控释氮肥和袋控肥对‘王林’苹果15N-尿素利用及其在土壤累积的影响

以6年生‘王林’/SH6/八棱海棠为试验材料,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究了普通尿素(CU)、袋控缓释肥(BCRF)和控释氮肥(CRNF)对¹⁵N-尿素吸收、利用、损失和0～80 cm土层氮素累积动态的影响.结果表明: CRNF和BCRF处理较CU处理均明显提高了苹果生长后期土壤无机氮含量、果实成熟期叶片的SPAD值、氮含量、净光合速率和植株各器官对氮的吸收能力(Ndff值),但CRNF影响更显著.在0～40 cm土层不同物候期¹⁵N残留量呈降低趋势,均以CRNR最高,BCRF次之,CU最低,且CRNF降幅平缓,¹⁵N残留量主要集中在0～40 cm土层;在40～80 cm 土层不同物候期¹⁵N残留量呈增加趋势,均以CU最高,BCRF次之,CRNF最低,且CRNF增幅平缓.在果实成熟期,CRNF的¹⁵N肥料利用率为32.6%,分别是BCRF和CU 的1.11、1.56倍,而¹⁵N损失率为21.6%,显著低于BCRF(35.6%)和CU(59.6%).CRNF显著提高了果实产量,改善了果实品质,增加了经济效益.     

施肥深度对矮化苹果15N尿素吸收、利用及损失的影响

以5年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究表层(0 cm)、上层(20 cm)和中层(40 cm)3个施肥深度对矮化苹果¹⁵N 尿素吸收、分配及利用特性的影响.结果表明： 20 cm施肥处理的叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量显著高于0和40 cm施肥处理.不同施肥处理各器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)存在显著差异,盛花期均以根的Ndff最高,多年生枝次之;新梢旺长期和花芽分化期根部吸收的¹⁵N优先向新生营养器官转运;果实膨大期各器官Ndff均达到较高水平;果实成熟期均以果实中的Ndff最高.果实成熟期不同施肥处理的¹⁵N分配率存在显著差异,20 cm施肥处理生殖器官和营养器官的¹⁵N分配率显著高于0和40 cm施肥处理,而贮藏器官的¹⁵N分配率显著低于0和40 cm施肥处理.在果实成熟期,20 cm施肥处理¹⁵N肥料利用率为24.0%,显著高于0 cm(14.1%)和40 cm施肥处理(7.6%),而¹⁵N损失率为54.0%,显著低于0 cm(67.8%)和40 cm施肥处理(63.5%).不同施肥深度土壤¹⁵N残留量随施肥深度的增加而显著增加.     

库尔勒香梨春季施用15N-尿素的吸收、分配和利用特性

以6年生库尔勒香梨为试材,在春季香梨萌芽前施用¹⁵N尿素,研究香梨施用¹⁵N尿素的吸收、分配和利用特性.结果表明:不同生育期香梨吸收的¹⁵N在各器官的分配率存在显著差异,盛花期¹⁵N优先分配在根中,其Ndff(从肥料中吸收的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)最高,新稍次之;新梢旺长期和果实膨大期根部吸收的¹⁵N优先向新生器官(叶和新稍)运转,根部¹⁵N的分配率不断下降;果实成熟期果实成为新的分配中心,其Ndff最高,果实累积的¹⁵N量占香梨树体总的¹⁵N吸收量的19.8%.香梨树体对土施¹⁵N-尿素肥料的当季利用率随生育期的推进而不断提高,到果实成熟期达到最大值(18.5%).     

库尔勒香梨春季施用15N-尿素的吸收、分配和利用特性

以6年生库尔勒香梨为试材,在春季香梨萌芽前施用¹⁵N尿素,研究香梨施用¹⁵N尿素的吸收、分配和利用特性.结果表明:不同生育期香梨吸收的¹⁵N在各器官的分配率存在显著差异,盛花期¹⁵N优先分配在根中,其Ndff(从肥料中吸收的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)最高,新稍次之;新梢旺长期和果实膨大期根部吸收的¹⁵N优先向新生器官(叶和新稍)运转,根部¹⁵N的分配率不断下降;果实成熟期果实成为新的分配中心,其Ndff最高,果实累积的¹⁵N量占香梨树体总的¹⁵N吸收量的19.8%.香梨树体对土施¹⁵N-尿素肥料的当季利用率随生育期的推进而不断提高,到果实成熟期达到最大值(18.5%).     

不同黄腐酸用量对‘红将军’苹果产量、品质和15N-尿素去向的影响

以15年生红将军/八棱海棠为试材,运用¹⁵N同位素示踪技术,设置单施尿素(CK)及尿素配施不同用量黄腐酸处理(黄腐酸用量分别为75、150、300和450 kg·hm^-2,分别以NF₁、NF₂、NF₃和NF₄表示),研究不同黄腐酸用量对苹果植株¹⁵N-尿素吸收、利用、残留、损失及果实产量和品质的影响.结果表明: 至果实成熟期,苹果根系、一年生枝和叶片的Ndff值(植株器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)均为NF₃>NF₄>NF₂>NF₁>CK,且各处理间差异显著.植株全氮量和¹⁵N吸收量均以NF₃处理最大,其次为NF₄处理,CK处理最低.与CK处理相比,NF₁、NF₂、NF₃和NF₄处理¹⁵N利用率分别提高了14.2%、33.5%、64.2%和50.0%,而¹⁵N损失率分别降低了9.1%、18.5%、37.1%和28.7%.不同处理土壤¹⁵N残留量不同.配施黄腐酸处理0～60 cm土层¹⁵N残留量显著高于CK处理,其中以NF₃处理最多,而在60～100 cm土层显著低于CK处理.NF₃处理单株产量和纯收益较CK处理增幅最大,分别为15.8%和20.2%,其次为NF₄处理,同时,NF₃处理果实硬度、可溶性固形物含量和糖酸比均达到最高水平.通过对果实产量和氮素利用率与黄腐酸施用量进行拟合分析,得出本试验条件下适宜的黄腐酸用量为326.41～350.61 kg·hm^-2.     

不同黄腐酸用量对‘红将军’苹果产量、品质和15N-尿素去向的影响

以15年生红将军/八棱海棠为试材,运用¹⁵N同位素示踪技术,设置单施尿素(CK)及尿素配施不同用量黄腐酸处理(黄腐酸用量分别为75、150、300和450 kg·hm^-2,分别以NF₁、NF₂、NF₃和NF₄表示),研究不同黄腐酸用量对苹果植株¹⁵N-尿素吸收、利用、残留、损失及果实产量和品质的影响.结果表明: 至果实成熟期,苹果根系、一年生枝和叶片的Ndff值(植株器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)均为NF₃>NF₄>NF₂>NF₁>CK,且各处理间差异显著.植株全氮量和¹⁵N吸收量均以NF₃处理最大,其次为NF₄处理,CK处理最低.与CK处理相比,NF₁、NF₂、NF₃和NF₄处理¹⁵N利用率分别提高了14.2%、33.5%、64.2%和50.0%,而¹⁵N损失率分别降低了9.1%、18.5%、37.1%和28.7%.不同处理土壤¹⁵N残留量不同.配施黄腐酸处理0～60 cm土层¹⁵N残留量显著高于CK处理,其中以NF₃处理最多,而在60～100 cm土层显著低于CK处理.NF₃处理单株产量和纯收益较CK处理增幅最大,分别为15.8%和20.2%,其次为NF₄处理,同时,NF₃处理果实硬度、可溶性固形物含量和糖酸比均达到最高水平.通过对果实产量和氮素利用率与黄腐酸施用量进行拟合分析,得出本试验条件下适宜的黄腐酸用量为326.41～350.61 kg·hm^-2.     

稻茬冬小麦氮肥吸收、残留和损失特性

为推进稻茬小麦氮肥合理施用,采取田间¹⁵N示踪技术研究了施氮量(0、150、225、300 kg·hm^-2,分别表示为N₀、N₁₅₀、N₂₂₅、N₃₀₀)对氮肥回收、残留、损失和籽粒产量的影响。结果表明: 随施氮量增加,小麦植株不同来源氮素积累量显著增加,氮肥回收率则显著下降。基肥氮以越冬至拔节期在植株中的积累量最高,追肥氮以拔节至开花期积累量最高;成熟期各处理追肥氮在植株中的积累量均高于基肥氮,N₁₅₀处理植株中土壤氮的积累量高于肥料氮,N₂₂₅、N₃₀₀处理呈相反趋势。随施氮量增加,成熟期0～100 cm土层氮肥残留量显著增加,肥料氮在60～100 cm土层残留比例逐渐升高。小麦全生育期氮肥损失量和损失率均随施氮量增加而增加,基肥氮损失量以播种至越冬期最高,追肥氮损失量以拔节至开花期最高。综合考虑籽粒产量,N₂₂₅处理可作为稻茬小麦氮肥推荐用量,相应的籽粒产量为6735 kg·hm^-2,氮肥回收率、土壤残留率和损失率分别为42.6%、34.0%和23.3%。     

不同水肥一体化方式对苹果氮素吸收利用特性及产量和品质的影响

以‘嘎啦/八棱海棠’为试材,借助¹⁵N同位素示踪技术,研究了撒施(T₁)、滴灌施氮(T₂)和渗灌施氮(T₃)对嘎啦苹果氮素吸收利用、分配特性和产量品质的影响,以期进一步完善苹果园水肥一体化技术,挖掘提高氮素利用率的途径。结果表明: T₃处理苹果叶片的叶面积、叶绿素和氮含量显著高于T₁和T₂处理。各时期土壤矿化氮(N_min)含量在20~40 cm土层表现为T₃＞T₂＞T₁处理,在0~20 cm土层表现为T₂＞T₃＞T₁处理。同一器官的Ndff值(树体各器官从肥料中吸收到的¹⁵N占该器官全氮量的比例)在各时期均以T₃处理最高,T₂其次,T₁处理最低。果实成熟期的树体¹⁵N利用率表现为T₃＞T₂＞T₁处理,其中T₃处理的树体¹⁵N利用率为24.2%,分别是T₂和T₁处理的1.19和1.65倍。果实成熟期T₁处理的¹⁵N分配率在营养器官最高,T₂处理在贮藏器官最高,T₃处理在生殖器官最高。各处理的单果重、产量、可溶性固形物、硬度、可溶性糖及糖酸比均以T₃处理最高,T₂其次,T₁处理最低。渗灌施氮处理显著促进了嘎啦苹果树体叶片生长和氮素利用,并提高了果实产量和品质。     

矮化苹果氮肥施用技术

以8年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同施氮方式(Ⅰ:春季1次性施氮,Ⅱ:分2次施氮,Ⅲ:集约技术施氮,即氮肥减量和分次施氮)对烟富3/M26/平邑甜茶¹⁵N-尿素吸收、利用、损失和果实品质的影响.结果表明:处理Ⅲ植株叶片的叶面积、叶绿素含量(SPAD)、光合速率(P_n)、叶片全氮含量和生物量(果实除外)显著高于处理Ⅰ和处理Ⅱ,植株根冠比也显著增加.处理Ⅲ显著提高了叶片的保护酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶),降低了叶片丙二醛(MDA)含量.3个处理各器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)表现一致,果实的Ndff值最大,其次是一年生枝、叶片和根,且各器官的Ndff值均以处理Ⅲ最大.在果实成熟期,处理Ⅲ的单株总氮含量为93.0 mg·kg^-1,显著高于处理Ⅰ(70.2 mg·kg^-1)和处理Ⅱ(81.9 mg·kg^-1);处理Ⅲ的¹⁵N肥料利用率为33.6%,显著高于处理Ⅰ(20.4%)和处理Ⅱ(26.0%);而¹⁵N损失率为46.9%,显著低于处理Ⅰ(56.5%)和处理Ⅱ(52.9%).不同施氮方式下植株的平均单果质量、可溶性固形物、硬度、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比均存在显著差异,且均以处理Ⅲ最高,其次是处理Ⅱ,处理Ⅰ最低.     

氮水平对苹果叶片13C光合产物和15N向果实转移分配的影响

以6年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶苹果为试材,采用C、N双标记技术,研究在果实膨大后期用不同尿素浓度水溶液(N 0%、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%,分别用CK、N₁、N₂、N₃、N₄表示)涂抹果实周围20 cm范围内叶片对叶片¹³C同化能力及¹³C光合产物、¹⁵N向果实转移分配的影响.结果表明: 随着尿素浓度的增加,叶片的叶绿素含量、氮含量、光合速率、山梨醇和蔗糖含量、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性及¹³C同化能力均先升高后降低,均以1.8%尿素涂抹处理最高,清水对照最低.¹³C自留量(自身叶片+自身新梢)以清水对照最高,为81.6%,1.8%尿素涂抹处理最低,为63.5%.向外输出的¹³C光合产物主要分布在标记果实,其次是未标记多年生枝,未标记叶片最低.果实¹³C吸收量随着尿素浓度增加呈先升高后降低趋势,以1.8%尿素涂抹处理最高(1.21 mg·g^-1),清水对照最低(0.51 mg·g^-1);果实¹⁵N吸收量随着尿素浓度增加呈持续升高趋势.表明尿素水溶液叶施可不同程度地提高叶片光合产物和氮素向果实转移分配的能力,以1.8%尿素涂抹处理叶片光合产物向果实转移分配能力最强,同时避免了过多的氮素向果实的输入.     

矮化苹果氮肥施用技术

以8年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同施氮方式(Ⅰ:春季1次性施氮,Ⅱ:分2次施氮,Ⅲ:集约技术施氮,即氮肥减量和分次施氮)对烟富3/M26/平邑甜茶¹⁵N-尿素吸收、利用、损失和果实品质的影响.结果表明: 处理Ⅲ植株叶片的叶面积、叶绿素含量(SPAD)、光合速率(P_n)、叶片全氮含量和生物量(果实除外)显著高于处理Ⅰ和处理Ⅱ,植株根冠比也显著增加.处理Ⅲ显著提高了叶片的保护酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶),降低了叶片丙二醛(MDA)含量.3个处理各器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)表现一致,果实的Ndff值最大,其次是一年生枝、叶片和根,且各器官的Ndff值均以处理Ⅲ最大.在果实成熟期,处理Ⅲ的单株总氮含量为93.0 mg·kg^-1,显著高于处理Ⅰ(70.2 mg·kg^-1)和处理Ⅱ(81.9 mg·kg^-1);处理Ⅲ的¹⁵N肥料利用率为33.6%,显著高于处理Ⅰ(20.4%)和处理Ⅱ(26.0%);而 ¹⁵N损失率为46.9%,显著低于处理Ⅰ(56.5%)和处理Ⅱ(52.9%).不同施氮方式下植株的平均单果质量、可溶性固形物、硬度、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比均存在显著差异,且均以处理Ⅲ最高,其次是处理Ⅱ,处理Ⅰ最低.     

施肥深度对矮化苹果15N-尿素吸收、利用及损失的影响

以5年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用15N同位素示踪技术,研究表层(0 cm)、上层(20 cm)和中层(40 cm)3个施肥深度对矮化苹果15N-尿素吸收、分配及利用特性的影响.结果表明:20 cm施肥处理的叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量显著高于0和40 cm施肥处理.不同施肥处理各器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)存在显著差异,盛花期均以根的Ndff最高,多年生枝次之;新梢旺长期和花芽分化期根部吸收的15N优先向新生营养器官转运;果实膨大期各器官Ndff均达到较高水平;果实成熟期均以果实中的Ndff最高.果实成熟期不同施肥处理的15N分配率存在显著差异,20 cm施肥处理生殖器官和营养器官的15N分配率显著高于0和40 cm施肥处理,而贮藏器官的15N分配率显著低于0和40 cm施肥处理.在果实成熟期,20 cm施肥处理15N肥料利用率为24.0%,显著高于0 cm(14.1%)和40 cm施肥处理(7.6%),而15N损失率为54.0%,显著低于0 cm(67.8%)和40 cm施肥处理(63.5%).不同施肥深度土壤15N残留量随施肥深度的增加而显著增加.     

等量分次施氮对冬枣15N和13C利用与分配特性的影响

以4年生盆栽冬枣为试材,采用¹³C、¹⁵N双标记示踪技术,在果实发育期研究了等氮量分次追施氮肥对冬枣植株¹⁵N和¹³C吸收、利用、积累和分配的影响.结果表明: 至果实采收期,冬枣各器官Ndff值(植株器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)随追氮次数的增多而显著增大.生殖器官(果实)和营养器官(叶片、枣吊、新生枣头枝和细根)的¹⁵N分配率以4次追氮处理最高,1次追氮处理最低,贮藏器官(主干、多年生枝和粗根)¹⁵N分配率的趋势相反;4次追氮处理¹⁵N利用率分别比1次和2次追氮处理高27.4%和15.5%.追氮次数越多,植株总氮量和¹⁵N吸收量越大;随时间的推移,1次追氮处理土壤¹⁵N丰度和总氮含量持续降低,2次追氮处理呈先升高后降低的趋势,4次追氮处理变化相对最为平稳,至处理后期显著高于其他处理;果实白熟至采收期,叶片叶绿素、氮含量和净光合速率均表现为4次追氮>2次追氮>1次追氮.不同处理¹³C同化物积累与分配不同.4次追氮处理¹³C固定总量分别是1次和2次追氮处理的1.1和1.2倍.增加追氮次数,促进了¹³C同化物向果实和贮藏器官的转移,而减少了向当年生营养器官的分配.综上,果实发育期4次追氮通过保证根层稳定、充足的氮素供应,提高了对氮素的吸收和利用,进而维持了较高的净光合速率,促进并优化了光合同化物的积累和分配,最有利于冬枣树体的生长及产量和品质的提高.     

等量分次施氮对冬枣15N和13C利用与分配特性的影响

以4年生盆栽冬枣为试材,采用¹³C、¹⁵N双标记示踪技术,在果实发育期研究了等氮量分次追施氮肥对冬枣植株¹⁵N和¹³C吸收、利用、积累和分配的影响.结果表明: 至果实采收期,冬枣各器官Ndff值(植株器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)随追氮次数的增多而显著增大.生殖器官(果实)和营养器官(叶片、枣吊、新生枣头枝和细根)的¹⁵N分配率以4次追氮处理最高,1次追氮处理最低,贮藏器官(主干、多年生枝和粗根)¹⁵N分配率的趋势相反;4次追氮处理¹⁵N利用率分别比1次和2次追氮处理高27.4%和15.5%.追氮次数越多,植株总氮量和¹⁵N吸收量越大;随时间的推移,1次追氮处理土壤¹⁵N丰度和总氮含量持续降低,2次追氮处理呈先升高后降低的趋势,4次追氮处理变化相对最为平稳,至处理后期显著高于其他处理;果实白熟至采收期,叶片叶绿素、氮含量和净光合速率均表现为4次追氮>2次追氮>1次追氮.不同处理¹³C同化物积累与分配不同.4次追氮处理¹³C固定总量分别是1次和2次追氮处理的1.1和1.2倍.增加追氮次数,促进了¹³C同化物向果实和贮藏器官的转移,而减少了向当年生营养器官的分配.综上,果实发育期4次追氮通过保证根层稳定、充足的氮素供应,提高了对氮素的吸收和利用,进而维持了较高的净光合速率,促进并优化了光合同化物的积累和分配,最有利于冬枣树体的生长及产量和品质的提高.     

氮水平对苹果叶片13C光合产物和15N向果实转移分配的影响

以6年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶苹果为试材,采用C、N双标记技术,研究在果实膨大后期用不同尿素浓度水溶液(N 0%、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%,分别用CK、N₁、N₂、N₃、N₄表示)涂抹果实周围20 cm范围内叶片对叶片¹³C同化能力及¹³C光合产物、¹⁵N向果实转移分配的影响.结果表明: 随着尿素浓度的增加,叶片的叶绿素含量、氮含量、光合速率、山梨醇和蔗糖含量、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性及¹³C同化能力均先升高后降低,均以1.8%尿素涂抹处理最高,清水对照最低.¹³C自留量(自身叶片+自身新梢)以清水对照最高,为81.6%,1.8%尿素涂抹处理最低,为63.5%.向外输出的¹³C光合产物主要分布在标记果实,其次是未标记多年生枝,未标记叶片最低.果实¹³C吸收量随着尿素浓度增加呈先升高后降低趋势,以1.8%尿素涂抹处理最高(1.21 mg·g^-1),清水对照最低(0.51 mg·g^-1);果实¹⁵N吸收量随着尿素浓度增加呈持续升高趋势.表明尿素水溶液叶施可不同程度地提高叶片光合产物和氮素向果实转移分配的能力,以1.8%尿素涂抹处理叶片光合产物向果实转移分配能力最强,同时避免了过多的氮素向果实的输入.     

富士苹果幼树生长与氮素积累和利用动态

以6年生烟富3/SH6/平邑甜茶为试材,用整株破坏性解析的方法,研究了萌芽期至果实成熟期7个时期下的树体生长和氮素积累动态,并借助¹⁵N同位素示踪技术研究了树体对肥料氮的吸收利用和分配特性,以期阐明苹果树的氮积累动态和肥料氮的最大效率期,从而为科学施氮提供理论依据.结果表明: 萌芽期(3月25日)至果实成熟期(萌芽后210 d)红富士苹果幼树整株干物质净积累量为4.51 kg,其中果实占66.5%,叶梢(叶片与新梢,下同)占20.2%,多年生器官占13.3%;叶梢干物质积累量在萌芽后30～60 d增长幅度较大,占其整个处理时期的42.9%;果实干物质积累量在萌芽后120～180 d增长幅度大,占整个处理时期的70%.整株氮素净积累量为29.1 g,在萌芽后30～60 d和120～180 d增长较快,分别为7.2和12.8 g,占整个处理时期的24.7%和44%;叶梢在萌芽后0～60 d氮积累速率较快,占其整个时期的69.1%;果实的氮积累量在萌芽后120～180 d最快,占其整个时期的60.8%;多年生器官的氮积累量在处理周期内呈先下降后上升的趋势,并在萌芽后 60 d到达最低水平.树体在不同时期的¹⁵N利用率差异显著,分别在萌芽后30～60、120～150和150～180 d处于较高水平,¹⁵N利用率分别为2.3%、4.1%和4.0%;多年生器官在各个时期的¹⁵N分配率均呈现较高水平,新生器官的¹⁵N分配率均为先上升后下降的趋势,其中叶片新梢在萌芽后30～60 d达到最高水平,为38.4%;果实在萌芽后120～150 d和150～180 d到达最高水平,分别为15.0%和16.6%.因此,叶片和新梢氮素积累的关键时期为萌芽后30～60 d;果实氮素积累的关键时期为萌芽后120～180 d;树体对肥料氮的最大效率期为萌芽后30～60 d和120～180 d.     

不同土层深度配施缓释/普通尿素对土壤氮素和酶活性及玉米产量的影响

通过2017—2018两年田间试验,研究了不同土层深度配施缓释(PCU)/普通尿素(PU)对0～30 cm土层土壤无机氮含量、酶活性和玉米产量的影响。试验设置不施氮肥(CK)、普通尿素一次施肥(PU₁,5～10 cm土层)、普通尿素传统两次施肥(PU₂,5～10 cm土层,60%种肥+40%追肥)、普通尿素一次分层施肥(PU₃,5～10 cm土层20%N+15～20 cm土层30%N+25～30 cm土层50%N)、不同土层深度缓释/普通尿素配施[PCU₁～PCU₄,均为5～10 cm土层20%N(普通尿素)+15～20 cm土层30%N(配施)+25～30 cm土层50%N(配施),其中PCU₁～PCU₄的15～20和25～30 cm土层PCU:PU分别为3:7、3:7,5:5、5:5, 3:7、5:5, 5:5、3:7]共8个处理。结果表明: 与CK相比,PU₁能够满足玉米生育前期对0～10 cm土层氮素的需求,PU₂和PU₃能够满足玉米发育前期对10～30 cm土层氮素的需求,不同土层深度配施缓释/普通尿素能够满足玉米整个生育时期对氮素的需求。与PU₁～PU₃相比,不同土层深度配施缓释/普通尿素可显著增加灌浆期和成熟期10～20和20～30 cm土层NO₃^--N、NH₄⁺-N、碱解氮含量和脲酶、蛋白酶活性。与PU₃相比,不同土层深度配施缓释/普通尿素处理2017和2018年玉米产量分别提高2.3%～24.6%和1.3%～16.5%,PCU₄产量最高,分别达13899和12439 kg·hm^-2。因此,不同土层深度配施缓释/普通尿素既能满足玉米生育前期对氮素的需求,也能提高生育后期10～30 cm土层土壤无机氮含量和酶活性,促进玉米生长,增加玉米产量,其中PCU₄处理施肥方式最佳。     

钨酸钠对苹果幼苗15N吸收利用、13C积累及果实品质的影响

分别以1年生苹果砧木M9T337幼苗和5年生烟富3/SH6/平邑甜茶为试材,开展盆栽和田间试验,并结合¹⁵N、¹³C同位素示踪技术,研究不同浓度(0、0.5、1、1.5 mmol·L^-1,分别用CK、T₁、T₂和T₃表示)硝酸还原酶(NR)抑制剂钨酸钠对苹果幼苗¹⁵N吸收利用、¹³C积累和成熟期果实品质的影响。结果表明: 盆栽试验中,喷施0.5~1.0 mmol·L^-1钨酸钠可显著抑制幼苗地上部生长,但对根系生长影响不显著;当钨酸钠浓度达到1.5 mmol·L^-1时可显著抑制根系生长。同一时期各处理叶片NR活性与钨酸钠浓度呈负相关,均表现为CK>T₁>T₂>T₃。随处理时间的延长,叶片硝态氮含量总体表现为先升高后降低的趋势,同一时期各处理硝态氮含量与钨酸钠浓度呈正相关,均表现为T₃>T₂>T₁>CK。喷施钨酸钠可不同程度地降低幼苗各器官¹⁵N吸收量和¹⁵N利用率,且钨酸钠浓度越高,抑制幼苗氮素吸收和利用的效果越显著。随钨酸钠浓度的提高,地上部¹³C积累量呈先升高后降低的趋势,在T₂处理时达到最高;幼苗整株¹³C积累量呈相似的规律。田间试验结果表明,喷施钨酸钠可降低成熟期叶片和果实的氮含量,果皮花青苷含量、果实可溶性固形物、可溶性糖含量和糖酸比均不同程度提高,其中T₂处理的效果最好。综上,T₂处理(1.0 mmol·L^-1钨酸钠)可有效抑制幼苗地上部生长,降低¹⁵N吸收利用,提高¹³C积累,有利于果实品质的提高。     

施钾对甘薯氮素转移分配及氮代谢酶活性的影响

利用¹⁵N示踪技术,研究了施钾对甘薯发根结薯期、薯块膨大期地上和地下部氮素转移分配、光合特性及氮代谢酶活性的影响.结果表明: 在发根结薯期,施钾显著提高¹⁵N向地上部的转移分配,其中K₃(K₂O, 300 mg·kg^-1)处理与对照相比¹⁵N向叶片转移速率提高了76.2%,¹⁵N积累量提高了92.1%.在薯块膨大期,随施钾量增加地上部叶片¹⁵N总分配率由33.7%降低至24.4%,块根¹⁵N分配率由5.8%升高至17%,其中K₃处理块根¹⁵N积累量是对照的3倍.两个关键生长期硝酸还原酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酰胺合酶、谷氨酸合酶和净光合速率(P_n)均随施钾量的增加而提高.逐步回归分析表明,氮代谢酶活性和P_n是影响甘薯¹⁵N转移和分配的主要因素(R分别为0.965和0.942),通径分析表明,在发根结薯期主要通过促进硝酸还原酶和谷氨酸脱氢酶介导的氮素催化能力促进氮素向地上部分配;在薯块膨大期主要通过提高谷氨酰胺合酶/谷氨酸合酶循环介导的氮素同化能力促进氮素向地下部分配.     

外源输入氮素在藓类生物土壤结皮中各氮组分的分配特征与归趋途径

针对黄土高原典型藓类生物结皮,以无结皮裸地为对照,通过野外原位同位素标记试验,在标记后1~30 d连续取样测定,示踪外源添加¹⁵N在生物结皮中各氮组分的分配特征,并分析¹⁵N在土壤-微生物-藓植株中的归趋途径,对比揭示生物结皮对土壤氮循环的影响。结果表明: 1)生物结皮的全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮中¹⁵N含量分别平均比裸地高2.9、17.5、9.0倍,且藓植株固定的¹⁵N含量高达4.73 mg·kg^-1。2)生物结皮的¹⁵N残留率平均为13.0%,其氮固持能力是裸地(3.3%)的4.0倍;生物结皮中各组分¹⁵N占全氮的比率依次为微生物生物量氮(54.3%)>藓植株氮(22.5%)>可溶性有机氮(6.2%),而裸地则为微生物生物量氮(11.5%)>可溶性有机氮(2.6%),显示生物结皮中微生物和藓植株的氮固持能力合计比裸地高65.3%。3)生物结皮中微生物生物量¹⁵N的转移量和库容量分别比裸地高17.2和20.5倍,但其周转率为每月5.8次,低于裸地的每月7.2次,其周转期是裸地的1.2倍。综上,与无结皮裸地相比,生物结皮具有更高的氮固持能力,同时能够改变土壤各氮组分的分配率,因此,在干旱生态系统土壤氮循环过程中具有重要作用。