数值较小且差异不大，因此认为不同陪伴阳离子和不同伴随阴离子对ＮＯ３－吸附的电性机理影响不大，只是改变了土壤表面的正电荷数量从而使吸附量发生变化。４种恒电荷土壤对ＮＯ３－的吸附量通常很小，其中在Ｃａ（ＮＯ３）２介质中较在其他介质中稍大，最大吸附量仅为１．５～ｍｍｏｌ ｋｇ－１左右，约为可变电荷土壤的１／１０，且在浓度较低时常观察到负吸附。     

暗管控制排水棉田NO3--N和NH4+-N运移转化试验

为了研究控制排水条件下土壤剖面NH4+-N和NO3--N之间的转化运移规律,2008、2009年在荆州丫角排灌试验站棉花生育期内进行大田暗管控制排水对比试验：2008年全生育期内固定排水出口埋深、2009年分生育阶段调整出口埋深。结果发现：无论调整出口埋深与否,NO3--N含量在土壤垂直剖面上都随土层深度增加而减少。NH4+-N含量2008年随土层深度增加无明显变化规律、2009年在20、40 cm处较60、80 cm高。控制排水小区表层和20 cm土层NO3--N含量较自由排水小区高;同层土控制排水小区NH4+-N含量比自由排水小区高。2008年各处理NO3--N含量高于2009年,NH4+-N含量低于2009年,NO3--N与NH4+-N同层土平均含量之比大于2009年。分生育阶段调整排水出口埋深可减小田间地下水位波动,更能使田间氮素形态稳定、减少氮素流失。     

供磷水平对平邑甜茶幼苗NO3-吸收、利用特性的影响

运用~(15)N示踪及非损伤微测技术,研究了不同供磷水平(0 mmol×L~(-1)、1.0 mmol×L~(-1)、2.0 mmol×L~(-1)、3.0 mmol×L~(-1)、4.0 mmol×L~(-1)、6.0 mmol×L~(-1)、8.0 mmol×L~(-1)、12.0 mmol×L~(-1)和16.0 mmol×L~(-1) H_2PO_4~-)对平邑甜茶幼苗NO_3~--N吸收及利用特性的影响,为提高果园氮肥利用效率提供理论依据。结果表明,在低磷水平(0~1.0 mmol×L~(-1))时,平邑甜茶根系长度、根系总表面积较小,且根尖数较少。随着供磷水平的增加,在2.0~4.0 mmol×L~(-1)磷浓度处理时,平邑甜茶幼苗生物量、根系长度、根系总表面积及根尖数显著高于其他处理。而在6.0~16.0 mmol×L~(-1)时,过量供磷抑制了根系的生长,使平邑甜茶幼苗根系长度、表面积均大幅降低,根尖数量骤降。非损伤扫描离子选择电极测试表明,当生长介质磷浓度在3.0~6.0 mmol×L~(-1)时,平邑甜茶对NO_3~-有吸收作用,并在3.0 mmol×L~(-1)磷浓度时其吸收速率最高。而在0~2 mmol×L~(-1)及8.0~16.0 mmol×L~(-1)磷浓度处理下,平邑甜茶对NO_3~-有外排作用。随供磷水平的增加,各器官从肥料中吸收分配到的~(15)N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)及植株氮素利用率呈现先升高后降低的趋势,4.0 mmol×L~(-1)磷浓度时植株氮素利用率最大,为42.24%,超过4.0 mmol×L~(-1)植株氮素利用率显著降低。适当充足的供磷刺激了幼苗根系生长,从而促进平邑甜茶对氮素的获取,过量的NO_3~-抑制了平邑甜茶根系的生长,同时叶片硝酸还原酶的活性受到抑制,因此其氮素吸收和利用效率较低。因此,磷浓度在3.0~4.0 mmol×L~(-1)时最有利于平邑甜茶幼苗的生长及氮素的吸收利用。     

山地河岸林土壤对硝态氮和铵态氮的截留及影响因素

用人工槽模拟的方法研究文峪河上游三类典型河岸林土壤对硝态氮和铵态氮的截留及影响因素。结果表明,青杨-辽东栎混合林、云杉林和落叶松林河岸带土壤对有效氮的截留量分别为158.38,145.38,142.98 mg/kg。有效氮的截留主要发生在0-10 cm土层。NH+4-N和NO-3-N比例在1.68~1.80之间,土壤截留的有效氮比较稳定。河岸林土壤对有效氮的截留与土壤结构密切相关,与土壤含水量和容重显著负相关。丰富的有机质和全氮促进了有效氮的产生和滞留。土壤酸碱度在截留过程中影响有效氮的截留比,而对有效氮的最终截留量影响较小。     

杂交稻和常规稻生育后期对NO_3~——N和NH_4~+-N的营养效应

利用~(15)N示踪技术研究了杂交稻和常规稻生育后期对不同N源的营养效应。结果表明,杂交稻对抽穗前追施的NO_3~--N的利用率比常规稻高7.8％,回收率高13.2％:追施NH_4~+-N时,杂交稻的N肥利用率比常规稻高6.1％,回收率高14.5％肥源之间比较,收获期NH_4~+-N的利用率和回收率都高于NO_3~--N。肥料N在穗中的分配率,杂交稻比常规稻大15.7—20.2％,但NO_3~--N与NH_4~--N处理间无明显差异。试验结果还表明,抽穗前追施NO_3~--N比追施NH_4~--N能更明显地促进水稻对Ca~(2+),Mg~(2+)的吸收,刺激浮根的生长,增加稻谷产量,而且杂交稻的这些效应大于常规稻。     

水稻根系生长对不同氮形态响应的动态变化

土壤养分供应变异很大,植物根系生长对这种养分变异的响应非常敏感.为了探索水稻根系生长对N素供应响应的动态变化规律以及这种适应性变化与水稻N效率之间的关系,采用水培方法,以两个苗期不同N效率水稻品种桂单4号和南光为研究材料,比较了不同铵硝比、不同浓度NH4、不同浓度NO3-和不同浓度NH4NO3对水稻根系构型参数的影响.结果表明:NH4 和NH4NO3供应显著降低了总根长、总根表面积和总根体积,且有增加平均根直径的趋势;而NO3-供应在0～1 mmol/L浓度范围内,增加了总根长、总根表面积和总根体积,降低了平均根直径,但当NO3-供应超过1 mmo1/L后,NO3-却有降低总根长、总根表面积和总根体积的趋势,对平均根直径没有明显影响.苗期N高效基因型桂单4号总根长和总根表面积在各种N素营养条件下均显著高于N低效基因型南光.上述结果表明,NH4 和NH4NO3都抑制了水稻根系生长,而NO3-为低浓度诱导、高浓度抑制根系生长,根长和根表面积,对提高水稻N效率贡献较大.     

NO3-和NH4+对水稻和旱稻生长及水分利用的影响

用分根法研究NO3-和NH4 对水稻‘越富’和旱稻‘297’生长和水分利用的影响,结果表明:与水稻相比,旱稻在NO3-中的生长最好。NH4 提高氮素在水稻根中的分配比率,同时也提高了水稻和旱稻根系在NO3-/NH4 处理中NH4 一侧的吸氮速率。旱稻水分利用率高于水稻,且二者的水分利用率都遵循NH4 >NH4NO3≥NO3-的规律。     

不同硝铵比对霞多丽葡萄幼苗生长和氮素营养的影响

采用沙培试验,设置了等氮条件下5种不同硝铵比营养液处理,探讨了氮形态对霞多丽葡萄幼苗生长和氮素营养的影响。结果表明,霞多丽幼苗的生长量以硝铵比70/30时最大,全铵营养时最低;植株根系氮的平均吸收量在硝铵比为70/30时为最大值,达到70.89%,全铵营养时为最低值;叶片中的氮浓度和总氮量以全硝营养最大,全铵营养最低,后者仅是全硝营养的61.8%和19.46%。霞多丽幼苗根系内NH4+-N浓度与营养液中NH4+-N的浓度成极显著正相关(r=0.9805),且当铵态氮比例超过30%时根系中NH4+浓度显著增加。叶片中硝酸还原酶的活性以硝铵比70/30最高,当铵态氮比例大于30%,再继续增加铵态氮的比例时,显著抑制了叶片中硝酸还原酶的活性;而对根的硝酸还原酶活性无明显影响。试验证明,硝铵比70/30是霞多丽较适宜的氮素形态配比,较高比例的铵态氮增加了植株器官中NH4+的浓度,抑制了霞多丽幼苗的生长及对氮素的吸收积累。     

不同水稻品种对铵态氮和硝态氮吸收特性的研究

采用水培方法研究了不同形态氮素对武育粳 3号 (常规粳稻 )和扬稻 6号 (常规籼稻 )生长的影响及其水稻苗期对NH 4 N和NO-3 N的吸收动力学特征。结果表明 :不同形态氮素对水稻生长影响差异显著 ,铵硝混合营养下水稻的生长最优 ;扬稻 6号比武育粳 3号具有更强的氮素吸收能力 ;不论武育粳 3号或是扬稻 6号 ,单一氮源时NO-3 的Km 值均大于NH 4 ,说明水稻对NH 4 的亲和力大于NO-3 ,武育粳 3号对NH 4 的最大吸收速率小于NO-3 ,而扬稻 6号则极为接近 ;NH 4 的存在均显著降低两个水稻品种对NO-3的吸收速率 ,武育粳 3号和扬稻 6号的NO-3 的Vmax分别比单一硝营养减小 1/ 2和 2 / 3,NO-3 的存在不影响武育粳 3号对NH 4 的吸收速率 ,但使扬稻 6号对NH 4 的吸收速率减小     

AM真菌共生系统中硝态氮吸收转运途径及对寄主生长的作用

利用AM真菌(Glomus intraradices)与毛根农杆菌质粒DNA转化的胡萝卜根(Ri T-DNA transformed carrotroots)建立的双重培养系统,以及同位素示踪技术探究AM真菌共生系统中硝态氮NO₃^-转运吸收途径,对铵态氮和硝态氮吸收合成精氨酸进行研究;并开展农田试验研究铵态氮和硝态氮吸收转运对寄主生长的影响。研究发现AM真菌菌丝在NH₄⁺和NO₃^-共存时,优先吸收NH₄⁺。当AM真菌的根外菌丝用NH₄¹⁵NO₃处理1周时,虽然根外菌丝的自由氨基酸未被¹⁵N标记,包括精氨酸,但是菌根组织中的自由氨基酸被¹⁵N标记,揭示了¹⁵NO₃^-沿着菌丝直接转运至菌根组织而不是来自于精氨酸转运的新模式;而根外菌丝用     

NH4+-N部分代替NO3--N对番茄生育中后期氮代谢相关酶活性的影响

采用砂培实验研究NH4 -N部分代替NO3--N对番茄的影响,结果表明:与全硝处理(100%NO3-)相比较,增铵处理(NH4 ∶NO3-=25%∶75%)下番茄鲜果重显著提高;同时叶片内NO3--N含量随增铵而显著降低,叶片与果实内NH4 -N含量及果实的可溶性蛋白含量随增铵而升高;增铵条件抑制了叶片和果实的硝酸还原酶(NR)活性,提高了叶片和果实的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)活性及叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性,但对果实的谷氨酰胺合成酶(GS)活性影响不大。上述结果表明,NH4 -N部分代替NO3--N可增加番茄产量,提高集约化基地的生产量。     

不同形态氮素比例对不同小白菜品种生物量和硝酸盐含量的影响

利用NO-3 N∶NH 4 N为 10 0∶0、5 0∶5 0和 0∶10 0三个硝铵配比的营养液对 12个不结球小白菜品种进行水培试验。结果表明 :不同的硝铵配比对不同品种小白菜的生物量、叶绿素SPAD值、硝酸盐积累量等有着显著的影响 ,同一氮源培养下不同的小白菜品种间也表现出显著的差异 ;12个小白菜品种叶绿素SPAD值随营养液中的NH 4 N比例的增加而升高 ,两者间存在着显著的正相关 ;单株生物量除亮白叶 1号和五月慢在全硝培养中生物量较其他两种配比大外 ,其他 10个品种均在 5 0∶5 0硝铵营养液中表现最好 ;供试的 12个小白菜品种中有 9个品种的硝酸盐积累量随着NH 4 N比例的增加而下降 ,表明适当地配施铵态氮较纯硝营养液能获得更好的产量、更高的叶绿素SPAD值和较低的硝酸盐积累量。     

沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮的时空变化

沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮存在着时空变化。本文对腾格里沙漠和毛乌素沙地沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮的含量进行了测定。结果表明,在剖面的垂直方向,土壤铵态氮和硝态氮含量均随土壤深度的增加而减小;在沙丘的水平方向,从丘顶、丘坡到丘间地,土壤铵态氮和硝态氮含量均趋于增加,但20～40cm土层的硝态氮/铵态氮比(硝/铵比)逐渐降低。而其时间变化体现于演替系列的进程中,演替系列前中期,土壤铵态氮含量逐渐增加,演替系列中后期,硝态氮含量逐渐增加;0～20cm土层硝/铵比的变化与上述趋势相同,而20～40cm土层硝/铵比的变化则没有这种规律。可见,在沙丘固定过程中,土壤铵态氮和硝态氮均表现出明显的时空变化规律,这种时空变化规律是植被与环境综合作用的结果,进而影响植物生长与植被动态。