南方稻田活性氮损失途径及其影响因素

基于文献数据,研究了南方不同稻区水稻生长期氧化亚氮排放(N₂O排放)、硝态氮或铵态氮淋洗(N淋洗)、硝态氮或铵态氮径流(N径流)、氨挥发(NH₃挥发)的差异及其影响因素.结果表明: N₂O排放、N淋洗和N径流主要发生在长江流域单季稻区,损失量分别为1.89、6.4和10.4 kg N·hm^-2,损失率分别为0.8%、3.8%和5.3%,较高施氮量和稻田土壤干湿交替可能是主要原因;NH₃挥发主要发生在华南晚稻,损失量和损失率分别为54.9 kg N·hm^-2和35.2%,晚稻生长期较高的温度可能是NH₃挥发较大的主要原因.田间优化管理措施减少某一途径氮损失的同时可能会增加另一种途径氮素损失,实际生产中应综合考虑田间管理措施对各种活性氮损失的影响,活性氮损失量随着水稻产量水平的提高而增加,主要是因为施氮量也在逐渐增加.随着氮肥偏生产力的增加,N₂O排放、N淋洗和N径流损失率逐渐下降,因此,努力减小单位产量的氮损失,是协同提高作物产量和氮肥利用效率的重要途径.     

1973-2009年中国玉米品种演替过程中根系性状及其对氮的响应的变化

根系在氮素高效吸收过程中起重要作用,但人们对玉米育种过程中不同年代杂交种的根系生长特性及其对氮素供应的响应了解较少．选用中国1973．2009年育成的11个代表性玉米品种,在水培体系下研究了正常供氮（4retool／L）和低氮（0．04mmol／L）下根系与地上部生长差异．结果表明,与低氮处理相比,正常供氮降低根干重、根冠比和根系相对生长速率,但增加总根长和侧根长．对于20世纪90年代之前育成品种,供氮还降低总轴根长．氮处理不影响种子根数．随育种年代演进,地上部相对生长速率表现明显增加,不同氮水平下表现一致．但是,根系相对生长速率仅在正常供氮条件下表现出与育成年代线性相关．相应地,只在正常供氮条件下玉米总根长、侧根长、轴根长表现为随育成年代增加而明显增加．因此,在过去36年的玉米育种进程中,玉米地上部生长势在不同氮供应水平下均得到提高,而根系生长则只在正常供氮条件下得到提高．进一步改良根系在低氮环境下的生长能力可能提高现代玉米品种的氨吸收效率．     

基于模型和物质流分析方法的食物链氮素区域间流动——以黄淮海区为例

研究利用养分流动的方法建立区域氮素流动模型,试图分析氮素养分在区域间的流动状况.以黄淮海区为例,提出氮素调控策略.结果表明: 2005年,黄淮海区化肥、饲料、植物食物和动物食物氮素盈缺率分别为33%、-120%、38%和65%.养分势是区域食物链养分流动的原动力,此外,人口数、城镇化率、耕地面积、GDP、运输距离、运价、市场价格和政府调控等也是影响食物链氮素养分在区域间流动的重要因素.2005年,黄淮海区是化肥、食物氮素的源,而是饲料氮素的汇.北京地区无论化肥、饲料和食物氮素都为汇.北京地区单位耕地承载外地区调入的氮素养分负荷为872 kg/hm2.即使这些养分全部在本区域返还农田还存在很大的环境风险.因此,对环北京都市圈食物链氮素养分应该进行区域间协同管理.     

利用DGGE法研究不同种植体系中根际微生物群落结构

利用DGGE技术研究不同间作和轮作种植体系对作物根际细菌和真菌群落结构的影响.运用16SrDNA和18SrDNA特异引物对,将土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后,通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:玉米-蚕豆轮作对蚕豆根际细菌和真菌群落结构影响明显,二者都与单作蚕豆有较大差异;小麦/蚕豆间作明显改变两种作物根际细菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构;玉米/蚕豆间作明显改变玉米根际细菌、真菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构.     

磷和外源生长素对白羽扇豆(Lupinus albus L.)根形态和生理特性的影响

白羽扇豆(Lupinus albus L.)对磷和生长素表现出高度的根系形态和生理可塑性反应, 然而磷和生长素如何调节根形态和生理特性以及它们对根形态和生理的交互效应尚不清楚. 本研究通过水培实验旨在评价磷(0或250 μmol/L)和生长素(10^-8 mol/L NAA)对白羽扇豆根特性的影响及其交互效应. 结果表明, 缺少磷和生长素施用均明显改变了白羽扇豆的根形态(主根长度减少、一级侧根数目增加和排根大量形成)和生理特性(质子释放、柠檬酸分泌和酸性磷酸酶活性增加). 外源生长素的施用增加了缺磷白羽扇豆根系的响应度和敏感性. 磷和生长素对白羽扇豆根系形态和生理具有明显的交互作用. 主成分分析表明, 磷解释了根特性64.8%的信息, 而生长素解释了21.3%的信息, 表明磷供应对白羽扇豆根特性的影响比外源生长素施用更为重要. 白羽扇豆能够通过协调根系形态和生理对外部刺激(如缺磷和施用生长素)作出应答, 以及优化根形态和生理之间的关系从而最大化获取磷素资源.     

不同生态稻区覆膜旱作稻氮营养生理及抗逆生理特性探讨

不同生态稻区生态环境和栽培管理方式不同,覆膜旱作稻氮营养生理和抗逆生理与常规水作稻有些异同,尤其是体内NO₃^--N和NH₄⁺-N含量及分布差异很大.杭嘉湖平原区覆膜旱作稻生长前期受干热天气影响,其分蘖期、拔节期、孕穗期体内NO₃^--N含量较水作稻有不同程度的降低,而NH₄⁺-N含量则极显著提高;金衢盆地覆膜旱作稻孕穗期体内NO₃^--N含量比常规水作稻高,根部NH₄⁺-N含量则显著降低,茎基部和叶片NH₄⁺-N含量有一定增加.正常气候条件下两生态稻区覆膜旱作稻孕穗期叶片硝酸还原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性较水作稻均有不同程度的提高;丙二醛(MDA)、可溶性糖及脯氨酸(Pro)含量与水作稻相差不大,表明不同生态稻区的覆膜旱作稻可以通过不同的栽培管理模式,促进生长发育,达到高产目的.     

大豆和蚕豆苗期根系生长特征的比较

大豆和蚕豆是西北地区间套作生产中广泛种植的豆科作物,但二者在与禾本科作物间作时差异十分明显,蚕豆相对于大豆具有更强的竞争能力.从大豆和蚕豆的根系入手,研究了大豆和蚕豆在苗期根系生长发育和形态的差异.采用PVC管砂培装置,通过扫描仪扫描根系,用图像分析软件WinRHIZO进行了研究.结果表明,出苗42 d时,蚕豆根表面积是大豆根表面积的2.61倍;出苗14 d时,大豆根系在整个砂层中均有分布,而蚕豆根系只分布在表层;大豆根较细,大部分根的直径为0.25～1.0 mm,相对于大豆而言,蚕豆根较粗,大部分根直径为0.5～1.5 mm.蚕豆根较粗, 所以有更大的表面积,而且它的根系分布在上层的比例大于大豆, 这些因素决定了它的吸收能力强于大豆,能更好地利用上层土壤养分.这是蚕豆竞争能力强于大豆的原因之一.     

硝酸盐供应对玉米侧根生长的影响

以两个玉米(Zea mays L.)自交系478和Wu312为研究材料,采用琼脂培养方法,研究不同浓度NO-3对侧根生长的影响.结果表明,在外部浓度0.01～1.0mmol/L范围内,NO-3供应能显著增加侧根的长度及根生物量.但当NO-3供应超过1.0 mmo1/L后,侧根长度开始下降.当NO-3供应分别在超过5.0(Wu312)与10(478)mmol/L后,侧根密度显著下降.在10 mmol/LNO-3下,Wu312的侧根生长几乎完全被抑制.而478在20 mmol/L时,侧根密度仍可达到其最大值的30%(主根)～50%(胚根).植株地上部全氮及硝酸盐含量随NO-3供应的增加而升高,二者与侧根长度、侧根密度及冠根比的数学函数关系相同.     

北方冬小麦/夏玉米轮作体系土壤氨挥发的原位测定

采用通气法测定了北方冬小麦／夏玉米轮作体系田间土壤的原位氨挥发。结果表明,与冬小麦施用基肥相比,夏玉米追肥后土壤的氨挥发速率很快升高,但军发高峰期持续时间较短,最大氨挥发速率亦低于冬小麦,冬小麦拨节期追肥,氨挥发速率低且呈波动变化,未出现高峰值,从整个生长季节来看,冬小麦不施氮和每公顷施氮120、240、360kg时的累计挥发量分别为4．4、6．9、13．0、38．4kgN/hm^2,夏玉米为8．4、15．1、20．0、26．1kgN/hm^2。按我国北方冬小麦／夏玉米播种面积1864．4万hm^2计,每年由氨挥发向大气排放的氨素达23．8－120．2万t,其中17．2－96．4万t来自氮肥,相当于氮肥投入的2．1％－9．5％。     

打顶对烟草生长、钾素吸收及其分配的影响

与不打顶相比,打顶并未增加烟株最终的干物质及K累积量,但由于消除了顶端对有机物质及K的强烈竞争,使无谓消耗于顶中的1／3的同化物及K运向其它器官,从而使叶片中累积的同化物及K由不打顶时的1／3左右提高到1／2左右,有利于同化产物及K在叶内的累积;此外打顶不了根对同化产物的竞争能力,因而要系发达、烟叶产量及其含K量显著增加,打顶后用NAA处理茎断口并不能提高烟叶产量,但烟株有烟叶内K的最终累积量增加,因此与公打顶相比可明显提高生育后期叶片K含量。