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。     

不同氮效率水稻生育后期根表和根际土壤硝化特征

通过田间试验研究了不同氮效率粳稻品种4007(氮高效)和Elio(氮低效)生育后期在N0(0 kgN hm-2)、N180(180 kgN hm-2)和N300(300 kgN hm-2)水平下根表、根际和土体土壤pH值、铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)含量、硝化强度和氨氧化细菌(AOB)数量.结果表明无论是齐穗期、灌浆期还是成熟期,根表土壤pH值均显著低于根际和土体土壤.土壤pH值范围在5.95至6.84之间变化.土壤NH+4-N含量随水稻生长显著下降,且随施氮量增加而显著增加.根表土壤NH+4-N有明显亏缺区,且随距水稻根表距离增加,NH+4-N含量逐渐升高.土壤NO-3-N含量随水稻生长显著增加,施氮处理均显著高于不施氮处理,但N180和N300处理差异不显著.NO-3-N含量表现为根际>土体>根表.水稻根表和根际土壤硝化强度随水稻生长显著下降,而土体土壤硝化强度随时间延长小幅增加.施氮显著提高4007水稻根表土壤在齐穗和收获期硝化强度以及Elio在齐穗期根际硝化强度,但在施氮处理N180和N300中无显著差异.在整个采样期间,土壤硝化强度均表现为根际>根表>土体.水稻根表和根际AOB数量随水稻生长而显著降低,而土体土壤AOB数量无显著变化.例如,根表土壤AOB数量在齐穗期、灌浆期和收获期分别为16.7×105、8.77×105个g-1 dry soil和8.01×105个g-1 dry soil.根表和根际土壤AOB数量无显著差异,但二者显著高于土体土壤AOB数量.就两个氮效率水稻品种而言,土壤pH值基本无差异.4007土壤NH+4-N含量均显著高于Elio.在齐穗期水稻根表、根际和土体土壤NO-3-N含量在N180水平下均表现为Elio显著高于4007.而在灌浆期和收获期,水稻根表、根际和土体土壤则表现为4007显著高于Elio.在所有采样期,两个水稻品种土体土壤硝化强度和AOB数量在3个施氮量下均无显著差异.Elio根表和根际土壤硝化强度和AOB数量在水稻灌浆期之前一直显著高于4007,而在灌浆期之后则显著低于4007,且最终产量和氮素利用率(NUE)显著低于4007,这可能是由于4007灌浆期后硝化作用强,根际产生的NO-3-N含量高,从而4007根吸收NO-3-N的量也高造成的.因此水稻灌浆期和收获期根表和根际硝化作用以及AOB与水稻高产及氮素高效利用密切相关.     

我国雷州半岛典型农田大气氮沉降

近一个半世纪以来,粮食和能源需求导致活性氮创造的急剧增加,从而导致各种活性氮的排放及其沉降的增加。氮沉降引起土壤酸化,水体富营养化,及敏感生态系统植物多样性的丧失等不良生态效应。因此定量不同生态系统氮沉降量对于确定该地区生态系统安全及氮循环有重要意义。南方地区氮沉降已有较多研究,主要集中于湿沉降的研究,选取雷州半岛地区典型农田综合研究了大气氮素的干湿沉降。结果表明:大气活性氮浓度NH3、HNO3、NO2、pNH+4和pNO-3浓度分别为5.62、0.88、3.16、3.30、2.02μg N/m3。采用欧洲氮沉降监测网的氮干沉降速率估算了大气氮干沉降量为17.6 kg N hm-2a-1。大气降雨NO-3-N浓度为(0.86±0.36)mg N/L,NH+4-N浓度为(1.11±0.68)mg N/L,大气降雨无机氮含量冬季最高,夏季最低。大气无机氮年湿沉降总量为25.3 kg N/hm2。湿沉降NH+4-N和NO-3-N,干沉降NH3、HNO3、NO2、pNH+4、pNO-3分别占沉降量的30.8%、28.0%、23.7%、5.4%、2.8%、3.9%、5.4%。湿沉降NH+4和干沉降NH3在氮沉降中占主导地位显示氮肥施用导致的NH3挥发对大气活性氮浓度及氮沉降的显著贡献。鉴于研究可观的氮沉降量(总沉降量42.9 kg N hm-2a-1),其向农田的养分的输入不容忽视;氮沉降对该地区水体,自然生态系统的环境影响需要受到重视。     

杭州稻麦菜轮作地区大气氮湿沉降

通过雨水中NH+4-N/NO-3-N比率和铵态氮自然丰度值(δ15NH+4)的变化探讨大气氮湿沉降与农作施肥活动的关联性. 2003年6月至2005年7月,采用自行设计定制的雨水收集器在浙江杭州稻-麦-蔬菜轮作地区进行了为期2a的全天候连续雨水采样分析.结果显示,杭州稻-麦-蔬菜轮作地区雨水中NH+4-N/NO-3-N比率和δ15NH+4值呈现相似的季节性变化,雨水中NH+4-N/NO-3-N的峰值出现在6月底～9月上旬,而后逐渐下降,秋冬季(10～11月份)降到最低;来春麦菜集中施肥期(2～3月份),又呈现多个小高峰;5～6月份为单季稻和蔬菜基肥和追肥集中施用期,故而峰值也达4以上;入冬后仅在麦田施肥期出现一个小高峰而后明显下降,大都降到1以下;频繁施肥期雨水中的NH+4-N/NO-3-N比率值是农闲期的2～4倍,显示雨水NH+4-N/NO-3-N比率与农田施肥活动有密切关联与同步性,但与气温无直接关联(R2=0.0129).雨水中δ15NH+4值的变化,与雨水中NH+4-N/NO-3-N比率相似,呈现明显的季节性变化:稻麦生育后期与种前空闲期为正值,麦稻蔬菜集中施肥期转为负值.雨水中NH+4-N/NO-3-N比率与δ15NH+4值对大气湿沉降中氮的来源、形态及地面NH3排放源的强度有一定的表征意义.     

不同氮形态对AM真菌孢子萌发和菌丝生长的影响

以Long-Ashton培养基为基础,采用NH4+-N、NO3--N和NH4+-NO3--N 3种氮源,研究了不同氮形态对AM真菌孢子萌发和菌丝生长的影响。结果表明,孢子的萌发速度在NO3--N和NH4+-NO3--N培养基上先快后慢,而NH4+-N培养基上先慢后快,但最终三者的萌发率没有差异,均达到50%左右;菌丝生长对3种氮形态的反应存在显著差异,NO3--N和NH4+-NO3--N培养基上的菌丝生长速率和长度大于NH4+-N培养基上的相应值。本试验表明,与NO3--N和NH4+-NO3--N 相比,NH4+-N虽然没有降低AM真菌孢子的萌发率,但是能够抑制萌发菌丝的生长。     

重庆典型地区大气湿沉降氮的时空变化

验连续3a采集雨样研究了重庆市郊区和林区大气湿沉降氮的时空变化.结果表明,重庆市近郊区、远郊区和林区3个采样点雨水总氮浓度范围为(3.94±0.50)～(4.56±1.01)mg L-1,平均(4.27±0.73)mg L-1.NH+4-N、NO-3-N和DON占TN百分比例分别为44.9%、27.4%和27.5%.降雨中NH+4-N对氮沉降量的贡献率最大.在时间尺度上,不同季节降雨中氮浓度呈现明显的季节性差异,以冬季最高,依次是夏季、春季和秋季.在空间分布上,近郊区、远郊区和林区的TN平均浓度分别为4.56 mg L-1、4.32 mg L-1和3.94 mg L-1,从近郊区到林区有逐渐降低的趋势.降雨中的NH+4-N、NO-3-N、DON和TN浓度与降雨量无显著相关性.但是,降雨量与氮沉降量呈显著正相关.大气氮湿沉降时空差异与降雨量和氮排放直接相关.重庆市随降雨到达地面的氮沉降量较高,远远超过了水体负荷的临界值,可能对三峡库区的水资源产生不利影响.     

NH+4-N和NO-3-N肥对大棚黄瓜根际土线虫群落组成及其多样性影响

研究了两种形态氮肥,硝态氮(NO-3-N)和铵态氮(NH+4-N),对大棚黄瓜整个生长期内土壤线虫的群落组成及其多样性的影响差异.结果表明:在黄瓜的整个生育期内,NO-3-N和NH+4-N抑制了土壤线虫总量.在黄瓜各生长阶段,土壤线虫总量在NO-3-N和NH+4-N处理下,均无显著性差异.两种形态氮肥处理后,垫刃属和伪垫刃属仍为优势属,而小杆科从常见科变为优势科,其平均相对丰度为NO-3-N处理高于NH+4-N处理.土壤线虫群落中各营养类群较稳定,但植物寄生线虫与非植物寄生线虫出现频率的变化趋势相反.NO-3-N和NH+4-N处理后,植物寄生线虫出现频率的变化趋势由高到低;非植物寄生线虫出现频率的变化趋势则都是由低到高.在度量土壤线虫群落多样性的指标中,多样性指数(H′)、丰富度指数(SR)较好地反映了不同形态氮肥的施用对大棚黄瓜土壤线虫多样性的影响.与NH+4-N处理相比,NO-3-N更有利于提高土壤线虫的多样性和稳定性.     

亚高山针叶林土壤有机层有效氮动态及其对外源C、N增加的响应

为了解川西亚高山针叶林土壤有机层有效N的动态及其对外源C、N增加的响应,2005年4～10月采用人为施加C、N的控制实验方法,研究了川西亚高山紫果云杉(Picea purpurea Masters)林和岷江冷杉(Abies faxoniana Rehder & E. H. Wilson)林下土壤有机层(OL)的半分解层(FL)和完全分解层(HL)及矿质土壤层(MS)有效氮(NH+4-N + NO-3-N)动态及其对外源C、N的响应.云杉和冷杉林FL和HL的有效氮含量均显著高于MS.云杉林FL、HL和MS的NH+4-N分别为总有效氮含量的77.4%、72.4%和76.6%,而冷杉林分别为65.2%、57.6%和67.2%.有效氮和NH+4-N含量均以10月份最高,而NO-3-N含量以8月份最高.外源C输入使云杉林土壤FL、HL和MS有效氮含量提高了14.6%、21.2%和28.0%,使冷杉林提高了16.7%、25.3%和5 2%.外源N输入使云杉林土壤FL、HL和MS有效氮含量提高了53.9%、11.6%和13.2%,冷杉林提高了14.2%、23.8%和50.5%.OL对外源C、N输入的响应比MS更敏感,且云杉林大于冷杉林.处理时间越长,外源C、N输入对OL和MS有效氮含量的影响越大.     

藏东南大气氮湿沉降动态变化——以林芝观测点为例

利用量雨器和湿沉降收集仪在藏东南通过2a的试验, 研究了该区大气氮素沉降的浓度、沉降量以及季节变化规律.结果表明:藏东南大气氮素湿沉降(无机氮)为1.33～3.05 kg/ (hm2·a),平均值为2.36 kg/ (hm2·a),降水中铵态氮和硝态氮的平均浓度分别为0.36 mg/L和0.10 mg/L ,NH+4-N/ NO-3-N接近4 .各形态氮月均浓度之间差别较大,具有明显的季节性,其中NH+4-N月均浓度动态变化明显,5、6、7月份浓度较高(＞0.5 mg/L),NO-3-N 12月份浓度(0.49 mg/L)为全年最高;氮浓度的季节变化,以春冬较高,夏秋季较低,离散程度以春季最大.降水量与各形态氮沉降呈一定幂型负相关,相关系数为0.705,0.641,分别达到0.006 (NH+4-N)和0.019(NO-3-N)的显著水平.氮月沉降以5～6月份最高,占全年的32.3%;氮季沉降以夏季所占比例最高,约占50%,冬季最低(2%～3%).     

凋落物和林下植被对杉木林土壤碳氮水解酶活性的影响机制

凋落物和林下植被在森林生态系统土壤碳、氮循环过程中发挥重要作用,目前关于亚热带杉木人工林凋落物和林下植被对土壤碳氮水解酶活性影响机制还不清楚。在亚热带杉木人工林设立去除凋落物+去除林下植被(LR+UR)、去除凋落物+保留林下植被(LR+U)、凋落物加倍+保留林下植被(LD+U)、凋落物加倍+割倒林下植被归还(LD+UC)处理。通过研究各处理对土壤环境因子(土壤温度(ST)、土壤含水量(SWC)、土壤酸度(p H)、硝态氮(NO_3~--N)、氨态氮(NH_4~+-N)、溶解性有机碳(DOC))和土壤碳氮水解酶(β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)和β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG))活性的影响,揭示凋落物和林下植被对杉木林土壤碳氮水解酶活性影响机制。结果表明:(1)通过比较LR+U和LD+U处理发现,短期内添加凋落物有增加土壤p H、NH+4-N含量和提高βG、NAG活性的趋势,但未达到显著水平(P0.05);(2)LR+UR与LR+U处理间的比较发现,去除林下植被有降低SWC、p H、NH+4-N含量、NAG活性的趋势,并显著降低了土壤DOC含量和βG活性(P0.05);(3)将LR+UR分别与LD+U、LD+UC处理进行比较表明,添加凋落物同时保留林下植被显著增加了SWC、p H、DOC和NH+4-N含量,并增强了βG和NAG活性(P0.05),而且林下植被割倒归还比林下植被正常生长更有利于土壤βG、NAG活性的提高和SWC、DOC含量的增加,但是对ST和NO-3-N含量没有显著影响(P0.05);(4)土壤水解酶活性与SWC、DOC表现为极显著正相关关系(P0.01)。总之,凋落物和林下植被影响碳氮水解酶活性的机制,主要是通过调节SWC、增加DOC含量,影响βG、NAG活性;βG、NAG活性增强也会加快土壤有机质(SOM)分解,增加土壤DOC含量。     

马尾松组培苗对氮素形态的生长响应

马尾松属高氮需求树种,然而在苗木培育中马尾松对氮素,尤其是不同形态氮素的需求尚不明确。该文以马尾松组培苗为试验材料,采用基质培养方法,针对硝态氮、铵态氮两种氮素形态均分别设置了2、4、8、16 mmol·L~(-1)4个处理,以不添加氮素为对照,对苗木的高径生长、根构型参数(总根长、总表面积、总体积、平均直径和根尖数)以及生物量的变化进行了分析。结果表明:(1)在2～8 mmol·L~(-1)硝态氮处理下,除根冠比外,苗高、地径、根构型参数、生物量均不低于对照,其中以2 mmol·L~(-1)水平下苗木生长效果最好,苗高、地径、根构型参数、生物量均高于对照;在16 mmol·L~(-1)硝态氮处理下,苗高、总根长与根尖数低于对照。(2)在2～16 mmol·L~(-1)供试范围内,铵态氮处理下的苗木根冠比小于对照,但其苗高、地径、根构型参数、生物量均不低于对照,整体上以4 mmol·L~(-1)处理下的苗木生长表现最佳。(3)在任一供氮水平,除根冠比和2mmol·L~(-1)处理下的根总表面积与根尖数在两种氮素形态间无明显差异外,铵态氮处理下的苗木生长情况显著优于硝态氮处理,这说明马尾松组培苗偏好于吸收和利用铵态氮。综上结果表明,外施硝态氮、铵态氮均能促进马尾松组培苗生长,但需控制在适宜浓度范围内,其中以2 mmol·L~(-1)硝态氮和4 mmol·L~(-1)铵态氮处理效果较佳。高浓度硝态氮会抑制苗木高度及根系发育,且在相同施肥水平下,对苗木生长的促进效果大多弱于铵态氮。因此,今后为达到培育优质壮苗和提高肥效、减少肥害的目的,可考虑使用铵态氮肥。     

川西北高寒草地沙化过程中土壤氮素变化特征

草地沙化是我国最严重的环境问题之一,但关于草地沙化过程中氮素变化特征的研究报道多集中于干旱半干旱地区,而半湿润地区的相关报道还比较缺乏。通过野外调查,研究了川西北半湿润地区高寒沙质草地沙化过程中土壤氮素变化特征。结果表明,草地沙化对0—100cm土层土壤氮素具有显著影响,全氮、碱解氮、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和微生物量氮(MBN)均呈现极显著下降的变化特征,极度沙化阶段较未沙化阶段分别减少了73.95%、77.72%、76.75%、79.77%和84.12%。其中,0—20cm土层变化最显著,全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO_3~--N和MBN含量分别减少了86.43%、83.52%、82.11%、88.82%和91.77%。随着土层深度增加,不同程度沙化草地土壤氮素含量及其变化量逐渐减少;草地沙化过程中,不同沙化阶段土壤氮素损失数量不尽相同,其中,以轻度沙化阶段氮素损失最严重,全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO-3-N和MBN含量分别降低了41.18%、35.17%、46.74%、43.46%和46.88%。草地沙化过程中,土壤全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO_3~--N和MBN含量与土壤粉粒、粘粒含量和植被群落盖度均呈极显著正相关特征,与土壤沙粒含量呈极显著负相关特征。研究区土壤氮素损失与风蚀选择性吹蚀土壤粉粒、粘粒及地表植物覆盖状况逐渐变差密切相关,因此该区域治沙的关键是采取措施降低风蚀对地表土壤吹蚀作用,提高沙化草地地表植被覆盖。同时,还应及时对沙化前期阶段及潜在沙化的草地进行生态治理,从而避免草地沙化继续恶化。     

Growth,chemical composition,and nitrate reductase activity of Rumex species in relation to form and level of N supply

Growth, chemical composition, and nitrate reductase activity (NRA) of hydroponically cultured Rumex crispus, R. palustris, R. acetosa, and R. maritimus were studied in relation to form (NH₄ ⁺, NO₃ ^-, or both) and level of N supply (4 mM N, and zero-N following a period of 4mM N). A distinct preference for either NH₄ ⁺ or NO₃ ^- could not be established. All species were characterized by a very efficient uptake and utilization of N, irrespective of N source, as evident from high concentrations of organic N in the tissues and concurrent excessive accumulations of free NO₃ ^- and free NH₄ ⁺. Especially the accumulation of free NH₄ ⁺ was unusually large. Generally, relative growth rate (RGR) was highest with a combination of NH₄ ⁺ and NO₃ ^-. Compared to mixed N supply, RGR of NO₃ ^-- and NH₄ ⁺-grown plants declined on average 3% and 9%, respectively. Lowest RGR with NH₄ ⁺ supply probably resulted from direct or indirect toxicity effects associated with high NH₄ ⁺ and/or low Ca²⁺ contents of tissues. NRA in NO₃ ^- and NH₄NO₃ plants was very similar with maxima in the leaves of ca 40 μmol NO₂ ^- g^-1 DW h^-1. ‘Basal’ NRA levels in shoot tissues of NH₄ ⁺ plants appeared relatively high with maxima in the leaves of ca 20 μmol NO₂ ^- g^-1 DW h^-1. Carboxylate to organic N ratios, (C-A)/N_org, on a whole plant basis varied from 0.2 in NH₄ ⁺ plants to 0.9 in NO₃ ^- plants. After withdrawal of N, all accumulated NO₃ ^- and NH₄ ⁺ was assimilated into organic N and the organic N redistributed on a large scale. NRA rapidly declined to similar low levels, irrespective of previous N source. Shoot/root ratios of -N plants were 50–80% lower than those from +N plants. In comparison with +N, RGR of -N plants did not decline to a large extent, decreasing by only 15% in -NH₄ ⁺ plants due to very high initial organic-N contents. N-deprived plants all exhibited an excess cation over anion uptake (net proton efflux), and whole-plant (C-A)/N_org ratios increased to values around unity. Possible difficulties in interpreting the (C-A)/N_org ratio and NRA of plants in their natural habitats are briefly discussed.     

北亚热带3种典型森林群落对降水中氮、磷、硫的截留及分配特征

森林群落在净化空气、截留沉降污染物、改善地表水质等方面具有重要作用。本研究以北亚热带地区3种典型森林群落（毛竹林、杉木林、青冈阔叶林）为研究对象,通过分析沉降污染物（NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N、TP和SO₄^2-）在大气降水、林内穿透雨、树干茎流、枯透水和地表径流中的浓度和通量变化特征,探讨不同森林群落对氮、磷、硫的截留净化作用和分配特征。结果表明,该区域大气降水中NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N、TP和SO₄^2-年均浓度分别为1.06、0.61、0.04、0.07、1.84 mg/L,其年均pH为5.88;各森林群落林冠层能够调升降雨的pH且全年稳定,对TP和NH₄⁺-N均有吸附作用,截留率分别为79.09%-84.68%和30.88%-69.36%;而枯落物层则是林下氮、磷、硫的主要释放源,对NH₄⁺-N、NO₃^--N、TP和SO₄^2-均具有淋溶作用;此外,由地表径流（输出）与大气降水（输入）的对比分析可知,各林地对沉降污染物中氮、磷、硫的截留率均超过98%;3种森林群落对沉降污染物中氮、磷、硫的截留能力依次为：青冈阔叶林 > 毛竹林 > 杉木林,阔叶林对沉降污染物的净化能力要高于毛竹林及针叶的杉木林。     

The effect of root temperature on the induction of nitrate reductase activities and nitrogen uptake rates in arctic plant species

We investigated whether six arctic plant species have the potential to induce nitrate reductase (NR) activity when exposed to NO₃ ^--nitrogen under controlled environment conditions, using an in vivo assay that uses the rate of NO₂ ^--accumulation to estimate potential NR activity. We also assessed the effect of low root temperatures on NR activity, growth and nitrogen uptake (using ¹⁵N applications) in two of the selected species. Five of the six species (Cerastium alpinum, Dryas intergrifolia, Oxyria digyna, Saxifraga cernua and Salix arctica) were capable of inducing NR activity when exposed to solutions containing 0.5 mM NO₃ ^- at 20°C for 10 days. Although in vivo NR activity was not induced in Saxifraga oppositifolia under controlled conditions, we conclude that it was capable of growing successfully on NO₃ ^-, due to the presence of moderate rates of NR activity observed in both NH₄ ⁺-grown and NO₃ ^--treated plants. Exposure of O. digyna and D. integrifolia to 3°C root temperatures for two weeks, with the shoots kept at 20°C, resulted in root and leaf NR activity rates of NO₃ ^--treated plants being reduced to rates exhibited by NH₄ ⁺-grown plants. Although these decreases in NR in both species appeared to be due to limitations in NO₃ ^--uptake and growth rate (rather than direct low-temperature inhibition of NR synthesis per se), direct low-temperature inhibition of root NR synthesis could not be ruled out. In contrast to the temperature insensitivity of NH₄ ⁺ uptake in D. integrifolia, NO₃ ^--uptake in D. integrifolia was inhibited by low root temperatures. We conclude that the selected arctic species have the genetic potential to utilize NO₃ ^--nitrogen, and that low root temperatures, in conjunction with other environmental limitations, may be responsible for the lack of induction of NR in D. integrifolia and Salix arctica under field conditions.     

不同生境盐地碱蓬对氮饥饿的响应

为了探讨不同生境盐地碱蓬对低氮生境的适应机制,测定了盐渍环境下(200 mmol/L Na Cl)不同浓度硝态氮(0.3、5 mmol/L NO~-_3-N)预处理两种生境盐地碱蓬经氮饥饿后的NO~-_3含量、硝酸还原酶(NR)活性、光合特性及生长状况。结果表明,0.3和5 mmol/L NO~-_3-N处理以及进行氮饥饿时,潮间带生境盐地碱蓬叶片NO~-_3含量均高于内陆生境盐地碱蓬。与内陆生境盐地碱蓬相比,氮饥饿后,潮间带生境盐地碱蓬叶绿素含量、NR活性和光合放氧速率下降幅度均小于内陆生境盐地碱蓬,在0.3mmol/L NO~-_3-N预处理进行氮饥饿时趋势更加明显。0.3 mmol/L NO~-_3-N预处理后氮饥饿对潮间带生境盐地碱蓬根冠比没有影响,却降低内陆生境盐地碱蓬根冠比。上述结果表明,低氮条件下潮间带生境盐地碱蓬具有较高的NO~-_3储存能力,在环境持续氮素缺乏时具有较高的NO~-_3-N再利用能力,能更好地维持氮代谢以及光合性能。说明潮间带生境盐地碱蓬能更好地适应低氮生境。     

丛枝菌根真菌和施加不同形态氮肥对杉木幼苗养分吸收的影响

为了解丛枝菌根真菌(AMF)和不同形态氮对杉木(Cunninghamia lanceolata)生长和养分吸收的影响,以1 a生杉木幼苗接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)和添加不同形态氮(NH₄⁺-N和NO₃^–-N),对其养分元素和生长状况的变化进行研究。结果表明,AMF显著提高了杉木的苗高和生物量,促进了杉木对N、P、K、Ca、Mg、Fe和Na的吸收,AMF对微量元素Fe、Na的促进作用总体上要强于大量元素K、Ca。与NO₃^–-N相比,AMF显著提高了NH₄⁺-N处理杉木的生物量、总C和N、Ca、Mg、Mn含量,而且这种显著性在叶中普遍高于根和茎。接种AMF可以促进杉木幼苗的生长和对养分元素的吸收,且添加NH₄⁺-N处理的促进作用要强于NO₃^–-N。     

天山林区不同类型群落土壤氮素对冻融过程的动态响应

季节性冻融过程对北方温带森林土壤氮素的转化与流失具有重要影响,但不同类型群落对冻融过程响应的差异尚不明确。通过在林地、草地、灌丛上设置系列监测样地,采用原位培养的方法,利用林冠遮挡形成的自然雪被厚度差异,监测分析了冻融期天山林区不同群落表层土壤(0—15 cm)的氮素动态及净氮矿化速率间的差异。结果表明:(1)不同类型群落土壤的铵态氮(NH+4-N)含量、微生物量氮(MBN)含量基本与土壤(5 cm)温度呈正相关,深冻期林地土壤铵态氮含量低于其他群落类型而硝态氮含量高于其他群落类型;(2)硝态氮(NO-3-N)为天山林区季节性冻融期间土壤矿质氮的主体,占比达78.4%。灌丛土壤硝态氮流失风险较大,融化末期较融化初期灌丛土壤硝态氮含量下降了64.6%;(3)冻融时期对整体氮素矿化速率影响显著,群落类型对氨化速率影响显著;(4)天山林区土壤氮素在冻结期主要以氮固持为主。通过揭示不同类型群落土壤氮素对冻融格局的响应,能够助益于对北方林区冬季土壤氮素循环的认识。     

氮素形态对铁线莲光合特性及氮代谢的影响

为了解铁线莲的光合性能和氮素代谢的响应机制,对不同氮素形态配比下1 a生厚叶铁线莲(Clematis crassifolia)与天台铁线莲(C.paten ssp.tientaiensis)的生长、光响应曲线、A-Ci曲线和氮代谢相关酶活性进行了比较。结果表明,氮素形态配比显著影响铁线莲的生物量和叶绿素(Chl)含量,厚叶铁线莲在铵态氮(NH_4~+-N)与硝态氮(NO_3~–-N)配比为1∶1时,生物量、Chl a、Chl b、Car含量达到最大;天台铁线莲的Chl a和Chl b含量在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶3时最高。在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶1时,厚叶铁线莲的光饱和点和天台铁线莲的光补偿点为最大值,且厚叶铁线莲叶片的Vc_(max)与J_(max)值均显著高于其他处理。天台铁线莲的谷氨酰胺合成酶(GS)活性在NH_4~+-N/NO_3~–-N为3∶1处理下最高,而硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶3时显著高于其他处理。可见,NH_4~+-N和NO_3~–-N混合施用能有效促进2种铁线莲的生长和光合作用,加强氮素利用效率。厚叶铁线莲适宜的NH_4~+-N/NO_3~–-N配比为1∶1,而天台铁线莲更适宜1∶3。     

The influence of nitrogen concentration and ammonium/nitrate ratio on N-uptake,mineral composition and yield of citrus

In short-term water culture experiments with different ¹⁵N labeled ammonium or nitrate concentrations, citrus seedlings absorbed NH₄ ⁺ at a higher rate than NO₃ ^–. Maximum NO₃ ^– uptake by the whole plant occurred at 120 mg L^–1 NO₃ ^–-N, whereas NH₄ ⁺ absorption was saturated at 240 mg L^–1 NH₄ ⁺-N. ¹⁵NH₄ ⁺ accumulated in roots and to a lesser degree in both leaves and stems. However, ¹⁵NO₃ ^– was mostly partitioned between leaves and roots.Adding increasing amounts of unlabeled NH₄ ⁺ (15–60 mg L^–1 N) to nutrient solutions containing 120 mg L^–1 N as ¹⁵N labeled nitrate reduced ¹⁵NO₃ ^– uptake. Maximum inhibition of ¹⁵NO₃ ^– uptake was about 55% at 2.14 mM NH₄ ⁺ (30 mg L^–1 NH₄ ⁺-N) and it did not increase any further at higher NH₄ ⁺ proportions.In a long-term experiment, the effects of concentration and source of added N (NO₃ ^– or NH₄ ⁺) on nutrient concentrations in leaves from plants grown in sand were evaluated. Leaf concentration of N, P, Mg, Fe and Cu were increased by NH₄ ⁺ versus NO₃ ^– nutrition, whereas the reverse was true for Ca, K, Zn and Mn.The effects of different NO₃ ^–-N:NH₄ ⁺-N ratios (100:0, 75:25, 50:50, 25:75 and 0:100) at 120 mg L^–1 total N on leaf nutrient concentrations, fruit yield and fruit characteristics were investigated in another long-term experiment with plants grown in sand cultures. Nitrogen concentrations in leaves were highest when plants were provided with either NO₃ ^– or NH₄ ⁺ as a sole source of N. Lowest N concentration in leaves was found with a 75:25 NO₃ ^–-N/NH₄ ⁺-N ratio. With increasing proportions of NH₄ ⁺ in the N supply, leaf nutrients such as P, Mg, Fe and Cu increased, whereas Ca, K, Mn and Zn decreased. Yield in number of fruits per tree was increased significantly by supplying all N as NH₄ ⁺, although fruit weight was reduced. The number of fruits per tree was lowest with the 75:25 NO₃ ^–-N:NH₄ ⁺-N ratio, but in this treatment fruits reached their highest weight. Rind thickness, juice acidity, and colour index of fruits decreased with increasing NH₄ ⁺ in the N supply, whereas the % pulp and maturity index increased. Percent of juice in fruits and total soluble solids were only slightly affected by NO₃ ^–:NH₄ ⁺ ratio.