草甸草原土壤与植物系统自然丰度氮稳定同位素的年际变化及其指示作用

氮是陆地生态系统生产力的首要限制性养分,利用自然丰度δ¹⁵N(¹⁵N/¹⁴N)可以有效指示生态系统氮循环过程。本试验研究了内蒙古草甸草原土壤与植物系统自然丰度δ¹⁵N、土壤净氮矿化潜势的年际变化。结果表明: 2017—2020年,土壤NO₃^--N含量(9.83～14.79 mg·kg^-1)均显著高于NH₄⁺-N含量(3.92～5.00 mg·kg^-1);土壤NH₄⁺的δ¹⁵N值(13.3‰～18.3‰)显著高于NO₃^-的δ¹⁵N值(3.76‰～6.14‰),土壤NO₃^-的δ¹⁵N值与土壤NO₃^-含量呈显著负相关;干旱年NH₄⁺的δ¹⁵N值相对较高,降水较高或较低年NO₃^-的δ¹⁵N值显著降低。干旱年土壤净氮矿化速率、净氨化速率显著高于湿润年,而土壤硝化速率与年降水量无显著相关性。植物δ¹⁵N值与土壤δ¹⁵N值无显著相关性,但与植物N含量呈显著负相关;豆科植物与非豆科植物δ¹⁵N值、N含量均呈显著正相关,在一定程度上表明豆科植物对非豆科植物的N吸收具有促进作用。研究结果可为草原土壤-植物系统氮循环过程及其对降水变化的响应提供数据支撑。     

较长时间内15N标记的氨态氮和硝态氮在小嵩草草甸中的运移规律

运用15N稳定性同位素技术,对15N标记的硝酸盐和铵盐在输入小嵩草(Kobresia pygaea C.B.Clarke)草甸11～13个月后的运移规律进行了研究.在经历11～13个月后,进入无机氮库中的15N很少,一般不超过所输入氮素的l%,而较多的1 5N为土壤有机质、土壤微生物和植物所固持.NO3--15N和NH4 -1 5N在小嵩草草甸中的运移规律差异很大.在11、12和13个月后,NO3--15N的总恢复率分别为92.83%、92.64%和79.96%;而NH4 -15N的则分别为49.6%、63.33%和66.22%.两者的差异在土壤有机质、土壤微生物和植物等库之间的分配中更加明显.输入NO3--15N时在11、12个月后植物所固持的15N最多,而土壤微生物和土壤有机质所固持的15N比较接近,而在13个月后,土壤有机质和植物所固持的15N接近,而土壤微生物所固持的15N下降许多;当输入NH4 -15N,土壤有机质所固持的1 5N比植物和土壤微生物所固持的都多,而且植物所固持的15N比较稳定,而土壤微生物所固持的15N则有较大变化.这表明在较长的时间内嵩草草甸对NO3-和NH4 的固持能力是不一样的.     

土壤剖面碳氮稳定同位素自然丰度的垂直分布模式及其影响机制

土壤碳、氮稳定同位素自然丰度(δ¹³C和δ¹⁵N)随土壤深度变化的研究,对揭示碳、氮元素生物地球化学循环机制具有重要意义。本文在概述土壤剖面δ¹³C和δ¹⁵N垂直分布特征的基础上,重点介绍了土壤δ¹³C和δ¹⁵N垂直分布模式的影响机制。土壤剖面δ¹³C垂直分布模式的影响机制主要有3种: 1)植被δ¹³C值的历史变化;2)植物群落C3-C4植物优势度变化;3)分解过程中¹³C富集的微生物源碳的积累。此外,讨论了¹³C休斯效应对土壤剖面δ¹³C垂直分布模式的影响。土壤剖面δ¹⁵N垂直分布模式的影响机制主要有4种: 1)反硝化过程产生的¹⁵N贫化气体的损失;2)分解过程中¹⁵N富集的微生物源氮的积累;3)菌根将¹⁵N贫化的含氮化合物转移到植物而在深层土壤积累¹⁵N富集的菌根真菌残留物;4)土壤有机质-矿物相互作用。最后提出了未来土壤剖面碳、氮稳定同位素自然丰度的垂直分布模式研究应该关注的重点。     

Effects of 15N application frequency on nitrogen uptake efficiency in citrus trees

Two irrigation systems were used to compare nitrogen uptake efficiency in citrus trees and to evaluate the NO₃⁻ runoff in «Navelina» orange trees [Citrus sinensis (L.) Osbeck] on Carrizo citrange rootstock (Citrus sinensis × Poncirus trifoliata Raf.). These were fertilized with 125 g N as labelled K¹⁵NO₃ and grown outdoors in containers filled with a sand-loamy soil. Two groups of 3 trees received this N dose either in five equally split applications by a flooding irrigation system or in 66 applications by drip. Trees were harvested at the end of the vegetative cycle (December) and the isotopic ratios of ¹⁵N/¹⁴N were measured in the soil-plant system. The N uptake efficiency of the whole tree was higher with drip irrigation (75 percnt;) than with flooding system (64 percnt;). In the 0-90 cm soil profile, the N immobilized in the organic fraction was similar for both irrigation methods (around 13 percnt;), whereas the N retained as NO₃⁻ was 1 percnt; of the N applied under drip and 10 percnt; under flooding. In the last case, most of NO₃⁻ remained under root system and it could be lost to leaching either by heavy rainfalls or excessive water applications. These results showed that a drip irrigation system was more efficient for improving water use and N uptake from fertilizer, in addition to potentially reduced leaching losses.     

土壤pH对玉米与微生物竞争吸收氨基酸的影响

化学合成肥料的大量使用导致土壤pH发生显著变化,但其对植物与根际微生物竞争吸收氨基酸的影响机制尚不明确.本试验通过电解法调节杭州红壤和铁岭棕壤两种土壤pH, 采用外源添加¹⁵N标记甘氨酸短期吸收4 h的方法,研究了pH对玉米及根际微生物竞争吸收氨基酸的影响.结果表明:土壤pH对玉米根和地上部生物量有显著影响,对于红壤,pH为6.48最适宜玉米生长,且玉米地上部¹⁵N丰度和¹⁵N-甘氨酸吸收量也显著高于其他处理;对于棕壤,pH为7.65最适宜玉米生长,其玉米地上部和根系¹⁵N丰度显著低于pH为5.78处理,但¹⁵N-甘氨酸吸收量显著高于其他处理.红壤pH为6.48条件下,其微生物生物量碳相对较高,而棕壤pH为7.65条件下,其微生物生物量碳相对较低.综合根系吸收、转运及微生物竞争吸收的结果,推断红壤在pH为6.48条件下虽然面临着微生物的竞争吸收,但生长于其上的玉米通过提高吸收速率和转移比率提高了氨基酸的吸收量;在pH为7.65的棕壤中,微生物活性较低,降低了与玉米竞争吸收氨基酸的能力,从而增加了玉米对氨基酸的吸收量.     

外生菌根真菌菌丝对马尾松苗氮素传递的影响

为探究外生菌根真菌菌丝对马尾松Pinus massoniana幼苗氮素的吸收、传递及分配规律的影响,本研究应用¹⁵N示踪技术,采用四室隔网系统进行盆栽试验。研究表明：供体接种外生菌根真菌后,根外菌丝能够穿过粘土层和隔离层到达受体室,在供、受体植株之间形成菌丝桥。接种不同外生菌根真菌均显著增加供体植株苗高、地径及生物量(P<0.05),但对受体植株的影响有差异,其中接种橙黄硬皮马勃Scleroderma citrinum (Sc)对植株苗高、地径及生物量具有显著的促进作用(P<0.05)。接种对供、受体植株全氮含量无显著性的规律(P>0.05),只有接种东方豆马勃Pisolithus orientalis (Po)的植株全氮含量显著高于其他处理。接种能够显著提高供体植株根、茎、叶的吸氮量,且叶>根>茎,受体植株中,接种Po、Sc和褐环乳牛肝菌Suillus luteus (Sl)的植株总吸氮量较不接种(NE)显著增加(P<0.05),而接种混合菌(Sm)的植株与NE无显著差异(P>0.05)。接种Sl的植株¹⁵N传递率最高(75.86%),受体植株对¹⁵N吸收量最大(91.68 μg/pot),Po次之。供体植株中,除接种Sl的植株¹⁵N主要分配在叶外,其他处理的¹⁵N分配中心均在根部,在受体植株中,接种Po、Sl、Sm的植株¹⁵N主要分配在根部,而NE和接种Sc的植株¹⁵N主要分配在茎。综上,在马尾松供、受体苗木间能形成菌丝桥,接种外生菌根真菌能够促进马尾松供体植株苗高、地径的生长及生物量的积累,提高植株吸氮量,对于受体植株不同菌种的作用有差异,其中接种Sc的苗木表现最好。此外,不同的菌种菌丝对植株的全氮含量、¹⁵N吸收量、传递率及分配率的影响也不同,其中,以接种Po和Sl的苗木表现较好。     

大豆叶面施氮量及氮素利用率的~(15)N标记

为研究大豆(Glycine max)叶面适宜施氮量及叶面氮素吸收与利用的规律,以黑龙江省三江平原大豆主栽品种合农64为实验材料,采用15N标记示踪法在大豆需氮关键时期R5期进行叶面施氮,分析大豆组织器官标记氮素的积累量及回收率。结果表明:在4.5 kg·hm–2(N3)施氮条件下,大豆组织器官干物质量及氮素积累量显著高于其它处理,其中籽粒干物质平均重22.7 g,总干物质平均重73.2 g,分别比不施氮处理(N0)高17.92%和16.38%;籽粒氮素积累量平均为134.4mg·plant–1,比不施氮处理(N0)高13.13%,说明4.5 kg·hm–2(N3)施氮条件是合农64在R5期的最适叶面施氮量。在不同施氮条件下,各组织器官标记氮积累量随着施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,籽粒标记氮积累量在4.5 kg·hm–2(N3)施氮条件下最高,为9.96 mg·plant–1。这一结果同样说明了4.5 kg·hm–2(N3)是合农64在R5期的最适叶面施氮量,同时明确了叶面氮素是籽粒氮素积累增加的主要原因。在同一施氮水平下,各组织器官标记15N积累量顺序为籽粒茎叶荚皮叶柄根,且各器官间差异显著,说明在R5期叶面施氮籽粒积累的叶面氮素最多。从15N标记在各组织器官的贡献率来看,在3.5 kg·hm–2(N1)施氮条件下,籽粒氮素贡献率与植株氮素回收率最高,说明在叶面施氮量较小的条件下,氮素更容易被籽粒吸收利用,但净积累量却低于最适施氮量处理(N3)。在3.5 kg·hm–2(N1)施氮条件下,植株氮素回收率高于最适施氮量处理(N3)。     

土壤碳氮比对平邑甜茶幼苗生长和碳氮分配的影响

为探讨土壤碳氮比(C:N)对苹果(Malus pumila)植株生长和碳氮分配特性的影响, 采用碳氮双标记示踪技术, 以二年生平邑甜茶(Malus hupehensis)幼苗为试验材料, 研究了6个不同土壤C:N处理(T1-T6分别为4.70、9.78、14.70、19.96、25.60和28.83)下平邑甜茶的生长状况和氮素吸收、利用分配以及碳水化合物的运转特性。结果表明, 随着土壤C:N的逐渐增大, 平邑甜茶幼苗根系干重逐渐增加, 而株高、茎粗、地上部干重和植株总干重呈先增加后降低的趋势, 以T4处理最大。土壤C:N显著影响了平邑甜茶幼苗的 ¹⁵N利用率, 从T1到T4处理, 植株的 ¹⁵N利用率逐渐升高, T4处理(18.46%)是T1处理(10.65%)的1.73倍; 随着土壤C:N的进一步增加, 植株的 ¹⁵N利用率逐渐降低, T5和T6处理分别比T4处理降低了1.59%和2.58%。土壤C:N较低的T1和T2处理, 平邑甜茶幼苗各器官从肥料中吸收分配到的 ¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)大小顺序为根>叶>茎, 随着土壤C:N的进一步增大, 叶片的Ndff均为最大, 其次是根, 茎最少。随着土壤C:N的增大, 叶片 ¹⁵N分配率逐渐升高, ¹³C分配率逐渐降低; 而根系 ¹⁵N分配率逐渐降低, ¹³C分配率逐渐升高。综合考虑植株生长和氮素利用状况, 本试验条件下适宜平邑甜茶生长的土壤C:N为21-23。     

Use of 15N stable isotope to quantify nitrogen transfer between mycorrhizal plants

Aims Mycorrhizas (fungal roots) play vital roles in plant nutrient acquisition, performance and productivity in terrestrial ecosystems. Arbuscular mycorrhizas (AM) and ectomycorrhizas (EM) are mostly important since soil nutrients, including NH₄⁺, NO₃^? and phosphorus, are translocated from mycorrhizal fungi to plants. Individual species, genera and even families of plants could be interconnected by mycorrhizal mycelia to form common mycorrhizal networks (CMNs). The function of CMNs is to provide pathways for movement or transfer of nutrients from one plant to another. In the past four decades, both ¹⁵N external labeling or enrichment (usually expressed as atom%) and ¹⁵N naturally occurring abundance (δ¹⁵N, ‰) techniques have been employed to trace the direction and magnitude of N transfer between plants, with their own advantages and limitations.     

外源输入氮素在藓类生物土壤结皮中各氮组分的分配特征与归趋途径

针对黄土高原典型藓类生物结皮,以无结皮裸地为对照,通过野外原位同位素标记试验,在标记后1~30 d连续取样测定,示踪外源添加¹⁵N在生物结皮中各氮组分的分配特征,并分析¹⁵N在土壤-微生物-藓植株中的归趋途径,对比揭示生物结皮对土壤氮循环的影响。结果表明: 1)生物结皮的全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮中¹⁵N含量分别平均比裸地高2.9、17.5、9.0倍,且藓植株固定的¹⁵N含量高达4.73 mg·kg^-1。2)生物结皮的¹⁵N残留率平均为13.0%,其氮固持能力是裸地(3.3%)的4.0倍;生物结皮中各组分¹⁵N占全氮的比率依次为微生物生物量氮(54.3%)>藓植株氮(22.5%)>可溶性有机氮(6.2%),而裸地则为微生物生物量氮(11.5%)>可溶性有机氮(2.6%),显示生物结皮中微生物和藓植株的氮固持能力合计比裸地高65.3%。3)生物结皮中微生物生物量¹⁵N的转移量和库容量分别比裸地高17.2和20.5倍,但其周转率为每月5.8次,低于裸地的每月7.2次,其周转期是裸地的1.2倍。综上,与无结皮裸地相比,生物结皮具有更高的氮固持能力,同时能够改变土壤各氮组分的分配率,因此,在干旱生态系统土壤氮循环过程中具有重要作用。     

供钾水平对苹果砧木M9T337幼苗生长、光合特性与15N、13C吸收利用的影响

以苹果M9T337幼苗为试材进行水培试验,采用¹⁵N和¹³C同位素示踪技术,研究不同供钾水平(0、3、6、9、12 mmol·L^-1,分别以K₀、K₁、K₂、K₃、K₄表示)对M9T337幼苗生长、光合特性与¹⁵N、¹³C吸收利用的影响.结果表明: K₂处理M9T337幼苗各器官干质量、根系长度、根系表面积、根尖数和根系活力均显著高于其他处理.叶片净光合速率(P_n)随着供钾水平的升高先上升后下降,在K₂处理时达到最高值,为15.5 μmol CO₂·m^-2·s^-1.处理30 d后,硝酸还原酶(NR)和碳代谢酶活性均以K₂处理最高,K₀处理最低.随着供钾水平的提高,各处理幼苗的¹³C积累量呈先升高后降低的趋势,且在K₂处理时各器官¹³C分配率最均衡.各处理间¹⁵N吸收量和利用率差异显著,K₂处理下幼苗的¹⁵N吸收量和利用率最高,分别为16.11 mg和17.9％,是K₀处理的3.0倍.因此,钾素供应过低或过高均抑制幼苗根系生长和叶片光合作用,不利于植株碳氮吸收,而适宜的钾素供应水平可以提高根系活力和净光合速率,增强硝酸还原酶(NR)和碳代谢酶活性,从而促进碳氮代谢.     

13C and 15N isotopic signatures of plant-soil continuum along a successional gradient in Dinghushan Biosphere Reserve

Aims The optimal patterns of plant community for water use and nutrient utilization, the responses of soil carbon and nitrogen turnover processes to forest succession, and the mechanisms of soil organic carbon accumulation, are three critical issues in forest ecosystem study. It is difficult to accurately detect these ecological processes with conventional methodologies in the short term, yet the application of ¹³C and ¹⁵N natural abundance technique may yield important information about these processes.Methods This study was conducted in Dinghushan Biosphere Reserve. We investigated the natural isotopic abundance of both ¹³C and ¹⁵N of plant-soil continuum along a successional gradient from Pinus massoniana forest (PF) to coniferous and broad-leaved mixed forest (MF), and monsoon evergreen broad-leaved forest (BF). We also analyzed the correlations of foliar stable carbon isotope ratio (δ¹³C) and stable nitrogen isotope ratio (δ¹⁵N) with foliar elemental contents and the variations of soil δ¹³C and δ¹⁵N along soil profiles at different successional stages.Important findings A significant positive correlation between foliar δ¹³C and foliar C:N was observed. In both litter and soil, the δ¹³C values tended to decrease along the forest succession, with the order as PF > MF > BF. Foliar δ¹⁵N was positively correlated with foliar N content. The δ¹⁵N values of litter and upper soil (0-10 cm) increased with successional status. Both soil δ¹³C and δ¹⁵N values increased with increasing soil depth at all three forests. Our results imply that 1) trade-off between water use efficiency and nitrogen use efficiency did not necessarily exist in subtropical forests of China; 2) the application of isotopic technique could assist understanding of the mechanisms of soil carbon accumulation in subtropical forests, especially in old-grow forests; 3) the ¹⁵N natural abundance of plant-soil continuum could be a potential indicator of soil nitrogen availability and ecosystem nitrogen saturation status.     

鼎湖山森林演替序列植物-土壤碳氮同位素特征

植物群落对水分利用和养分利用的优化策略, 土壤碳周转和氮循环过程对演替变化如何响应, 森林土壤有机碳积累机制等都是森林生态学需要解决的关键问题。然而, 这些生态学过程的变化在短时间内通过传统的研究手段难以被精确观测, 碳氮同位素(¹³C、¹⁵N)技术的应用或许能提供更多有价值的信息。该文通过对鼎湖山森林演替序列代表性群落——马尾松(Pinus massoniana)针叶林(PF)、针阔叶混交林(MF)和季风常绿阔叶林(BF)植物-土壤碳氮同位素自然丰度的测定, 分析了叶片稳定碳同位素比率(δ¹³C)和稳定氮同位素比率(δ¹⁵N)与其叶片元素含量的关系, 以及叶片-凋落物-土壤δ¹³C、δ¹⁵N在演替水平和垂直方向上的变化特征。结果显示: 1)主要优势树种叶片δ¹³C与其C:N极显著正相关(p < 0.01), 凋落物和各层土壤δ¹³C均表现为PF > MF > BF, 沿演替方向逐渐降低; 2)叶片δ¹⁵N与叶片N含量正相关(p = 0.05), 凋落物和表层土壤(0-10 cm) δ¹⁵N沿演替方向逐渐增大; 3)不同演替阶段土壤δ¹³C、δ¹⁵N均沿垂直剖面呈现增大的趋势。结果表明: 南亚热带地区植物群落的发展并不一定受水分利用和氮素利用的补偿制约; δ¹³C自然丰度法的应用有助于森林土壤有机碳积累机制, 尤其有助于成熟森林土壤“碳汇”机制的阐释; 植物-土壤δ¹⁵N值可作为评估土壤氮素有效性和生态系统“氮饱和”状态的潜在指标。     

控释氮肥和袋控肥对‘王林’苹果15N-尿素利用及其在土壤累积的影响

以6年生‘王林’/SH6/八棱海棠为试验材料,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究了普通尿素(CU)、袋控缓释肥(BCRF)和控释氮肥(CRNF)对¹⁵N-尿素吸收、利用、损失和0～80 cm土层氮素累积动态的影响.结果表明: CRNF和BCRF处理较CU处理均明显提高了苹果生长后期土壤无机氮含量、果实成熟期叶片的SPAD值、氮含量、净光合速率和植株各器官对氮的吸收能力(Ndff值),但CRNF影响更显著.在0～40 cm土层不同物候期¹⁵N残留量呈降低趋势,均以CRNR最高,BCRF次之,CU最低,且CRNF降幅平缓,¹⁵N残留量主要集中在0～40 cm土层;在40～80 cm 土层不同物候期¹⁵N残留量呈增加趋势,均以CU最高,BCRF次之,CRNF最低,且CRNF增幅平缓.在果实成熟期,CRNF的¹⁵N肥料利用率为32.6%,分别是BCRF和CU 的1.11、1.56倍,而¹⁵N损失率为21.6%,显著低于BCRF(35.6%)和CU(59.6%).CRNF显著提高了果实产量,改善了果实品质,增加了经济效益.     

控释氮肥和袋控肥对‘王林’苹果15N-尿素利用及其在土壤累积的影响

以6年生‘王林’/SH6/八棱海棠为试验材料,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究了普通尿素(CU)、袋控缓释肥(BCRF)和控释氮肥(CRNF)对¹⁵N-尿素吸收、利用、损失和0～80 cm土层氮素累积动态的影响.结果表明: CRNF和BCRF处理较CU处理均明显提高了苹果生长后期土壤无机氮含量、果实成熟期叶片的SPAD值、氮含量、净光合速率和植株各器官对氮的吸收能力(Ndff值),但CRNF影响更显著.在0～40 cm土层不同物候期¹⁵N残留量呈降低趋势,均以CRNR最高,BCRF次之,CU最低,且CRNF降幅平缓,¹⁵N残留量主要集中在0～40 cm土层;在40～80 cm 土层不同物候期¹⁵N残留量呈增加趋势,均以CU最高,BCRF次之,CRNF最低,且CRNF增幅平缓.在果实成熟期,CRNF的¹⁵N肥料利用率为32.6%,分别是BCRF和CU 的1.11、1.56倍,而¹⁵N损失率为21.6%,显著低于BCRF(35.6%)和CU(59.6%).CRNF显著提高了果实产量,改善了果实品质,增加了经济效益.     

DNA buoyant density shifts during 15N-DNA stable isotope probing

DNA-based stable isotope probing (SIP) is a novel technique for the identification of organisms actively assimilating isotopically labeled compounds. Herein, we define the limitations to using ¹⁵N-labeled substrates for SIP and propose modifications to compensate for these shortcomings. Changes in DNA buoyant density (BD) resulting from ¹⁵N incorporation were determined using cultures of disparate GC content (Escherichia coli and Micrococcus luteus). Incorporation of ¹⁵N into DNA increased BD by 0.015±0.002 g mL⁻¹ for E. coli and 0.013±0.002 g mL⁻¹ for M. luteus. The DNA BD shift was greatly increased (0.045 g mL⁻¹) when dual isotope (¹³C plus ¹⁵N) labeling was employed. Despite the limited DNA BD shift following ¹⁵N enrichment, we found the use of gradient fractionation, followed by a comparison of T-RFLP profiles from fractions of labeled and control treatments, facilitated detection of enrichment in DNA samples from either cultures or soil.     

硝酸盐供应水平对平邑甜茶幼苗生长、光合特性与15N吸收、利用的影响

以霍格兰营养液为培养基质,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同浓度¹⁵NO₃^--N (0、2.5、5、10和20 mmol·L^-1,分别以N₀、N₁、N₂、N₃和N₄表示)对平邑甜茶幼苗生长、光合作用、¹⁵N吸收、利用及分配的影响.结果表明:与其他处理相比,N₂处理幼苗叶绿素含量、叶面积及各器官干质量最大.叶片净光合速率(P_n)随¹⁵NO₃^--N浓度的增加显著增大,但¹⁵NO₃^--N浓度超过N₂处理后P_n略有下降.处理20 d时,N₂处理幼苗根系活力最大,根系长度、根系总表面积和根尖数也显著高于其他处理.各处理间¹⁵N分配率差异显著,N₂处理幼苗各器官间¹⁵N分配率最均衡,¹⁵N利用率也较高;随¹⁵NO₃^--N浓度增加,各处理幼苗全氮量和¹⁵N吸收量呈先升高后降低的趋势,且在N₂处理时最大,分别为103.77和21.57 mg.处理12 d后,叶片硝酸还原酶(NR)活性以N₂处理最高,N₄处理最低,至第16天时,N₄处理较N₂处理降低了84.9%.因此,¹⁵NO₃^--N供应过低抑制幼苗光合作用及氮素吸收,¹⁵NO₃^--N供应过高则抑制幼苗体内硝态氮同化及根系生长,均不利于苹果幼苗生长及氮素营养吸收利用,适量供氮有利于苹果幼苗的生长、光合作用的提高,以及氮素的吸收、利用和分配.     

硝酸盐供应水平对平邑甜茶幼苗生长、光合特性与15N吸收、利用的影响

以霍格兰营养液为培养基质,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同浓度¹⁵NO₃^--N (0、2.5、5、10和20 mmol·L^-1,分别以N₀、N₁、N₂、N₃和N₄表示)对平邑甜茶幼苗生长、光合作用、¹⁵N吸收、利用及分配的影响.结果表明:与其他处理相比,N₂处理幼苗叶绿素含量、叶面积及各器官干质量最大.叶片净光合速率(P_n)随¹⁵NO₃^--N浓度的增加显著增大,但¹⁵NO₃^--N浓度超过N₂处理后P_n略有下降.处理20 d时,N₂处理幼苗根系活力最大,根系长度、根系总表面积和根尖数也显著高于其他处理.各处理间¹⁵N分配率差异显著,N₂处理幼苗各器官间¹⁵N分配率最均衡,¹⁵N利用率也较高;随¹⁵NO₃^--N浓度增加,各处理幼苗全氮量和¹⁵N吸收量呈先升高后降低的趋势,且在N₂处理时最大,分别为103.77和21.57 mg.处理12 d后,叶片硝酸还原酶(NR)活性以N₂处理最高,N₄处理最低,至第16天时,N₄处理较N₂处理降低了84.9%.因此,¹⁵NO₃^--N供应过低抑制幼苗光合作用及氮素吸收,¹⁵NO₃^--N供应过高则抑制幼苗体内硝态氮同化及根系生长,均不利于苹果幼苗生长及氮素营养吸收利用,适量供氮有利于苹果幼苗的生长、光合作用的提高,以及氮素的吸收、利用和分配.     

东北森林两种典型阔叶树种子和幼苗对15N同位素的富集响应

以东北森林两种典型的阔叶树种风力传播种子——花曲柳和色木槭种子为研究对象,通过室内¹⁵N尿素浸泡试验和温室盆栽试验,设置4个浓度(0、0.05、0.1和0.2 g·L^-1)、3个浸泡时间(4、8和12 d)与4个叶期(2、4、6和8叶)处理,研究种子浸泡浓度、浸泡时间和幼苗叶期对种子和幼苗¹⁵N富集的影响.结果表明: 浸泡浓度和浸泡时间对两树种种子δ¹⁵N值均有显著的正反馈作用,高浓度和长时间(0.2 g·L^-1+12 d)更有利于种子¹⁵N总量的富集,花曲柳和色木槭种子¹⁵N同位素最大富集倍数的浸泡浓度和浸泡时间组合分别为0.1 g·L^-1+(4、8 d)和0.05 g·L^-1+(4、8 d);δ¹⁵N值稀释率随幼苗株高的增加先急剧减少(2~6叶)后趋于稳定,幼苗从8叶开始叶片¹⁵N总量降低,表明6叶幼苗更适合追踪幼苗的来源;幼苗叶片δ¹⁵N值与种子浸泡浓度、浸泡时间和种子的δ¹⁵N值呈显著正相关.花曲柳和色木槭种子及幼苗均能成功富集到¹⁵N信号,采用0.1 g·L^-1+8 d+6叶组合最适合追踪花曲柳和色木槭种子和幼苗.     

N NMR studies of the binding of CN with gold(I) drugs

¹⁵N NMR studies of the interaction of ¹⁵N cyanide ion with gold(I)-thiomalate (Autm) and gold(I)-thioglucose (Autg) have been carried out at pH* 7.40. The chemical shifts of the two ¹⁵N ions containing species Au(C¹⁵N)₂⁻ and RS-Au-C¹⁵N⁻ (where RS⁻ = tm⁻ or tg⁻) were identified at 265.94 and 260.30 ppm, respectively. From the broadened ¹⁵N NMR signals, approximate life times of the RS-Au-CN⁻ species were calculated.