过量施氮对嵌合体‘金旗’玉簪叶色、氮代谢关键酶活性及叶绿体超微结构的影响

以嵌合体类型花叶玉簪的代表品种‘金旗’玉簪为材料,研究了过量施用氮肥对嵌合体‘金旗,玉簪叶片的不同部位叶色变化、氮代谢关键酶以及叶绿体超微结构的影响.研究结果显示,在过量(2 g/kg栽培基质)尿素处理后28 d,嵌合体‘金旗’玉簪叶片黄色部位完全转绿,叶绿素含量显著上升且达到最大值;与其相对应嵌合体‘金旗,玉簪叶片的...     

Parameterization of ruminal fibre degradation in low-quality tropical forage using Michaelis–Menten kinetics

This work aimed to parameterize the ruminal degradation of neutral detergent fibre (NDF) from low-quality tropical forage using Michaelis–Menten kinetics. The intake, rumen outflow (L), fractional degradation rate (kd), discrete lag (LAG) and effective degradability (ED) of NDF, and the microbial flow of nitrogenous compounds into the small intestine (Nmic) were assessed in two 5 ×  5 Latin square experiments by using five Holstein × Zebu heifers cannulated in the rumen. The experiments were carried out sequentially and the treatments were formed by increasing the level of supplementation with nitrogenous compounds. A low-quality signal grass (Brachiaria decumbens) hay was used as roughage. The nitrogen supplement was a mixture of urea, ammonium sulfate and albumin, at the ratios of 4.5:0.5:1.0, respectively. The crude protein contents in the diets ranged from 51.9 to 136.3 g/kg of dry matter. The rumen ammonia nitrogen (RAN) concentration was used as an independent variable. The NDF intake, L and Nmic showed a quadratic pattern (P < 0.05) as a function of RAN concentration, and the critical points (maximum responses) were observed with 15.17, 16.28, and 14.52 mg of RAN/dL of rumen fluid, respectively. On the other hand, ED and LAG presented a linear-response-plateau (P < 0.05) according to the RAN concentration, with break points close to 8 mg/dL for ED (maximum estimate) and LAG (minimum estimate). The RAN concentrations to optimize NDF degradation and intake were defined as 8 and 15 mg/dL, respectively. This difference between estimates appears to be due to a better adequacy of the metabolizable protein:metabolizable energy ratio in the animal metabolism, which increases the animal intake even after the rumen NDF degradation has been optimized. This observation was supported by Nmic pattern. An adapted Michaelis–Menten model was applied to the data, where RAN was the independent variable and kd the dependent variable. The relationship between these variables was found to be significant by using the Hanes–Woolf plot (P < 0.01). Based on this model, the rate of NDF degradation as a function of RAN concentration indicates that fibre degradation in the rumen could be considered a second order process. In this context, the RAN concentration of 8 mg/dL was assumed as the limit where zero order (below limit) and first order (above limit) reactions become predominant for NDF degradation in the rumen.     

6种灌木不同器官生物量及其碳、氮含量的分配特征

通过研究晋北地区草地黄刺玫、沙棘、荆条、酸枣、绣线菊和柠条等6种常见灌木的叶片、新生枝、老龄枝生物量及其碳、氮含量的分配特征,旨在为草地准确估算草地植物碳、氮循环提供依据。结果表明:黄刺玫的地上生物量最大,是酸枣的7倍。沙棘叶片生物量占地上生物量的比例最大;黄刺玫新生枝生物量占地上生物量的比例最大;柠条老龄枝生物量占地上生物量的比例最大。黄刺玫、沙棘和荆条的地上部分各器官生物量分配特征相似,由高到低表现为叶片、老龄枝、新生枝;绣线菊、酸枣和柠条的地上部分各器官生物量分配特征相似,由高到低表现为老龄枝、叶片、新生枝。6种灌木地上部分各器官碳含量差异不显著,氮含量分布由高到低为叶片、新生枝、老龄枝。     

黄土高原不同粮草种植模式土壤碳氮及土壤酶活性

通过在陇中黄土高原半干旱区对苜蓿(Medicago sativa)-作物轮作地进行长期定位试验,探讨不同种植模式对土壤碳氮形态及其相关酶活性的影响。6种种植模式分别为苜蓿-苜蓿、苜蓿-休闲、苜蓿-小麦(Triticum aestivum)、苜蓿-玉米(Zea mays)、苜蓿-马铃薯(Solanum tuberosum)和苜蓿-谷子(Setaria italica)。结果表明,苜蓿-作物种植模式不利于土壤总有机碳的积累,而苜蓿翻耕后保持休闲则可维持较高的有机碳含量;与苜蓿连作相比,苜蓿-作物种植模式的土壤有机碳降低了1.60%~23.11%,全氮含量增加了3.81%~21.83%。不同作物对土壤养分吸收利用状况不同,进而引起土壤酶发生变化。与苜蓿连作相比,苜蓿粮食作物种植模式在降低土壤过氧化氢酶和蛋白酶活性的同时,提高了土壤硝酸还原酶活性;其中土壤过氧化氢酶活性和蛋白酶活性分别降低了5.20%~12.30%和15.03%~43.43%,硝酸还原酶活性提高了1.26%~28.79%。苜蓿连作和苜蓿-粮食作物种植模式间的土壤脲酶活性无显著差异(P0.05),但均高于苜蓿-休闲处理。相关性分析结果表明,土壤脲酶活性与土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(P0.05),可作为衡量土壤肥力的指标。     

外源SA对盐胁迫下颠茄生理生化、氮代谢及次生代谢的影响

采用无土栽培的方式,研究0.75 mmol/L 水杨酸(SA)对100 mmol/L NaCl胁迫下颠茄幼苗生理生化、氮代谢与次生代谢的影响。结果表明,外源SA处理后:颠茄叶片叶绿素含量增多,最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ激发能捕获效率(F_v'/F_m')、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)显著升高,初始荧光(F_o)、非光化学猝灭系数(qN)明显降低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性明显增强,丙二醛(MDA)含量明显降低;可溶性蛋白含量显著升高,脯氨酸和可溶性糖含量降低;NO3-含量增加,NH4+含量减少,谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性提高,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性降低;次生代谢产物莨菪碱和东莨菪碱含量显著提升。说明0.75 mmol/L外源SA能显著改善100 mmol/L NaCl胁迫下颠茄幼苗的光合性能,调节有机渗透物质含量,提高抗氧化酶活性,减小膜脂过氧化程度,以缓解盐胁迫造成的伤害。并使氮代谢相关酶活性恢复或增强,为生物碱的合成提供更多的前体物质和能量,从而直接或间接地促进了次生代谢产物的合成与积累。     

混播草地中豆科/禾本科牧草氮转移机理及其影响因素

混播草地中豆科牧草与禾本科牧草(简称豆/禾牧草)之间的氮转移在草地农业系统氮循环中具有重要作用。在豆科/禾本科牧草混播系统和豆科/禾谷类作物间作系统存在一种氮素共享的通道,即在间(混)作中,豆科植物固定大气中的氮在满足自身生长需求前提下,还通过各种途径为伴生的禾本科植物提供氮源。在混播草地中氮素转移途径主要分地上和地下两种。地上途径主要是豆科牧草的地上部分经放牧家畜采食后粪便归还土壤,后又被禾本科牧草吸收利用或者地上凋落物在土壤中经微生物分解矿化释放出有效氮被另一种植物吸收利用(反之亦成立)。地下途径相对复杂,可能有以下3种:1)通过植物根际沉积氮转移。2)通过菌根真菌的菌丝传递。3)通过植物根系分泌物中含氮化合物来转移。目前的研究虽然明确了有可能转移的途径,但哪一种途径是主要的方式?在氮素转移的过程中,某一途径会部分的发生,还是好几种途径同时发生,每一个途径的贡献为多少?这仍缺少关键的证据。本研究针对国内外关于豆/禾混播草地中豆科牧草生物固氮、豆/禾牧草间氮转移的研究现状,重点对混播草地中豆/禾牧草之间的氮素转移数量、转移途径及影响因素等方面进行了分析与总结,并对可能存在的氮素转移机理进行了综述,对今后的研究方向进行了展望,以期为下一步通过将豆科植物引入我国农牧业种植结构来实现农牧业可持续发展模式的研究提供理论资料。     

不同氮磷水平下不同土层中紫花苜蓿细根周转特征

为探讨不同氮磷配施条件下紫花苜蓿细根周转及不同土层分布动态特征,分析苜蓿细根周转各指标之间的关系。采用双因素随机区组设计进行田间试验,设置4个施磷水平[0(P₀)、50(P₁)、100(P₂)和150 kg·hm^-2(P₃)]和两个氮水平[0(N₀)和120 kg·hm^-2(N₁)],共计8个处理,通过微根管根系监测0～60 cm的土层细根周转特征。结果表明:在相同施氮条件下,随着施磷量的增加,紫花苜蓿细根总现存量、细根表面积密度、细根生产量和死亡量呈先增加后降低的趋势,在P₂条件下达到最大值,且P₁、P₂处理显著大于P₀处理(P<0.05),在相同施磷条件下,N₁处理显著大于N₀处理。在不同土层中,在相同施氮条件下,随着施磷量的增加,苜蓿细根现存量在0～30 cm土层中呈先增...     

氮素添加对中国苜蓿产量与品质效应的Meta分析

氮素在苜蓿产量累积与品质提升中发挥着重要作用,但其不合理添加不仅会造成资源浪费,还会加剧环境污染,且其添加效应因试验区域、添加模式和种植管理等因素不同存在较大差异。本研究通过整合已发表的相关田间试验数据,利用Meta分析方法定量研究了氮素添加对苜蓿产量与品质(粗蛋白含量、酸性和中性洗涤纤维含量)的效应及主要影响因素。结果表明,与不添加氮素相比,添加氮素可显著提高苜蓿产量与品质,其中产量和粗蛋白含量分别平均提高12.6%(置信区间9.0%～16.2%)和7.3%(置信区间4.1%～10.6%),酸性和中性洗涤纤维含量分别平均降低5.6%(置信区间3.5%～7.8%)和3.0%(置信区间1.0%～4.9%)。在甘肃,年平均气温<8℃和年平均降水量200～400 mm的地区,采用硝酸铵分次施肥及灌溉和播种量为26～30 kg·hm^-2时,更有利于添加氮素对苜蓿产量和粗蛋白含量的提高效应及对酸性和中性洗涤纤维含量的降低效应;但适宜的施氮量及生长年限在产量与品质方面存在差异。该研究可为苜蓿生产力提升及氮营养高效利用提供参考。     

追施氮肥对苏丹草碳氮代谢及种子产量的影响

以新苏2号苏丹草(Sorghum sudanense ‘Xinsu No.2')为材料,采用单因素完全随机区组设计,在拔节、孕穗和灌浆期以固定比例追施尿素(0, 150, 300, 450, 600, 750 kg·hm^-2),揭示不同氮(N)处理苏丹草碳氮代谢及种子产量性状变化规律.结果表明:追施氮肥有效提高了碳氮代谢水平,随氮肥追施量增加,苏丹草叶片与茎秆中碳氮含量显著增高,施氮量大于600 kg·hm^-2后,总糖和全氮含量均不同程度下降.整个生长期随施氮量增加,苏丹草茎叶碳氮比(C/N)呈逐渐减小趋势,且不追肥、施氮肥150 kg·hm^-2与其它处理间存在显著差异(P < 0.05).氮肥可有效增加种子千粒重、穗粒数,从而使苏丹草种子产量明显增加.然而,随施氮量增加产量增加幅度明显减小,施氮150与300 kg·hm^-2产量增幅分别达23.7%和32.2%,而施氮750 kg·hm^-2产量增幅仅为3.9%,追施氮肥600 kg·hm^-2可获最大种子产量3815 kg·hm^-2.综合碳氮积累、C/N及种子产量表现,试验条件下以追施氮肥600 kg·hm^-2为最佳.     

外源氮素形态及水平对紫花苜蓿幼苗各部位氮含量的影响

在完全营养液条件下,采用砂培法,研究了2种氮素形态(NO-3-N,NH+4-N)和5个氮素水平(0、105、210、315、420mg/L)对紫花苜蓿品种"甘农3号"和"陇东苜蓿"幼苗各部位氮含量的影响。结果表明:施氮处理下各部位NO-3-N含量、NH+4-N含量和全氮含量均显著高于CK(P0.05)。"甘农3号"和"陇东苜蓿"2个品种的各部位氮含量变化一致,均随施氮水平的升高呈先增加后降低的趋势,但峰值表现不一。同一氮素形态及水平下,不同部位NO-3-N、NH+4-N及全氮含量表现为:叶根茎。"甘农3号"在NO-3-210处理下叶、茎、根中NO-3-N含量最优,分别为490,385和463μg/g;"陇东苜蓿"分别为473,355和447μg/g。"甘农3号"在NH+4-210处理下叶、茎、根中NH+4-N含量最优,分别为212,182和194μg/g;"陇东苜蓿"茎和根中含量分别为177μg/g、178μg/g,叶却在NH+4-315处理最大,为189μg/g。"甘农3号"在NH+4-315处理下叶、茎、根中全氮含量最优,分别为4.25%,1.7%和3.47%;"陇东苜蓿"叶和根中含量分别为4.01%、3.08%,茎却在NH+4-210处理最大,为2.33%。对于同一部位除"陇东苜蓿"茎全氮含量高于"甘农3号"外,其他部位的NO-3-N、NH+4-N和全氮含量均表现为"甘农3号"优于"陇东苜蓿"。