15N示踪控释氮肥的氮肥利用率及去向研究

选用¹⁵N同位素标记的新型回收塑料包膜控释肥和大颗粒尿素,采用池栽试验研究夏玉米-冬小麦轮作体系中肥料氮的去向及利用率。结果表明,整个轮作体系中,控释肥处理（PCU）作物吸收的肥料氮为241.03 kg/hm,高于尿素处理（Urea)的211.02 kg/hm。控释肥处理施用的肥料氮主要残留在0~40 cm土层,而尿素处理则残留在0~60 cm土层,控释肥延缓了肥料氮向土壤深层迁移的趋势。在夏玉米和冬小麦轮作体系中,控释肥处理的氮肥利用率（32.86%,32.47%）高于尿素处理（28.23%,30.16%）。在冬小麦季,控释肥处理损失率相比尿素处理从36.07% 降至28.75%,而夏玉米季,控释肥处理损失率相比尿素处理从37.17%降至29.50%。玉米季控释肥处理与尿素处理差异不显著,但在冬小麦季控释肥处理的产量显著高于尿素处理。因此,在玉米和小麦整个生长季,新型回收塑料包膜控释肥的养分释放与作物养分需求吻合,既提高氮肥利用率,也降低了肥料氮的损失。     

基于15N示踪技术的植物-土壤系统氮循环研究进展

同位素示踪技术是指外源添加与生物体内的元素或物质完全共同运行的示踪物,用来指示生物体内某元素或物质变化过程的一种方法。利用氮稳定同位素示踪技术,能从本质上揭示生态学过程发生的机理,从而成为生态学科研工作十分重要的工具之一。对近年来15N示踪技术应用于土壤氮素固定、植物氮素营养和植物-土壤系统氮迁移的研究进展进行了综述,并对稳定氮同位素技术在解决相关生态学难题可能的前景和不足方面进行了展望。     

15N交叉标记有机与无机肥料氮的转化与残留

有机无机肥配施能够培肥土壤,改善土壤氮素供给,但目前有机无机肥配施主要集中在化肥氮的研究,忽略秸秆氮对化肥氮转化的影响。为了解秸秆还田对不同氮源转化和残留的影响,采用¹⁵N对尿素和水稻秸秆进行交叉标记,在两种不同肥力水稻土 (粘土矿物类型为1 ∶ 1型红黄泥和2 ∶ 1型紫潮泥) 进行水稻盆栽试验。设置对照(CK),单施尿素(¹⁵NU)、标记尿素与稻草配施(¹⁵NU-S) 和标记稻草与尿素配施(¹⁵NS-U)4个处理。结果表明,水稻吸收的氮素60%以上来自土壤氮,土壤氮素肥力相对较低的红黄泥较之紫潮泥对肥料氮的依赖更强;水稻生长期间微生物同化的尿素氮占标记底物的百分数红黄泥为1.8%-8.3%,紫潮泥为1.8%-19.2%;微生物同化的秸杆氮占标记底物的百分数红黄泥为1.7%-5.0%,紫潮泥为2.0%-6.2%。而粘土矿物固持的尿素氮占标记底物的百分数,红黄泥为0.3%-2.1%,紫潮泥为3.5%-18.7%;粘土矿物固持的秸杆氮红黄泥为0.2%-0.9%,紫潮泥为1.7%-5.0%。水稻成熟期尿素氮的残留率,红黄泥¹⁵NU处理、¹⁵NU+S分别为14.5%和17.0%,紫潮泥分别为16.9%和17.1%。秸秆氮的残留率分别为红黄泥38.8%、紫潮泥41.5%;有机无机肥配施提高了微生物同化化肥氮的能力,降低了粘土矿物晶格固持化肥氮的水平。有机无机配施提高了化肥氮利用率同时,提高了有机形态氮残留,降低了无机形态氮(矿质氮+固定态铵)的残留。     

等量分次施氮对冬枣15N和13C利用与分配特性的影响

以4年生盆栽冬枣为试材,采用¹³C、¹⁵N双标记示踪技术,在果实发育期研究了等氮量分次追施氮肥对冬枣植株¹⁵N和¹³C吸收、利用、积累和分配的影响.结果表明: 至果实采收期,冬枣各器官Ndff值(植株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)随追氮次数的增多而显著增大.生殖器官(果实)和营养器官(叶片、枣吊、新生枣头枝和细根)的¹⁵N分配率以4次追氮处理最高,1次追氮处理最低,贮藏器官(主干、多年生枝和粗根)¹⁵N分配率的趋势相反;4次追氮处理¹⁵N利用率分别比1次和2次追氮处理高27.4%和15.5%.追氮次数越多,植株总氮量和¹⁵N吸收量越大;随时间的推移,1次追氮处理土壤¹⁵N丰度和总氮含量持续降低,2次追氮处理呈先升高后降低的趋势,4次追氮处理变化相对最为平稳,至处理后期显著高于其他处理;果实白熟至采收期,叶片叶绿素、氮含量和净光合速率均表现为4次追氮>2次追氮>1次追氮.不同处理¹³C同化物积累与分配不同.4次追氮处理¹³C固定总量分别是1次和2次追氮处理的1.1和1.2倍.增加追氮次数,促进了¹³C同化物向果实和贮藏器官的转移,而减少了向当年生营养器官的分配.综上,果实发育期4次追氮通过保证根层稳定、充足的氮素供应,提高了对氮素的吸收和利用,进而维持了较高的净光合速率,促进并优化了光合同化物的积累和分配,最有利于冬枣树体的生长及产量和品质的提高.     

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.     

15N同位素稀释法评估甘蔗的生物固氮量

为评估甘蔗生物固氮量,采用15N同位素稀释法,以木薯为参比植物,进行温室桶栽试验.结果表明:甘蔗全生育期植株固氮11.3514％ Ndfa,固氮量每桶0.9269 g.甘蔗根、茎、叶的固氮百分率和固氮量大小依序为叶＞茎＞根.叶的固氮百分率(13.2668％ Ndfa)略高于植株,但两者差异不显著.甘蔗植株全氮量中来自空气氮(生物固氮)、肥料氮和土壤氮的比例分别为11.3514％、7.6857％、80.9629％.甘蔗的氮肥利用率为58.7583％.甘蔗根、茎、叶各部位均有固氮现象,生产上可以用叶代替植株来评估甘蔗的生物固氮量.     

集约化生产对农田土壤碳氮含量及δ13C和δ15N同位素丰度的影响

集约化生产下农田土壤碳、氮含量变化是衡量土壤肥力持久性的重要指标.对常规水稻-蚕豆轮作地、露地蔬菜地、3年塑料大棚地和10年以上塑料大棚地的土壤pH、电导率(EC)、土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)含量及δ13C和δ15N同位素丰度进行测定,研究了集约化生产程度对土壤特性的影响.结果表明： 与水稻-蚕豆轮作地相比,露地蔬菜地、3年塑料大棚地和10年以上塑料大棚地0～20 cm耕层土壤pH分别降低1.1、0.8和0.7,而土壤EC分别是水稻-蚕豆轮作地的4.2、4.9和5.2倍;土壤碳、氮含量随塑料大棚地生产年限的增加总体上呈先增大后减小的趋势.与水稻-蚕豆轮作地相比,10年以上塑料大棚地0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm土层的土壤SOC含量分别下降了54%、46%、60%、63%和59%,土壤TN含量分别下降了53%、53%、71%、82%和85%.农田集约化生产程度显著影响土壤SOC、TN含量和δ13C、δ15N丰度,土壤δ13C丰度与SOC含量呈显著负相关.土壤δ13C丰度可作为评价农田土壤碳循环受人为干扰强度的指标.     

15NO2胁迫下三角梅不同器官的氮素吸收分配动态及代谢规律

近年来研究园林植物消减大气污染物的修复技术及其原理,理清氮氧化物污染对植物生理生态的影响机制,对城市生态环境保护和文明建设具有重要意义。以三角梅(Bougainvillea spectabilis Willd)小苗为研究材料,通过人工模拟熏气法,设计短时间高浓度¹⁵NO₂胁迫处理,以CK为对照,比较8.0μL/L ¹⁵NO₂处理和4.0μL/L ¹⁵NO₂处理对三角梅各器官¹⁵N的吸收量和各器官¹⁵N-氨基酸含量的影响,探究¹⁵NO₂胁迫下三角梅各器官内氮素的吸收分配动态及代谢规律研究。结果表明,¹⁵NO₂胁迫后显著提高了三角梅各器官¹⁵N含量,其中叶片是¹⁵N的主要积累器官。8.0μL/L ¹⁵NO₂处理下三角梅各器官¹⁵     

供氮水平对不同砧穗组合苹果叶片衰老及13C、 15N分配利用的影响

砂培条件下,以2年生烟富3/八棱海棠(乔化)、烟富3/M7(半矮化)和烟富3/M26/八棱海棠(矮化)为试材,采用C、N双标记示踪技术,研究供氮水平(0N、25%N和100%N,100%N为Hoagland完全营养液中的N量)对不同砧穗组合苹果叶片衰老及¹³C、 ¹⁵N分配利用的影响.结果表明:在秋梢停长期,在同一氮素胁迫(0N和25%N)下植株叶片的叶绿素、氮含量和光合速率均以烟富3/八棱海棠最大,其次是烟富3/M7,烟富3/M26/八棱海棠最小,而正常氮素处理(100%N)均以烟富3/M26/八棱海棠最大,其次是烟富3/M7,烟富3/八棱海棠最小;在同一氮素胁迫水平下叶片的SOD和CAT活性均为烟富3/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/M26/八棱海棠,而正常氮素水平均为烟富3/M26/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/八棱海棠;在同一氮素水平下,3种砧穗组合苹果植株根和叶片的¹⁵N、¹³C分配率存在显著差异,氮素胁迫处理植株根的¹⁵N、¹³C分配率最高,表现为烟富3/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/M26/八棱海棠,而正常氮素处理植株叶片的¹⁵N、¹³C分配率最高,表现为烟富3/M26/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/八棱海棠.在不同氮素水平下,3种砧穗组合苹果植株氮肥利用率存在显著差异,且均以烟富3/八棱海棠植株最大,分别为44.3%、37.5%和31.4%,其次是烟富3/M7,分别为38.8%、30.7%和 26.6%,烟富3/M26/八棱海棠最小,分别为32.0%、27.2%和22.5%.     

15N标记稻草中N、C在羊体内的转化和利用

应用¹⁵N标记稻草饲喂3只山羊,以探明羊对稻草N、C化合物的消化、吸收、排泄和转化规律.结果表明,已宰杀的2只羊消化、吸收、转化为羊机体的¹⁵N占试验日粮中¹⁵N富集总量的38.54和23.78%,平均为31.16%.3只羊从粪尿中排泄的¹⁵N各占饲料中¹⁵N的34.78、33.88和33.18%,平均为33.95±0.80%,已屠宰的2只羊对饲料¹⁵N总回收率为73.32和56.96%,损失率为26.68和43.04%.饲料¹⁵N的回收利用率与饲料中氨基酸的消化率(%)相吻合.1、2、3号羊对饲料碳水化合物的消化率分别为76.40、68.66和65.19%.其中饲喂2、3号羊的饲料中都含稻草50%左右,羊对碳水化合物的平均消化率为66.93%.     

凋落叶多样性对杉木幼苗生长及吸收15N标记硫铵的影响

利用¹⁵N硫铵研究了凋落叶多样性对杉木幼苗生长及养分吸收的影响.结果表明,凋落叶多样性的增加有利于盆栽杉木幼苗的生长.杉木、火力楠、红栲和刺楸4种凋落叶混合处理后,杉木幼苗的生长量最大;杉木、火力楠、刺楸3种凋落叶混合处理后的杉木幼苗生长量次之,其它依次为杉木、火力楠、红栲3种凋落叶混合处理>杉木和刺楸凋落叶处理>杉木和红栲凋落叶处理>对照>杉木和火力楠2种凋落叶混合处理>杉木凋落叶处理.就杉木幼苗对硫铵氮的吸收率而言,不作任何处理的杉木幼苗吸收率最高,其次为杉木、火力楠、红栲和刺楸4种凋落叶混合处理,其它依次为杉木、火力楠、刺楸3种凋落叶混合处理和杉木、火力楠、红栲3种凋落叶混合处理>杉木和刺楸凋落叶处理>杉木和红栲凋落叶处理>杉木和火力楠2种凋落叶混合处理>杉木凋落叶处理.另外,用凋落叶处理后,土壤中硫铵氮的残留量比不作凋落叶处理的土壤多,硫铵氮的总回收量也比不作凋落叶处理的土壤大幅增加,而且凋落叶多样性的增加也会增加硫铵氮的残留量.     

氮水平对苹果叶片13C光合产物和15N向果实转移分配的影响

以6年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶苹果为试材,采用C、N双标记技术,研究在果实膨大后期用不同尿素浓度水溶液(N 0%、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%,分别用CK、N₁、N₂、N₃、N₄表示)涂抹果实周围20 cm范围内叶片对叶片¹³C同化能力及¹³C光合产物、¹⁵N向果实转移分配的影响.结果表明: 随着尿素浓度的增加,叶片的叶绿素含量、氮含量、光合速率、山梨醇和蔗糖含量、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性及¹³C同化能力均先升高后降低,均以1.8%尿素涂抹处理最高,清水对照最低.¹³C自留量(自身叶片+自身新梢)以清水对照最高,为81.6%,1.8%尿素涂抹处理最低,为63.5%.向外输出的¹³C光合产物主要分布在标记果实,其次是未标记多年生枝,未标记叶片最低.果实¹³C吸收量随着尿素浓度增加呈先升高后降低趋势,以1.8%尿素涂抹处理最高(1.21 mg·g^-1),清水对照最低(0.51 mg·g^-1);果实¹⁵N吸收量随着尿素浓度增加呈持续升高趋势.表明尿素水溶液叶施可不同程度地提高叶片光合产物和氮素向果实转移分配的能力,以1.8%尿素涂抹处理叶片光合产物向果实转移分配能力最强,同时避免了过多的氮素向果实的输入.     

利用15N示踪技术研究木荷与马尾松幼苗叶片对NO2的吸收与分配

大气氮氧化物(NO_x=NO+NO₂)随着干沉降进入森林生态系统时,会首先接触森林冠层。森林乔木能通过叶片吸收多少NO₂以及对吸收的NO₂是如何分配的,目前尚不清楚。该研究利用¹⁵N稳定同位素示踪技术,对中国南方常见乔木树种木荷(Schima superba)和马尾松(Pinus massoniana)幼苗在黑暗和光照两种条件下进行了¹⁵NO₂静态箱熏蒸实验,检测并分析了两种植物的¹⁵N回收率以及吸收的NO₂在植物各组织中的分配结果。结果显示:植物主要通过气孔吸收NO₂,木荷和马尾松在黑暗条件下整体分别能回收10.3%±5.9%和20.4%±7.0%¹⁵NO₂,在光照条件下整体分别能回收35.9%±5.4%和68.2%±7.6%¹⁵NO₂。两种植物各组织中的平均干质量¹⁵     

节水减氮和品种管理对双季稻CH4的减排效果

秸秆还田、高效肥料、节水减氮是我国农业绿色发展主推技术,高产低排放品种是减少稻田CH₄排放重要方向。为明确秸秆还田下氮肥减量及节水灌溉集成技术对不同品种水稻田CH₄排放的影响,本研究以双季稻为对象,采用随机区组的裂区试验设计,设置施用尿素+间歇灌溉(U)、尿素减量20%+秸秆还田+间歇灌溉(US+S)、控释尿素减量20%+秸秆还田+间歇灌溉(CRUS+S)、尿素减量20%+秸秆还田+节水灌溉(US+S+SWD)共4个主区因素,常规稻和杂交稻作为2个副区因素,利用静态箱-气相色谱法监测双季稻生育期内CH₄排放规律及减排效果。结果表明,碳投入、氮投入、灌溉量和分蘖数是影响双季稻CH₄排放的主要因素。秸秆还田可补充氮肥20%减量的养分,并显著促进常规稻和杂交稻CH₄的排放,其中常规稻增排60.0%～107.8%,杂交稻增排99.8%～107.8%,这主要归结于秸秆还田带来大量碳源。秸秆还田搭配控释尿素并不能减少CH₄排放,较US+S增排1.8%～9.7%(除常规...     

根际优势菌耐药菌株的获得及其15N标记

对两株具有反硝化活性的根际优势细菌进行了耐药性和^１５Ｎ标记;研究了该双标记菌株在土壤中的动态及其活性。结果表明,所用双标记方法是可行的,应用标记菌株可以追踪其在土壤中的消长。结果还表明,标记^1５Ｎ菌株的^１５Ｎ丰度与供试培养基中氮源的^１５Ｎ丰度相近;标记菌株的反硝化活性与出发菌株的相同。     

施肥深度对矮化苹果15N尿素吸收、利用及损失的影响

以5年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究表层(0 cm)、上层(20 cm)和中层(40 cm)3个施肥深度对矮化苹果¹⁵N 尿素吸收、分配及利用特性的影响.结果表明： 20 cm施肥处理的叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量显著高于0和40 cm施肥处理.不同施肥处理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)存在显著差异,盛花期均以根的Ndff最高,多年生枝次之;新梢旺长期和花芽分化期根部吸收的¹⁵N优先向新生营养器官转运;果实膨大期各器官Ndff均达到较高水平;果实成熟期均以果实中的Ndff最高.果实成熟期不同施肥处理的¹⁵N分配率存在显著差异,20 cm施肥处理生殖器官和营养器官的¹⁵N分配率显著高于0和40 cm施肥处理,而贮藏器官的¹⁵N分配率显著低于0和40 cm施肥处理.在果实成熟期,20 cm施肥处理¹⁵N肥料利用率为24.0%,显著高于0 cm(14.1%)和40 cm施肥处理(7.6%),而¹⁵N损失率为54.0%,显著低于0 cm(67.8%)和40 cm施肥处理(63.5%).不同施肥深度土壤¹⁵N残留量随施肥深度的增加而显著增加.     

用15N叶片标记法研究旱作水稻与花生间作系统中氮素的双向转移

在盆栽条件下 ,采用 1 5N叶片富积标记方法 ,研究了旱作水稻与花生间作系统氮素的双向转移及供氮水平对氮素转移的影响。结果表明 :在 15 kg hm- 2、75 kg hm- 2、 15 0 kg hm- 2等 3个氮肥水平下 ,间作水稻的干物质生物量和氮素吸收量分别为9.4 1g株 - 1、12 .0 6 g株 - 1、13.5 3g株 - 1和 2 0 7.35 mg株 - 1、2 4 1.81mg株 - 1、2 5 9.37mg株 - 1 ,分别比单作水稻增加了 2 1%～ 2 9%、7%～ 2 9%、18%～ 30 %和 4 3.4 3%、4 5 .72 %、32 .81% ,间作对水稻的干物质积累和氮素吸收量有显著促进作用。间作和单作系统中花生的干物质生物量和氮素吸收量间的差异均不显著 ;用花生叶片标记 1 5N试验表明 ,在 3个氮肥水平下花生体内的氮素中分别有 9.93%、5 .6 5 %、4 .2 2 %转移到了水稻植株体内 ,其转移量随土壤氮素水平的提高而降低 ;用水稻叶片标记 1 5N则分别有 4 .39%、2 .0 6 %、1.38%的水稻体内氮素转移到了花生植株体内 ,其转移量也随土壤氮素水平的提高而降低 ;用 1 5N叶片标记的方法证明花生与水稻旱作的间作系统中存在着氮素的双向转移 ,但净转移方向是由花生植株向水稻的氮素转移。对豆科与禾本科间作系统中氮素转移的机理、途径也做了分析和讨论。     

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.     

应用15N示踪研究欧美杨对PM2.5无机成分NH4+和NO3-的吸收与分配

通过气溶胶发生系统模拟PM2.5颗粒的发生,运用15N示踪技术研究了欧美杨107(Populus euramericana Neva.)对PM2.5中水溶性无机成分NH+4和NO-3的吸收与分配规律。结果表明,欧美杨能够有效吸收PM2.5中的NH+4和NO-3。轻度和重度污染下,欧美杨叶片对NH+4和NO-3的吸收速率均于处理后第1天达到峰值,之后,轻度污染下对NH+4和NO-3的吸收速率迅速降低以后趋于稳定,而重度污染下对NH+4和NO-3的吸收速率缓慢下降至趋于稳定。轻度污染下的欧美杨叶片的15N含量在处理后第1天达到峰值,15N(NH+4)的含量为0.11 mg/g,干重,15N(NO-3)的为0.14 mg/g,干重,之后15N含量迅速下降至趋于稳定。重度污染下的叶片15N含量在处理第1天迅速增长,之后缓慢增长至处理后第7天达到最高值,15N(NH+4)的含量为0.11 mg/g,干重,15N(NO-3)的为0.13 mg/g,干重。处理7 d后,欧美杨不同组织器官吸收或通过再分配获取的15N含量存在差异。轻度污染下,细根对NH+4和NO-3的吸收量最高,树皮、叶柄、叶片次之,髓最低。而重度污染下,叶片对NH+4和NO-3的吸收量最高,细根、叶柄、树皮次之,髓最低。欧美杨各组织器官中NH+4和NO-3的含量均表现为重度污染大于轻度污染,且两种污染程度下的欧美杨各组织器官对NO-3的吸收均大于对NH+4的吸收。重度污染下,欧美杨茎木质部对15N(NH+4和NO-3)的吸收征调能力(Ndff,Nitrogen derived from fertilizer)最大,其次为髓,叶片最小;欧美杨各组织器官中的15N分配率表现为叶片细根叶柄树皮粗根茎木质部髓。研究结果对进一步揭示植物吸收PM2.5的机制及有效利用植物降低颗粒物污染、净化环境提供了重要的科学理论依据。     

北京地区典型落叶阔叶乔木叶片含氮量和δ15N值对大气氮沉降的响应

为探究植物对大气氮沉降的响应和对这部分氮素的来源指示作用,本研究通过对北京地区198个采样点,典型落叶阔叶乔木杨属(Populus)和柳属(Salix)植物叶片进行采样,测定其叶片样品含氮量和δ~(15)N值。结果表明:北京地区杨属植物叶片含氮量为16.5—38.6g/kg,平均(24.0±4.0)g/kg;柳属植物叶片含氮量为17.2—36.2g/kg,平均(25.9±4.1)g/kg。研究区域范围内杨属、柳属植物叶片的含氮量均呈现出西北低、东南高的对角线型分布,与该区域大气氮沉降的空间变异相吻合。由于研究区域范围内气候因子无明显的变异,植物叶片的含氮量变化反应了大气氮沉降对植物元素化学计量特征的影响和植物对大气氮沉降的响应。北京地区杨属植物叶片δ~(15)N值为-3.95‰—8.10‰,平均(1.15±2.48)‰;柳属植物叶片δ~(15)N值为-3.04‰—9.73‰,平均(2.31±2.60)‰。杨属和柳属植物叶片的δ~(15)N值均呈现出西北高、中部高、东南低的空间分布,与叶片含氮量空间分布趋势相反。中部城区较高的δ~(15)N值反应了交通污染对大气含氮化合物增加的影响;西北部较高的δ~(15)N值反应了该区域受人为活动排放源的影响较少,自然的氮循环是其较高δ~(15)N值的主要原因;东南部较低的δ~(15)N值则有可能是由农业活动和交通共同作用的结果。