标记停留时间对水稻及其生物质炭的^(13)C和^(15)N丰度的影响

稳定同位素技术是研究土壤元素循环的重要技术手段。研究同位素标记后的停留时间对水稻地上和地下部分及利用其制备的生物质炭的13C丰度(δ^(13)C)和^(15)N丰度(δ^(15)N)的影响,可为深入研究生物质炭对土壤碳、氮过程的影响提供基础。以水稻为材料,利用^(13)C-CO_(2)脉冲标记和15N-尿素叶面喷施的方法对水稻进行了13C和15N双标记,15N标记结束后设置4h、6h和24h三个停留时间,将标记后的水稻分为地上和地下部分,分别在300℃和500℃下制备成生物质炭,利用同位素质谱仪测定水稻及其生物质炭的δ^(13)C和δ^(15)N。结果表明,随着停留时间的延长,水稻地上部分的δ^(13)C由872‰逐渐降低至578‰,而地下部分的δ13C由226‰逐渐升高至869‰。与δ^(13)C不同,水稻地上部分δ^(15)N呈现先增加后降低的趋势,停留时间6 h时δ^(15)N最大(1764‰),而地下部分的δ15N呈现先降低后增加的趋势。整体而言,与水稻原料相比,生物质炭的δ^(13)C和δ^(15)N分别降低了52.1%和15.9%。而且,生物质炭的δ^(13)C和δ^(15)N均在停留时间为24h时最高,300℃生物质炭表现得更加明显。随着停留时间的延长,300℃生物质炭的热水可提取有机碳的δ^(13)C比残留固体的δ^(13)C降低的比例由4.14%提高到11.0%,而对于500℃生物质炭则由32.3%降低到18.9%,表明延长停留时间分别降低和提高了300℃和500℃生物质炭的^(13)C均匀性。综上所述,本研究发现标记后的停留时间对水稻δ^(13)C和δ^(15)N的影响不同,并且这种影响没有延续至生物质炭,停留时间和制备温度共同影响水稻生物质炭的13C均匀性。

不同滴灌施肥策略对棉花氮素吸收和氮肥利用率的影响

在温室条件下应用15N标记尿素进行了不同滴灌施肥策略对棉花氮素吸收和氮肥利用率影响的盆栽试验。根据滴灌灌水施肥时段的分配,设置四种不同氮肥滴灌施肥策略。研究结果表明,不同滴灌施肥策略显著影响棉花的干物质重和氮素吸收量,棉花的氮素吸收量明显受到根系生长的影响,整株氮素吸收量与根干物质重之间呈显著的正相关关系。在一次灌溉过程中先滴1/2时间的肥液,然后再滴1/2时间清水的施肥策略可显著促进棉花根系的生长,增加棉花的氮素吸收量,减少氮肥在土壤中的残留,提高氮肥利用率。因此,在膜下滴灌条件下采用合适的施肥策略有助于提高肥料的利用效率。

应用^(15)N示踪技术测定作物氮素的利用率及分配研究进展

氮肥施用对农作物增产具有重要作用,同时也会对环境造成污染,因而如何提高氮肥利用率,减少氮肥对环境的污染一直是研究的热点问题1。5N示踪技术作为氮素研究的有效工具被广泛应用于多种作物上。采用15N示踪技术,了解大豆、水稻、烟草、小麦等对肥料氮和土壤氮的利用率,不同来源氮在其体内的吸收、分配和运转规律,从而为各作物的合理施肥提供科学依据,对研究如何减少氮肥施用、提高氮肥利用率、提高作物产量具有重要的作用和意义。

稳定性肥料添加剂对大白菜硝酸盐积累和品质的影响

以大白菜为试材,研究了2种稳定性肥料添加剂I、II对大白菜硝酸盐积累和营养品质的影响。结果表明:稳定性肥料添加剂,特别是稳定性添加剂II能显著提高大白菜的品质。与常规施肥相比,增施稳定性肥料添加剂I、II,收获期大白菜球叶硝酸盐含量分别降低4.94%、10.12%,维生素C含量提高0.98%和7.45%。

^(15)N示踪技术在植物N素营养研究中的应用及进展

近年来,由于氮肥利用效率的不断下降,植物氮素的营养学研究更是日益受到重视。氮肥利用率受施氮水平、施用方法、土壤性状、气象条件、品种类型等多种因素的影响,平均利用率只有30%-35%。减少氨的挥发和反硝化作用,选育氮高效、耐低氮品种是提高氮素利用率、减少环境污染与资源浪费和实现农业可持续发展的主要途径。本文简要概述15N标记技术尤其是示踪技术在植物氮素的吸收、利用及分配等方面的应用及近年来的研究进展。

不同缓控释氮肥对连作春玉米产量及氮肥去向的影响

在山西省连作春玉米区连续4年设置大田定位试验,设置不施氮肥(CK)、一次性基施尿素(CU1)、追施尿素(CU2)、树脂包膜尿素(PCU)、硫包衣尿素(SCU)、多酶金缓释尿素(MEU)6个施肥处理,研究施用缓控释氮肥对春玉米产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。结果表明:(1)缓控释氮肥处理能够明显提高春玉米产量,促进氮素吸收。与CU1处理相比,SCU、MEU、PCU和CU2处理可分别提高春玉米产量17.51%,9.88%,9.62%,9.48%,同时氮肥农学利用效率分别提高7.5,4.2,4.1,4.1 kg/kg。(2)不同缓控释氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著差异。SCU、MEU、PCU、CU2和CU1的氮肥表观利用率分别为36.1%,32.5%,26.5%,26.7%,19.5%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.5%,31.6%,35.7%,35.5%,39.1%。此外,与一次性基施尿素相比,缓控释氮肥能够显著降低肥料氮的损失,SCU、MEU、PCU和CU2分别降低了22.65%,18.81%,8.99%,8.47%。(3)综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,SCU处理的春玉米吸氮量最高,为261.5 kg/hm^2,其次是MEU,为253.5 kg/hm^2。SCU的0-100 cm土层残留量在缓控释氮肥中最低,为124.1 kg/hm^2,MEU和PCU分别为131.04,140.09 kg/hm^2。SCU处理的氮表观损失量最低,为106.3 kg/hm^2,MEU和PCU分别为111.6,125.1 kg/hm^2。在山西省春玉米主产区土壤上,缓控释氮肥能够显著促进春玉米对氮素的吸收,减少氮素损失。硫包衣尿素和多酶金缓释尿素的效果相对较好。

基于15N同位素示踪盐渍化农田向日葵氮素利用规律

为探明盐渍化农田不同施氮水平下向日葵氮素吸收利用规律,采用N同位素示踪技术进行田间微区试验,以不施氮处理(N0)为对照,设计3种施氮水平(N1=150 kg/hm^(2)、N2=225 kg/hm^(2)、N3=300 kg/hm^(2)),于向日葵成熟期测定植株和0—100 cm土层土壤N同位素丰度及总氮含量,研究各处理肥料氮素的去向及其利用机制。结果表明:向日葵氮素吸收量随施氮量的增加而增加,成熟期作物氮素吸收量在N2水平较不施氮显著增加38.7%;土壤氮和肥料氮对作物当季氮素吸收的贡献比例为84.9%和15.1%。N2水平下,肥料氮的贡献比例较N1增加35.7%,土壤氮的贡献比例较N1降低4.3%。肥料氮残留量随土层深度增加而减少,土壤中47.4%的残留肥料氮主要集中在0—20 cm土层。不同施氮水平下肥料氮去向均表现为氮肥损失率>氮肥残留率>氮肥利用率,N2施氮水平下氮肥利用率较N1、N3显著提高22.7%和14.6%,土壤残留率较N1、N3减少8.5%和8.6%。综合考虑向日葵氮素吸收利用及土壤中氮素残留情况,225 kg/hm^(2)施氮量下氮肥利用率为27.4%,氮肥残留率为32.3%,氮肥损失率为40.3%,是中度盐渍化农田较适宜的施氮量。

复合微生物肥料在水稻上的应用效果研究

为明确复合微生物肥料应用效果,开展了复合微生物肥料在水稻上的应用效果试验。结果表明,在水稻上应用复合微生物肥料,化肥的使用量可以减少30%,增产提质效果显著。

稀土等微肥对茄子增产效果的研究

在砂姜黑土上 ,对茄子生长期和膨果期喷施稀土等微肥 ,能促进茄子植株健壮生长 ,提高产量 ,增加效益。施用稀土效果最好 ,891C植物促长素次之 ;施稀土较施 891C植物促长素和螯合微肥增产 5 .4 %、6 .5 % ,净增效益分别增加了 40 .86元 / 667m2 和 51 .84元 / 667m2 ;较不施的产量增产 1 3 .9% ,净增效益 97.1 6元 / 667m2 ,投入与产出比 1∶97.1 6 。

硫酸在农业中的应用——作为土壤和水的改良剂

在农业生产中 ,越来越多地采用硫酸改良高 pH值的石灰质土壤。过去 2 0年来 ,尿素—硫酸肥料的产量大幅度提高并在美国西部诸州的土壤中广泛施用。将硫酸注入牛奶场湖泊 ,改变湖水 pH值 ,可解决圈养牲畜过程产生的若干空气和水质问题。将硫酸施入农用土壤和水中 ,其主要作用是溶解钙、镁的碳酸盐和碳酸氢盐。这些钙、镁盐然后取代可交换的钠盐 ,钠盐随后用水浸洗除去。当碳酸盐和碳酸氢盐被分解后 ,硫酸与更惰性的物质反应 ,释放出磷、铁等植物养分。简单地降低土壤的 pH值可引起许多元素溶解度的变化 ,提高它们对植物的效力。在高pH值的石灰质土壤上施用硫酸 ,可使植物更加健壮 ,收成增加。本文介绍硫酸在农业中的各种应用 ,在过去的 2 5年里 ,VerdegaalBrothers公司一直致力于此项研究。