增铵营养对小麦氮及矿质营养含量和积累的影响

1　引　　言增铵营养 (ＥＡＮ)即混合形态Ｎ营养 ,是相对于单一ＮＯ-3 营养而提出的旱地作物Ｎ营养的新方法 .旱地作物在ＮＯ-3 营养下生长优于ＮＨ+ 4 营养[6] ,但在增铵营养下小麦等旱地作物的干物质积累和产量显著高于两种单一形态Ｎ营养[1～ 3 ,5,7] .同时 ,我们的研究表明 ,增铵营养对小麦生长的促进效应具有明显的基因型差异[3 ] ,但其生理基础尚不明确 .由于植株对两种形态Ｎ的吸收和积累也影响对其它无机离子的吸收 ,因此 ,在增铵营养下 ,不同小麦基因型对Ｎ及Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ等营养元素的吸收和积累也会存在差异 ,可能影响小麦…     

不同生育时期增铵营养对小麦生长及氮素利用的影响

通过两年的田间试验,研究了不同生育时期增铵营养(EAN)对小麦生长和氮素利用的影响．结果表明,田间增铵营养促进了小麦植株的生长和氮素吸收．其中基肥、分蘖期、拔节期EAN提高了小麦的干物质积累量、地上部氮积累量、有效穗数、叶面积指数、叶片叶绿素含量以及小麦的籽粒产量;孕穗期EAN效果不明显;全生育期EAN在促进生长方面的效果并无明显优势,但可有效降低土壤NO3^--N的淋溶损失．与对照相比,EAN提高了氮流效率和吸收效率,但以拔节前处理最为明显．拔节期EAN主要在于改善后期的叶片光合性能,并促进同化物向籽粒的再分配,而基肥和分蘖期EAN主要在于提高有效分蘖数．     

不同生育时期增铵营养对小麦生长及氮素利用的影响

通过两年的田间试验,研究了不同生育时期增铵营养(EAN)对小麦生长和氮素利用的影响.结果表明,田间增铵营养促进了小麦植株的生长和氮素吸收.其中基肥、分蘖期、拔节期EAN提高了小麦的干物质积累量、地上部氮积累量、有效穗数、叶面积指数、叶片叶绿素含量以及小麦的籽粒产量;孕穗期EAN效果不明显;全生育期EAN在促进生长方面的效果并无明显优势,但可有效降低土壤N₃^--N的淋溶损失.与对照相比,EAN提高了氮流效率和吸收效率,但以拔节前处理最为明显.拔节期EAN主要在于改善后期的叶片光合性能,并促进同化物向籽粒的再分配,而基肥和分蘖期EAN主要在于提高有效分蘖数.     

基于光谱信息的作物氮素营养无损监测技术

氮素是作物生长发育和产量品质形成所必需的营养元素。快速、无损、准确地监测作物氮素状况,对于诊断作物生长特征、提高氮肥运筹水平和利用效率、降低过量施氮带来的农田环境污染,深入开展精确农业和数字农业的研究与应用具有重要意义。本文围绕作物氮素特征光谱产生的机制、反射光谱对氮素营养的响应及光谱指数的生理意义等解析了作物氮素营养光谱无损监测的技术机理,阐明了作物氮素监测的光谱学和生理生态学基础,进而概述了国内外有关作物反射光谱获取及叶片、冠层和空间水平上氮素营养光谱监测的研究进展。针对作物氮素营养监测亟待解决的问题和作物生产需求,提出今后进一步研究的领域应重点围绕氮素生化组分的监测方法、氮素监测模型的普适性、氮素监测仪的开发、地空遥感信息的融合、遥感与其他技术的集成等方面。     

氮形态对不同小麦基因型氮素吸收和光合作用的影响

利用水培试验,研究了3个小麦基因型对不同形态N素吸收和积累的差异.结果表明,在不同N浓度下,小麦对增铵营养和NH⁺的吸收速率显著高于NO₃^-营养,且在较高浓度下,增铵营养处理具有更强的吸收优势.与次敏感型莱州953和钝感型江东门相比,敏感型扬麦158不仅具有较强的NO₃^-和NH⁺吸收能力,而且具有最强的增铵营养吸收能力.增铵营养促进了扬麦158和莱州953对NO₃^-和NH⁺的吸收,但在一定程度上抑制了江东门对NO₃^-的吸收.与NO₃^-营养及NH⁺营养相比,增铵营养显著提高了扬麦158和莱州953的全株、地上部N积累量和叶片光合速率,而对江东门影响较小因此,增铵营养促进了植株的N吸收,提高了N积累和光合速率,从而促进了小麦生长     

形态对不同小麦基因型氮素吸收的光合作用的影响

利用水培试验,研究了3个小麦基因型对不同形态N素吸收和积累的差异,结果表明,在不同N浓度优势,与次敏感型莱州953和钝感到江东门相比,敏感型扬麦158不仅具有较强的NO3^-和NH4^ 吸收能力,而且具有最强的增铵营养吸收能力,增铵营养促进了扬麦158和莱州953对NO3^-和NH4^ 的吸收,但在一定程度上抑制了江东门对NO3^-的吸收,与NO3^-营养及NH4^ 营养相比,增铵营养显著提高了杨表158和莱州953的全株、地上部N积累量和叶片合速率,而对江东门影响较小,因此,增铵营养促进了植株的N吸收,提高了N积累和光合速率,从而促进了小麦生长。     

不同氮效率水稻全生育期内对增硝营养的响应及其生理机制

通过添加硝化抑制剂（二氰胺,DCD）来控制硝化作用的水培试验方法,研究了氮高效水稻品种南光和氮低效水稻品种ELIO的籽粒产量对增硝营养（NH4＋∶NO3-比例为100∶0和75∶25）的响应,同时从产量构成、不同生育时期水稻生长、氮素吸收和同化4个方面研究了造成其产量差异的生理机制。结果表明：增NO3-营养可以显著促进氮高效水稻品种南光的生长,从而使其籽粒产量水平提高21%,而对氮低效水稻品种ELIO的籽粒产量没有显著影响。进一步分析表明：在增NO3-营养条件下,南光的穗粒数增加了25%,结实率增加了16%,而氮低效水稻品种ELIO的结实率和穗粒数在两种营养条件下没有显著变化;增NO3-营养可以促进南光对氮素的吸收,使其在苗期、分蘖盛期、齐穗期和成熟期对氮素的吸收量平均增加了36%,进而促进了其生长,干物质积累量在四个生育时期平均增加了30%;南光叶片硝酸还原酶和根系谷氨酰胺合成酶的活力在增硝营养条件下分别增加了100%和95%,说明增硝营养促进了南光对NH4＋和NO3-的同化利用。与氮低效水稻品种（ELIO）相比,氮高效水稻品种（南光）对增硝营养表现出较强的生理响应。     

增铵营养对小麦光合作用及硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的影响

采用水培试验研究不同形态氮营养(NH4^+／NO3^-分别为0／100、50／50和100／0)对小麦光合作用及氮代谢关键酶活性的影响．结果表明,增铵营养较单—NO₃^-营养显著提高叶片叶绿素含量、净光合速率及可溶性糖含量,叶、根中可溶性蛋白质含量和叶片硝酸还原酶活性。而对谷铵酰胺合成酶活性影响较小．与单—NO₃^-营养相比。增氨营养下叶片较高的可溶性糖含量与净光合速率的提高相关。而维持较高的叶片和根系可溶性糖／可溶性蛋白质比例有利于氮同化和生长．因此,增铵营养下提高了叶片净光合速率、可溶性糖含量和硝酸还原酶活性。维持较高叶片和根系可溶性糖／蛋白质比例。从而促进小麦生长．     

长期灌溉施肥对半干旱区褐土氮、磷和钾库的影响Ⅰ.对褐土农田土壤氮库的影响

采用二次回归通用旋转组合设计,在辽西半干旱区进行了长期田间试验,研究灌水、施氮、施磷和施秸秆对土壤氮素含量的影响.结果表明,灌水在促进作物生长和提高产量的同时,使得土壤中的全氮和水解氮含量有所降低,施氮肥能够提高土壤中的氮素含量,土壤氮素含量随着磷肥施用量的增加先降低后增加,施秸秆能显著提高土壤氮素含量特别是水解氮含量.因此,秸秆施用是保持和提高土壤氮素营养的有效措施.     

长期灌溉施肥对半干旱区褐土氮、磷和钾库的影响

采用二次回归通用旋转组合设计 ,在辽西半干旱区进行了长期田间试验 ,研究灌水、施氮、施磷和施秸秆对土壤氮素含量的影响。结果表明 ,灌水在促进作物生长和提高产量的同时 ,使得土壤中的全氮和水解氮含量有所降低 ,施氮肥能够提高土壤中的氮素含量 ,土壤氮素含量随着磷肥施用量的增加先降低后增加 ,施秸秆能显著提高土壤氮素含量特别是水解氮含量。因此 ,秸秆施用是保持和提高土壤氮素营养的有效措施。     

植物中铵转运蛋白的研究进展

铵转运蛋白在众多生物中被克隆与鉴定,它是一种广泛存在于微生物、植物细胞及动物的细胞膜上主动转运铵离子的载体,分子量约为48kD,含有10～11个跨膜域.本文阐述了植物铵转运蛋白分离鉴定的过程,对于铵转运蛋白的结构、功能、基因表达调控等方面作了较详细叙述.不同氮素条件下,铵转运蛋白基因通过转录调控表现了对铵离子吸收转运的不同特点,使植物根系在较宽的浓度范围中吸收铵离子,为细胞内铵离子库的内稳态提供了理论依据.铵转运蛋白有助于作物更有效的吸收氮素,为农业生产粮食增收提供了有利保障.     

长白落叶松氮素营养及与生长的关系

不同季节测定了不同种源长白落叶松针叶中硝酸还原酶（NR）活力,氮素营养和氨基酸（AA）含量,分析了它们与生长的关系。结果表明,长白落叶松所含氮素营养以NH4－N为主,NO3－N和NO2－N含量很少。不同种源长白落叶松针叶中NH4－N和T－N（NH4－N＋N03－N＋NO2－N）含量与其NR活力呈极显著正相关。生长季初,长白落叶松针叶中氮素营养含量低,与生长呈正相关;生长季中后期,针叶中氮素营养含量高,与生长无相关性。不同种源长白落叶松针叶中AA含量的季节变化与氮素营养相似,但与生长无相关性。生长季初针叶中NR活力与不同种源长白落叶松生长呈显著正相关。初步研究表明,生长李初针叶中NR活力,NH4－N和T－N含量可作为生理生化指标用于长白落叶松种源早期选择。     

不同形态氮素配比对盐胁迫下菊芋幼苗生理的影响

采用砂培方法研究了不同铵硝配比(NH4+/NO3-分别为4/1、1/1、1/4)的氮素营养和盐分胁迫耦合作用下菊芋幼苗的光合作用和离子吸收运输.结果表明:低浓度的盐胁迫对植物生长的抑制作用不大,而高浓度的盐胁迫却能明显抑制菊芋幼苗生物量的积累,在同一盐浓度下,提高硝态氮比例能够缓解盐胁迫对菊芋幼苗生长的抑制,促进菊芋幼苗鲜重和干重的增加;随着盐浓度的增加,菊芋幼苗地上部和地下部的Na+含量显著增加,而K+、Ca2+含量较对照显著降低,提高硝态氮比例有利于菊芋幼苗对K+和Ca2+的吸收和向上运输,从而维持地上部较高的K+/Na+和Ca2+/Na+;在3种铵硝比的氮素营养处理下,随着盐浓度的增加,菊芋幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率较对照均呈显著下降的趋势,细胞间隙CO2浓度则显著增加,提高硝态氮比例可显著提高盐胁迫下菊芋幼苗的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率,同时也能显著降低胞间CO2浓度,其中以铵硝比为1/4的氮素营养供应对盐胁迫的缓解作用相对较好,在100 mmol·L-1NaCl处理下其叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别是铵硝比为4/1的氮素营养处理值的1.63、1.57、1.39、1.37、1.2倍,而胞间CO2浓度则减少了17%.因此相对于铵态氮来说,硝态氮比例的增加有利于维持盐胁迫下菊芋幼苗体内矿质营养元素含量平衡,促进盐胁迫下菊芋光合功能的改善,增强菊芋对盐胁迫的抗性.     

微生物在农业上应用研究的近况

微生物与农业生产的关系十分密切。土壤中微生物对有机质的矿化、腐殖化作用,以及固定大气中氮素的作用,使植物获得赖以生存的营养。另一方面,作物的生长又常常遭受病、虫、鼠、药等灾害的威胁。因此,利用有益微生物和消除有害微生物的研究工作,日益受到人们的重视。     

《旱地作物氮素营养生理生态》出版发行

由中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室上官周平研究员和李世清教授编著的《旱地作物氮素营养生理生态》专著已由科学出版社出版发行。     

《旱地作物氮素营养生理生态》出版

由中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室上官周平研究员和李世清教授编著的《旱地作物氮素营养生理生态》专著已由科学出版社出版发行。     

联合固氮菌的合成生物学研究进展

氮素是作物生长过程中最重要的元素,氮素缺乏将会严重影响作物生长。随着人类对粮食的需求量增加,化学氮肥的施用量越来越多。生物固氮在全球氮素循环中有着重要的作用,60%的氮来源于生物固氮。因此,生物固氮,尤其是能够在作物中定殖的联合固氮菌,最有可能代替氮肥成为粮食作物的主要氮源。长期以来,如何提高生物固氮效率以及在作物中实现生物固氮是生物学家的重要研究方向。合成生物学的出现和发展为能够生物固氮的研究带了新的机遇,有望缓解粮食作物对化学氮肥的大量需求。本文概述了固氮菌的种类、联合固氮菌中固氮基因岛的组成以及转录调控机理,阐述了合成生物学在生物固氮领域中的研究现状,对未来的联合固氮菌合成生物学的发展方向作出了展望。     

《旱地作物氮素营养生理生态》出版发行

由中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室上官周平研究员和李世清教授编著的《旱地作物氮素营养生理生态》专著已由科学出版社出版发行。     

《旱地作物氮素营养生理生态》出版发行

由中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室上官周平研究员和李世清教授编著的《旱地作物氮素营养生理生态》专著已由科学出版社出版发行。     

《旱地作物氮素营养生理生态》出版发行

由中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室上官周平研究员和李世清教授编著的《旱地作物氮素营养生理生态》专著已由科学出版社出版发行。