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.     

水曲柳和蒙古栎光合特性和生长对不同氮素形态的响应

为了探讨不同氮素形态对树木幼苗生长和光合特性影响的差异,及其对不同氮形态的适应策略,以水曲柳（Fraxinus mandshurica）和蒙古栎（Quercus mongolica）1年生幼苗为研究对象,通过盆栽试验施加硝态氮、铵态氮和有机氮,采用了双因素方差分析,确定氮素形态和树种对生长和光合指标的影响及其交互作用,采用Spearman秩相关分析生长指标和光合指标的相关性。结果表明：氮素形态处理和树种及其交互作用对幼苗的生长和生理指标的影响均达到显著水平（P<0.05）,氮素形态对光合和生长的影响在2树种间存在显著差异（P<0.05）。有机氮处理组较对照组和其他氮素形态处理组更有利于蒙古栎的生长;3种氮素形态处理组的水曲柳生长指标均显著高于对照组（P<0.05）,但是氮素形态处理间水曲柳的生长指标差异不显著（P>0.05）。通过对水曲柳、蒙古栎的生长和生理指标的相关性分析,发现水曲柳的光合指标间呈显著正相关关系（P<0.05）,但光合指标与叶片氮质量分数的相关性不显著（P>0.05）,生长指标高生长量与光合指标光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率均呈显著...     

氮胁迫对水曲柳幼苗养分吸收、利用和生物量分配的影响

树木受到环境胁迫时发生形态和生理上的改变,以便获取对其生长发育限制最严重的资源．在东北林区凋落物因受温度影响分解速度和有机物矿质化过程缓慢,森林树木常受到氮营养胁迫．通过温室栽培试验,对氮胁迫下水曲柳幼苗生长的生理学和形态学指标进行了研究．结果表明,在氮胁迫下,水曲柳幼苗的净氮吸收速率和净磷吸收速率都会减少,但在生长前期氮利用效率和磷利用效率高于氮供给充足(8mmol·L^-1)和过量(16mmol·L^-1)时的氮利用效率和磷利用效率．当氮供给浓度不足时,叶重比减少,而特定叶面积和根重比增加．相对生长速率随氮供给浓度增加而增加．在氮胁迫下净同化速率下降,导致总生物量下降．在幼苗生长前期,水曲柳幼苗处于氮胁迫时根／茎比显著大于氮供给充足或过量时的根／茎比。而在生长后期。根／茎比没有显著差别．     

落叶松幼苗碳素和氮素的获取与分配对供氮水平的响应

落叶松(Larix gmelinii)是中国东北林区最重要的工业用材树种,而且在北温带森林中具有重要的生态学意义。落叶松的种植区域内气温低、冬季长,氮素矿化速度低,供氮不足常常成为落叶松生长的限制因素。为揭示落叶松生长与氮素营养的关系,采用沙培法设置了1、4、8和16 mmol·L^-1 4个供氮水平,研究了不同供氮条件下落叶松一年生幼苗对碳和氮的获取与分配的规律。结果显示,落叶松幼苗的生物量、全株氮浓度、氮含量、比氮吸收速率均随供氮水平的增加而升高,叶重比(LWR)、茎重比(SWR)及叶氮比(LNR)、茎氮比(SNR)亦随供氮水平的增加而增加,而根重比(RWR)和根氮比(RNR)则随供氮水平的增加而降低。当供氮水平从1 mmol·L^-1增加至8 mmol·L^-1时,落叶松幼苗相对生长速率呈线性增加,而全株氮生产力几乎未受供氮水平的影响;当供氮水平从8 mmol·L^-1增加至16 mmol·L^-1时,全株相对生长速率不再增加,全株氮生产力则显著下降。与全株氮生产力的变化不同,落叶松幼苗的叶氮生产力与供氮水平呈负相关。     

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.     

减量施氮与大豆间作对蔗田氮平衡的影响

通过2010—2013年的大田试验,探讨了2个施氮水平(300和525 kg·hm-2)和3种种植模式(甘蔗、大豆单作及甘蔗-大豆1∶2间作)对蔗田大豆固氮、甘蔗和大豆氮素累积及氨挥发和氮淋溶的影响.结果表明:与大豆单作相比,甘蔗-大豆间作的大豆固氮效率下降,但不同施氮水平间作模式之间无显著差异.不同施氮水平和种植模式对甘蔗、大豆氮素累积无显著影响.减量施氮水平下氨挥发量低于常规施氮处理,不同施氮水平和种植模式对氮淋溶量无显著影响.除2011年甘蔗单作减量施氮水平下出现蔗田氮素亏缺(-66.22 kg·hm-2)外,其余不同年份不同种植模式下氮素都处于盈余状态(73.10~400.03 kg·hm-2),施氮水平显著影响了蔗田的氮素盈亏,且常规施氮水平下氮素盈余量显著高于减量施氮处理,过高的氮素盈余增加了氮素污染农田环境的风险.从培肥地力、降低氮素污染环境的风险和节约生产成本等方面考虑,减量施氮水平下甘蔗-大豆间作模式具有一定的生态合理性.     

水氮胁迫对长白山阔叶红松林优势树种水分利用的影响

全球氮沉降加剧在影响植物生长的同时可能改变植物水分利用特征,了解氮沉降下植被耗水规律对模拟和预测森林水文循环各分量演变特征意义重大.本研究以长白山阔叶红松林优势树种——蒙古栎、水曲柳和紫椴树为研究对象,通过氢氧同位素示踪法,分析不同氮素添加量(低氮添加组11.8 kg ? hm-2,LN;高氮添加组23.6 kg ? ...     

东北森林与生态平衡

东北地区包括辽、吉、黑三省和内蒙古东部四盟,为一个完整的自然经济区域,本区内森林资源丰富,自古称著于世。从地质年代第四纪之后,本区植物群落基本形成,大兴安岭南北两坡分布茂密的寒温带针叶林,小兴安岭、完达山、老爷岭、张广才岭以及长白山林区生长的红松为主的针阔叶混交林。林区的特点是珍贵树种较多,如红松、落叶松、云冷杉、樟子松等针叶树种,椴、水曲柳、黄菠萝等阔叶树种。林区内动、植物种类繁多,经济价值较高,如出产著名的东北虎、驼鹿、紫貂、黑熊等     

土壤易矿化有机态氮和微生物态氮作为土壤氮素生物有效性指标的评价

通过盆栽试验研究了土壤易矿化有机态氮和土壤微生物态氮与土壤净矿化氮及植物吸氮量之间的关系。结果表明,种植前土壤易矿化有机态氮和土壤微生物态氮以及种植前后土壤易矿化有机态氮的变化量均与土壤氮素净矿化量和植物吸氮量之间存在显著的相关性。在盆栽试验条件下,土壤易矿化有机态氮和种植前土壤微生物态氮能够较好地反映土壤氮素的矿化和供应能力,可以作为土壤氮素的生物有效性指标。     

华北平原种养一体规模化农场氮素流动特征及利用效率——以河北津龙循环农业园区为例

种养一体规模化、集约化是华北平原农业发展的必然趋势,而氮素是连接种植养殖的主要养分资源,以河北津龙循环农业园区为例,采用文献资料、实地调查方法分析农场水平氮素流动特征及利用率,并通过情景分析方法提出农场氮素管理措施,为实现农场水平氮养分资源高效利用、提高农场生产系统生产力和改善华北平原循环农业模式提供技术支撑和科学依据.结果表明: 在农场水平下,化肥和有机肥输入氮量674.6 kg·hm^-2·a^-1,占总输入氮量的88.3%,氮利用率为41.5%,种植系统氮盈余量190.7 kg·hm^-2·a^-1,施氮量过多是造成种植系统氮利用率低和氮素盈余量高的主要原因.养殖系统中外购饲料提供氮量占饲料总输入氮量的83.2%,粪尿排氮量为776.6 t·a^-1,而还田比例仅为36.3%,氮利用率19.7%.农场水平氮总利用率为40.7%.情景分析表明,农田减少化肥施氮量50%(情景1)、增加来自农场内部玉米籽粒产量(情景2)措施,可分别使种植系统氮利用率提高34.6%和15.6%,同时农场水平氮总利用率分别提高18.7%和9.8%;另外,优化养殖系统饲料结构(情景3),可使氮总利用率提高19.1%.因此,减少化肥氮施用量、调整作物种植结构、优化饲料结构等,是提高农场氮生产力和实现环境友好双赢效果的措施和途径.     

磷胁迫对水曲柳幼苗叶绿素合成、光合作用和生物量分配格局的影响

采用沙培试验对水曲柳幼苗磷胁迫与叶绿素合成、光合作用和生物量分配的关系进行了研究．结果表明,在磷胁迫下,水曲柳幼苗叶片内5-氨基乙酰丙酸(ALA)合成速率和胆色素原(PBG)合成酶活性下降,但叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及类胡萝卜素含量没有显著变化;水曲柳幼苗叶片和根中N浓度下降。P在各个部位的浓度也相应减少。表明N和P在苗木生理过程中具有协同作用．叶片中N浓度下降引起光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光量子效率(Fv／Fm)、PSⅡ的光化学效率(ΦpsⅡ)、电子传递速率(ETR)以及最大光合速率(Amax)下降．磷胁迫对叶绿素合成的影响与Amax下降无关．在磷胁迫下,水曲柳幼苗总生物量下降,且生物量分配倾向于地下部分。而在P充足或过剩条件下,生物量主要分配于地上部分．     

空气NH3增高情况下不同形式氮源对荫香光合作用和氮利用的影响

 生长在供给NO-3 N、NH+4 N和NH4NO3 N氮源下的荫香（Cinnamomum burmanni）幼树暴露在增高空气NH3浓度下30 d。利用气体交换测定和氮分析研究了植株的光合作用、氮利用和氮在光合过程一些组分中的分配,根据Farquhar-von Caemmerer模式得出相关光合参数。结果表明在增高空气NH3下生长于NO-3 N的植株Rubisco最大羧化速率（Vcmax）和最大光合电子传递速率（Jmax）较正常空气下的高,但生长于NH+4 N和NH4NO3 N的植株则较正常空气下的低。无论生长于何种形式氮下的植株,在空气NH3增高下以单位叶面积为基准的叶氮含量（Na）显著增高（p<0.05）。在增高空气NH3下,生长于NO-3 N下的植株,其类囊体氮量（NT）、Rubisco氮（NR）和结合于光合电子传递链的氮（NE）的含量较正常空气下的增高（p<0.05）;而生长于NH+4 N和NH4NO3 N下的植株则较正常空气下的低。表明在空气NH3增高下生长于NO－3 N的植株能有效地利用氮合成光合过程必要的组份,而生长于NH+4 N和NH4NO－3 N的植株氮在NT、NR和NE的分配受到部分限制。在空气NH3增高下生长于NO－3 N和NH4NO3 N的植株,其以单位干重为基准的有机氮量较正常空气下的高,但生长于NH+4 N的植株则较正常空气下的低,此外在空气NH3增高下生长于NO－3 N的植株的可溶性蛋白氮较正常空气下增高,而生长在NH+4 N的植株亦见降低。结果表明空气NH3增高可能有利于NO－3 N下生长的荫香植株利用空气中的氮,促进叶片光合速率提高,而空气NH3增高能抑制NH+4 N或NH4NO3 N下生长的荫香植株光合作用和氮的利用和再分配。     

退化草地恢复过程中土壤氮素状况以及与植被地上绿色生物量形成关系的研究

 研究了在不同放牧率下形成的不同退化阶段的草地各形态氮素（全氮、硝态氮、铵态氮、无机氮和微生物氮）的变化情况,同时也研究了植被地上绿色生物量与各形态氮素季节变化的同步性关系。土壤全氮含量相对稳定,随草地植被状况和植物生长时期变化不大,说明土壤总氮库有相当的弹性。土壤硝态氮（NO－3-N）、铵态氮（NH+4-N）、无机氮（IN）和微生物氮（Micro-N）季节变化明显。土壤Micro-N和NO-3-N含量随植物生长逐渐降低,到植物枯黄期含量又回复到较高的水平;土壤NH+4-N含量随植物生长有逐渐升高的趋势;IN则随着植物的生长出现低-高-低-高的特点,且与植被地上绿色生物量呈显著负相关（R=-0.247, p<0.01）。在放牧条件下草原植物优先利用NO－3-N,NO－3-N与植被地上绿色生物量有显著的负相关性,是形成草原植被地上绿色生物量的有效性氮素。Micro-N能解释土壤IN 22.3%的变异（R2=0.223, p<0.01）,Micro-N是土壤无机氮的重要来源。土壤NH+4-N与Micro-N呈显著负相关（R=-0.222, p<0.01）,说明土壤微生物对土壤NH+4-N有偏好吸收。总体上,不同形态的氮素在各土壤层次间差异显著,随土壤层次的加深含量逐步降低。连续放牧11年恢复两年后,各氮素组分对放牧压力消除的响应并不一致。土壤全氮含量与停止放牧前相比变化差异不显著;而Micro-N对放牧压力消失的响应在不同处理下整个生长季的结果比较一致,即以前过度和中度放牧处理的Micro-N含量较高,无牧和轻牧含量较低;IN、NH+4-N和NO－3-N变化比较复杂,在不同放牧恢复处理上结果并不一致。总的来看,以前中度和过度放牧的IN、NH+4-N和NO－3-N含量较高,存在潜在损失的可能。经过两年的恢复,植被地上绿色生物量（8月）过牧处理与无牧处理差异不显著。     

不同氮素形态比例对五味子幼苗生长特性的影响

以2年生五味子苗木为试验材料,在田间条件下,施以铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)不同比例,分析了叶片可溶性蛋白、叶绿素含量、根系及茎叶中全氮含量、生物量等季节的动态变化规律,探讨了不同氮素形态比例对五味子苗木生长的影响。结果表明,五味子苗木在不同生长时期对不同氮素形态的吸收和利用存在明显差异,NH4+-N和NO3--N对五味子幼苗生长有显著的联合效应。在五味子生长前期,五味子主要以吸收和同化NH4+-N为主,并以铵态氮和硝态氮比例为75∶25时地上部生物量积累较多;而在五味子生长的中后期,五味子主要以NO3--N吸收和同化为主,并以铵态氮和硝态氮比例为25∶75时地上部生物量积累较多。     

不同供氮水平对水曲柳苗木生物量、氮分配及其季节变化的影响

在温室内以水曲柳苗木为材料进行砂培试验,探讨了4种不同氮素浓度处理(1、4、8和16mmol·L^-1)下的水曲柳苗木根系和叶片内氮分配以及对苗木生物量的影响．结果表明,氮素供给浓度显著影响苗木根系氮浓度和叶片氮浓度．随着供氮水平提高,苗木体内根系和叶片氮浓度明显提高．在生长初期(6月)和中期(7、8月),叶片中氮浓度分别高于根系9．40、9．55和4．21mg·g^-1,而在生长末期(9月)叶片中氮浓度低于根系;随着水曲柳幼苗生长发展,体内氮贮量呈明显上升趋势．9月份全株氮贮量比6月份平均增加了4倍．不同氮处理下水曲柳体内氮贮量明显不同．高氮处理下氮贮量平均为N1处理下4倍．氮贮量分配在不同部位有很大不同．分配到叶片中的比例在6月份最高,平均为43％．分配到根系中氮贮量比例随生长而增加,9月份根系氮贮量相对值最高,为81％．如果不考虑氮浓度和季节的作用,根系中分配的氮最多,其次为叶片,茎中最少．     

光照强度和氮水平对白三叶幼苗生长与光合生理特性的影响

采用植物生长箱溶液培养方式,对白三叶幼苗进行了不同光强(2个水平)和氮浓度(5个水平)处理,探讨其生长、生物量和光合生理特征对生境变化的响应.结果表明:两种光强下白三叶幼苗茎和叶生物量随氮素浓度呈先升高后降低,而根系生物量和根冠比则随氮素浓度增高而降低.光照强度降低使白三叶幼苗根、茎、叶和整株生物量分别降低67.8%、29.9%、42.5%和45.2%;低光处理使幼苗的根冠比显著下降,而比叶面积(SLA)明显提高.幼苗根系体积随氮素浓度增高而降低,高生长光强根系体积显著高于低生长光强下的白三叶.幼苗根系表面积、根系长度和根系直径随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,两种不同生长光强下幼苗根系长度和根系直径差异显著,而根系表面积差异不明显.白三叶叶片光合速率(Pn)随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,高生长光强白三叶Pn显著高于低生长光强下的白三叶.两种生长光强间叶片气孔导度(Gs),胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)无显著差异,但氮素浓度对叶片Gs、Ci和Tr均有显著影响.光、氮及其交互作用对白三叶幼苗生长发育产生了显著影响,光照不足和氮缺乏都将导致白三叶幼苗生长减弱,但幼苗对这些不利环境具有较强的调节和适应能力.     

Photosynthesis and nitrogen relationships in leaves of C3 plants

Summary The photosynthetic capacity of leaves is related to the nitrogen content primarily bacause the proteins of the Calvin cycle and thylakoids represent the majority of leaf nitrogen. To a first approximation, thylakoid nitrogen is proportional to the chlorophyll content (50 mol thylakoid N mol^-1 Chl). Within species there are strong linear relationships between nitrogen and both RuBP carboxylase and chlorophyll. With increasing nitrogen per unit leaf area, the proportion of total leaf nitrogen in the thylakoids remains the same while the proportion in soluble protein increases. In many species, growth under lower irradiance greatly increases the partitioning of nitrogen into chlorophyll and the thylakoids, while the electron transport capacity per unit of chlorophyll declines. If growth irradiance influences the relationship between photosynthetic capacity and nitrogen content, predicting nitrogen distribution between leaves in a canopy becomes more complicated. When both photosynthetic capacity and leaf nitrogen content are expressed on the basis of leaf area, considerable variation in the photosynthetic capacity for a given leaf nitrogen content is found between species. The variation reflects different strategies of nitrogen partitioning, the electron transport capacity per unit of chlorophyll and the specific activity of RuBP carboxylase. Survival in certain environments clearly does not require maximising photosynthetic capacity for a given leaf nitrogen content. Species that flourish in the shade partition relatively more nitrogen into the thylakoids, although this is associated with lower photosynthetic capacity per unit of nitrogen.     

草甘膦对可食用蓝藻葛仙米生长和生理的影响

葛仙米（N．sphaeroides）的产量和产地面积逐年减少,这可能与当地广泛使用除草剂草甘膦有关。为此,本文测定了不同浓度（0．15、0．30、0．45、0．6mmol／L）的草甘膦处理的葛仙米的颗粒大小、干重、叶绿素荧光、叶绿素浓度。所有测量参数与浓度和时间显著相关：0．15mmol／L处理组的颗粒直径较对照组小15％（2d后）;叶绿素a浓度和最大量子产率（Fv／Fm）在最高浓度组（0．6mmol／L）4d后开始受到影响;第8天,相对生长速率（以干重计算,大于0．15mmol／L）、光合作用活性（大于0．3mm01／L）均受显著抑制,其中0．15mmol／L处理组相对生长下降60％,而更高浓度处理组出现负生长,0．6mm01／L组藻体漂白死亡。结合实验结果,文章讨论了草甘膦的毒性机理及其对葛仙米（N．sphaeroides）的潜在影响。     

盐渍区农田氮肥施用量对土壤硝态氮动态变化的影响

土壤硝态氮动态变化和残留与农田硝态氮淋溶以及地下水硝态氮污染密切相关。为了促进海河低平原盐渍区农田氮肥合理利用以及农业可持续发展,试验在盐化潮土条件下,通过设计不同施氮量（0,70,140,210kg N hm^-2）处理,重点研究了该区农田氮肥施用量对土壤硝态氮动态、残留以及土壤氮损失的影响。结果表明：（1）0～100cm土壤剖面硝态氮总量随施氮量显著增加,施用氮肥没有改变剖面硝态氮总量随玉米生育进程波状变化趋势,但明显增强了其变化幅度;（2）施氮改变了硝态氮土壤剖面空间分布状态,表现出施氮后上部土层（0～40cm）硝态氮比例显著增加而后迅速降低的趋势;（3）硝态氮残留与氮素损失随施氮量增加而增加,且N210和N140处理下氮素损失量显著高于N70和N0。