不同氮源下生长的柚树叶片光合参数对高浓度CO2驯化作用的比较

比较研究了在不同形式氮源下生长柚树叶片光合对高浓度 CO2 驯化过程中有关参数变化。植株生长在人工混成土壤中 ,分别浇灌含有 2 mmol L- 1N的 NO- 3 - N,NH+ 4 - N和 NH4 NO3- N溶液。空气 CO2 增高处理时向生长植株的开顶透明罩中通入 74.4Pa CO2 ,以空气 CO2 生长的植株为对照。利用 CI- 30 1 ( CID,Inc) CO2 气体交换系统测定叶片光合速率和通过光合作用相关响应曲线计算光合参数。结果表明 ,在 CO2分压倍增下 ,NO- 3 - N生长植株光饱和光合速率较大气 CO2 分压下的高。而生长在 NH+ 4 - N和 NH4 NO3- N的植株光合速率与大气 CO2 分压下的相近 ,表现对高 CO2 的驯化。在空气 CO2 倍增下无论供给何种形式氮源并不影响Γ* ,但可增高 Rd( P<0 .0 5 )。 CO2 分压倍增下供给 NO- 3 - N植株的 Vcmax和 Jmax较大气分压相应的植株高 ,而 NH+ 4 - N和 NH4 NO3- N植株则与大气 CO2分压的相应植株相似 ( P>0 .0 5 )。无论供给何种形式氮源 ,生长在空气 CO2 分压倍增下不改变叶片单位面积干重 ,叶绿素含量和叶片中氮在 Rubisco、生物能学组分和捕光色素复合体组分的分配系数 ;但能改变叶片中氮含量。植物对高 CO2 的驯化可能受到不同形式氮利用性的影响 ,在对高 CO2 驯化过程亦反映叶片中氮在不同光合功能组分     

空气 NH3增高和不同氮源供应下大叶相思叶片光合参数的变化

生长在空气 NH3增高下 45 d的 NOˉ3- N大叶相思植株 ,其光饱和光合速率较对照的植株高 ;而生长在空气 NH3增高下的 NH 4- N和 NH4 NO3- N的大叶相思 ,当光强在 70 0 μmol·m- 2 ·s- 1左右时 Pn 达到最大值 ,较对照植株的要高。而当光强 >70 0 μmol·m- 2·s- 1时 ,Pn 降低 ,且较生长在对照条件下的低。表明在空气 NH3增高下生长的 NH 4- N和 NH4 NO3- N植株 ,其净光合速率 Pn会受到强光抑制。空气 NH3增高并不明显改变光呼吸 ( Rd)和无光呼吸下的 CO2 补充点 (Γ* )。无论生长在何种氮源下的大叶相思 ,其最大Ru BP饱和羧化速率 ( Vcmax)和最大电子传递速率 ( Jmax)均较生长在对照植株的高 ( P<0 .0 5 ) ,其叶氮含量亦较高 ( P<0 .0 5 ) ,其碳氮比较对照的低。在空气 NH3增高下 ,无论何种氮源生长的大叶相思 ,其 PR和 PB明显高于对照的植株 ,表明大叶相思能从空气 NH3中摄取和同化氮 ,增加氮积累和有利于 Rubisco和电子传递组分的合成 ,增高光合速率。空气 NH3增高可能有利于 Rubisco和电子传递组分的合成 ,在较低光强下能增高光合速率。空气 NH3增高可能有利于退化生态系统的生态恢复过程中的氮积累和先锋植物的早期生长。     

UV-B辐射对香蕉光合作用和不同氮源利用的影响

生长在NO3^--N、NH4^--N和NH4NO3－N的香蕉叶片有相近似的最大光合速率,UV－B辐射引起生长在不同氮源的香蕉叶片光合速率、表现量子产率和光肥利用效率的降低。UV－B辐射使生长在不同氮源的植株叶面积干重和叶氮含是降低。生长在NH4^--N的植株Vcmax和Jmax均较生长在其它氮源的高。UV－B辐射引起生长在NH4^-N的植株Vcmax和Jmax降低较相同处理的NO3^-－N和NH4NO3－N植株明显,表明生长在NH4^ －N的香蕉对UV－B辐射更加敏感。UV－B辐射改变植株的叶片的碳氢比和碳氮比。经过UV－B辐射处理的NH4^ －N生长植株的碳氮生长在NO3^--N和NH4NO3－N的低。UV－B辐射可能改变植株对不同氮源的吸收利用,从而引起碳氮代谢和酸碱调节的变化。UV－B辐射降低叶氮在Rubisco和生物力能学组分的分配系数,可能使这些组分合成减少,使叶片光调节的变化。UV－B辐射降低叶氮在Rubisco和生物力能学组分的分配系数,可能使这些组分合成减少,使叶片光合速率下降。结果表明,生长在不同氮源的香蕉植树对UV－B辐射有不同响应,NH4^ -N有利于主要光合参数增高,但其对UV－B辐射亦最为敏感。氮供应受限制或植株生长在中性盐如NH4NO3－N则对UV－B辐射不甚敏感。     

供氮和增温对倍增二氧化碳浓度下荫香叶片光合作用的影响

供给0～0.6 mg N的盆栽荫香(Cinnamomum burmannii)幼树分别生长在倍增CO ₂(+CO₂,731 μmol·mol^-1)和正常空气CO ₂浓度(CO ₂,365 μmol·mol^-1)的生长箱内,昼夜温度分别为25/23 ℃和32/25 ℃,自然光照下生长30 d.以生长在CO₂和25/23 ℃下的植株为对照研究增温和氮对+CO₂叶片光合作用的影响.结果表明,在+CO₂和25/23 ℃下无氮和氮处理植株的平均光合速率(Pnsat)较+CO₂和32/25 ℃下的叶片高5.1%,温度增高降低叶片Pnsat;而Pnsat随供氮而增高.在+CO₂条件下,生长在32/25 ℃下的叶片Rubisco最大羧化速率(Vcmax)和最大电子传递速率(Jmax)较25/23 ℃下的低(P＜0.05),温度增高降低+CO₂下叶片的Vcmax和Jmax在+CO2下叶片光合呼吸速率(Rp)较低,生长温度增高提升Rp.在CO₂下生长温度从25/23 ℃增至32/25 ℃,叶片的Rubisco含量(NR)和Rubisco活化中心浓度(M)降低,而供氮能增高NR和M.供氮能减缓温度增高对倍增CO₂下荫香叶片光合作用的限制.     

退化草地恢复过程中土壤氮素状况以及与植被地上绿色生物量形成关系的研究

 研究了在不同放牧率下形成的不同退化阶段的草地各形态氮素（全氮、硝态氮、铵态氮、无机氮和微生物氮）的变化情况,同时也研究了植被地上绿色生物量与各形态氮素季节变化的同步性关系。土壤全氮含量相对稳定,随草地植被状况和植物生长时期变化不大,说明土壤总氮库有相当的弹性。土壤硝态氮（NO－3-N）、铵态氮（NH+4-N）、无机氮（IN）和微生物氮（Micro-N）季节变化明显。土壤Micro-N和NO-3-N含量随植物生长逐渐降低,到植物枯黄期含量又回复到较高的水平;土壤NH+4-N含量随植物生长有逐渐升高的趋势;IN则随着植物的生长出现低-高-低-高的特点,且与植被地上绿色生物量呈显著负相关（R=-0.247, p<0.01）。在放牧条件下草原植物优先利用NO－3-N,NO－3-N与植被地上绿色生物量有显著的负相关性,是形成草原植被地上绿色生物量的有效性氮素。Micro-N能解释土壤IN 22.3%的变异（R2=0.223, p<0.01）,Micro-N是土壤无机氮的重要来源。土壤NH+4-N与Micro-N呈显著负相关（R=-0.222, p<0.01）,说明土壤微生物对土壤NH+4-N有偏好吸收。总体上,不同形态的氮素在各土壤层次间差异显著,随土壤层次的加深含量逐步降低。连续放牧11年恢复两年后,各氮素组分对放牧压力消除的响应并不一致。土壤全氮含量与停止放牧前相比变化差异不显著;而Micro-N对放牧压力消失的响应在不同处理下整个生长季的结果比较一致,即以前过度和中度放牧处理的Micro-N含量较高,无牧和轻牧含量较低;IN、NH+4-N和NO－3-N变化比较复杂,在不同放牧恢复处理上结果并不一致。总的来看,以前中度和过度放牧的IN、NH+4-N和NO－3-N含量较高,存在潜在损失的可能。经过两年的恢复,植被地上绿色生物量（8月）过牧处理与无牧处理差异不显著。     

不同氮处理下速生柳对水体氮的吸收、分配及生理响应

采用水培法,研究了旱柳苗在外源添加不同氮水平(贫氮、中氮、富氮、过氮)的铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)的生长、氮吸收、分配和生理响应。结果表明:一定范围氮浓度的增加能够促进旱柳苗的生长,但过量氮会抑制其生长,且NH+4-N的抑制作用大于NO-3-N;两种氮处理下,旱柳表现出对NH+4-N的吸收偏好,在同一氮水平时,旱柳各部位氮原子百分含量Atom%15N(AT%)、15N吸收量和来自氮源的N%(Ndff%)均为NH+4-N处理大于NO-3-N处理,且随着氮浓度的增加,差异增大,且在旱柳各部位的分布为根﹥茎﹥叶;2种氮素过量和不足均会对旱柳根和叶生理指标产生不同的影响,其中在过氮水平时,NH+4-N和NO-3-N处理下根系活力比对照减少了50.61%和增加了19.53%;在过氮水平时,NH+4-N处理柳树苗根总长、根表面积、根平均直径、根体积和侧根数分别对照下降了30.92%、29.48%、19.44%、27.01%和36.41%,NO-3-N处理柳树苗相应的根系形态指标分别对对照下降了1.66%、5.65%、1.49%、5.06%和25.72%。可见,高浓度NH+4-N对旱柳苗的胁迫影响大于NO-3-N,在应用于水体氮污染修复时可通过改变水体无机氮的比例,削弱其对旱柳的影响,从而提高旱柳对水体氮污染的修复效果。     

铵态和硝态氮对苹果植株SOD和POD活性的影响（简报）

田间耕作条件下追施铵态氮肥（NH4）2SO4与硝态氮肥Ca（NO3）2,可不同程度地提高苹果植株的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,NO3－N高于NH4＋-N处理株。随着NO3-N使用量的增加,两种酶活性均相应提高,而POD活性在高铵水平下呈下降趋势。     

短期内15N标记的铵盐和硝酸盐在青藏高原高寒草甸中的运移规律

运用15N稳定性同位素示踪技术,对高寒草甸植物和土壤微生物固持沉降氮的能力及沉降氮在小嵩草(Kobresia pygaea)草甸中的运移规律进行了研究.施肥2周后,NO-3-15N和NH+4-15N的总恢复率分别为73.5%和78%.无论是NO-3-15N,还是NH+4-15N,植物所固持的15N总是比土壤有机质或者是土壤微生物固持的多.4周后,70.6%的NO-3-15N和57.4%的NH+4-15N被固持在土壤和植物中.其中,土壤有机质所固持的15N均下降了很多,而植物所固持的15N却变化很小.同前面的结果相比,较多的NO-3-15N为土壤微生物所固持.在施肥6周和8周后,NO-3-15N的总恢复率分别为58.4%和67%,而NH+4-15N的总恢复率分别为43.1%和49%.植物和土壤微生物所固持的NO-3-15N比NH+4-15N多.在整个实验期间,植物固持的NO-3N较多,而且比土壤微生物固持了较多的15N.由于无机氮的含量一直很低,无机氮库所固持的15N一般不超过1%.上述结果意味着短期内植物在高寒草甸中对沉降氮的去向起着决定作用.     

长白落叶松氮素营养及与生长的关系

不同季节测定了不同种源长白落叶松针叶中硝酸还原酶（NR）活力,氮素营养和氨基酸（AA）含量,分析了它们与生长的关系。结果表明,长白落叶松所含氮素营养以NH4－N为主,NO3－N和NO2－N含量很少。不同种源长白落叶松针叶中NH4－N和T－N（NH4－N＋N03－N＋NO2－N）含量与其NR活力呈极显著正相关。生长季初,长白落叶松针叶中氮素营养含量低,与生长呈正相关;生长季中后期,针叶中氮素营养含量高,与生长无相关性。不同种源长白落叶松针叶中AA含量的季节变化与氮素营养相似,但与生长无相关性。生长季初针叶中NR活力与不同种源长白落叶松生长呈显著正相关。初步研究表明,生长李初针叶中NR活力,NH4－N和T－N含量可作为生理生化指标用于长白落叶松种源早期选择。     

应用15N示踪研究欧美杨对PM2.5无机成分NH4+和NO3-的吸收与分配

通过气溶胶发生系统模拟PM2.5颗粒的发生,运用15N示踪技术研究了欧美杨107(Populus euramericana Neva.)对PM2.5中水溶性无机成分NH+4和NO-3的吸收与分配规律。结果表明,欧美杨能够有效吸收PM2.5中的NH+4和NO-3。轻度和重度污染下,欧美杨叶片对NH+4和NO-3的吸收速率均于处理后第1天达到峰值,之后,轻度污染下对NH+4和NO-3的吸收速率迅速降低以后趋于稳定,而重度污染下对NH+4和NO-3的吸收速率缓慢下降至趋于稳定。轻度污染下的欧美杨叶片的15N含量在处理后第1天达到峰值,15N(NH+4)的含量为0.11 mg/g,干重,15N(NO-3)的为0.14 mg/g,干重,之后15N含量迅速下降至趋于稳定。重度污染下的叶片15N含量在处理第1天迅速增长,之后缓慢增长至处理后第7天达到最高值,15N(NH+4)的含量为0.11 mg/g,干重,15N(NO-3)的为0.13 mg/g,干重。处理7 d后,欧美杨不同组织器官吸收或通过再分配获取的15N含量存在差异。轻度污染下,细根对NH+4和NO-3的吸收量最高,树皮、叶柄、叶片次之,髓最低。而重度污染下,叶片对NH+4和NO-3的吸收量最高,细根、叶柄、树皮次之,髓最低。欧美杨各组织器官中NH+4和NO-3的含量均表现为重度污染大于轻度污染,且两种污染程度下的欧美杨各组织器官对NO-3的吸收均大于对NH+4的吸收。重度污染下,欧美杨茎木质部对15N(NH+4和NO-3)的吸收征调能力(Ndff,Nitrogen derived from fertilizer)最大,其次为髓,叶片最小;欧美杨各组织器官中的15N分配率表现为叶片细根叶柄树皮粗根茎木质部髓。研究结果对进一步揭示植物吸收PM2.5的机制及有效利用植物降低颗粒物污染、净化环境提供了重要的科学理论依据。     

氮素形态对树木养分吸收和生长的影响

由于NH₄⁺-N和NO₃^--N形态的差异,二者对树木养分吸收和生长发育的影响不同,树木常表现出对NH₄⁺-N和NO₃^--N的选择性吸收,树种对NH₄⁺-N和NO₃^--N吸收的偏好特性可能与生长地的土壤pH有关,来自于酸性土壤的树种通常具有喜NHON的特性,而来自于中性或碱性土壤的树种常表现出喜NO₃^--N的趋势,由于NH₄⁺-N和NO3^--N所带电荷的差异,通常NH₄⁺-N有利于阴离子的吸收,而NO3^--N则促进阳离子的吸收,在有些情况下,NH₄⁺-N会抑制NO₃^--N的吸收,但抑制的机制目前还不清楚,树木吸收NH₄⁺-N时,引起根际pH下降,相反吸收NO₃^--N时根际pH升高,根际pH变化可以改变土壤养分的有效性,并影响树木对养分的吸收利用,树木对NH₄⁺-N和NO₃^--N的生长反应不同,有些喜NH₄⁺-N的针叶树在供应NH₄⁺-N时生长较好,多数植物在同时供应NH₄⁺-N和NO₃^--N时生长量最大,有些树种在同时供应NH₄⁺-N和NO₃^--N时也表现出最高的生长,但对于树木类似的研究还少,这一现象对于树木是否具有普遍性还需要大量试验证明。     

大气NH3和介质供氮水平对不同氮效率玉米基因型叶绿素荧光参数的影响

采用开顶式气室（Open Top Chambers）进行水培试验，以两种氮效率玉米(Zea mays L.)基因型为供试作物，通过不同大气NH3浓度处理，测定苗期各叶绿素荧光动力学参数。结果表明，供氮介质和大气NH3浓度升高对两种氮效率玉米基因型的初始荧光值（Fo）不存在显著影响。高供氮介质下，在NH3浓度升高时，氮高效5号基因型的最大荧光产量(Fm)和可变荧光(Fv)均显著减小(p<0.05)，而氮低效基因型四单19的Fm、Fv值显著增加；低供氮介质下，大气NH3浓度升高对2种基因型Fm、Fv值的影响结果与高供氮介质时相反。说明大气NH3浓度升高对生长在高供氮介质下的氮高效5号基因型有一定的抑制作用，而对氮低效基因型四单19有一定程度的促进作用。在不同供氮介质下，大气NH3浓度升高时，两种氮效率玉米基因型的qN、qP值减小，说明大气NH3浓度升高时，作物对光合机构的保护能力比大气背景NH3浓度时弱。     

Induction of poplar leaf nitrate reductase: a test of extrachloroplastic control of isoprene emission rate

Several recent studies have suggested that control of isoprene emission rate is in part exerted by supply of extrachloroplastic phosphoenolpyruvate to the chloroplast. To test this hypothesis, we altered PEP supply by differential induction of cytosolic nitrate reductase (NR) and PEP carboxylase (PEPC) in plants of Populus deltoides grown with NO3- or NH4+ as the sole nitrogen source. Growth with 8 mM NH4+ produced a high leaf nitrogen concentration, compared with 8 mM NO3-, as well as slightly elevated rates of photosynthesis and significantly enhanced rates of isoprene emission and content of dimethylallyl diphosphate (DMAPP, a precursor to isoprene biosynthesis), chlorophyll (a+b) and carotenoids. Growth with 8 mM NO3- resulted in parallel reductions in both leaf isoprene emission rate and DMAPP. The differential effects of growth with NH4+ or NO3- were not observed when plants were grown with 4 mM nitrogen. The effects of reduced DMAPP availability were specific to isoprene emission and were not propagated to higher isoprenoids, as the correlations between nitrogen content and either leaf chlorophyll (a+b) or total carotenoids were unaffected by nitrogen source. Biochemical analysis revealed significantly higher levels of NR and PEPC activity in leaves of 8 mM NO3- -grown plants, consistent with their fundamental roles in nitrate assimilation. Taken together, these results support the hypothesis that foliar assimilation of NO3- reduces isoprene emission rate by competing for carbon skeletons (mediated by PEPC) within the cytosol and possibly reductant within the chloroplast. Cytosolic competition for PEP is a major regulator of chloroplast DMAPP supply, and we offer a new "safety valve" hypothesis to explain why plants emit isoprene.     

Expression of characteristics of ammonium nutrition as affected by pH of the root medium

To study the effect of root-zone pH on characteristic responses of NH4+ -fed plants, soybeans (Glycine max?L.? Merr. cv. Ransom) were grown in flowing solution culture for 21 d on four sources of N (1.0 mol m-3 NO3-, 0.67 mol m-3 NO3- plus 0.33 mol m-3 NH4+, 0.33 mol m-3 NO3- plus 0.67 mol m-3 NH4+, and 1.0 mol m-3 NH4+) with nutrient solutions maintained at pH 6.0, 5.5, 5.0, and 4.5. Amino acid concentration increased in plants grown with NH4+ as the sole source of N at all pH levels. Total amino acid concentration in the roots of NH4+ -fed plants was 8 to 10 times higher than in NO3(-)-fed plants, with asparagine accounting for more than 70% of the total in the roots of these plants. The concentration of soluble carbohydrates in the leaves of NH4+ -fed plants was greater than that of NO3(-)-fed plants, but was lower in roots of NH4+ -fed plants, regardless of pH. Starch concentration was only slightly affected by N source or root-zone pH. At all levels of pH tested, organic acid concentration in leaves was much lower when NH4+ was the sole N source than when all or part of the N was supplied as NO3-. Plants grown with mixed NO3- plus NH4+ N sources were generally intermediate between NO3(-)- and NH4+ -fed plants. Thus, changes in tissue composition characteristic of NH4+ nutrition when root-zone pH was maintained at 4.5 and growth was reduced, still occurred when pH was maintained at 5.0 or above, where growth was not affected. The changes were slightly greater at pH 4.5 than at higher pH levels.     

Effect of nitrogen form and root-zone pH on growth and nitrogen uptake of tea (Camellia sinensis) plants

BACKGROUND AND AIMS: Tea (Camellia sinensis) is considered to be acid tolerant and prefers ammonium nutrition, but the interaction between root zone acidity and N form is not properly understood. The present study was performed to characterize their interaction with respect to growth and mineral nutrition. METHODS: Tea plants were hydroponically cultured with NH4+, NO3- and NH(4+) + NO3-, at pH 4.0, 5.0 and 6.0, which were maintained by pH stat systems. KEY RESULTS: Plants supplied with NO3- showed yellowish leaves resembling nitrogen deficiency and grew much slower than those receiving NH4+ or NH(4+) + NO3- irrespective of root-zone pH. Absorption of NH4+ was 2- to 3.4-fold faster than NO3- when supplied separately, and 6- to 16-fold faster when supplied simultaneously. Nitrate-grown plants had significantly reduced glutamine synthetase activity, and lower concentrations of total N, free amino acids and glucose in the roots, but higher concentrations of cations and carboxylates (mainly oxalate) than those grown with NH4+ or NH(4+) + NO3-. Biomass production was largest at pH 5.0 regardless of N form, and was drastically reduced by a combination of high root-zone pH and NO3-. Low root-zone pH reduced root growth only in NO(3-)-fed plants. Absorption of N followed a similar pattern as root-zone pH changed, showing highest uptake rates at pH 5.0. The concentrations of total N, free amino acids, sugars and the activity of GS were generally not influenced by pH, whereas the concentrations of cations and carboxylates were generally increased with increasing root-zone pH. CONCLUSIONS: Tea plants are well-adapted to NH(4+)-rich environments by exhibiting a high capacity for NH4+ assimilation in their roots, reflected in strongly increased key enzyme activities and improved carbohydrate status. The poor plant growth with NO3- was largely associated with inefficient absorption of this N source. Decreased growth caused by inappropriate external pH corresponded well with the declining absorption of nitrogen.     

大气NH3浓度升高对不同氮效率玉米生理指标及生物量的影响

 该试验采用开顶式气室(Open top chambers)装置,在两种大气NH₃浓度水平(大气背景浓度值为10 nl&;#8226;L^－1和高NH₃浓度1 000 nl&;#8226;L^－1)和两种 供氮介质水平(高供氮介质和低供氮介质)下,对两种氮效率玉米(Zea mays)基因型(‘氮高效5号’(NE5)和‘氮低效四单19’(SD19))的叶绿素 指标值(SPAD值)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s )、生物量和根冠比等生物学和生理学指标进行了测定。结果表明,大气NH₃浓度升高对两种 氮效率玉米基因型各生理指标有显著影响(p<0.05)。与大气背景NH₃浓度相比,当大气NH₃浓度为1 000 nl&;#8226;L^－1 时,生长在高供氮介质中‘氮 高效5号’的SPAD值、P_n和G_s分别降低7.0%、14.0%和6.5%,而‘氮低效四单19’的对应指标分别降低9.0%、11.0%和6.9%;生长在低供氮介质 中的两种氮效率玉米基因型各生理指标均显著增加(p<0.05)：‘氮高效5号’的SPAD值、P_n和G_s分别增加5.7%、7.1%和17%,‘氮低效四单19’ 的对应指标分别增加7.0%、11.0%和22.0%。高供氮介质中NH₃浓度升高对氮低效基因型玉米冠层生物 量抑制作用小于对氮高效基因型玉米的抑 制效应,而低供氮介质中NH₃浓度升高对氮高效基因型玉米冠部的促进作用显著高于对氮低效基因型玉米的促进作用(p<0.05);两种大气NH₃营 养下玉米根冠比的变化与采样时期有关。说明从大气中吸收NH3有利于改善生长在低供氮介质上玉米的氮素营养状况,而且对氮低效基因型玉米 的促进作用比对氮高效基因型玉米更加显著。