共生固氮微生物与农作物

固氮蓝细菌与满江红、苏铁共生,还与真菌、苔藓、裸子植物和被子植物某些种属建立共生固氮体系;此固氮蓝细菌是地球上最早的绿色自养原核生物,行光合作用和放氧;还具共生固氮(N2)功能。已从那些固氮微生物中获得固氮基因,若能通过某种分子载体转移到水稻、小麦等粮食作物体内而获得有效表达的话,那将会使那些转基因作物实现氮素营养自给,这将导农业生产一场革命,这是研究所关注的一个重要方面;     

模拟放牧斑块与氮素添加对半干旱草原群落植物生长的影响

放牧时,动物采食及其排泄物会影响植物的生长,但动物彩食及其排泄物的空间异质性可能会影响这咱效应.在位于我国北方典型农牧交错区的内蒙古多伦县,我们研究了模拟入牧斑块和施氧肥对植物生长的影响,实验采用模拟放牧采食斑块(观割半径分别0、10、20、40和8cm)和土壤施氮(分别为0、5、20Gn\m2)两种处理,植物地上部收获后分为绿体和立柯两部分,并分析其含氮量.结果表明,刈割降低了植物的生物量(40.5%),而施氮可增加生物量(57.8%)刈割交通规则植物生长的抑制作用在面积最水又施肥的斑块上表现更明显.土壤施氮可以促进杜物生长并且影响刈割效应.同时植物的绿-枯比阻碍施氮水平的增回而增回,因此氮会延迟植物的衰老.以上结果表明,刈割(模拟动物采食)斑块的大小会影响草原植物的生长,土壤施氮(模拟动物尿氮)可以提高草原生态系统的初级生产力,并影响刈割效应.     

不同氮素供应下水稻酚类物质代谢关键酶基因差异表达

运用实时荧光定量PCR技术探讨了不同供氮条件下强化感与弱化感水稻苯丙烷代谢途径中9个关键酶基因的表达差异。结果表明,与正常氮素供应相比,低氮胁迫引起强化感水稻‘P1312777’中与酚类代谢途径相关的9个关键酶基因表达量均上调,表达量增幅在1.9～5.4倍之间,且以PAL基因上调倍数最大。而弱化感水稻‘Lemont’则相反,只有2个基因(苯丙氨酸裂解酶基因和肉桂酰CoA基因)表达上调,但上调倍数分别是强化感水稻对应的基因的22%和74%,其余的7个基因表达均下调,降幅在29%～72%之间,表明低氮胁迫诱发的水稻化感抑草能力增强与其体内酚类物质合成代谢增强有关。     

干湿交替条件下土壤氮素转化及其影响研究进展

对干湿交替条件下土壤氮素的矿化、损失以及对土壤团聚体结构和土壤胀缩性、土壤微生物活性和群落等的影响进行了综合评述。研究表明,干湿交替能够对土壤氮素的矿化和损失产生影响,并且干湿交替条件下土壤中氮素的转化与土壤团聚体结构、土壤胀缩性以及土壤微生物活性和群落密切相关。此外,针对目前研究中的不足,提出了今后的研究方向,认为开展干湿交替条件下土壤氮素转化与物理性质和微生物的关系,尤其是肥料氮素的微生物转化过程,为进一步开展干湿交替条件下氮素在土壤中的转化过程,明确自然条件下土壤氮素转化机制的相关研究提供参考。     

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。     

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.     

水稻叶色氮素反应的基因型间差异

在大田不施氮素及高氮两个处理下,以叶片的SPAD值作为评价水稻氮素利用能力的参数,对146个不同基因型水稻进行了叶色深浅及对氮素敏感性不同的种质资源鉴定。通过测定抽穗前不同生育时期不同基因型水稻叶片的SPAD值,筛选出对氮素反应迟钝且叶色较浅的基因型19个、对氮素反应迟钝且叶色较深的基因型20个和对氮素敏感且叶色较浅的基因型20个、对氮素敏感且叶色较深的基因型11个。     

基于临界氮浓度的小麦地上部氮亏缺模型

基于3年的大田试验,选择代表性的中蛋白小麦品种（扬麦16）和低蛋白小麦品种（宁麦13）,分别构建了小麦地上部干物质临界氮浓度(N_cnc)稀释曲线模型、氮营养指数（NNI）模型和氮亏缺(N_and)模型.结果表明： 小麦地上部干物质临界氮浓度稀释曲线模型具有明确的生物学意义,小麦临界氮浓度与地上部最大干物质（DM）符合幂函数关系（扬麦16为N_cnc=4.65DM^-0.44;宁麦13为N_cnc=4.33DM^-0.45）;小麦地上部氮营养指数模型可以准确诊断氮素营养状况;小麦地上部氮亏缺模型可以定量调控氮肥管理措施.利用2007-2008年的独立试验资料对小麦地上部干物质临界氮浓度稀释模型、氮营养指数模型和氮亏缺模型进行检验和测试,结果表明模型的准确性较高,普适性较强.本文所构建模型可以直接用于诊断调控小麦氮素营养,为小麦生产中精确施肥管理提供了较好的技术途径和理论基础.     

长效肥料ENTEC对野生刺苋驯化栽培的影响

探讨了含有硝化抑制剂DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)的长效肥料ENTEC对剌苋(Amaranthus spinosus L.)干物质积累及其氮素利用的影响. 结果表明: 与尿素处理相比,ENTEC对提高剌苋干物质积累作用不明显,其最大生长速率出现时间较晚; 施用ENTEC,土壤含氮量较高,且下降速度较慢,说明其具有较强的防止氮素流失的作用.同时,ENTEC有利于提高氮素的利用率,ENTEC处理的植株氮素利用率比尿素处理提高了41.56%.另外,ENTEC能促进剌苋对磷、钾素的吸收.     

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。