双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化

采用田间试验研究了双氰胺(dicyandiamide,缩写DCD)单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化。结果表明,与单施化肥相比,DCD单次配施的长期叶菜甘蓝生长过程中土壤铵态氮含量增幅为21.3%—339.4%,土壤硝态氮和菜体硝酸盐含量降幅分别为5.4%—80.2%和4.4%—58.3%;短期叶菜空心菜收获时土壤铵态氮含量增加了299.4%,土壤硝态氮和菜体硝酸盐含量分别降低了26.2%和31.7%。DCD连续配施的"甘蓝-菠菜-空心菜-萝卜-大白菜"种植体系中,土壤铵态氮、硝态氮和菜体硝酸盐含量均呈累积的趋势,配施DCD的土壤铵态氮含量从略高于化肥处理(44.0%)发展到极显著高于化肥处理(392.5%,P<0.01),土壤硝态氮含量从极显著低于化肥处理(-68.2%,P<0.01)发展到显著高于化肥处理(146.6%,P<0.05),菜体硝酸盐含量从显著低于化肥处理(-30.2%,P<0.05)发展到极显著高于化肥处理(40.4%,P<0.01)。由此可见,DCD单次配施可显著降低菜体硝酸盐含量,而连续配施DCD的土壤能维持一定量的铵态氮水平,这些盈余的铵态氮会进一步转化为硝态氮残留在土壤中,并可能产生蔬菜硝酸盐累积的风险。     

水分状况与不同形态氮添加对亚热带森林土壤氮素净转化速率及N2O排放的影响

通过室内模拟试验,研究40%、70%和110%土壤饱和持水量(WHC)下,不同形态氮(硝态氮和铵态氮)添加对亚热带森林红壤氮素转化的影响.结果表明:70%WHC下土壤净矿化和氨化速率最高,40%WHC下最低;与对照相比,70%WHC下添加硝态氮使土壤净矿化和氨化速率分别降低56.1%和43.0%,110%WHC下分别降低68.2%和19.0%,但提高了氨化速率占矿化速率的比例,表明添加硝态氮抑制了硝化.110%WHC下,添加硝态氮后,土壤净硝化速率最低,但氧化亚氮(N2O)浓度最高,最大值出现在第3~7天,表明N2O产生自反硝化途径,硝态氮也在同时段降低;而40%WHC和70%WHC下,N2O浓度在培养初期最大,即使在铵态氮和硝态氮添加处理下,试验后期N2O浓度也没有显著变化,表明自氧硝化是试验前期N2O产生的主要途径.40%WHC下,土壤可溶性有机碳含量增加最多,且在铵态氮添加处理下增加最多,可见添加铵态氮促进土壤有机质矿化,增加可溶性有机碳,但是土壤水分含量增多不利于有机质矿化.在40%WHC和110%WHC下,铵态氮添加处理土壤可溶性有机氮(SON)变化速率分别显著高于对照73.6%和176.6%,而在硝态氮添加处理下,只有40%WHC下显著高于对照78.7%,表明高水分条件和添加铵态氮有利于SON的形成.     

施氮量和底施追施比例对土壤硝态氮和铵态氮含量时空变化的影响

研究了高产栽培条件下,不同施氮量和底施追施比例对土壤硝态氮和铵态氮含量时空变化的影响,同时计算了不同生育阶段土壤氮素的表观盈亏量.结果表明,与氮肥分期施用处理比较,氮肥全部用于拔节期追施处理降低了拔节期之前的土壤硝态氮含量,减少了拔节期之前土壤氮素的表观盈余量,降低了氮素向深层的淋洗;而挑旗期土壤硝态氮含量与氮肥分期施用处理无显著差异,但提高了土壤铵态氮含量;增加了成熟期0～60 cm土壤各土层土壤硝态氮含量和0～20 cm土壤铵态氮含量.氮肥全部用于拔节期追施的两处理间比较,在240 kg·hm^-2的基础上降低施氮量至168 kg·hm^-2,降低了挑旗期土壤硝态氮和铵态氮的含量,减少了挑旗期到成熟期土壤氮素的亏缺量,也使成熟期土壤硝态氮的含量降低.不同处理间籽粒产量和蛋白质产量无显著差异,施氮量为168 kg·hm^-2且全部用于拔节期追施的处理籽粒蛋白质含量最高.     

长期施用有机物料下黑土氮素有效性及其与作物产量的关系

利用长期定位施肥试验,于2011年采样研究长期施用不同有机物料(秸秆、有机肥)对东北黑土氮素有效性的影响,并分析氮供应与作物生物量及产量的关系.结果表明:化肥配施有机肥、化肥配施低量秸秆均可显著提高黑土农田土壤无机氮和硝态氮含量,进而提高作物产量;尽管化肥配施高量秸秆提高了土壤氮矿化速率,但可能由于硝态氮淋溶或者其他形式的氮素损失或转化,与化肥配施低量秸秆处理相比,化肥配施高量秸秆下土壤无机氮量并没有增加.可见,适量施用有机物料对提高土壤氮素有效性、提高作物产量及保护环境具有重要意义.     

长期施肥对红壤性水稻土有机氮组分的影响

通过16年的田间定位试验,研究了长期不同施肥模式对红壤性水稻土有机氮组分的影响.结果表明：长期化肥处理对土壤各氮素含量的作用不明显;有机物料循环特别是有机肥和化肥配施显著提高了土壤矿质氮和有机氮含量,提高幅度分别为55.2%和38.8%.有机物料循环处理显著提高了酸解性氮组分,其对土壤铵态氮、氨基糖氮和未知氮含量的提高幅度分别为36.5%、68.4%和73.9%;有机物料与化肥配施后,氨基酸氮含量也显著提高,提高幅度达71.1%,但是降低了未知氮含量,降低幅度为34.5%.此外,各施肥处理土壤累积矿化氮量均随培养时间的延长呈增加趋势,有机物循环或配施化肥处理土壤矿化氮量均高于单施化肥处理.     

长期施肥下农田土壤-有机质-微生物的碳氮磷化学计量学特征

探讨外源养分的输入对土壤系统内碳、氮、磷化学计量特征的影响,对于深刻认识农田土壤有机碳(C)和养分循环及其相互作用过程具有重要意义。以26年的农田长期定位施肥试验为平台,分析长期不同施肥条件下土壤、有机态及微生物生物量碳、氮、磷含量及其化学计量学特征,并根据内稳性模型y=c x~(1/H)计算其化学计量内稳性指数H。结果表明:与长期撂荒处理(CK_0)相比,种植作物条件下26年化肥配施有机肥处理(MNPK和1.5MNPK)显著降低微生物生物量氮含量,但显著提高了微生物生物量磷的含量。相对于撂荒处理,即使长期配施化肥磷处理(NP、PK、NPK),其土壤有机磷降低显著。对于C∶N比而言,化肥配施有机物料处理(秸秆或有机肥)的土壤C∶N比、有机质C∶N及微生物生物量C∶N比均显著低于化肥处理(N、NP、PK和NPK)。对于C∶P比而言,相对于撂荒处理,26年施用磷肥(化肥磷或有机磷)显著降低了土壤C∶P比和微生物生物量C∶P比,而CK和偏施化肥处理(N、NP和PK)显著降低了土壤有机质C∶P比。对于土壤N∶P比而言,撂荒处理土壤N∶P比显著高于其他处理,而撂荒处理土壤有机质N∶P比显著高于CK和化肥处理,表明不施肥或化肥条件下作物种植加剧了土壤有机质中氮素的消耗。微生物生物量C∶N、C∶P、N∶P比的内稳性指数H分别为0.24、0.75、0.64,不具有内稳性特征。微生物生物量C∶N、C∶P、N∶P比分别与土壤C∶N、C∶P、N∶P比呈显著正相关关系,但与土壤有机质碳氮磷化学计量比之间无显著相关性。表明土壤碳、氮、磷元素的改变会直接导致微生物生物量碳、氮、磷化学计量比的改变,但微生物生物量碳氮磷化学计量比对土壤有机质碳氮磷化学计量比无显著影响,土壤有机质的碳氮磷计量比可能更多是受到作物和施肥等养分管理措施的影响。     

施肥方式和施氮量对欧美108杨人工林土壤氮素垂向运移的影响

在大田试验条件下,研究了施肥方式(滴灌施肥和沟施)和施氮量(单次每株25、50、75 g)对欧美108杨人工林土壤氮素垂向运移动态的影响.结果表明：不同施肥方式和施氮量下,土壤中铵态氮和硝态氮含量均随土层深度的增加而降低;滴灌施肥下铵态氮和硝态氮主要集中在0～40 cm土层,随时间变化呈先升后降的变化趋势,分别于施肥后第5天和第10 天达到最大值（211.1和128.8 mg·kg^-1).沟施下铵态氮和硝态氮主要集中在0～20 cm土层,硝态氮含量随时间呈逐渐增加的变化趋势,于施肥后第20天达到最大值(175.7 mg·kg^-1),但铵态氮随时间无显著变化;滴灌施肥下氮素在土壤中的有效时长约为20 d,而沟施下氮素在土壤中有效时长超过20 d.滴灌施肥下,土壤中铵态氮和硝态氮的含量和运移距离均随施氮量的增加而增加;沟施下,施氮量越高土壤中硝态氮含量越高,但对铵态氮含量无显著影响.滴灌施肥下林地土壤中尿素的水解、硝化速率和运移深度均高于沟施,且施氮量越大,氮素在深层土壤的积累量越高.结合欧美108杨根系和土壤氮素分布特征,滴灌施肥能够为更大的细根分布区提供氮素,更适用于人工林培育.当单次施氮量为每株50 g时,既可保证细根主要分布区内有较高含量的氮分布又不会造成淋溶,肥料利用效率可能更高.     

氮肥施用时期及基追比例对土壤矿质氮含量时空变化及小麦产量和品质的影响

采用田间试验方法,研究了不同氮肥施用时期和基追比例对土壤硝态氮和铵态氮含量变化及小麦产量和品质的影响.结果表明：土壤硝态氮和铵态氮含量随着土层深度的增加而降低,不同氮肥施用时期和基追比例对0～20 cm土层土壤硝态氮和铵态氮含量均有显著影响;与氮肥全部基施处理相比,氮肥施用时期后移和基追比例的增加,明显提高了氮肥吸收利用率,减少了小麦全生育期土壤氮素的表观盈余量,同时显著改善了小麦籽粒品质;但对籽粒产量影响不显著,孕穗期追施比例过大导致产量显著降低.在本试验条件下,综合考虑产量、品质和生态效益,以基肥∶拔节肥∶孕穗肥为5∶3∶2为最佳氮肥运筹方式.     

氮素形态对樱桃番茄果实发育中氮代谢的影响

以樱桃番茄为材料,采用基质 营养液共培养的方法,研究了全硝态氮(NO₃^-）、铵态氮和硝态氮配施（75%NO₃^-∶25%NH₄⁺）及全铵态氮（NH₄⁺）营养对樱桃番茄果实氮代谢及硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）基因表达的影响.结果表明： 铵态氮和硝态氮配施处理下樱桃番茄的单果质量比全硝态氮处理略有增加,且果实中NH₄⁺、总氨基酸、氮含量和氮素累积量均显著高于全硝态氮处理;全硝态氮及铵态氮和硝态氮配施处理下果实NR活性及其基因表达没有明显差异,但都显著高于全铵态氮处理;铵态氮和硝态氮配施处理下果实GS活性都高于全硝态氮处理.不同形态氮素及配施处理下,同工酶GS1（胞质型GS）和GS2（叶绿体型GS）的表达与GS的活性不一致,说明氮素对GS活性的影响主要发生在转录后水平.     

施氮量对夏玉米根际和非根际土壤酶活性及氮含量的影响

在华北平原潮土上进行田间试验,研究施氮量对夏玉米根际和非根际土壤酶活性及氮含量的影响.结果表明: 不同施氮水平下土壤酶活性均表现出一致的季节性变化趋势.与不施氮处理相比,施氮处理能显著提高根际和非根际土壤硝态氮含量及根际土壤铵态氮含量,显著增强土壤几丁质酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和木聚糖酶活性.在整个玉米生育期内,非根际土壤硝态氮含量显著高于根际土壤;非根际土壤铵态氮含量在灌浆期显著高于根际土壤,但在苗期和完熟期则显著低于根际土壤;根际土壤几丁质酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和木聚糖酶活性都显著高于非根际土壤.施氮对土壤有机质含量没有显著影响;在0～180 kg·hm^-2施氮范围内,施氮可明显增加土壤全氮含量,但当施氮量超过180 kg·hm^-2时,土壤全氮含量则明显下降.综上,适量施氮能显著增强土壤酶活性,提高土壤全氮含量,改善土壤生化性质.     

A link between plant diversity, elevated CO2 and soil nitrate

Interactive effects of reductions in plant species diversity and increases in atmospheric CO₂ were investigated in a long-term study in nutrient-poor calcareous grassland. Throughout the experiment, soil nitrate was persistently increased at low plant species diversity, and CO₂ enrichment reduced soil [NO₃^-] at all levels of plant species diversity. In our study, soil [NO₃^-] was unrelated to root length density, microbial biomass N, community legume contents, and experimental plant communities differed only little in total N pools. However, potential nitrification revealed exactly the same treatment effects as soil [NO₃^-], providing circumstantial evidence that nitrification rates drove the observed changes in [NO₃^-]. One possible explanation for plant diversity effects on nitrification lies in spatial and temporal interspecific differences in plant N uptake, which would more often allow accumulation of NH₄⁺ in part of the soil profile at low diversity than in more species-rich plant communities. Consequently, nitrification rates and soil [NO₃^-] would increase. Elevated CO₂ increased soil water contents, which may have improved NO₃^- diffusion to the root surface thereby reducing soil [NO₃^-]. Higher soil moisture at elevated CO₂ might also reduce nitrification rates due to less aerobic conditions. The accordance of the diversity effect on soil [NO₃^-] with previous experiments suggests that increased soil [NO₃^-] at low species diversity is a fairly general phenomenon, although the mechanisms causing high [NO₃^-] may vary. In contrast, experimental evidence for effects of CO₂ enrichment on soil [NO₃^-] is ambiguous, and the antagonistic interaction of plant species reductions and elevated CO₂ we have observed is thus probably less universal.     

氮素添加对内蒙古羊草草原净氮矿化的影响

为了更好地了解天然草原氮素矿化对全球氮沉降背景和草原施肥管理模式的响应, 从2000年起对内蒙古典型草原羊草 (Leymu schinensis) 群落开展了长期的氮素添加实验, 分别设置对照 (N0), 添加5gNH4NO3·m-2 (N1.75) 、30gNH4NO3·m-2 (N10.5) 和80gNH4NO3·m-2 (N28) 4个氮素添加梯度。2002年, 从相邻的同时进行施肥的两个生态系统类型, 即1979年围封的样地A和1999年围封的样地B进行土壤取样, 在最佳温度 (25℃) 和最适土壤湿度 (即60%田间持水量) 下进行5周的室内培养, 并用阶段性淋溶方法研究了氮素添加对土壤氮矿化动态的影响。在A和B两个样地内, 氮素添加都显著改变了土壤的累积氮矿化量。最高氮素处理N28对应于最低的累积氮矿化量, 而低氮素处理N1.75使得累积氮矿化量达到最高。在N0和N1.75处理中, 硝态氮的含量高于铵态氮;在N28处理中, 却表现出相反的趋势。氮素添加显著降低了土壤的pH值, 但累积氮矿化量与土壤pH值、有机碳和全氮均没有显著的相关性。大多数氮素添加处理水平在样地A具有比样地B更高的土壤累积氮矿化量。     

施N对不同水稻品种N肥利用率及根际硝化作用和硝化微生物的影响

发生在水稻根际的硝化作用对水稻的氮素（N）营养受到人们越来越大的关注。在田间条件下研究了不同N效率粳稻品种（4007、武运粳7号和Elio）在无肥（0kgN/hm^2）、中肥（180kgN/hm^2）和高肥（300kgN/hm^2）水平下籽粒产量、吸N量、N肥利用率、根际土壤铵态氮（NH4^＋-N）和硝态氮（NO3^--N）含量、硝化强度和氨氧化细菌（AOB）数量。结果表明不同水稻品种的籽粒产量在3个N处理中差异极显著,4007在中肥处理中获得最高产量11117kg/hm^2,而Eilo在所有处理中籽粒产量均最低。各品种地上部吸N量随施N量增加而增加,但各品种之间差异不显著。不同水稻品种N肥利用率差异显著,4007显著高于武运粳7号和Elio。本试验根据不同品种水稻在不施N肥水平下的籽粒产量与N肥利用率的大小,将3个品种分为N肥高效敏感型（4007）、N肥高效不敏感型（武运粳7号）和N肥低效不敏感型（Elio）。在水稻中后期干湿交替的水分管理条件下,无肥和中肥区的水稻根际土壤以NO3^--N为主;而在高肥区则以NH4^＋-N为主。随着施N量增加,水稻根际土壤铵、硝态N含量也随之增加。NH4^＋-N含量在无肥、中肥和高肥水平下分别为0.88、0.94mg/kg和13.5mg/kg,而NO3^--N含量分别为1.61、1.73mg/kg和2.33mg/kg。不同水稻品种根际土壤硝化强度之间差异极显著,在3个施N水平下均表现为4007〉武运粳7号〉Elio。其平均值分别为6.94、5.46μg/（kg·h）和2.42μg/（kg·h）。在3个施N水平下,Elio根际土壤AOB数量均显著低于4007和武运粳7号。4007根际土壤AOB数量在高肥水平下达最大值2.02×106个/g土,而最小值为中肥水平下Elio的根际土壤（1.89×105个/g土）。相关性分析表明,水稻根际土壤硝化强度在无肥、中肥和高肥条件下与产量呈极显著正相关关系（r=0.799,0.877,0.934）,而且在中肥条件下与水稻N肥利用率显著相关（r=0.735）。水稻根际土壤AOB数量分别和硝化强度以及水稻籽粒产量呈极显著正相关关系。试验结果表明,水稻根际的硝化作用较大程度上决定着水稻籽粒产量或水稻N肥利用率。     

Soil nitrogen form and plant nitrogen uptake along a boreal forest productivity gradient

We present results from a study of soil solution concentrations of ammonium (NH₄⁺), nitrate (NO₃^-), and amino acid N over one growing season along a local 90-m-long plant productivity gradient in a boreal forest. Three forest types are found along the gradient: an ericaceous dwarf-shrub type between 0 and 40 m, a low-herb type between 40 and 80 m, and a tall-herb type at 90 m. Soil sampling of the mor layer was performed in June, July, August and October in the three forest types. In addition, plant uptake of NH₄⁺, NO₃^- and the amino acid glycine was investigated. A mixture of the three N forms was injected into the soil; one N form at a time was labeled with ¹⁵N, and in the case of glycine also with ¹³C. In the dwarf-shrub forest, where plant productivity was low, the soil N pool was strongly dominated by amino acid N. There, plants took up more NH₄⁺ than NO₃^-. Glycine uptake did not differ significantly from either NH₄⁺ or NO₃^- uptake. Along the gradient, soil concentrations of NH₄⁺ and NO₃^- increased, as did plant productivity. In the low-herb forest NH₄⁺ comprised a major portion of the soil N pool, and plants took up more NH₄⁺ than NO₃^- or glycine. In the tall-herb forest, NO₃^- was as abundant as NH₄⁺, and together these two N forms dominated the soil N pool. Here, plants took up nearly equal amounts of NO₃^- and NH₄⁺, and this uptake exceeded that of glycine severalfold. Apart from the overall preference for NH₄⁺ that plants exhibited throughout the gradient, the results show a correlation between soil concentrations of amino acids and NO₃^- and plant preferences for these N forms.     

晋西北不同年限小叶锦鸡儿灌丛土壤氮矿化和硝化作用

利用PVC管顶盖埋管法研究了晋西北黄土高原区小叶锦鸡儿人工灌丛不同定植年限(5,10,20,30,40a)土壤氮矿化与硝化速率的动态和净矿化与硝化总量。结果表明,⑴小叶锦鸡儿灌丛土壤无机氮主要以NO_-~3-N形式存在,不同生长年限相同月份的土壤硝态氮(NO-3-N)含量分别是铵态氮(NH+4-N)含量的1.5—15.4倍;⑵土壤氮素硝化速率和矿化速率随生长年限延长而加快,30年生时达到高峰,数值达40.2,44.1 mg m~(-2)d~(-1)。从季节性变化看,7—8月份是硝化速率和矿化速率快速增长期,30年生小叶锦鸡儿灌丛土壤硝化速率和矿化速率分别达到86.9,93.1 mg m~(-2)d~(-1),显著高于其它生长年限(P0.05);(3)土壤氮素硝化与矿化总量同样随小叶锦鸡儿生长年限延长而增加,30年生时达到最高,与5年生相比,分别增加了3.7和3.1倍。(4)5—10月份小叶锦鸡儿生长期内,各年限土壤全氮量的2.3%被矿化成无机氮,其中87%最终被转化成NO-3-N形式存在于土体中。     

长江三角洲地区雨水中NH4+-N/NO3--N和δ15NH4+值的变化

2003年6月至2005年7月,利用自行设计的雨水收集器对位于长江三角洲地区的常熟、南京和杭州3个观测点进行了全年性雨水观测,分析了雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和铵态氮自然丰度(δ¹⁵NH₄⁺)值的变化.结果表明：研究区3个观测点雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和δ¹⁵NH₄⁺值均呈相似的季节性变化规律,两者的规律性变化在以田间农事耕作为主的常熟观测点尤其明显,而位于市区的南京观测点和位于城乡结合部的杭州观测点的规律性次之;雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N的峰值出现在6月下旬到8月上旬,然后逐渐下降,冬季降到最低;雨水中δ¹⁵NH₄⁺值在6月下旬到8月中旬为负值,在8月下旬到11月中下旬为正值,12月至翌年3月又变为负值,5至6月中旬又转变为正值.雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和δ¹⁵NH₄⁺值的季节变化与不同作物生育期间氮肥的施用、当地气候的季节性变化以及其他NH3释放源的NH3挥发有关（人和动物排泄物、氮污染水体及有机氮源中的氨挥发）,其对大气湿沉降中NH₄⁺的来源、形态组成及陆地不同NH₃排放源的强度具有明显的指示意义.     

紫茎泽兰与非洲狗尾草单、混种群落土壤酶活性和土壤养分的比较

 植物对土壤有效养分的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一, 土壤酶活性对土壤有效养分的变化具有重要作用。该文研究了紫茎 泽兰(Ageratina adenophora)单种(A)、非洲狗尾草(Setaria sphacelata)单种(S)和两物种混种(A+S)群落4种重要的土壤酶活性和土壤养分的 变化及其规律, 并对土壤酶活性与土壤养分进行了相关分析。结果表明: 1)群落S土壤有效氮(NH₄⁺-N和NO₃^--N)含量高于群落A对应养分含量, 而与群落A＋S该养分含量没有显著差异; 群落S土壤有效磷和有效钾含量低于群落A对应指标, 而群落A＋S其含量最低。2)群落S、A+S和A土壤蛋 白酶和脲酶活性的高低次序分别为S>A＋S>A、A＋S>S>A; 群落A+S、S和A磷酸酶活性依次升高; 群落A+S、A和S蔗糖酶活性依次降低。3)在生长 过程中, 3类群落土壤NO₃^--N、有效磷和有效钾含量在生长初期(5月)最高, 随后逐渐降低; 土壤NH₄⁺-N含量呈现单峰趋势, 在生长后期(9月)最 高。3类群落土壤蛋白酶和蔗糖酶活性随生长时间推移而升高, 在生长末期(11月)最高; 土壤磷酸酶和脲酶酶活性在生长过程中呈现单峰趋势, 在生长旺盛期(7月)最高。3类群落间土壤酶活性与土壤肥力具有较一致的相关性。由此推断, 非洲狗尾草对土壤含氮化合物的活化能力比紫茎 泽兰强, 且在种间竞争中能够强烈抑制紫茎泽兰对土壤含磷、含钾化合物的活化能力是其竞争取胜的可能原因; 不同植物群落土壤酶活性的差 异是引起土壤有效养分变化的重要驱动机制之一。     

Responses of Noogoora Burr (Xanthium occidentale Bertol.) to Nitrogen Supply and Carbon Dioxide Enrichment

We studied the responses of Xanthium occidentale (Bertol.) (cockleburor Noogoora burr), a noxious weed, to atmospheric CO₂ enrichmentand nitrate-N concentrations in the root zone ranging from 0.5to 25 mM. CO₂ enrichment (1500 cm³ m^–3) increased dry-matterproduction to about the same extent (18 per cent) at all levelsof supplied N: most of the increment in dry matter was distributedequally between leaves and roots so that there was little effecton shoot-to-root dry-weight ratios. Growth was stimulated greatlyby N and plateaued at 12 mM supplied N. Shoot-to-root dry-weightand total N ratios increased with increasing N supply. CO₂ enrichmenthad no effect on the total amount of N accumulated by plants,but increased the N-use efficiency of leaves. Enriched plantshad lower concentrations and quantities of N in their leavesthan controls, and therefore lower shoot-to-root total N ratios.Little free NO₃^– accumulated in organs of control or enrichedplants. NO₃^– was the major form of N in xylem sap fromdetopped plants at low supplied NO₃-N, but amino N was equalin importance at high supplied NO₃-N in control and enrichedplants. Concentrations of NO₃^– were lower in the xylemsap of CO₂ enriched plants. It was concluded that the betterN-use efficiency of CO₂ enriched plants could result in increasedgrowth of X. occidentale in regions of marginal soil fertilityas atmospheric levels of CO₂ increase. CO₂ enrichment, nitrogen, Xanthium, Noogoora burr, cocklebur     

Nitrate Stimulation of Mobilization of Seed Reserves in Temperate Cereals: Importance of Water Uptake

Relationships between nitrate (NO^-₃) supply, uptake and assimilation,water uptake and the rate of mobilization of seed reserves wereexamined for the five main temperate cereals prior to emergencefrom the substrate. For all species, 21 d after sowing (DAS),residual seed dry weight (d.wt) decreased while shoot plus rootd.wt increased (15–30%) with increased applied NO^-₃concentrationfrom 0 to 5–20 mM . Nitrogen (N) uptake and assimilationwere as great with addition of 5 mM ammonium (NH⁺₄) or 5 mMNO^-₃but NH⁺₄did not affect the rate of mobilization of seedreserves. Chloride (Cl^-) was similar to NO^-₃in its effect onmobilization of seed reserves of barley (Hordeum vulgare L.).Increased rate of mobilization of seed reserves with additionalNO^-₃or Cl^-was associated with increases in shoot, root and residualseed anion content, total seedling water and residual seed watercontent (% water) 21 DAS. Addition of NH⁺₄did not affect totalseedling water or residual seed water content. For barley suppliedwith different concentrations of NO^-₃or mannitol, the rate ofmobilization of seed reserves was positively correlated (r >0.95)with total seedling water and residual seed water content. Therate of mobilization of seed reserves of barley was greaterfor high N content seed than for low N content seed. Seed watercontent was greater for high N seed than for low N seed, 2 DAS.Additional NO^-₃did not affect total seedling water or residualseed water content until 10–14 DAS. The effects of seedN and NO^-₃on mobilization of seed reserves were detected 10and 14 DAS, respectively. It is proposed that the increasedrate of mobilization of seed reserves of temperate cereals withadditional NO^-₃is due to increased water uptake by the seedlingwhile the seed N effect is due to increased water uptake bythe seed directly. Avena sativa L.; oat; Hordeum vulgare L.; barley; Secale cereale L.; rye; xTriticosecale Wittm.; triticale; Triticum aestivum L.; wheat; nitrate; seed; germination; seed reserve mobilization