水氮运筹对棉花花后生物量和氮素利用率的影响

在池栽和大田条件下,以‘美棉33B’为材料,研究不同水分(自然降水、自然降水 灌水)和氮素(0、240、480kgN/hm2)运筹下棉花花后生物量和养分累积及氮素利用率动态变化特征。结果表明:施氮使棉花(整株、营养器官、生殖器官)生物量和养分快速累积期持续时间缩短、最大累积速率增大且出现时间提前、累积量及皮棉产量增加。灌水使240 kgN/hm2处理棉花(整株、营养器官、生殖器官)生物量和养分快速累积期持续时间缩短、最大累积速率出现时间提前、最大累积速率和累积量增大、氮素累积利用率和产量提高;而使480 kgN/hm2处理棉花营养器官生物量和养分快速累积期持续时间延长、最大累积速率出现时间推迟、生物量和养分最大累积速率及累积量增大、氮素累积利用率提高,而生殖器官相应指标呈降低趋势;灌水对不施氮处理棉花生物量和养分累积各项特征参数影响较小。营养器官生物量和氮磷钾最大累积速率出现时间较生殖器官早23 d左右,而快速累积期持续时间长于生殖器官11 d左右。研究发现,水分和氮素运筹可通过影响棉花生物量和养分累积的动态特征参数来影响棉花生长,进而影响最终产量品质形成;在本实验条件下,以灌水的240 kgN/hm2处理棉花的生长特征参数最为协调,皮棉产量和氮素利用率最高,品质较优。     

棉花花铃期短期干旱下氮素对干物质及氮素累积分配的影响

通过盆栽试验进行水分(正常灌水和干旱后复水)和施氮处理(0、240、480kgN·hm-2),研究花铃期短期干旱再复水后氮素对棉花各器官干物质重、氮素累积与分配及产量与品质的影响.结果表明:花铃期土壤干旱显著降低了棉株各器官的干物质重与氮素累积量,而增大了棉株各器官的氮素含量,同时亦降低了棉株干物质与氮素在叶片中的分配指数,但提高了在根系的分配指数,从而增大了根冠比;增施氮肥可以提高干旱条件下棉株的干物质重与氮素累积量,但亦增大水分胁迫指数.复水对干旱处理棉株生长具有明显的补偿效应,尤其是根系的干物质重与氮素累积量显著高于相应正常灌水处理,且增施氮肥可以提高棉株的补偿效应.花铃期干旱结束时与复水后第10天,干旱处理棉株均以240kgN·hm-2水平下的生殖器官干物质重与分配指数最高,而根冠比最小,地上部与地下部生长最为协调,最终籽棉产量最高、纤维品质最优;而施氮不足(0kgN·hm-2)或过量(480kgN·hm-2)均不利于棉花产量的提高与纤维品质的改善.     

小麦与蚕豆间作系统氮肥调控对小麦白粉病发生及氮素累积分配的影响

通过田间小区试验,设N₀(0 kg·hm^-2)、N₁(112.5 kg·hm^-2)、N₂( 225 kg·hm^-2)、N₃( 337.5 kg·hm^-2) 4个施氮水平,研究不同施氮水平下小麦与蚕豆间作对小麦白粉病发生、植株氮含量和氮素累积分配的影响,探讨间作系统氮肥调控下小麦植株氮素含量、氮素累积分配与白粉病发生的关系.结果表明: 无论单作还是间作,施氮(N₁、N₂和N₃)均增加了小麦籽粒产量,以N₂水平下产量最高,单、间作分别为4146和4679 kg·hm^-2;施氮加重了小麦白粉病的发生与危害,N₁、N₂和N₃水平下病害进展曲线下的面积(AUDPC)分别平均增加39.6%～55.6%(基于发病率DI)和92.5%～217.0%(基于病情指数DSI),病情指数受氮素调控的影响较发病率大;施氮显著提高小麦植株氮含量(8.4%～51.6%)和氮素累积量(19.7%～133.7%),对氮素分配比例无显著影响.与单作相比,间作小麦产量平均增加12.0%;AUDPC(DI)和AUDPC(DSI)分别平均降低11.5%和30.7%,间作对病情指数的控制效果优于发病率.间作显著降低发病盛期小麦氮含量、阶段累积量和叶片中氮素分配比例(降幅6.6%～12.5%、1.4%～6.9%和9.0%～15.5%).在本研究条件下,兼顾控病效果和产量效应,小麦施氮量不应超过225 kg·hm^-2.     

棉花蕾花铃生物量、氮累积特征及临界氮浓度稀释模型

在大田栽培条件下,于河南安阳（黄河流域黄淮棉区）和江苏南京（长江流域下游棉区）设置了棉花氮素水平试验,对不同氮素水平条件下棉花蕾花铃的生物量、氮素累积及氮浓度的动态变化进行分析,并依据Justes的临界氮浓度稀释模型确定方法,研究棉花蕾花铃临界氮浓度稀释模型。结果表明：棉花蕾花铃的生物量增长和氮吸收累积均受氮素水平的影响,其动态变化符合S型曲线,氮累积的快速起始时间较生物量早1～5d;氮浓度过高或过低均不利于产量形成,蕾花铃等器官存在氮奢侈消费现象;氮浓度随施氮量的增加而升高、随生育进程的推移而降低,其生物量累积量与氮浓度间符合幂函数关系,两试点蕾花铃氮稀释曲线模型形式相同,但模型参数a不同,不同生态区存在独立的临界氮稀释曲线模型。由于临界稀释模型具有明确的生物学意义,可以作为定量诊断蕾花铃氮营养动态变化的指标之一。     

氮素水平对茶树叶片氮代谢关键酶活性及非结构性碳水化合物的影响

以福鼎大白茶(FD)、保靖黄金茶1号(HJ1)、白毫早(BHZ)为材料,设置不施氮N_0(0 g)、低氮N1(11 g)、中氮N_2(22 g)和高氮N_3(33 g)4个氮素水平的盆栽实验,研究了铵态氮对3个品种茶树的根系活力、氮代谢关键酶及非结构性碳水化合物(NSC)的影响。结果表明:随着施氮水平的提高,N_2、N_3处理的茶树根系活力较对照N0显著增加(P0.05),但二者间无显著差异;叶片谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性总体呈上升趋势;与对照比较,茶树叶片全氮和可溶性蛋白含量增加,其中HJ1在N_2和N_3处理后显著增加(P0.05);在3个茶树品种中,非结构性碳水化合物中可溶性总糖含量均呈上升趋势,淀粉含量具有品种特异性,施氮处理后3个茶树品种氮代谢关键酶活性及NSC含量变化存在差异,以HJ1的氮同化关键酶GS、GOGAT酶活性较高、根系活力较强,氮代谢产物显著增加,表明其具有较高的氮同化速率。施氮后HJ1的总NSC的含量及碳氮比的变化幅度较另外2个品种小,能够更好的保持碳氮平衡,游离氨基酸含量增幅较高,品质更优。因此,通过茶树氮代谢关键酶活性及非结构性化合物的研究能为茶树品种的品质评价以及提高茶树的品质和氮素利用效率提供依据。     

供氮水平对爬山虎(Parthenocissus tricuspidata Planch)生物量及养分分配的影响

爬山虎是典型的亚热带木本攀援植物,在垂直绿化、植被恢复和水土保持等方面的应用日益普遍,而营养元素对爬山虎生长的影响还缺乏研究,这不利于爬山虎的生长调控与合理应用。通过水培试验,对不同氮素水平(0、0.15、0.3、0.45、0.6、0.75g.L-1)条件下爬山虎幼苗生长、氮磷钾营养分配和利用状况作了研究。结果表明:供氮水平的提高能显著促进植株的生物量增加,并影响茎叶的生物量分配比例,供氮处理的叶生物量占总生物量的50%以上;供氮水平的提高能增加植株根、茎、叶的氮含量,对磷含量影响不显著,对茎叶中的钾含量有一定的稀释作用;叶片是主要的氮养分贮存器官,叶片氮累积量达到整个植株总氮累积量的60%以上;供氮水平的增加,降低了爬山虎的氮利用率,提高了磷钾的利用率。     

氮肥运筹对小麦产量、氮素利用效率和光能利用率的影响

连续2年在西南冬麦区的重庆、仁寿、广汉、西昌4个地点,开展3种施氮水平(每公顷纯氮0、120、180 kg,简写为N₀、N₁₂₀、N₁₈₀)和3种氮肥分配模式(N_A:底肥100%;N_B:底肥70%+苗肥30%;N_C:底肥60%+拔节肥40%)的田间试验,监测小麦花后冠层叶片SPAD值、群体光合速率(CAP)、光能利用等生理参数和籽粒产量,计算氮素利用效率、光能利用率等.结果表明: 随施氮水平增加,小麦上三叶SPAD值、CAP、光合有效辐射(PAR)截获率和产量均呈增加趋势,而氮肥农学利用效率、生产效率、吸收效率和利用效率呈降低趋势.氮肥后移的增效作用因施氮水平而异,SPAD于N₁₈₀增效明显,而CAP于N₁₂₀增效明显,不同氮肥管理模式的光能利用率因地点而异.氮肥后移能明显提高小麦氮肥农学效率、生产效率、吸收效率和氮素表观回收率,但氮肥利用效率则略有减少.氮肥后移效果N_C总体优于N_B处理.不同地点比较,广汉的SPAD值、CAP、PAR截获率、氮肥利用参数较高,其产量也相应最高;西昌的产量、SPAD值及氮素利用效率较高,但其光能利用率和CAP较低;重庆和仁寿的SPAD值、光能利用率及氮素利用效率均较低,其产量也最低.小麦生物产量与各地点的籽粒产量、CAP、SPAD值和PAR累积截获量均呈显著或极显著的正相关关系.表明不同生态区域增施氮肥都能促进小麦增产,氮肥后移可进一步优化产量结构、改善氮肥和光能利用效率,但存在年份和地点差异,各地需要制定有针对性的氮肥管理模式.     

施氮水平对2种穗型冬小麦品种产量及氮素吸收利用的影响

在大田高产栽培条件下,以大穗型小麦品种‘兰考矮早八’和多穗型品种‘豫麦49-198’为材料,研究了4个施氮水平下2种穗型冬小麦品种的籽粒产量、氮素吸收和氮肥利用效率。结果显示:随着施氮水平的提高,2种穗型小麦植株地上部生物量(返青期、拔节期除外)、籽粒产量和籽粒蛋白质产量均呈先增加后降低的趋势并都显著高于对照(不施氮),且均以180 kg.hm-2施氮处理最高,而2品种小麦各生育期植株氮素积累量和成熟期籽粒蛋白质含量却逐渐增加,且大都显著高于对照;2品种小麦的氮肥利用率、土壤氮贡献率以及氮收获指数均表现出180 kg.hm-2>90 kg.hm-2>360 kg.hm-2的趋势,且不同氮肥处理间均存在极显著差异(P<0.01)。研究表明,2种穗型冬小麦品种在试验条件下施用纯氮180 kg.hm-2可获得较高籽粒产量、蛋白质产量和氮收获指数。     

氮素水平对花生氮素代谢及相关酶活性的影响

 在大田高产条件下研究了氮素水平对花生(Arachis hypogaea)可溶性蛋白质、游离氨基酸含量及氮代谢相关酶活性的影响, 结果表明, 适当提高氮素水平既能增加花生各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量, 又能提高硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶等氮素同化酶的活性, 使其达到同步增加; 氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量, 但谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性下降; N素施肥水平不改变花生植株各器官中可溶性蛋白质、游离氨基酸含量以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶活性的变化趋势, 但适量施N (A2和A3处理)使花生各营养器官中GS、GDH活性提高; 氮素水平对花生各叶片和籽仁中GS、GDH活性的高低影响较大, 但对茎和根中GDH活性大小的影响较小。     

施氮量对花铃期棉花果枝生物量累积时空变异特征的影响

试验在黄河流域黄淮棉区的河南安阳和长江流域下游棉区的江苏南京棉花大田进行, 氮素设0（N₀）、120（N₁）、240（N₂）、360（N₃）、480（N₄） kg·hm^-2 5个水平,定量分析了不同施氮量对美棉33B花铃期棉花果枝生物量累积时空变异特征的影响.结果表明： 不同施氮量下,两试验点棉株不同果枝部位营养器官、生殖器官、生物量累积时间变异特征均表现为Logistic曲线,空间变异特征存在明显差异.安阳点360 kg·hm^-2施氮量、南京点240 kg·hm^-2施氮量处理具有快速增长期起始时间早、持续时间短、最大速率大等特征,说明该施氮量水平有利于棉花生物量的快速累积,以形成较高的产量与品质;而施氮量过多或不足均不利于棉株不同果枝部位生物量的累积.可以通过不同的施氮量来调节棉株不同果枝部位快速生长期的生长特征值,以提高棉花的产量和品质.     

施氮量和种植密度对东北特早熟棉区棉花生物量和氮素累积的影响

以辽棉19号和美棉33B为材料,于2008年在东北特早熟棉区设置不同的棉花种植密度(每公顷75000、97500、120000株)和施氮量(0、240、480 kg·hm^-2),研究了施氮量和种植密度对东北特早熟棉区棉花生物量、氮素累积特征和氮素累积利用率的影响.结果表明： 两个品种的棉花生物量和氮素累积量随棉花生育进程的动态变化均符合Logistic模型;种植密度和施氮量显著影响棉花氮素累积动态特征以及棉花产量和品质;氮素的快速累积起始日较生物量早13 d左右.在种植密度为每公顷97500株、240 kg·hm^-2施氮量处理下,两个品种棉花的生物量和氮素动态累积模型的特征参数最为协调,皮棉产量最高,纤维品质最优,氮素利用效率最高.在东北特早熟棉区,较早的生物量和氮素快速累积及较高的累积速率有利于棉花较高产量的形成.     

施氮量和种植密度对东北特早熟棉区棉铃生物量和氮素累积的影响

以辽棉19号和美棉33B为材料,研究了不同施氮量(0、240、480 kg ·hm-2)和不同种植密度(75000、97500、120000 plants·hm-2)对东北特早熟棉区棉花棉铃生物量和氮素累积特征的影响.结果表明： 棉花单铃、棉籽和纤维的生物量及其氮素累积随棉花生育进程的动态变化均符合“S”型曲线,种植密度和施氮量可以显著影响棉铃各部分生物量和氮素累积的动态特征,以及棉花产量与品质;在施氮量240 kg·hm-2和种植密度97500 plants·hm-2处理下,单铃、棉籽和纤维的生物量均达到最大,生物量和氮素累积的快速累积起始时间和终止时间较早但持续时间较短,生物量快速累积速率最大,生物量和氮素在铃壳中的分配系数最低,在棉籽和纤维中分配系数最高.     

Accumulation characteristics of biomass and nitrogen and critical nitrogen concentration dilution model of cotton reproductive organ

Several nitrogen (N) field experiments were carried out in Nanjing and Anyang, China, to study the dynamic characteristics of biomass accumulation and N uptake, and to define the dilution curve for critical N concentration in cotton reproductive organ over the growth period. The results show that the total biomass and N accumulation were affected significantly by the rate of N application, exhibiting a sigmoid curve over time. The beginning time of fast N accumulation was 1–5 d earlier than that of biomass accumulation. The cotton lint yield was correlated with N concentration in the reproductive organ and fluctuated with varying N concentration, indicating the existence of luxurious N consumption in the cotton reproductive organ. The N concentration increased with increasing N application rates, and decreased gradually during the growth period. The relationship between biomass and N concentration can be described with a power equation. The patterns of the N concentration dilution model were consistent at both experimental sites, but the model parameter values of a differed. The results presented in this paper indicate that a critical N concentration dilution curve for cotton reproductive organ is independent of ecological region and can be described with a power equation.     

Accumulation characteristics of biomass and nitrogen and critical nitrogen concentration dilution model of cotton reproductive organ

Several nitrogen (N) field experiments were carried out in Nanjing and Anyang, China, to study the dynamic characteristics of biomass accumulation and N uptake, and to define the dilution curve for critical N concentration in cotton reproductive organ over the growth period. The results show that the total biomass and N accumulation were affected significantly by the rate of N application, exhibiting a sigmoid curve over time. The beginning time of fast N accumulation was 1–5 d earlier than that of biomass accumulation. The cotton lint yield was correlated with N concentration in the reproductive organ and fluctuated with varying N concentration, indicating the existence of luxurious N consumption in the cotton reproductive organ. The N concentration increased with increasing N application rates, and decreased gradually during the growth period. The relationship between biomass and N concentration can be described with a power equation. The patterns of the N concentration dilution model were consistent at both experimental sites, but the model parameter values of a differed. The results presented in this paper indicate that a critical N concentration dilution curve for cotton reproductive organ is independent of ecological region and can be described with a power equation.     

施氮量对麦后直播棉钾素吸收利用的影响

以早熟棉‘中棉所50’为材料,于2013—2014年在南京市江苏省农业科学院棉花试验站进行麦后直播棉花试验,研究施氮量(0、60、120、150、180、240 kg N·hm^-2)对棉株钾素吸收和利用的影响.结果表明: 增施氮肥提高了麦后直播棉不同生育阶段的钾吸收量,以盛花到见絮期的钾积累增量最大;并且改变了麦后直播棉不同生育时期的钾吸收比例,使棉花出苗到盛花期的钾吸收比例降低,盛花到吐絮期的钾吸收比例升高;增施氮肥还降低了生育后期上部位果枝钾浓度的下降速率,但加速了中下部果枝钾浓度的下降速率.随施氮量增加,钾吸收的边际效应呈先升高后降低趋势,而钾的皮棉生产效率均呈线性降低,其降低趋势表现为下部果枝最大,上部果枝次之,中部果枝最低.麦后直播棉钾素和生物量累积以中、下部果枝为主,在150~180 kg N·hm^-2下棉花各果枝部位干物质和钾在生殖器官中的分配比例较高,钾浓度和钾累积量动态特征参数比较协调,利于产量形成;高于180 kg N·hm^-2导致皮棉产量增幅下降,氮素对钾吸收的边际效应和钾的皮棉生产效率较低;低于150 kg N·hm^-2时,中下部果枝干物质和钾的经济系数较低,不利于高产形成.     

氮、硫互作对克隆植物互花米草繁殖和生物量累积与分配的影响

氮、硫均是影响入侵植物互花米草（Spartina alterniflora Loisel.）生长与繁殖的重要营养元素,研究其交互作用可能有助于揭示互花米草成功入侵机制。本文在人工控制条件下,以河沙为栽培基质,研究了氮、硫互作对互花米草繁殖和生物量积累与分配的影响。实验结果表明：中氮和高氮处理下的互花米草分支强度、初级分株数、次级分株数、根状茎数及其总长要显著高于低氮,不同硫水平及氮硫互作对互花米草无性繁殖没有显著影响;互花米草的种子数和种子生物量受硫以及氮硫交互作用的影响显著,在高氮水平下,中硫处理的互花米草种子数和种子生物量要远远高于其他处理。中氮和高氮处理下的互花米草叶、茎、根、根状茎和总生物量显著高于低氮处理;只有在高氮水平下,高硫处理的生物量才显著低于其他处理。在中氮和高氮营养条件下,高硫处理会促使互花米草对地上部分投入更多的生物量。中硫-高氮作用对互花米草有性繁殖的促进,使互花米草能在硫浓度较高的滩地保持高有性繁殖率;虽然过高的硫会抑制互花米草的有性繁殖,但却能促进根状茎数目的增加,从而加速其向外短距离扩张;这些特性均有利于互花米草对滨海盐沼的入侵。     

苗圃氮加载及水分胁迫对栓皮栎苗木叶片光合氮分配及生物量积累的影响

苗圃科学施氮(N)作为提高苗木N贮存水平与质量的核心手段,能否提高干旱立地苗木造林效果仍存在争议;N贮存水平与干旱如何协同作用影响叶片光合N分配及苗木生物量积累尚不明确。阐明上述问题,能够为干旱立地下的森林植被恢复以及造林苗木科学精准施N提供科学依据。选择栓皮栎(Quercus variabilis Blume)为研究对象,对一年生苗木设置2个苗圃木质化期N加载水平(0、24 mg N/株),翌年春苗木移栽后设置2个灌溉水平(85%、40%田间持水量),取样测定苗木生物量、叶片N、叶绿素与脯氨酸水平、以及气体交换参数,计算光合N分配及光合N利用效率(PNUE)。结果表明,叶片发育完成后,干旱抑制N向光合系统分配,但N加载处理提高了干旱下的光合N含量,从而在一定程度上抵消干旱对生物量积累的抑制;无N加载苗木则向光合系统投入更少的N,而提高脯氨酸水平,生物量积累受抑制更为显著。无N加载苗木在遭受干旱后将N向羧化组分分配,而N加载苗木遭遇干旱后则显著抑制叶片将N向羧化系统以及电子传递系统分配,捕光组分N的分配则不受植物体内N贮存或外部水分状况的影响,栓皮栎苗木通过调整不同功能组分光合N含量和...     

氮肥对夏秋季茶树吸收根生物量和养分储量的影响

以12年生龙井43茶树为研究对象,在7月至翌年1月利用土钻法对连续5a施用不同氮肥处理后的茶树吸收根生物量和养分含量进行了研究。结果表明茶树吸收根生物量在0.34-0.72 mg/dm3之间,碳、氮、磷、钾和镁储量变异范围分别为12.6-25.2 mg/dm~3、4.55-11.2 mg/dm~3、0.47-1.19 mg/dm~3、1.31-4.05 mg/dm~3、0.30-1.19 mg/dm~3。茶树吸收根生物量和各养分含量随月份变化呈现双峰型,峰值分别在8月和翌年1月,而7月和11月生物量和养分储量均较低。与不施肥对照相比,施用氮肥影响茶树吸收根生物量,氮肥施用对茶树吸收根生物量的影响因氮肥施用时间而异。不同氮肥施用水平下茶树吸收根总碳浓度和总碳含量均不存在显著差异。受氮肥施用时间影响,施氮对茶树吸收根氮浓度的影响不同月份间存在差异,其中7月、8月和1月施氮处理下氮浓度较高,而9月、10月和11月不施氮处理下氮浓度较高。氮肥施用对各月份茶树吸收根氮养分储量均没有显著影响。氮肥施用降低了部分月份茶树吸收根磷、钾和镁的浓度和储量。施用中等用量的氮肥能缩小茶树吸收根夏秋季氮磷钾镁养分储量的月份间差异。