不同秸秆还田方式对北方超级稻氮素吸收利用的影响

以北方超级稻沈农265为试验材料,研究了秸秆直接还田和秸秆热解成生物炭施入对水稻氮素吸收利用的影响。结果表明:与常规生产相比,秸秆直接还田主要提高了水稻生育中期的叶、茎含氮量,但同时降低了后期穗氮素累积量,氮素回收率、生理利用率和氮肥农学利用率分别下降5.28%、11.65%和16.19%,使产量有降低趋势;少量秸秆生物炭施入有助于提高生育中后期叶、茎含氮量并促进穗氮素累积量增加,氮素回收率和氮肥农学利用率分别增加6.02%和7.71%,有增加产量的潜力;大量秸秆生物炭施入降低了叶、茎和穗含氮量,氮素回收率负向效应强度高达34.31%,但氮素生理利用率增加45.62%,不利于产量的提高。秸秆直接还田和大量秸秆生物炭施入对水稻氮素吸收有一定抑制作用且不利于产量的提升,少量秸秆生物炭施入则能提高水稻氮素利用率并增加产量。     

施氮量对豫北冬小麦产量及子粒主要矿质元素含量的影响

以兰考矮早8、豫麦49-198和平安8号为材料,设置5个氮素水平（0、120、180、240、360kg/hm ²）,研究不同施氮量对豫北冬小麦子粒产量及其N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B等矿质元素含量的影响。结果表明：子粒中N与B（r=0.879）、N与Mg（r=0.858）、Mg与Zn（r=0.871）、Mg与B（r=0.877）含量间相关系数较高。施氮显著提高了子粒N、Ca、Fe、Cu、Zn、B含量,K、Mg含量受施氮量影响较小,但P和Mn含量明显下降。兰考矮早8子粒中各种矿质元素（除B外）含量明显高于平安8号,豫麦49-198介于二者之间。施氮在提高小麦子粒产量的同时降低了P/Ca、P/Mg、P/Fe和P/Zn的值,增强了Ca、Mg、Fe、Zn的生物有效性。此外,研究发现施氮量达到180kg/hm ²后,继续增施氮肥小麦产量难以提升。可见,合理的氮肥管理可以提高豫北地区冬小麦产量及子粒中微量元素的含量;过量施氮不仅难以提高子粒产量,还会降低子粒P和Mn的含量。     

连续增氧对不同基因型水稻分蘖期生长和氮代谢酶活性的影响

为明确氧对不同基因型水稻生长和氮素代谢的作用机理,以籼稻、粳稻和旱稻品种为材料,采用营养液培养,考察根际连续增氧水稻分蘖期生长和氮代谢状况。结果表明,连续增氧后,各水稻品种叶绿素含量均有所下降,国稻1号(籼稻)地上部分和根系干物质重分别降低44%和40%,巴西陆稻(旱稻)和秀水09 (粳稻)降低不显著。国稻1号和巴西陆稻的氮积累量分别降低35.8%和36.0%。各基因型水稻叶片NRA (硝酸还原酶活性)显著提高,GSA (谷酰胺合成酶活性)下降。秀水09,叶片NRA增加较少(P>0.05)。连续增氧提高了水稻根比表面积和氧化强度;但降低了叶片叶绿素含量和GSA,不利于水稻氮素吸收和干物质积累。不同基因型水稻对连续增氧的响应存在差异。     

小麦叶绿素荧光参数叶位差异及其与植株氮含量的关系

以中蛋白质含量小麦品种矮抗58和高蛋白质含量品种郑麦366为试验材料,2008-2010年连续2个生长季进行了施氮梯度下(0、90、180和270 kg hm^-2)的田间试验。在关键生育时期同步测定叶片荧光参数、叶和茎生物质量及氮含量,建立了基于叶位差的小麦植株氮含量荧光估算模型。结果表明,在小麦旺盛生长的拔节至孕穗期叶绿素荧光参数F_m、F_v、F_v/F_m和F_v/F_o与对应叶片氮含量的相关系数分别为0.557、0.601、0.619和0.633,均达极显著水平(P<0.01)。顶三叶间荧光参数差异较小,随施氮水平提高,顶部第4叶荧光参数与顶三叶间差异逐渐缩小,说明其对增施氮肥反应敏感。顶部第4叶与顶部第1叶间的荧光参数差异(LPD_4-1)可较好拟合小麦拔节期植株氮含量变化,F_v/F_o和F_v/F_m方程决定系数R²分别为0.644 (P<0.001)和0.651 (P<0.001);顶部第4叶与顶部第2叶间的荧光参数差异(LPD_4-2)方程拟合决定系数有所降低,分别为0.626 (P<0.002)和0.592 (P<0.005);而顶部第4叶与顶三叶之间的差异(LPD_4-n)与小麦孕穗期植株氮含量间呈显著线性关系,其F_o、F_v和F_m方程决定系数分别为0.726 (P<0.001)、0.791 (P<0.001)和0.784 (P<0.001)。独立数据检验结果表明,小麦拔节期对F_v/F_o和F_v/F_m的LPD_4-1预测精度R²分别为0.844( P<0.001)和0.828 (P<0.001),相对误差(RE)分别为13.0%和16.7%,而LPD_4-2估算植株氮含量精度有所降低,R²分别为0.793 (P<0.001)和0.813 (P<0.001),RE分别为16.9%和18.4%。小麦孕穗期对F_v和F_m的LPD_4-n预测方程的R²分别为0.831 (P<0.001)和0.815 (P<0.001),RE分别为13.2%和16.4%。比较而言,小麦拔节期F_v/F_o的LPD_4-1和孕穗期F_v的LPD_4-n可更好地用于评估不同条件下植株氮含量的变化,为施肥调控提供决策依据。     

不同氮吸收效率品种油菜氮素营养特性的差异

采用土培盆栽试验,在不同供氮水平下对50份甘蓝型油菜进行氮吸收效率筛选,并比较其不同品种的氮素营养特性。结果表明,油菜的氮素营养特性表现出一定的品种差异,其中根系氮累积量及其占总吸氮量的百分比变异系数最大,超过50%,而生长前期植株含氮量的变异系数最小。不论氮素供应水平高低,油菜氮高效品种的总吸氮量和各器官的氮素累积量均显著高于氮低效品种,其中根系氮素累积量的差异最大,而果荚氮素累积量的差异最小;氮高效品种根系中累积的氮素比例均显著高于氮低效品种,而果荚中累积的氮素比例均显著低于氮低效品种;氮高效品种营养生长阶段地上部的含氮量与氮低效品种的差异不显著,而地上部的氮素累积量显著高于氮低效品种;营养生长阶段功能叶片的SPAD值也显著高于氮低效品种。随着供氮水平的改变,氮高效品种各器官的含氮量、氮素累积量和氮素分配比例的变化幅度均显著高于氮低效品种。不同品种油菜氮素营养指标的显著差异为通过遗传改良途径培育作物新品种和提高作物氮肥利用效率提供了基础。     

氮素资源波动对反枝苋与大豆硝酸还原酶活性的影响

为探讨外来杂草反枝苋(Amaranthus retroflexus)在入侵农田生态系统过程中对氮素资源波动的适应规律及与作物的竞争机制,采用人工模拟不同氮素波动条件的方法,比较研究了反枝苋和大豆(Glycine max)体内氮素同化关键酶——硝酸还原酶活性的变化情况。结果表明,大豆和反枝苋不同器官的硝酸还原酶活性均能对环境中的氮素添加作出快速的响应,这可能与硝酸还原酶是一种诱导酶有关;大豆硝酸还原反应主要在叶和根部进行,而反枝苋则主要在茎和繁殖器官中进行;无论是大豆还是反枝苋,在单栽其各器官的硝酸还原酶活性均大于混栽,说明种间竞争作用要明显大于种内竞争,种间竞争会显著降低植物体内氮代谢的水平。     

氮肥和种植密度对蚕豆结瘤和生长的影响

在胶泥土和沙壤土两种土壤条件下,研究了5种氮肥用量和3种种植密度对蚕豆结瘤和生长的影响。结果表明:蚕豆在不同土壤条件下结瘤能力差异较大,在氮肥施用量低于240kg/hm²的情况下,适当提高氮肥施用量有助于提高蚕豆的结瘤能力。蚕豆的行距从25cm增加到50cm,降低了种植在胶泥土上蚕豆的结瘤能力,却提高了种植在沙壤土上蚕豆的结瘤能力。同样,适量提高氮肥的施用量,蚕豆的生物量、有效荚数、子粒产量和株高均得到提高。增加蚕豆的行距,促进蚕豆的生物量、有效荚数、子粒产量,降低了蚕豆的株高。     

氮肥施用量对粳米品质的影响

研究不同氮肥施用量对粳米的产量、碾磨品质、外观品质和营养品质的影响。结果表明:在高氮(180kg/hm²)处理下,沈农315产量较高,为9.78t/hm²。随着施氮量的增加,糙米率、精米率、整精米率均呈上升趋势,对粳米的碾磨品质有所改善;氮肥施用量对粳米的垩白率和垩白度影响较为明显,使粳米的外观品质变差;施氮量的增加,蛋白质含量也显著增加,脂肪酸含量和综合值却下降,影响了粳米的营养品质。在大米食味感观测定中沈农315无论是在米饭粘性、弹性、外观、香味的总分比沈稻7号和沈稻11都要好,其次是沈稻11,而沈稻7号在回生特性测定方面比较突出。     

海藻肥等不同施肥处理对土壤氮素矿化及氮肥利用率的影响

为了探明海藻肥及不同施肥方式的氮素养分释放规律和对作物吸收的影响,采用土壤盆栽试验,研究了等氮量施用海藻肥（S）与有机肥（M）、化肥（NPK）等不同施肥处理对菜园土壤氮矿化和春白菜氮肥利用率的影响。结果表明,不同施肥处理对土壤氮矿化量的影响差异显著。土壤矿化的无机氮含量变化主要受土壤硝态氮（NO3--N）含量高低的影响,土壤铵态氮（NH4+-N）含量始终保持较低含量水平,且变化幅度较小。各处理春白菜采收期干物重为：施化肥（NPK）>施海藻肥（S）>有机肥与海藻肥配施（MS）,除有机肥与化肥配施（MNPK）外,其他处理间的干物重差异不显著。供试条件下,土壤氮素表观净矿化率和春白菜的吸氮量均为NPK>S>MS>CK,M和MNPK低于不施肥（CK）处理。氮肥利用率以NPK处理最高,达到67.7%,S和MS处理分别为46.9%和4.8%。各处理春白菜采收期干物重与吸氮量呈极显著正相关（R2=0.9213,n=18）,说明作物吸氮量对产量的形成具有重要作用。S与NPK处理在相同施氮量条件下对春白菜增产作用基本相同。     

镉对植物光合作用及氮代谢影响研究进展

镉是毒性最强的环境污染物之一。植物中积累的镉可通过食物链进入人体,给人类健康带来潜在危害。镉能抑制植物生长,能使植物形态、生理生化及结构发生改变。镉可减少净光合速率,损伤光合器官;使叶绿素含量下降;抑制气孔开放,从而影响植物的光合作用;镉通过改变植物硝酸还原酶(NR)、谷胺酰氨合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)以及谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,进一步影响植物氮代谢过程。光合作用及氮代谢在植物生长发育过程中起着十分重要的作用,综述了重金属镉对植物光合作用及氮代谢的影响,并对其机理进行了探讨。