^(15)N天然丰度法测量豆科牧草共生固氮的评估

无氮营养液砂培7个品种苜蓿茎叶的固氮分馏因数β值为1.0000～1.0015(δ^(15)N为-0.05～-1.47‰),白三叶、绿豆和银合欢的β值分别为0.9979、0.9983和1.0018(δ^(15)N分别为2.15、1.74及-1.81‰)。根据^(45)N天然丰度的变化,估测了田间生长苜蓿的固氮能力,表明6个品种的共生固氮能力不同。格洛里及润布勒苜蓿两品种最高,保定、阿尔贡奎因及明托苜蓿3个品种次之,秘鲁苜蓿最低。苜蓿不同时期的固氮活性有变化,6、7月间固氮活性达高峰。根据所测豆科牧草茎叶的δ^(15)N值,可以对豆科牧草进行定性或半定量水平上的固氮研究,以筛选高效固氮牧草和检测野生固氮资源。本文还对不固氮参照植物和不同方法对％Ndfa估计位的影响进行了讨论。

几种饲用牧草的δ^(15)N值及其固氮能力初评

不同种、不同品种豆科牧草茎叶的δ^(15)N值相差甚大,表明了它们的固氮能力的明显不同。某些禾本科牧草茎叶的δ^(15)N值很低,接近大气N_2的δ^(15)N值(0‰),表明它们很可能通过联合固氮等途径获取生长所需的N素,值得进一步研究。

低水平化合态氮素对牧草固氮及土壤氮素肥力贡献的影响

本文报道利用^(15)N同位素稀释法研究供给少量化合态氮素对单、混作苜蓿同氮贡献之影响和牧草对土壤氮素的吸收利用和贡献。合理施入化合态氮肥能提高苜蓿固氮能力,延长固氮高峰的持续时间。特别是对初建或低供氮能力的草塌,施入化合态氮肥尤为必要。混播情况下,发生明显的固氮产物转移。豆科牧草的固氮产物似乎比土壤氮素更易为禾本蓿牧草吸收利用。种植苜蓿能明显提高土壤氮肥力。牛尾草可能具有固氮能力。少量化合态氮素的施入对种植苜蓿牛尾草的土壤氮素肥力的提高有明显的促进作用。

苜蓿、牛尾草混种模式的探讨及其固氮评估

田间试验采用裂区设计，在不同种植模式下采用１５Ｎ示踪研究了苜蓿与牛尾草混播及单播草地的产草量、产氮量和固氮量的变化。结果表明混作条播优于混作撒播和间作条播，前者更有利于发挥豆禾牧草混作草地的优势，三种处理年均牧草干重分别为１５３５．９、１２８０．８和１２４９．３ｇ／ｍ２；相应全氮产量为５０．８３、３６．６５和３６．８６ｇ（Ｎ）／ｍ２，年均固氮量分别为４２．３７、２８．２１和２８．４２ｇ（Ｎ）／ｍ２，年均固氮百分率分别为８３．４％、７７．０％和７７．１％。并对１５Ｎ同位素稀释法、１５Ｎ天然丰度法及全氮差值法测定的固氮百分率和固氮量进行了比较。

中山人工草地共生固氮和尿素的去向

试验结果表明，亚热带中山草地施入75kg／ha15N－尿素能明显提高鸭茅产草量，其N％的增加显著高于多年生黑麦草；豆科牧草的N％不受施氮的影响。但是，巴东红三叶的固氮活性因尿素的施入而显著降低，胡依阿白三叶则无明显变化。前者固定空气氮量占植株地上部全氮量的81．95～93．24％，后者为56．64～69．84％。草场中生长10年以上的红三叶固氮百分率为91．82±7．65％，白三叶为54．74±12．34％。15N－尿素施入50天内豆禾牧草混播植株吸收利用36．02％，土壤残留46．79％，仅有17．18％的尿素损失；而混播禾本科牧草分别为28．44％、34．29％和37．20％。表明豆禾牧草混播显著优于禾本科牧草混播。在施入少量化合态氮素的情况下，禾本科牧草主要吸收土壤氮素，其吸收量占植株全氮的62．41～72．87％，豆科牧草则主要依靠共生固氮满足其生长和繁殖所需。

苜蓿共生固氮量的测定:^(15)N天然丰度法与^(15)N低丰度示踪法

62个表土样品测定表明,农田、草地与林地的全氮含量分别为0.11％,0.14％和0.26％;其δ^(15)N值分别为8.48‰,6.48‰和4.02‰。无论不施氮肥,还是施天然丰度的氮肥或施低丰度^(15)N标记肥,牧草茎叶的δ^(15)N值所发生的变化均反映了施N对它们吸收肥料氮、土壤氮和空气氮的影响。用^(15)N天然丰度法、^(15)N低丰度示踪法与全氮差值法评估了苜蓿共生固氮贡献。比较了三种方法测定％Ndfa值的标准误与变异系数,^(15)N示踪技术优于全氮差值法;少量低丰度^(15)N标记肥的施入降低了茎叶δ^(15)N值测定的变异系数,提高了测定田间苜蓿共生固氮量的精度与准确度。

氮锌硒肥配合施用对白三叶的固氮作用与氮转移的影响

在湖北省宜昌县百里荒草场山地黄棕壤上配合施用氮锌硒肥 ,研究其对混播白三叶、混播黑麦草及单播黑麦草的干重及混播白三叶的固氮作用和氮转移的影响。试验结果表明 :1氮锌硒肥配合施用 ,混播黑麦草的干重均高于相应处理的单播黑麦草 ,混播牧草和单播黑麦草干重最高的处理都是 N4 6Zn0 Se5,其干重分别为 2 5.38g/盆和 1 9.93g/盆。 2施氮对混播白三叶、混播黑麦草及单播黑麦草的生长有明显的促进作用 ,施锌、硒对混播白三叶、混播黑麦草及单播黑麦草的生长作用不明显。 3混播白三叶氮素的主要来源是固氮作用 ,占全氮产量的 57.60 0 %～ 77.2 58%。 4混播白三叶固定氮的转移量只占混播黑麦草的全氮产量的 0 .31 6%～ 1 2 .2 51 % ,通过正交方差分析发现 ,适量氮肥 ( N30 mg/ kg)促进固定氮的转移 ,高量氮肥 ( N4 6mg/ kg)抑制固定氮的转移。

共生固氮研究中的A_N值法

本文介绍了 A_N 值法的基本原理及优点,列举了人们对该方法的种种评价,讨论了影响固氮量测定结果的主要因素:参照作物的选择和^(15)N 标记肥料的用量。

不同形态氮素对15N同位素稀释法估测苜蓿固氮的影响

以植物材料和硫铵为标记物，用１５Ｎ同位素稀释法估测３次收割的苜蓿的固氮百分率（％Ｎｄｆａ）及固氮量（Ｎｄｆａ）。结果表明，不同形态氮对％Ｎｄｆａ和Ｎｄｆａ测定有明显影响。１５Ｎ标记植物材料施入土壤后，可提高土壤氮库，缓解土壤１５Ｎ富集随时间而下降的速率，从而降低１５Ｎ同位素稀释法的测定误差。两种施氮量（０．４３９ｇＮ／盆和０．８７８ｇＮ／盆）１５Ｎ－植物材料处理３次评估的固氮百分率（６５．３９％，８５．３５％，８８．８９％和６０．３８％，８４．７７％，８７．６８％）与固氮量（０．２４８７，０．６３１６，０．４２８８ｇＮ／盆和０．２３５６，０．６４７９，０．５００８ｇＮ／盆）结果一致，均无显著性差异（Ｐ＞０．０５），其测定的变异系数较小。

非豆科作物共生固氮的研究(Ⅲ)——~15N同位素稀释法测定小麦诱发根瘤的固氮作用

70年代以来,由于氮素化肥的能源耗费和环境污染等问题日趋严重,生物固氮研究日益受到世界各国重视。近年,生物固氮研究中令人瞩目的课题是研究如何向非豆科作物转移固氮能力,以减少农业对化肥的依赖。目前,此项研究已成为生物固氮研究中的新兴领域,是当代农业科学中富有挑战性的研究课题。

^(15)N天然丰度法对中山草地牧草固氮的初评

测定了中山地区火烧坪示范草场品种试验地不同牧草茎叶的δ^(15)N值。羊茅黑麦草、紫羊茅、鸭茅和虉草均可作为该地区估测豆科牧草固氮能力的不固氮参照牧草。^(15)N天然丰度法估测结果表明,百脉根83-412、Cree、Mirabel、马库品种,红三叶吉林。巴东、Ⅰ-196品种以及白三叶Crau品种,具有较高的固氮能力。

(15)~N_2还原法测定胡萝卜离体类根瘤的固氮作用

用低浓度的2,4-D处理胡萝卜离体根诱导结瘤,并接种固氮螺菌(Azospirillum brasilense),用^(15)N_2还原法测定结果证明,胡萝卜离体类根瘤能固定^(15)N_2。电镜切片观察发现,类根瘤内有菌体存在,菌体进入细胞间隙中比进入细胞内多。

氮锌硒肥配合施用对黑麦草锌营养的影响

本文研究在湖北省宜昌县山地黄棕壤上以磷肥为底肥单施锌、硒肥及氮锌硒肥配合施用对单播与混播黑麦草中锌营养状况的影响。试验结果表明 :单施锌肥明显增加混播黑麦草 (混播比例为白三叶∶黑麦草为 1∶4)中的锌含量 ,且随施锌量的增加 ,混播黑麦草中的锌含量也增加 ;单施磷肥的处理与不施肥的对照相比较 ,混播黑麦草中的锌含量降低 ,其主要原因是干物质量增加引起的稀释效应。单施硒肥情况下 ,混播黑麦草中的锌含量随着施硒量的增加呈降低趋势。氮锌硒肥配合施用的 9个处理中 ,混播黑麦草中锌含量最高的处理是N46Zn2 5Se1 ;单播黑麦草中锌含量最高的处理是N30Zn2 5Se5。

用^(15)N同位素稀释法研究牧草的氮素营养

利用同位素示踪技术研究不同施肥处理对黑麦草单播及黑麦草与白三叶混播条件下不同时期牧草茎叶N %与对白三叶的共生固氮的影响。结果表明 :( 1 )混播或单播黑麦草的N %在施肥后 67d达到最高值 ,其后随时间的推移逐渐降低 ;( 2 )混播白三叶的N %在施肥后 67d达到最高 ,随后稍有降低 ,其后又有所增加 ,这与白三叶固氮活性逐步提高有关 ;( 3 )施N水平较低时 ( 1 64kg硫铵 /hm2 ) ,不同时期刈割的混播黑麦草的N %均高于单播黑麦草的N % ,显然是由于白三叶共生固氮所产生的N素为黑麦草提供了新的氮源 ;( 4 )混播白三叶中N素的主要来源是共生固氮 ,混播黑麦草和单播黑麦草中N素的主要来源是土壤 ;( 5)施N处理对黑麦草和白三叶N %的影响差异显著。

用^(15)N天然丰度法估测结瘤作物的共生固N_2量

测定了位于北京西北郊的本所农场耕地及附近几个土样的土壤总Nδ15N值,农场耕地的δ15N值为6.39±0.42‰,本所庭园土壤为5.03±0.26‰,圆明园土壤为1.66±0.49‰。农场耕地土壤总Nδ15N的垂直变化为6.09±0.77～7.71±0.67‰,水平变化为6.52±0.55～7.13±0.73‰。 无N营养液砂培大豆的测定结果表明,根瘤富含15N,δ15N值为8.32±0.16‰和10.54±0.30‰,地上部贫化15N,δ15N为—2.25±0.48～—4.16±0.75‰,说明在固N2过程中和固N2产物输送转化过程中发生了N同位素的分馏,固N2分馏因数β=1.0023～1.0042。 用15N天然丰度法估计不同大豆品种的％Ndfa表明,不同大豆品种的N素自给能力不同。固N2植物的δ15N值明显低于非固N2植物的δ15N值,一般相差3～5δ15N,说明用15N天然丰度法评价这些植物的固N2状况是可能的。然而,不固N02植物也有较低的δ15N值,即便在同一地块上,非固N2植物的δ15N值也很不相同,有待进一步研究。

MAT－251质谱计^（15）N相对测量方法的误差分析

本文讨论了用ＭＡＴ－２５１质谱计进行￣（１５）Ｎ天然丰度测量的过程中，各个环节和整个方法的精度，并与国外同类工作的测量结果进行了比较。结果表明：本方法的精度和准确度均达到国际上的先进水平。

应用12N估测氮素循环速率

采用同位素稀释原理、数学模型和非线性参数估计能同时确定氮素循环各过程——矿化、固定、硝化与反硝化速率和速率常数各值。一阶模型较O阶模型更适合于描述N素循环特征。本法从三种土壤测得氮素循环各速率趋势,与森林土壤和农业土壤的正常状态相吻合。

百里荒牧场饲草^(15)N天然丰度值的测定及其固氮能力初评

研究测定了百里荒牧场豆科牧草、禾本科牧草等34种不同植物茎叶样品及3个表土样品的^(15)N天然丰度值。利用δ^(15)N值的大小对牧草固氮能力进行初评。并就施肥对混播牧草固氮作用的影响及混播草地的固氮贡献进行讨论。