硝化抑制剂对小白菜生长和土壤性质的影响

施用硝化抑制剂可有效控制蔬菜硝酸盐积累,施用硝化抑制剂DMPP、土地精和双氰胺可提高小白菜的经济产量、叶面积、净光合速率,降低硝酸盐含量,并对栽培土壤有明显的改良作用。硝化抑制剂对小白菜的硝酸盐积累抑制作用为DMPP双氰胺土地精,3种硝化抑制剂在经济产量方面表现为DMPPDCDTC,比对照分别提高产量19.32%、14.83%、9.46%。对叶茎鲜重比的影响结果为DCD(84.7%)DMPP(84.4%)TC(83.8%)CK(78.1%)。通过对栽培土壤的研究发现硝化抑制剂能显著改良土壤的盐渍化,降低小白菜生长过程中土壤盐离子的含量,提高铵离子在土壤中的含量,抑制土壤耕层硝酸盐的生成。     

减氮配施硝化抑制剂与菌剂对温室黄瓜产量品质和土壤氮素损失的影响

通过探究减氮配施硝化抑制剂DMPP与微生物菌剂及二者联合施用对温室黄瓜土壤氮素各主要途径损失及黄瓜对氮素吸收利用的影响,并结合黄瓜产量和品质,旨在筛选出温室黄瓜生产的适宜氮素损失调控措施。以黄瓜品种津绿20-10为试验材料进行田间小区试验,设置6个处理,分别为不施氮对照(CK)、常规施氮(CN)、减氮(RN)、减氮+DMPP(RND)、减氮+微生物菌剂(RNM)、减氮+DMPP+微生物菌剂(RND+M)。监测分析了土壤氧化亚氮(N₂O)排放、氨(NH₃)挥发和土壤剖面硝态氮(NO₃^--N)累积量,以及黄瓜对氮素的吸收利用、产量和品质指标。结果表明:(1)与CN相比,RN、RND、RNM和RND+M能够促进黄瓜对氮素的吸收和利用,提高氮素利用率。等氮条件下,RND+M可使黄瓜地上部植株氮素总吸收量增加18.93%,尤其是氮肥表观利用率(REN)和农学效率(AEN),分别达到25.30%和41.16 kg/kg(p<0.05),表现出明显的正协同效应,且优于硝化抑制剂或菌剂单施效果。(2)RN、RND、RNM和RND+M较CN可使土壤N₂O排放显著降低26.38%~41.45%、NH₃挥发明显减少28.82%~37.70%,0—120 cm土壤剖面NO₃^--N累积显著降低13.07%~62.32%;等氮条件下,RNM处理对土壤N₂O排放和NH₃挥发影响不大,但能显著降低90—120 cm土层NO₃^--N累积量,较RN降低27.35%。RND和RND+M可使N₂O排放分别降低20.11%和20.47%,0—120 cm土壤剖面NO₃^--N累积量分别降低30.06%和24.70%,减少氮素在土壤中的累积和淋失风险,但增加NH₃挥发风险(p＞0.05),总体表现为RND≈RND+M≥RNM≈RN。(3)RND+M处理产量为70.32 t/hm²,节本增收较RN增加5 150元/hm²,且其在提高黄瓜果实品质方面效果较明显,可溶性蛋白含量较RN及RNM处理分别提高16.36%与4.01%。综合经济效益和环境效益,尤其是土壤可持续发展角度考虑,试验条件下,追施氮素316 kg/hm²,同时配施2%纯氮量的DMPP与75 L/hm²菌剂,是实现温室黄瓜增产提质、绿色高质量发展的适宜氮素损失调控措施。     

水肥一体化配合硝化/脲酶抑制剂实现油菜减氮增效研究

【目的】研究水肥一体化方式下减氮施肥并添加硝化和脲酶抑制剂对油菜生长及土壤硝态氮和铵态氮含量的影响,旨在筛选出配合硝化/脲酶抑制剂施用的最适减氮量,为减少氮素损失、提高蔬菜生产中氮素利用率和降低蔬菜硝酸盐含量提供理论依据。 【方法】采用盆栽试验,利用负压灌溉水肥一体化系统 [(–5 ± 1) kPa],设不施氮肥 (T1)、尿素 150 kg/hm2 (T2)、尿素 150 kg/hm2 + 10%DCD (双氰胺) + 1%HQ (氢醌)(T3)、尿素 127.5 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ (T4)、尿素 105 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ (T5) 共 5 个处理。监测了油菜生长期间供水量、土壤含水量、油菜生长指标及土壤硝态氮与铵态氮含量的变化,分析调查了收获后油菜的产量、品质指标和养分含量。 【结果】在油菜生长期间,负压灌溉各处理的总出水量非常接近 (12174～13869 mL)。当施肥量相同时,与不添加抑制剂处理 (T2) 相比,施用硝化和脲酶抑制剂 (T3) 能够有效抑制土壤中铵态氮向硝态氮的转化,提高叶长、叶宽和叶绿素含量,显著提高油菜产量 25.2%,提高氮肥利用率 85.2%,硝酸盐含量显著降低 51.9%。与不添加抑制剂处理 (T2) 相比,减氮 15%～30% 同时添加硝化和脲酶抑制剂对油菜产量、品质、养分吸收也均有不同程度的促进效果,并能够抑制硝化作用,减少土壤中硝态氮累积,减氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制剂的处理 (T5) 能将油菜产量提高 15.9%,氮、磷、钾含量分别提高 8.4%、21.5% 和 27.8%,氮肥利用率提高 1.26 倍,油菜体内硝酸盐含量降低 66.6%。 【结论】适当减氮并添加硝化和脲酶抑制剂对油菜产量和养分吸收均有明显的促进效果,而且能减少油菜硝酸盐含量和土壤中硝态氮累积。在本试验负压水肥一体化条件下,减氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制剂,即尿素 105 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ 不仅效果最佳,还降低了因氮肥投入高而造成硝酸盐累积的风险。     

不同DMPP添加水平对土壤有机氮素转化的影响

研究单施有机肥模式下,3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对土壤有机氮素转化的影响,为土壤氮素高效利用和减少损失提供科学依据。采用土壤恒温培养试验,研究单施有机肥条件下不同DMPP添加水平对土壤中有机氮素转化及硝化抑制效应的影响。结果表明,单施有机肥条件下,DMPP可明显抑制土壤硝化反应的进程。培养期间DMPP最佳硝化抑制效果出现在14d,与不添加DMPP的处理相比,添加DMPP的处理铵态氮含量增加2～3倍,硝态氮含量减少2～3倍。14d后DMPP硝化抑制效果逐渐减弱。DMPP对硝化反应的抑制效果及有效抑制时间随着DMPP用量的增加而不断增强,但是当用量增加到2%以上水平时,硝化抑制剂效果不再明显增强。综合用量水平和抑制效果,施用有机肥模式下DMPP添加量以氮素含量的1%～2%较为适宜。     

不同积累型苋菜(Amaranthus mangostanus L.)镉吸收转运特征差异性研究

【目的】比较高积累型苋菜品种Tianxingmi与低积累型苋菜品种Zibeixian在Cd胁迫下Cd吸收转运特征差异性,揭示苋菜品种Tianxingmi高积累镉的机理。【方法】采用水培试验,添加代谢抑制剂来研究两品种苋菜根系吸收Cd的主要途径。分别在30 μmol/L CdCl₂处理4 h、8 h、16 h、1 d和2 d采样测定,采用非损伤微测技术（Non-invasive micro-test technique,NMT）,进行植物活体动态测试,调查、测量两品种苋菜根系Cd2+离子流特征,比较了两品种对代谢抑制剂的反应。【结果】在30 μmol/L CdCl₂处理1 d后,Tianxingmi生物量达到最大值5.90 g/plant,是Zibeixian生物量的二倍;Tianxingmi根、茎和叶中Cd浓度分别为609、254和62.3 mg/kg,分别是Zibeixian的1.4倍、1.9倍和1.6倍,地上部和全株的Cd累积量分别高达602.0、1308 μg/plant;Tianxingmi富集系数（BCF）与转运系数（TF）分别为Zibeixian的2.1倍和1.5倍,这些结果两品种均表现出显著性差异（P < 0.05）。NMT技术测定两品种根系Cd2+离子流,通过扫描位点测定发现,距根尖0~300 μm范围内两品种苋菜根系Cd2+内流最强且差别最大,并在此做定点位点测定,发现Tianxingmi根系Cd2+内流是Zibeixian根系Cd2+内流的3.75倍,说明了两品种的富集特征与NMT结果一致。添加代谢抑制剂处理显著降低了高积累型Tianxingmi各器官中的Cd浓度,富集系数（BCF）与转运系数（TF）,以及根系Cd2+内流（P < 0.05）,主动吸收特征明显,而对低积累型Zibeixian的相关生理指标影响不大。【结论】两苋菜品种Cd吸收转运特征均表现出显著性差异。Tianxingmi具有更强的Cd吸收和向地上部转运与累积能力,并且根系对Cd的吸收与转运是主动需能的过程,共质体途径在Cd进入Tianxingmi根系并向地上部运输的过程中起着主要作用。     

豇豆胰蛋白酶抑制剂和硫氧还蛋白的融合表达和活性测定

采用融合蛋白表达技术，通过1个人工设计合成的柔性接头，将豇豆胰蛋白酶抑制剂(cowpea trypsin inhibitor,CpTI)基因与表达载体上的硫氧还蛋白(thioredoxin )基因连接，构建了融合表达载体。将表达载体转入大肠杆菌(Escherichia coli )GI724，通过色氨酸诱导获得高效表达，产物以可溶状态存在。活性测定显示，融合蛋白具有抑制胰蛋白酶的生物学活性。以大豆胰蛋白酶抑制剂为参照，将融合蛋白热处理后进行活性测定，发现它具有较好的热稳定性。将肠激酶(enterokinase)与融合蛋白在37 ℃作用16 h，可获得切掉thioredoxin的CpTI蛋白。活性测定显示，切除thioredoxin后CpTI的胰蛋白酶抑制活性比同样处理条件下的thioredoxin-CpTI明显下降，比活力仅为原来的80%，说明融合蛋白具有更高的稳定性。研究结果为thioredoxin-CpTI作为一种生物农药的应用奠定了基础。     

包膜及其与生化抑制剂结合型尿素在草甸棕壤中尿素态氮溶出特征

在室内恒温培养条件下,以日本70 d聚烯烃包膜尿素和大颗粒尿素为对照,研究4种丙烯酸树脂（MMA）包膜及其与生化抑制剂结合尿素肥料在土壤中尿素态氮溶出与水解特征,以确定不同种MMA包膜尿素在土壤中缓/控释效果与尿素转化机理。结果表明,4种MMA包膜尿素在土壤中尿素累积溶出量在48 d后达到最大值,接近100%,尿素态氮累积溶出80％的时间分别在第24和28 d,时段平均溶出率最高峰值均出现在9～12 d,为7.73%/d～8.04%/d。4种MMA包膜肥料尿素态氮在土壤中累积残留量高峰值分别出现在20和24 d。MMA膜和NBPT共同作用对抑制尿素释放作用效果十分显著, 其结合型肥料对抑制尿素释放作用最强。     

脲酶抑制剂不同用量对土壤氮素供应的影响

为研究在红壤双季稻田脲酶抑制剂适宜的添加比例,采用田间小区试验研究不同水平的脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对双季稻田土壤氮素转化的影响。本文设置NBPT的施用量为尿素的0. 5%、0. 75%、1. 0%、1. 25%、1. 5%5个水平。结果表明:与农民习惯施氮(单施尿素N 135 kg/hm~2)处理相比,NBPT与尿素的比例1. 0%时,对早、晚稻的产量与氮素回收率均无显著影响,当NBPT添加比例为1. 0%、1. 25%、1. 5%时,早、晚稻的产量以及氮素回收率均显著提高,且添加量在1. 0%与1. 5%的两个处理之间无显著差异;与单施尿素相比,添加NBPT大于1. 0%时,土壤脲酶活性和铵态氮含量在分蘖期显著降低,铵态氮含量在孕穗期显著升高,而硝酸还原酶活性、硝态氮含量及微生物量碳、氮含量始终无明显差异,孕穗期的脲酶活性也无显著差异;通过逐步回归分析发现,水稻分蘖期与孕穗期土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无明显影响,由此可知,添加NBPT可保持孕穗期较高的土壤铵态氮含量可能是其增产与提高氮肥利用率的主要原因,NBPT在稻田的适宜添加量为尿素用量的1. 0%以上。     

Competition for electron donors among nitrate reducers,ferric iron reducers,sulfate reducers,and methanogens in anoxic paddy soil

Slurries of anoxic paddy soil were either freshly prepared or were partially depleted in endogenous electron donors by prolonged incubation under anaerobic conditions. Endogenous NO ₃ ^– was reduced within 4 h, followed by reduction of Fe³⁺ and SO ₄ ^2– , and later by production of CH₄. Addition of NO ₃ ^– slightly inhibited the production of Fe²⁺ in the depleted but not in the fresh paddy soil. Inhibition was overcome by the addition of H₂, acetate, or a mixture of fatty acids (and other compounds), indicating that these compounds served as electron donors for the bacteria reducing NO ₃ ^– and/or ferric iron. Addition on NO ₃ ^– also inhibited the reduction of SO ₄ ^2– in the depleted paddy soil. This inhibition was only overcome by H₂, but not by acetate or a mixture of compounds, indicating that H₂ was the predominant electron donor for the bacteria involved in NO ₃ ^– and/or SO ₄ ^2– reduction. SO ₄ ^2– reduction was also inhibited by exogenous Fe³⁺, but only in the depleted paddy soil. This inhibition was overcome by either H₂, acetate, or a mixture of compounds, suggesting that they served as electron donors for reduction of Fe³⁺ and/or SO ₄ ²⁺ . CH₄ production was inhibited by NO ₃ ^– both in depleted and in fresh paddy soil. Fe³⁺ and SO ₄ ^2– also inhibited methanogenesis, but the inhibition was stronger in the depleted than in the fresh paddy soil. Inhibition of CH₄ production was paralleled by a decrease in the steady state concentration of H₂ to a level which provided a free enthalpy of less than G=–17 kJ mol^-1 CH₄ compared to more than G=–32 kJ mol^-1 CH₄ in the control. The results indicate that in the presence of exogenous fe³⁺ or SO ₄ ²⁺ , methanogenic bacteria were outcompeted for H₂ by bacteria reducing Fe³⁺ or SO ₄ ²⁺ .Deceased on 27 December 1992     

改性尿素追施对冬小麦和夏玉米季氮素挥发和淋溶的影响

以NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)和DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)为复合抑制剂,利用转鼓喷涂工艺,开发出新型复合型抑制剂涂覆尿素肥料,采用扫描电镜和能谱仪分析其涂覆效果。通过田间试验系统对比评价了追施不同氮肥对调控氮素的特征效果。试验设置5个处理:(1)不施氮肥(CK);(2)农民习惯追施尿素(CU);(3)优化追施尿素(CUU);(4)优化追施抑制剂涂覆尿素(CUY1);(5)优化追施抑制剂涂覆尿素(CUY2)。在夏玉米喇叭口期、冬小麦拔节期追施氮肥后的15天内进行田间原位连续动态观测。电镜和能谱结果表明,复合抑制剂均匀涂覆于尿素表面,形成薄而致密、光滑的涂覆层,该涂覆层均匀分布有磷和硫2种元素,表明复合抑制剂与尿素已有效结合。田间试验结果表明,在同等优化施氮量下与普通尿素相比,夏玉米和冬小麦季追肥后CUY1和CUY2处理氨挥发分别降低55.19%,32.15%和52.46%,39.43%。夏玉米季追肥后,0-20 cm土层CU、CUU处理土壤硝态氮含量于第5天达到峰值,到后期已显著低于CUY1、CUY2处理,CUY2处理稳定硝态氮的效果更好。冬小麦季追肥后,0-20 cm土壤硝态氮含量CU、CUU处理分别在第5,3天达到峰值,CUY1、CUY2处理于第11天达到峰值后,硝态氮含量已显著高于相同施氮量的CUU处理。在保证产量和净收益的同时,抑制剂涂覆尿素显著降低了追施氮素的氨挥发和淋溶损失浓度,其中冬小麦季CUY1处济效益较好,夏玉米季CUY2调控氮素的效果最佳,减少向下淋溶的效果明显。