高肥力土壤条件下不同基因型花生对氮素利用的差异

在桶栽条件下,利用¹⁵N示踪技术,选用20个基因型花生为供试材料,研究了高肥力土壤条件下不同基因型花生对氮素利用的差异.结果表明:高肥力土壤条件下花生氮素营养以土壤氮为主,根瘤固氮次之,肥料氮最低.不同基因型间花生对全氮、肥料氮、土壤氮和根瘤固氮的吸收和积累均存在显著差异,基因型间遗传变异以根瘤固氮最大,肥料氮和土壤氮相当.氮素荚果生产效率和氮肥利用率基因型间差异显著,最高值分别为最低值的3.6和2.1倍.全氮、肥料氮、土壤氮和根瘤固氮的氮素收获指数基因型间均存在显著遗传变异,且以根瘤固氮的氮素收获指数基因型间遗传变异最大.花生荚果产量与不同氮源氮素积累量及氮素收获指数、氮素荚果生产效率和氮肥利用率呈显著或极显著正相关.依据花生对不同氮源氮素吸收积累和荚果产量筛选出全氮高积累高产型、肥料氮高积累高产型、土壤氮高积累高产型和根瘤固氮高积累高产型四大类型花生,其中四大类型特征兼有的有4个花生基因型.     

黑河下游湿地土壤有机氮组分剖面的分布特征

结合野外调查,用Bremner法研究了黑河下游湿地不同土壤类型的有机氮组分,结果表明:在0—50 cm土层,5种土壤有机氮均以酸解性氮为主,占全氮的71.04%—81.79%。泥炭土、沼泽土、草甸土、亚高山草甸土所含的酸解氮、非酸解氮和酸解氮组分氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮含量的剖面分布总体上均随土层深度的增加而呈降低趋势,而风沙土却相反,上述有机氮组分呈升高趋势。5种土壤酸解氮及其组分氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮占全氮比例的剖面分布总体上均随土层深度的增加而呈降低趋势,而非酸解氮却呈升高趋势。5种土壤酸解未知态氮含量及占全氮比例均在剖面分布上无明显特征。在0—30 cm各相同土层内,5种土壤酸解氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序均为氨基酸态氮氨态氮未知态氮氨基糖态氮;而在30—50 cm土层,5种土壤酸解氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序均无明显特征。此外,黑河下游湿地土壤干化、沙化过程中,表层0—10 cm土壤有机氮组分含量变化明显,其中土壤氨态氮对生态环境变化最为敏感。     

陕西关中小麦-玉米轮作区协调作物产量和环境效应的农田适宜氮肥用量

为了确定陕西关中小麦-玉米轮作区兼顾作物产量和环境效应的农田适宜氮肥用量,通过玉米-小麦-玉米连续3季田间试验研究了作物产量、氮肥利用效率、氮肥表观损失和土壤氮素平衡等对施氮量的响应。结果表明,随着氮肥用量的增加,不同年份作物产量和3季作物累计产量均表现为先增加后降低的趋势,而累计氮肥农学效率、氮肥表观利用率、氮肥吸收效率和氮肥偏生产力均表现为显著的降低趋势。土壤氮素平衡结果表明,随着施氮量的增加,低量施氮时(小麦施N150 kg/hm2,玉米施N180 kg/hm2),氮肥残留显著增加,表观损失和损失率变化不明显,而高量施氮时(小麦施N150 kg/hm2,玉米施N180 kg/hm2),氮肥残留变化不明显,表观损失和损失率却显著增加。回归和相关分析显示,矿质氮在土壤较深层次(100—200cm土层)大量累积是氮肥表观损失的重要途径之一。小麦施N 150 kg/hm2、玉米施N 180 kg/hm2时,作物即可获得相对较高的产量和氮肥利用率,且能保持作物收获前后土壤无机氮库的基本稳定,同时也可将氮肥表观损失降至较低水平。     

华北盐渍化草地土壤净氮矿化速率对不同水平氮添加的响应

对于养分贫瘠的盐渍化草地生态系统, 大气氮沉降如何影响土壤氮循环过程是一个目前尚未解决的问题。该研究在位于华北地区山西省右玉县境内的盐渍化草地建立了一个模拟氮沉降的试验平台, 设置8个氮添加水平, 分别为0、1、2、4、8、16、24、32 g·m^-2·a^-1 (N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24、N32), 生长季5-9月, 每月月初以喷施的方式等量添加NH₄NO₃。从2017年5月到2019年10月, 运用顶盖PVC管法每月一次进行净氮矿化速率的测定同时计算了净氮矿化速率对不同水平氮添加的敏感性。主要结果表明: (1)高水平氮添加(N16、N24、N32)显著增加土壤无机氮库; (2)该盐渍化草地土壤氮矿化以硝化作用为主, 经过3年氮添加以后, 高氮添加(N24、N32)显著促进了土壤净硝化速率, 并且不同氮添加水平在不同的月份和年份中表现出差异性响应; (3)不同氮添加水平对土壤净氮矿化敏感性的影响在不同降水年份差异显著, 短期低水平氮添加提高了土壤净氮矿化的敏感性, 而高水平氮添加降低土壤净氮矿化敏感性; (4)盐渍化草地土壤净氮矿化速率与土壤温度和水分呈正相关关系, 与土壤pH呈负相关关系。因此, 在当前氮沉降增加的背景下, 北方盐渍化草地土壤氮矿化速率对低氮添加的敏感性较高, 结合氮沉降的特点, 未来模型预测应该同时考虑氮沉降对盐渍化草地的可能影响。     

Differentiation of nocardia species by PCR-randomly amplified polymorphic DNA fingerprinting

Representatives of fifteen validly described and three non-validly described species of Nocardia were assigned to nineteen groups based on an optimised PCR-randomly amplified polymorphic DNA fingerprinting technique. Species specific banding patterns were recognised for the representatives of N. brasiliensis, N. crassostreae, N. farcinica, N. otitidiscaviarum and N. seriola. Unique banding patterns were also seen for the type strains of N. brevicatena, N. carnea, N. salmonicida, N. uniformis and N. vaccinii, and for the single representatives of "N. fusca", "N. pseudosporangifera", and "N. violaceofusca". More than one banding pattern was detected for the N. asteroides, N. flavorosea, N. nova, N. pseudobrasiliensis and N. transvalensis strains though in the case of the representative strains of N. nova and N. transvalensis the patterns were similar for each of these species. The results are in line with current trends in nocardial systematics thereby indicating that PCR-randomly amplified polymorphic DNA fingerprinting provides valuable data for the classification and identification of pathogenic nocardiae to the species level.     

冬玉米对氮肥的吸收利用和需求

在不同施氮量下 ,研究了冬玉米对氮肥的吸收利用 ,结果表明 :(1 )冬玉米地上各部分中氮的累积随着用氮量的增加而增加 ,花丝期前的吸收量均多于后期 ,但高氮区的前期吸氮比大于低氮区 ;(2 )营养体氮的转移率随施氮量的增加而降低 ,但绝对量依然是高氮处理大于低氮处理 ,其中雄穗的转移率最高 ,叶的转移量最大 ;(3 )氮肥利用率随施氮量的增加而提高 ,但氮的生产力下降。根据试验结果 ,在肥力好的土地上种植冬玉米以 1 80～ 2 70 kg N/hm2比较适宜     

懒猴属的核糖体DNA变异及其种间分化关系

用１５种限制性内切酶和人２８Ｓ、１８ＳｒＤＮＡ探针构建了懒猴属各物种核糖体ＤＮＡ重复单位的限制性内切酶图谱。在进化速率较高的非转录间隔区,在大、中、小懒猴中分别定位了２３、２４、２４个酶切位点。大懒猴与中懒猴有１２个位点不同,与小懒猴有１４个位点不同,而中、小懒猴间则只有一个位点的差异。经过计算,大懒猴与中懒猴的遗传距离值为１２．６５％,与小懒猴的差异为１４．２４％,中、小懒猴间的差异则仅为０．７     

短期内^15N标记的铵盐和硝酸盐在青藏高原高寒草甸中的运移规律

运用^15N稳定性同位素示踪技术,对高寒草甸植物和土壤微生物固持沉降氮的能力及沉降氮在小嵩草（Kobresia pygaea)草甸中的运移规律进行了研究。施肥2周后,NO3^-－^15N和NH4^ －^15N的总恢复率分别为73．5％和78％。无论是NO3^-－^15N,还是NH4^ －^15N植物所固持的^15N总是比土壤有机质或者是土壤微生物固持的多。4周后,70．6％的NO3^-－^15N和57．4％的NH4^ －^15N被固持在土壤和植物中。其中,土壤微生物所固持。在施肥6周和8周后,NO3^-－^15N的总恢复率分别为58．4％和67％,而NH4^ －^15N的总恢复率分别为43．1％和49％。植物和土壤微生物所固持的NO3^-－^15N比NH4^ －^15N多。在整个实验期间,植物固持的NO3^-N较多,而且比土壤微生物固持了较多^15N。由于无机氮的含量一直很低,无机氮库所固持的^15N一般不超过1％。上述结果意味着短期内植物在高寒草甸中对沉降氮的去向起着决定作用。     

Plant Regeneration from Mesophyll Protoplasts of Several Nicotiana Species

In a search for model systems in plant cell genetics studies mesophyll protoplasts from eleven species of Nicotiana with low chromosome number (N. acuminata, N. alata, N. glauca, N. glutinosa, N. langsdorffii, N. longiflora, N. otophora, N. paniculata, N. plumbaginifolia, N. suaveolens, N. sylvestris) were shown to divide in a liquid culture medium. Plants were recovered from calli originating from protoplasts of all these species except N. glutinosa.     

冬枣对不同形态氮素的吸收与利用

以2年生盆栽鲁北冬枣为试材,研究了其对尿素、甘氨酸（Gly）和谷氨酸（Glu）的吸收利用与响应特性．结果表明：3种形态氮均可被冬枣吸收利用,与尿素相比,氨基酸态氮吸收的量较少．若尿素的吸收量以100％计,则叶片对Gly和Glu的相对吸收量分别为28．88％和11．73％,吸收到的氮素主要分配到叶片和枣头枝中;而根对Gly和Glu的相对吸收量则分别为50．48％和42．72％．冬枣吸收尿素、Gly和Glu后,叶片中的谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性提高,可溶性蛋白质含量增加;但不同形态氮素处理对硝酸还原酶（NR）活性的影响存在差异,尿素可显著提高NR活性,Glu对NR活性影响不大,Gly降低了NR活性．与尿素相比,氨基酸态氮能明显提高冬枣果实的着色个数、着色面积以及果实中可溶性固形物含量．     

氮素添加对黄土高原典型草原长芒草氮磷重吸收率及C:N:P化学计量特征的影响

 为了解氮素沉降对草地群落的影响, 通过人工氮肥添加模拟试验, 研究了黄土高原天然草地优势植物长芒草(Stipa bungeana)在不同施氮水平下叶片和立枯物碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量的变化特征, 探讨了N素增加对N、P重吸收率和C : N : P化学计量比的影响及其内在联系。结果表明: 氮素添加显著增加了长芒草叶片的C、N和立枯物的N、P含量, 对叶片P和立枯物C含量无显著影响; 氮素添加显著降低了长芒草的N、P重吸收率, 对照处理的N、P重吸收率最高, 分别为60.35%和
71.75%, 并且, 在相同氮素处理条件下P的重吸收率显著大于N重吸收率; 随着氮素添加量的增大, 叶片的C : N降低, N : P和C : P增加, N : P为18.25–29.01。研究表明, 黄土高原天然草地群落主要受P限制, 随氮素沉降增加, P限制进一步加剧; 长芒草较高的N、P重吸收率是保证其在贫瘠的土壤中生存的重要机制。     

Global patterns and substrate‐based mechanisms of the terrestrial nitrogen cycle

Nitrogen (N) deposition is impacting the services that ecosystems provide to humanity. However, the mechanisms determining impacts on the N cycle are not fully understood. To explore the mechanistic underpinnings of N impacts on N cycle processes, we reviewed and synthesised recent progress in ecosystem N research through empirical studies, conceptual analysis and model simulations. Experimental and observational studies have revealed that the stimulation of plant N uptake and soil retention generally diminishes as N loading increases, while dissolved and gaseous losses of N occur at low N availability but increase exponentially and become the dominant fate of N at high loading rates. The original N saturation hypothesis emphasises sequential N saturation from plant uptake to soil retention before N losses occur. However, biogeochemical models that simulate simultaneous competition for soil N substrates by multiple processes match the observed patterns of N losses better than models based on sequential competition. To enable better prediction of terrestrial N cycle responses to N loading, we recommend that future research identifies the response functions of different N processes to substrate availability using manipulative experiments, and incorporates the measured N saturation response functions into conceptual, theoretical and quantitative analyses.     

黄土高原沟壑区森林带不同植物群落土壤氮素含量及其转化

为了探讨在黄土高原退耕还林还草过程中植物群落对土壤氮素含量及形态分布的影响,本文选择退耕历史较长的黄土高原沟壑区——安塞县洞子沟流域8种典型植物群落下0-10cm和10-20cm的土壤为对象,测定了土壤中有机氮、矿化氮、微生物量氮、硝态氮和铵态氮的含量。结果表明,从草本群落到乔灌草群落,土壤各形态氮素含量均增加,整体表现为乔灌草群落>灌草群落>草本群落。然而人工刺槐林的土壤氮素水平远低于自然恢复的乔灌草群落,甚至低于灌草群落。0-10cm 土层各形态氮素均高于10-20cm 土层。硝态氮对植物群落的变化最为敏感,可作为土壤氮素水平的敏感指标。土壤有机质、pH、容重与氮素含量极显著相关,各种氮素间极显著正相关。各种氮素占总氮的比例对总氮的变化有着不同的响应,有机氮、可矿化氮和微生物量氮占总氮的比例相对稳定,硝态氮占总氮的比例随总氮含量的增加而增加,铵态氮占总氮的比例随总氮含量的增加而降低。     

Contrasting Effects of Substrate and Fertilizer Nitrogen on the Early Stages of Litter Decomposition

Commonly observed positive correlations between litter nitrogen (N) concentrations and decomposition rates suggest that N frequently limits decomposition in its early stages. However, numerous studies have found little, if any, effect of N fertilization on decomposition. I directly compared internal substrate N and externally supplied inorganic N effects on decomposition in sites varying in soil N availability. I decomposed eight substrates (with initial %N from 0–2.5) in control and N-fertilized plots at eight grassland and forest sites in central Minnesota. N fertilization increased decomposition at only two of eight sites, even though decomposition was positively related to litter N at all sites and to soil N availability across sites. The effect of externally supplied N on decomposition was independent of litter N concentration, but was greater at sites with low N availability. The inconsistent effects of substrate and externally supplied N may have arisen because decomposers use organic N preferentially as an N source; because inorganic N availability across sites or with fertilization induced changes in microbial community attributes (for example, lower C:N or greater efficiency) that reduced the response of decomposition to increased inorganic N supply; or because the positive correlation between litter N or site N availability with decomposition was spurious, caused by tight correlations between litter or site N and some other factor that truly limited decomposition. These inconsistent effects of substrate N and external N supply on decomposition suggest that the oft-observed relationship between litter N and decomposition may not indicate N limitation of decomposition.     

模拟氮沉降对克氏针茅草原土壤有机碳的短期影响

为更好地了解天然草地土壤有机碳对氮沉降增加的响应,2011年在内蒙古太仆寺旗的克氏针茅(Stipa krylovii)草原上开展了模拟氮沉降的控制实验,设置对照(CK)和5个模拟氮沉降(NO-3)处理,分别为2(N1)、5(N2)、10(N3)、25(N4)和50 g N m-2a-1(N5)。生长季末,采集每个样地中0—2 cm和2—10 cm深度土壤进行有机碳含量及组成的分析,并进行实验室矿化培养。结果表明,土壤颗粒态有机碳(POC)对氮添加响应敏感,N1和N2处理下的POC含量高于CK,N3、N4和N5处理则低于CK。5个模拟氮沉降处理下的矿质结合态有机碳(MOC)含量均高于对照,但差别不显著。不同氮沉降水平下0—2 cm土层的碳矿化潜势为N2N1N4N3CKN5,且N1,N2,N3和N4处理均显著高于CK和N5;2—10 cm土层的碳矿化潜势为N2N1N3CKN4N5,N1、N2和N3显著高于CK、N4及N5。不同施氮处理对群落净第一性生产力有明显影响,N5的净第一性生产力和地上生物量显著低于对照和其它施氮处理,N1的0—10 cm地下生物量显著高于对照和其它处理,N5的凋落物量显著高于对照。模拟氮沉降短期内对土壤总有机碳(SOC)含量无显著影响。     

Root growth and nitrogen uptake in sycamore (Acer pseudoplantanus L.) seedlings in relation to nitrogen supply

Acer pseudoplatanus L. trees were grown in sand culture for 2 years and, in 1988, supplied with either 1.0 mol N m^-3 (low N) or 6.0 mol N m^-3 (high N) to precondition their growth. In 1989, the same trees received either high or low nitrogen, producing four treatments; High N in 1988/High N in 1989; High N in 1988/Low N in 1989; Low N in 1988/Low N in 1989; and Low N in 1988/High N in 1989. Plant growth was affected by N supply in both years. In 1989 the Low N/High N treated trees had the same overall mass, leaf mass and stem girth as the High N/High N treatment. Early spring growth of foliage and roots was conditional on nitrogen supplied in the previous season. Later, the rapid increases in leaf, stem and root growth under high N was through root uptake. Internal partitioning of growth was affected, with the Low N/High N treatment producing more new leaves on axillary shoots, and more new white roots on existing structures, than the Low N/Low N treatment. Despite effects of the N preconditioning on the structure of both canopy and root system, nitrogen uptake was solely dependent on the current nitrogen supply.     

猪粪堆肥化处理过程中的氮素转变及腐熟度研究

经过63d堆肥化处理后,猪粪与木屑混合堆肥及猪粪,木屑与树叶混合堆肥的T－N分别从开始的1．57％和1．78％增加到2．0％和2．11％;水溶性NO3－N／水溶性T－N均从接近于0的水平增加到3％左右;水溶性有机N／水溶性T－N分别增加到70％和76％;水溶性NH4－N／水溶性T－N则分别从开始52％和61％下降至堆肥结束时的30％和24％。种子发芽系数的测定结果表明,加入树叶有利于猪粪的腐熟化,可使猪粪堆肥化处理所城的时间从42d缩短至35d。化学指标与种子发芽系数的相关分析结果表明,水溶性NH4－N／水溶性T－N,水溶性NO3－N／水溶性T－N和水溶性有机N／水溶性T－N均与种子发芽系数呈显著相关,可作为堆肥的腐熟度评价指标。     

减量施氮对玉米-大豆套作系统下作物氮素吸收和利用效率的影响

为探索玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收的差异特性,揭示减量施N对玉米-大豆套作系统的N高效利用机理。利用15N同位素示踪技术,结合小区套微区多年定位试验,研究了玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米-大豆套作(IMS)及不施N(NN)、减量施N(RN:180 kg N/hm2)、常量施N(CN:240 kg N/hm2)下玉米、大豆的生物量、吸N量、N肥利用率及土壤N素含量变化。结果表明,与MM(SS)相比,IMS下玉米茎叶及籽粒的生物量、吸N量降低,15N%丰度及15N吸收量增加,大豆籽粒及植株的生物量、吸N量及15N吸收量显著提高;IMS下玉米、大豆植株的N肥利用率、土壤N贡献率、土壤15N%丰度降低,15N回收率显著增加。施N与不施N相比,显著提高了单、套作下玉米、大豆植株的生物量、吸N量、15N丰度及15N吸收量;RN与CN相比,IMS下,RN的玉米、大豆植株总吸N量提高13.4%和12.4%,N肥利用率提高213.0%和117.5%,土壤总N含量提高12.2%和11.6%,土壤N贡献率降低12.0%和11.2%,玉米植株15N吸收量与15N回收率提高14.4%和52.5%,大豆的则降低57.1%和42.8%,单作与套作的变化规律一致。玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收存在数量及形态差异,减量施N有利于玉米-大豆套作系统对N肥的高效吸收与利用,实现作物持续增产与土壤培肥。     

减量施氮对冬小麦-夏玉米种植体系中氮利用与平衡的影响

研究了冬小麦-夏玉米种植体系中减量施N对作物N利用与平衡的影响,结果表明,与原有高量施N处理(N240和N360)相比,在冬小麦季减半施N未引起产量和吸N量的变化。但在原有低量施N处理(N120)下减半施N显著降低了小麦产量和吸N量;在夏玉米季,在上季减半施N的基础上停止施N后作物产量和吸N量均比原固定施N处理显著下降,N平衡计算结果表明,减量施N条件下0～1m土壤N残留和表观损失的数量均显著低于原有施N量处理,作物N利用率显著提高,但在1～2m层次中累积的硝态氮却不因减量施N而下降,说明这一土层的硝态氮可能难以被作物吸收利用,由此可见,在前茬高施N量下减少氮肥用量有利于提高作物的氮肥利用率、减少N残留与表观损失。     

亚热带杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林生长与土壤养分对氮沉降的响应

为探讨亚热带森林对氮沉降增加的响应,项目在杉木人工林中开展了野外模拟N沉降试验,分N0(对照)、N1、N2、N3等4种处理,N沉降量分别为0、60、120、240(kgNhm-2a-1)。通过3a的研究发现,中高氮处理(N2、N3)明显促进了杉木胸径的生长,而低氮处理(N1)则没有产生明显影响。氮沉降对树高生长也有明显的促进作用,但随着氮沉降水平的增加其影响有减弱趋势。通过各水平N处理后,杉木年平均蓄积增长量分别为28.82、28.96、32.63m3hm-2和33.68m3hm-2,表明N沉降在一定程度上增加了林分蓄积量的积累,但处理之间的差异没有达到统计上的显著性水平。随着氮沉降水平的增加,NH4 -N和NO3--N含量明显上升,而土壤pH值、有机质、速效P、速效K和交换性Ca、Mg含量则呈下降趋势。杉木针叶养分状况对氮沉降的响应也比较敏感,N1、N2、N3处理使针叶平均N含量分别增加18.25%、11.68%和13.14%,但对P、K、Ca、Mg含量表现出一定的抑制作用。