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)。     

模拟氮沉降对不同类型生物土壤结皮生长和光合生理的影响

生物土壤结皮是荒漠生态系统的重要组分,其如何响应氮沉降的增加还鲜见报道。以古尔班通古特沙漠中3种不同类型生物土壤结皮为研究对象,设置0(N0)、0.3(N0.3)、0.5(N0.5)、1.0(N1)、1.5(N1.5)和3.0(N3)g N m-2a-16个不同氮素处理浓度,研究氮素增加对生物土壤结皮生长和光合生理的影响。结果表明,经过3a的模拟增氮实验,藻类结皮、地衣结皮和苔藓结皮的总叶绿素、实际光化学效率YII、可溶性糖含量以及苔藓个体生物量随着氮素增加先增加后减少,但各指标的最大值位于不同的浓度处理。氮素增加对藻类和地衣结皮类胡萝卜素影响不显著,而低氮(N0.3-N0.5)对苔藓类胡萝卜素具有促进作用。高氮(N3)对3种类型结皮的最大光化学效率Fv/Fm均具有抑制作用。氮素增加对藻类结皮和地衣结皮的可溶性蛋白影响较小,但对苔藓结皮可溶性蛋白的影响表现为先增加后降低的趋势。3种结皮类型中,苔藓结皮对氮素增加的响应最为敏感,受影响最大,其次是藻类和地衣结皮。研究表明,低浓度氮沉降对3种类型结皮生长的影响较小,但是高浓度氮沉降则具有明显的负效应。     

氮素添加对内蒙古羊草草原净氮矿化的影响

为了更好地了解天然草原氮素矿化对全球氮沉降背景和草原施肥管理模式的响应, 从2000年起对内蒙古典型草原羊草 (Leymu schinensis) 群落开展了长期的氮素添加实验, 分别设置对照 (N0), 添加5gNH4NO3·m-2 (N1.75) 、30gNH4NO3·m-2 (N10.5) 和80gNH4NO3·m-2 (N28) 4个氮素添加梯度。2002年, 从相邻的同时进行施肥的两个生态系统类型, 即1979年围封的样地A和1999年围封的样地B进行土壤取样, 在最佳温度 (25℃) 和最适土壤湿度 (即60%田间持水量) 下进行5周的室内培养, 并用阶段性淋溶方法研究了氮素添加对土壤氮矿化动态的影响。在A和B两个样地内, 氮素添加都显著改变了土壤的累积氮矿化量。最高氮素处理N28对应于最低的累积氮矿化量, 而低氮素处理N1.75使得累积氮矿化量达到最高。在N0和N1.75处理中, 硝态氮的含量高于铵态氮;在N28处理中, 却表现出相反的趋势。氮素添加显著降低了土壤的pH值, 但累积氮矿化量与土壤pH值、有机碳和全氮均没有显著的相关性。大多数氮素添加处理水平在样地A具有比样地B更高的土壤累积氮矿化量。     

太湖地区氮肥减量对水稻氮素吸收利用的影响

为了明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以提高水稻氮素利用效率,减少稻田氮素流失对农业生态环境的影响,本研究在调查当地农户稻田氮肥施用量的基础上,通过秸秆还田和基肥机械深施,设置不施氮肥(N0)为空白对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm-2(N1),以及在此基础上减少氮肥施用量的10%(N2)、20%(N3)、30%(N4)等5个处理,研究其对水稻氮素利用率的影响。结果表明:氮肥减量使水稻不同生育时期稻田土壤速效氮含量明显下降;在当地习惯施氮量水平的基础上,减少10%的氮肥施用量,使水稻产量增加1.9%;与当地习惯施氮量水平相比较,N2处理水稻氮素累积量差异不明显,N3和N4处理则表现为显著下降;随着氮肥减量幅度的增加,水稻氮素籽粒生产效率逐渐增高;在当地习惯施氮量水平的基础上,通过基肥机械深施和秸秆还田等技术的应用,减少10%的氮肥施用量,能够保证水稻高产稳产,并使水稻氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、生理利用率以及氮肥偏生产力均得到明显提高。     

不同施氮量下灌水量对小麦耗水特性和氮素分配的影响

研究了不同施氮量条件下灌水量对高产小麦耗水特性和氮素分配利用的影响。设置4个施氮水平:0kg·hm-2(N0)、120kg·hm-2(N1)、210kg·hm-2(N2)和300kg·hm-2(N3),在每个施氮水平下设置4个灌水量处理:不浇水(W0)、底墒水+拔节水(W1)、底墒水+拔节水+开花水(W2)、底墒水+拔节水+开花水+灌浆水(W3),每次灌水量60mm。结果表明:(1)在N0水平下W0处理日耗水量以拔节至开花期最高,在N1水平下,拔节至开花期日耗水量与开花至成熟期的无显著差异。同一施氮水平下,小麦开花后总耗水量、耗水模系数和日耗水量随灌水量的增加而提高,但产量随灌水量的增加先升高后降低。(2)同一施氮水平下,成熟期W1处理20—140cm各土层土壤含水量低于W2和W3处理,140—200cm土层土壤含水量与W2处理无显著差异;W1处理0—40cm土层土壤硝态氮含量及植株氮素在籽粒中的分配比例高于W2和W3处理,100—140cm土层土壤硝态氮含量及植株氮素在营养器官中的分配量和分配比例低于W2和W3处理。表明灌溉底墒水和拔节水的W1处理,促进了小麦对20—140cm土层土壤水的吸收利用,减少了土壤硝态氮向100cm以下土层的淋溶,而且有利于营养器官中氮素向籽粒的再分配,水分和氮素利用效率较高。(3)在试验条件下,施纯氮210kg·hm-2、灌溉底墒水和拔节水的N2W1处理,籽粒产量最高,水分利用效率和氮素利用效率较高,可供生产中参考。     

土著从枝菌根真菌(AMF)与不同形态氮对紫色土间作大豆生长及氮利用的影响

在紫色土上,探究接种土著AMF(indigenous arbuscular mycorrhizal fungi)及不同形态氮肥施用对间作大豆Glycine max生长及氮利用的影响,为提高间作大豆对土壤不同形态氮素的吸收与利用,减少土壤无机氮残留提供理论依据。采用盆栽试验,设2种种植方式(大豆单作和玉米/大豆间作),不同丛枝菌根真菌处理[不接种(NM)、接种土著AMF]和3个氮处理[不施氮(N0)、施无机氮(ION120)、施有机氮(ON120)],以期揭示土著AMF和不同形态氮施用对间作大豆生长及氮素吸收利用的影响。结果表明:与N0相比,施ION120和ON120处理显著增加了土壤无机氮的累积量。NM条件下,无论何种施氮处理的间作土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量均低于单作,其中当接种土著AMF时,与单作相比,间作对减少土壤无机氮的积累能力得到进一步加强。无论单作或是间作,相同菌根处理下,ION120和ON120处理的大豆地上部和根系生物量,大豆地上部和根系氮含量及大豆地上部和根系氮吸收量均不同程度地高于N0处理,其中间作-土著AMF条件下,ION120处理的根系生物量、根系氮含量及氮吸收量均显著高于ON120处理。间作-ION120条件下,土著AMF处理的大豆地上部氮含量、吸收量及根系氮含量、氮吸收量较NM处理分别提高了9.8%、69.8%和8.1%、54.8%,四者差异均达到显著水平。除根系氮吸收量外,地上部氮含量、氮吸收量及根系氮含量均在间作-土著AMF-ION120处理下显著提高,间作与土著AMF互作优势明显。间作-土著AMF条件下,ION120和ON120处理的大豆根系氮吸收效率高于N0处理,分别提高了2%和6%。总体来看,土著AMF与ION120氮肥施用对促进间作大豆生长与提高氮素利用率尤为明显,可望减少土壤氮素残留而减轻氮素流失的风险。     

太湖地区氮肥减量对水稻产量和氮素流失的影响

为明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以减轻农田化肥过量投入所带来的农业面源污染,本研究在调查农户稻田氮肥施用量的基础上,采用基肥机械深施和秸秆还田,设置不施氮肥(N0)为对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm~(-2)(N1)以及在此基础上减少氮肥施用量的10%(N2)、20%(N3)、30%(N4)等5个处理,研究其对水稻产量和农田地表径流养分流失量的影响。结果表明:N2处理水稻产量与N1处理大致相当;N2处理水稻产量高的主要原因是由于其经济系数较高;N2处理较N1处理地表径流总氮流失量减少9.2%;从N1到N4处理,减少氮肥施用量,减少了农田总氮流失率,但N2和N1处理差异不显著;从水稻氮素偏流失率来看,每生产百千克稻谷,N2处理的氮素流失量最少。认为通过基肥机械深施和秸秆还田,在太湖地区习惯施氮水平的基础上减氮10%,在保证水稻产量的同时,减少了农田地表径流总氮流失量和水稻氮素偏流失率,并使稻田氮素流失率保持在较低水平。     

施氮时期对玉米土壤硝态氮含量变化及氮盈亏的影响

在“郑单 95 8”(9株 / m2 )组成的土 -植系统 ,研究了不施氮、基施氮 10叶展追氮、基施氮 吐丝期追氮和基施氮 乳熟期追氮共 4个处理下 0～ 2 0 0 cm的土壤 NO- 3- N含量在夏玉米生长期间的变化和土壤氮素的表观盈亏量 ,结果表明 :2 0 cm以上的土壤 NO- 3- N含量以大口期为界、2 0 cm以下的土壤 NO- 3- N含量以吐丝期为界前降后升。在 0～ 2 0 cm土层 ,与不施氮相比 ,施氮能增加土壤 NO- 3- N含量 ,而且吐丝期和乳熟至成熟阶段的 NO- 3- N含量在 10叶展期和吐丝期各自追氮后均显著增加。在 2 0～4 0 cm土层 ,乳熟期的 NO- 3- N含量施氮后明显比不施氮高。在 80 cm以下土层 ,施氮后的土壤 NO- 3- N含量明显比不施氮高 ;追氮期相比 ,后一追氮处理在乳熟期和成熟期的 NO- 3- N含量均比前一追氮处理明显增加 ,其中成熟期基施氮 乳熟期追氮处理在 16 0～ 2 0 0 cm土层的 NO- 3- N含量比基施氮 吐丝期追氮处理 (为 2 5 .3m g N/ kg(干土 ) )高 16 %。土壤氮素的表观盈余发生在吐丝期之前且 80 %以上盈余量出现在大口期前 ,表观亏损出现在吐丝期以后且其亏损量在乳熟期前后各占一半。经玉米季后 ,本试验中不施氮处理出现表观盈余 (为 5 6 .3kg N/ hm2 ) ;施氮后表观盈余量增加 ,主要是施氮减少了吐丝以后     

不同耕作方式下稻田土壤的氮素形态及氮素转化菌特征

在水稻不同生育期分层采集稻田土壤剖面样品,研究不同耕作方式（常耕CT、免耕NT、稻草还田常耕CTS、稻草还田免耕NTS）、不同土层稻田土壤的氮素（N）形态及氮素转化菌特征.结果表明：在N素转化菌方面,水稻整个生育期0～5 cm土层氨化细菌的数量以NTS处理最多;0～5 cm和5～12 cm土层亚硝化细菌数量CT处理高于NT处理,12～20 cm土层则相反;NTS较CTS处理降低了0～20 cm土层的亚硝化细菌和反硝化细菌数量;在水稻拔节期和成熟期,NT处理较CT处理提高了0～5 cm土层的嫌气性固氮菌数量.在N素形态方面,水稻整个生育期NT处理碱解N和全N较集中分布在0～5 cm土层,明显高于CT处理,而5～12 cm和12～20 cm土层比CT处理低;12～20 cm土层的铵态氮和硝态氮含量NT与CT处理差异不显著,而NTS处理0～20 cm土层的铵态氮和硝态氮含量均有所提高.相关分析和多元回归分析表明,铵态氮与氨化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌正相关程度最高,而碱解氮与嫌气性固氮菌正相关程度最高,均达极显著水平.综合各土层氮素转化菌数量与不同形态N含量,NTS更有利于稻田氮素供应与养分积累.     

砒砂岩区不同施氮水平下5种潜在适生植物氮素利用比较研究

鄂尔多斯高原砒砂岩区土壤贫瘠、水土流失强烈,土壤氮素养分也是该区域植被恢复重建的主要限制因子。该研究以3种乡土种芨芨草(Achnatherum splendens)、长柄扁桃(Amygdalus pedunculata)和沙棘(Hippophae rhamnoides)与2种外来种掌叶大黄(Rheum palmatum)和杂交狼尾草(Pennisetum americanum×P.purpureum)为研究对象,采用田间试验方法,分析比较鄂尔多斯砒砂岩区5种潜在适生植物在4个施氮水平[对照N_0、低(N_L,0.1 g N/kg风干土)、中(N_M,0.2 g N/kg风干土)、高(N_H,0.3 g N/kg风干土)]下个体生长表现和氮素利用相关指标的差异,旨在从氮素利用角度以及物种选择与施氮干预两方面为区域植被恢复重建提供理论依据。结果表明:(1)5种植物的个体生长表现在中等施氮水平下最佳,试验期间掌叶大黄、芨芨草、长柄扁桃、杂交狼尾草和沙棘在中等施氮水平下的株高和生物量分别增加10.00、41.41、38.95、151.45、41.08 cm和52.84、60.55、75.36、668.67、142.86 g。(2)5种植物在4个氮素水平下的平均氮素利用效率(NUE)为1 154.42 g·g~(-1),各施氮水平下,沙棘、掌叶大黄、长柄扁桃、杂交狼尾草和芨芨草的NUE分别为1 546.16、1 429.45、1 389.75、731.09、675.65(g·g~(-1)),且5种植物的NUE存在显著的种间差异,各施氮水平下植物的NUE综合表现为:沙棘、掌叶大黄、长柄扁桃大于杂交狼尾草、芨芨草。(3)氮素水平对5种植物NUE的影响显著,以中等施氮下最高,且5种植物不同施氮水平的NUE综合表现为:中氮对照、高氮低氮。(4)在影响NUE的两种乘项构成因素中,5种植物因生活型等方面的差异呈现出较为明显的氮素生产力(NP)和平均滞留时间(MRT)间的权衡,其中作为速生植物类引进的杂交狼尾草倾向于通过提高氮素生产力来提高氮素利用效率;而大型灌木类本地种——沙棘和长柄扁桃则偏向于通过提高滞留时间来提高氮素利用效率。研究认为,在砒砂岩区植被恢复物种选择和施氮干预中,建议栽植沙棘和长柄扁桃;并且适度施氮有助于提高区域适生植物氮素利用效率,促进植被恢复重建。     

不同供氮方式下苹果矮化砧M9T337幼苗生长及内源激素的响应

以苹果(Malus domestica)矮化砧M9T337幼苗为试材,研究了5种不同供氮方式(NO_3~--N浓度由低变高、NO_3~--N浓度由高变低、持续适量供氮、持续低氮及持续高氮,分别以N1、N2、N3、N4和N5表示)对苹果幼苗生物量、根系形态、内源激素含量及根系硝态氮转运蛋白基因NRT1.1和NRT2.1相对表达量的影响。结果表明,与N3处理相比,N4处理根冠比增加了11.11%,而N5处理降低了28.57%。处理第21天,N3处理总根长、总表面积及根长密度最大,其次为N2处理,最小的为N5处理,而叶面积为N3N5N2N1N4。处理7 d后,N4处理根系吲哚乙酸(IAA)含量显著高于N5处理,而叶片IAA含量显著低于N5处理。N2处理在NO_3~--N浓度变换11 d内根系IAA含量增加了16.68%,叶片IAA含量降低了20.90%;N1处理趋势相反。处理21 d内,N5处理根系和叶片玉米素(Z)和玉米素核苷(ZR)含量均显著高于N4处理。各处理根系脱落酸(ABA)含量在处理第21天时无显著差异,而叶片ABA含量为N4N2N1N5N3。N4处理根系NRT1.1的相对表达量在处理7 d后显著高于N5处理,且N4处理1 d后显著诱导了根系NRT2.1的表达。由此推测,与高氮相比,低氮下苹果幼苗IAA从地上部向根系极性运输增加,Z和ZR含量降低,叶片ABA含量积累,根系NRT1.1和NRT2.1相对表达量提高,可能是苹果幼苗在不同NO_3~--N浓度下生长差异的重要原因。     

氮营养对苗期菘蓝生长及活性成分的影响

采用盆栽方法,设置5种氮素营养水平(N0、N1、N2、N3、N4,分别为0、2.5、5、10、15 mmol·L-1),以苗期菘蓝的生物量、光合参数、氮同化物含量、氮代谢酶活性、叶中靛蓝、靛玉红、总黄酮含量以及根中(R,S)-告依春含量等作为指标,研究氮营养对苗期菘蓝生长及活性成分的影响。结果表明:N0—N3处理组菘蓝的株高、主根直径及单株干重显著降低,根冠比增加。随着氮素水平降低,菘蓝叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量以及净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均呈逐渐降低趋势,胞间二氧化碳浓度呈升高趋势。低氮营养使菘蓝叶片中可溶性蛋白、硝态氮、游离氨基酸含量降低,抑制了硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性。N0—N2处理组菘蓝叶片中的靛玉红及总黄酮含量较高,靛蓝含量在氮素水平为0~10 mmol·L-1范围内随着氮水平的降低而减小,(R,S)-告依春含量在N0处理时显著低于其余处理。综合分析认为,较低的供氮水平显著影响苗期菘蓝的生长及部分生理指标,降低叶片中的靛蓝与根中的(R,S)-告依春含量,但促进叶中靛玉红及总黄酮的积累。综合考虑苗期菘蓝的生物量与活性成分含量,将氮素水平控制在10~15 mmol·L-1范围内,可以获得产量稳定、活性成分含量较高的药材。     

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。     

高蛋白和低蛋白型小麦花后氮素的同化特性

为了解小麦花后介质氮素输入籽粒的同化途径,在不同发育时期不同施氮水平下,采用GS抑制剂(草丁膦)和15N示踪结合,研究了高低籽粒蛋白两种类型品种花后介质氮素的同化特征.结果表明,叶片GS抑制剂处理使豫麦47穗中的NDFF(氮含量中来自介质N的百分比)显著升高,豫麦50则显著降低;穗部GS抑制剂处理使豫麦47叶中的NDFF上升,而豫麦50(开花期)低氮处理上升、高氮处理下降.花后豫麦47的介质N同化量远大于豫麦50,同化介质N的主要器官为根茎,根茎∶叶∶穗的花后介质氮同化量之比约为4∶1∶2;而豫麦50的主要同化器官则为叶片,根茎∶叶∶穗之比约为1∶5∶1.随施N量的增加,豫麦47叶片花后介质N同化量增加,豫麦50则减少;且豫麦47叶片花后同化介质N的输出量显著小于籽粒花后介质N的同化量,而豫麦50叶片花后介质氮的输出量显著大于籽粒介质N的同化量.说明不同类型小麦品种花后N素由根系到籽粒的代谢同化途径具有显著差异,高蛋白品种豫麦47花后由根系流向籽粒的氮素可以不经叶片直接到达籽粒,低蛋白品种豫麦50则必须经过叶片才能到达籽粒.     

增加水分对古尔班通古特沙漠4种短命植物生物量及氮素形态吸收的影响

为明确土壤水分含量对荒漠生态系统短命植物生长及氮素吸收偏好性的影响,该研究以古尔班通古特沙漠4种优势短命植物东方旱麦草(Eremopyrum orientale)、尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrhinchum)、琉苞菊(Centaurea pulchella)和卵果鹤虱(Lappula patula)为研究对象,通过盆栽控水实验,设定3个水分梯度分别为：干旱处理(W₁,土壤含水量2％)、正常水分处理(W₂,土壤含水量8％)和湿润处理(W₃,土壤含水量14％),利用¹⁵N同位素示踪法研究水分对4种植物生物量及不同形态氮素的吸收策略的影响。结果表明：(1)随着土壤含水量的增加,4种短命植物的地上、地下、总生物量呈递增趋势,在正常水分处理时增速最快,且同一生活型不同物种之间的生物量累积速率不同;而4种短命植物的根冠比随土壤水分含量的增加呈显著下降趋势。(2)在不同水分处理下,4种短命植物对不同形态的¹⁵N吸收速率表现为：硝态氮＞铵态氮＞甘氨酸,对3种形态氮素以及总氮的吸收速率均随着水分梯度的增加呈增大趋势。(3)在干旱处理时,硝态氮是4种短命植物最偏好吸收的氮形态,随着土壤含水量的增加东方旱麦草、琉苞菊的氮素形态偏好性不会改变,而在水分持续增大至湿润处理时,铵态氮对尖喙牻牛儿苗和卵果鹤虱的氮素吸收的贡献率超过硝态氮,成为这2种植物最偏好吸收的氮形态。     

不同作物对旱地农田残留硝态氮的利用差异

在黄土高原南部娄土上,通过2a田间试验研究了小麦和苜蓿对土壤中不同累积量的残留硝态氮的利用差异。研究包括0—3 m土壤残留硝态氮累积量(设N1、N2、N3、N4、N5和N6共6个水平,残留硝态氮量依次增加)和作物种类(冬小麦和苜蓿)2个因素,分别采用冬小麦-夏休闲-冬小麦和苜蓿连作种植方式。结果表明,不施用氮肥条件下,冬小麦-休闲-冬小麦轮作周期与苜蓿连作2a内,土壤残留硝态氮的消长有明显差异。在第1季小麦生长期间,小麦的氮素携出量(63.9—130.3 kg/hm2)、氮素携出量占播前残留硝态氮量的比例(18%—27%)及氮素携出量占该生长季硝态氮减少量的比例(29%—62%)均显著高于同期的苜蓿处理。在第2个生长季内,苜蓿的氮素携出量是小麦当季氮素携出量的近6倍,但由于苜蓿固氮作用强烈,至第2生长季结束后,0—3 m土壤硝态氮量与苜蓿播前相比平均只减少了72.4 kg/hm2,而麦田0—3 m土壤硝态氮量与小麦播前相比减少了158.3 kg/hm2。在短期内如果通过种植作物消耗土壤剖面的残留硝态氮,冬小麦比苜蓿更有优势。第1季小麦氮素携出量与小麦播前0—2 m(r=0.920**)和0—3 m(r=0.857*)土层残留硝态氮量呈显著或极显著正相关,与0—1 m土层残留硝态氮量没有显著相关性;第1生长季苜蓿氮素携出量与播前0—1 m土壤硝态氮累积量呈显著正相关关系(r=0.846*),而与0—2 m和0—3 m土壤硝态氮累积量的相关性并不显著。小麦比苜蓿能利用更深土层中的硝态氮。随着播前0—3 m土壤残留硝态氮的增加,小麦和苜蓿地上部氮素携出量呈增加的趋势,硝态氮表观损失也显著增加。     

氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响

氮素平衡对干物质积累与分配的影响是农业生态系统研究的重要内容,在保障产量前提下减少氮肥施用量可减少环境污染与温室气体排放。以晚播冬小麦为研究对象,设置4个施氮量水平:0 kg/hm2(N0)、168.75 kg/hm2(N1)、225 kg/hm2(N2)、281.25 kg/hm2(N3),每个施氮量水平下设置2个追氮时期处理:拔节期(S1)、拔节期+开花期(S2),研究了氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运及氮肥利用率的影响。结果表明:拔节期追施氮肥(S1)条件下,在225 kg/hm2(N2)基础上增施25%氮肥(N3)对开花期氮素积累总量和营养器官氮素转运量无显著影响;拔节期+开花期追施氮肥(S2)条件下,随施氮量增加,开花期氮素积累总量和花后营养器官氮素转运量升高;S2较S1显著提高成熟期籽粒及营养器官氮素积累量、花后籽粒氮素积累量及其对籽粒氮素积累的贡献率。同一施氮量条件下,S2较S1提高了成熟期的干物质积累量、开花至成熟阶段干物质积累强度和花后籽粒干物质积累量。同一追氮时期条件下,籽粒产量N2与N3无显著差异,氮肥偏生产力随施氮量增加而降低;同一施氮量条件下,S2较S1提高了晚播冬小麦的籽粒产量和氮肥吸收利用率。拔节期+开花期追施氮肥,总施氮量225kg/hm2为有利于实现晚播冬小麦高产和高效的最优氮肥运筹模式。     

供氮水平对不同砧穗组合苹果叶片衰老及~(13)C、~(15)N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~(13)C、~(15)N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~(15)N、~(13)C分配率存在显著差异,氮素胁迫处理植株根的~(15)N、~(13)C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~(15)N、~(13)C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%.     

模拟氮沉降对温带森林土壤酶活性的影响

森林土壤酶作为土壤中最活跃组分,能影响生态系统的物质循环过程,其活性能快速反映氮沉降对土壤环境的变化。以北京地带性植被辽东栎林为研究对象,利用模拟氮沉降方法,原位设计低氮(50 kg N hm~(-2)a~(-1),N50)、高氮(150 kg N hm~(-2)a~(-1),N150)两个施氮水平,每个施氮水平设置Na NO_3、(NH_4)_2SO_4、NH4NO_33个不同的施氮类型,另设置空白对照(0 kg N hm~(-2)a~(-1),N0)。从时间格局上研究不同氮素化学形态和剂量对温带森林土壤6种酶(脲酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶)活性的影响。结果表明:在氮形态和水平的交互作用下,NH4NO3-N处理的脲酶活性显著高出NO~-_3-N处理的24.20%(N50),NH~+_4-N处理对酸性磷酸酶活性的影响显著高出NO~-_3-N处理的13.82%(N150);在NH~+_4-N和NH_4NO_3-N处理中,N50水平下的脲酶活性分别高出N0处理的38.90%和24.20%,差异显著。对无氮形态和水平交互作用的酶活性分析得出,不同的施氮水平,对碱性磷酸酶和多酚氧化酶的酶活性有显著促进作用,碱性磷酸酶活性在N50和N150处理下分别比N0高20.2%和11.5%,N50和N150处理对多酚氧化酶活性的促进作用分别比N0处理高64.3%和41.8%,差异显著(P0.05);NH~+_4-N处理对β-葡萄糖苷酶活性具有显著促进作用(P0.05),不同的施氮形态,对碱性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶的酶活性无显著影响。6种酶活性均呈现了显著的时间变化,氮添加对森林土壤酶活性的时间分异规律没有显著影响。此外,土壤微生物量碳、硝态氮和铵态氮含量与酶活性具有显著相关性(P0.05)。以上结果表明,氮添加通过改变森林土壤的环境因子,影响了土壤中的水解酶和氧化酶活性,进而改变了土壤有机碳库和养分循环。     

长江中游浅水湖泊水生植物氮磷含量与水柱营养的关系

水生植物组织内氮和磷(N和P)含量受到水体营养状况和植物生长状况影响。对长江中游江汉湖群不同营养水平湖泊中大型水生植物的N和P含量3个季度的研究表明,在不同生活型水生植物中,沉水植物主要分布在中营养到中富营养湖泊中,在富营养湖泊均无分布,浮叶和挺水植物在不同营养类型湖泊的沿岸带均有分布。N和P含量以沉水植物最高,浮叶植物次之,挺水植物最低。水生植物的N和P含量都达到或超过生长所需最低N和P阈值,代表性浮叶植物和沉水植物的N和P含量随着湖泊营养水平提高呈现规律性变化。湖泊5种常见的水生植物N和P含量与水柱中不同种类N和P浓度具有季节性相关:菱(TrapabispinosaRoxb.)春夏季P含量都与TP(总磷)和TDP(总溶解磷)明显相关,春季N含量与NH4—N(氨氮)明显相关;春季黄丝草(PotamogetonmaackianusA.Benn.)的P含量与TP明显相关,夏季与TDP明显相关,春季和夏季黄丝草和穗花狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.)的N含量与TN(总氮)和TDN(总溶解氮)显著正相关,秋季成负相关;夏季芦苇(PhragmitescommunisTrin.)P含量与TP和TDP显著相关;春季芦苇和香蒲(TyphaorientalisPresl.)N含量与NH4N和NO2N(亚硝态氮)显著相关。