^(15)N同位素标记氮肥减施棉田养分利用效率分析

【目的】研究氮肥减施对棉花氮素吸收、转运及利用效率的影响,为绿洲滴灌棉田氮肥合理施用提供参考依据。【方法】利用^(15)N同位素示踪技术,采用盆栽试验,设置不施氮肥(N_(0))、氮肥减施(N_(1),225 kg/hm^(2))、当地推荐施肥(N 2,300 kg/hm^(2))3个处理,研究氮肥减施对棉花生物量、氮素吸收量、肥料氮吸收量以及氮肥利用率的影响。【结果】氮肥减施处理的棉花干物质积累量和氮素吸收量均显著高于不施氮处理(N_(0)),而与当地推荐施肥处理差异均不显著;氮肥减施处理棉花壳、籽的干物质量和籽的氮素吸收量均显著高于当地推荐施肥处理,分别增加了7.02%、6.81%和16.59%;2个施肥处理棉籽的肥料氮(^(15)N)积累量占比最高,占全株的26.02%~35.99%,其次为叶(22.40%~23.81%)和茎(14.48%~18.98%),絮中最少(3.05%~6.62%);氮肥减施处理生殖器官的肥料氮吸收量比当地推荐施肥处理高19.02%;2个施肥处理的棉株吸收的氮素来源于肥料氮的比例(Ndff%)为21.14%~21.70%;氮肥减施处理的氮肥利用率和表观利用率均显著高于当地推荐施肥处理,分别增加2.36%和3.12%。【结论】氮肥减施(225 kg/hm^(2))可以显著提高棉籽中的干物质量、氮素吸收量、肥料氮(^(15)N)吸收量、Ndff%以及棉花整株的氮肥利用率,在确保棉花产量不降低的前提下,适度的减少化肥施用量是提高化肥利用率最有效的措施之一。

基于^(15)N稳定同位素示踪技术的植物组合湿地对氨氮去除途径研究

人工湿地是生态修复受污染水体的重要手段,对氮的去除效果显著,但不同植物湿地对氮去除效果差异明显,因此不同类型植物组合后的湿地对氮去除效果及去除途径值得进一步研究。通过室内控制试验,以常见浮水植物绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)和挺水植物梭鱼草(Pontederia cordata)为研究对象,利用^(15)N稳定同位素示踪技术探究绿狐尾藻、梭鱼草及绿狐尾藻+梭鱼草植物组合对氨氮(NH_(4)^(+)-N)的去除途径。结果表明,绿狐尾藻+梭鱼草植物组合处理相较于单一绿狐尾藻和梭鱼草处理对氮的脱除量分别提高1.8%和3.6%。基于^(15)N质量平衡,绿狐尾藻、梭鱼草和绿狐尾藻+梭鱼草植物组合处理氮去除途径的底泥吸附贡献分别为8.30%、7.96%和6.94%,植物吸收贡献分别为41.76%、35.34%和48.67%,微生物作用去除贡献分别为49.94%、56.71%和44.39%。微生物作用在湿地脱氮过程中占主导地位。相较于单一植物湿地,植物组合湿地对氮的去除效果得到提升,同时促进了植物对水体NH 4+-N的吸收。该研究有助于更好地理解植物组合湿地对氨氮的脱除途径。

应用^(15)N自然丰度值揭示不同氮源对设施土壤氨挥发的贡献

【目的】我国设施蔬菜生产中普遍存在着氮肥施用过量、氨气(NH_(3))挥发损失严重等问题。通过^(15)N自然丰度法,研究不同肥料类型对土壤NH_(3)挥发的影响,并定量分析其贡献率,为实现降低氮素损失的氮肥科学管理提供依据。【方法】开展为期40天的番茄盆栽培养试验,供试土壤为棕壤,未施过肥也未种植过作物,供试作物为番茄。试验设置4个处理,即不施氮肥(CK)和等量施氮(N3 g/pot)条件下单施鸡粪有机肥(M)、单施尿素(U)、有机肥半量替代尿素(MU)处理。利用被动采样器测定了土壤NH_(3)挥发速率和累积排放量,并借助^(15)N自然丰度方法估算肥料和土壤氮对NH_(3)挥发的贡献。【结果】基肥施用后3~6天内,NH_(3)挥发速率迅速增加并达到高峰,之后逐渐降低,直至第33天恢复到施肥前水平。与MU和U处理相比,M处理的净NH_(3)挥发累积量分别显著降低了60.8%和63.1%(P<0.05),MU较U处理的NH_(3)减排效果不显著(4.62%),相应的NH_(3)挥发系数分别为1.37%(U)、1.29%(MU)及0.51%(M)。施肥处理中,δ^(15)N-NH_(3)值随NH_(3)挥发的进行而迅速降低,然后逐渐增加至施肥前水平,M处理的δ^(15)N-NH_(3)均值高于MU和U处理。^(15)N同位素混合方程计算显示,在番茄生产中肥料对NH_(3)挥发的贡献比例为:M处理中鸡粪贡献30.5%,U处理中尿素贡献53.1%,MU处理中鸡粪和尿素分别贡献28.6%和56.6%。【结论】等量施氮条件下,单施鸡粪产生的NH_(3)挥发量远低于尿素,鸡粪和尿素等量氮配施对NH_(3)挥发的减排效果不显著。根据同位素分馏效应计算结果,单施鸡粪、尿素对土壤NH_(3)挥发源的贡献比例分别为30.5%、53.1%,鸡粪和尿素配施时二者对土壤NH_(3)挥发源的贡献比例分别为28.6%、56.6%,贡献比例与单施差异不大。因此,控制化肥氮施用量是减少NH_(3)挥发的关键。

二氧化碳倍增对植物叶片^(15)N自然丰度的影响

大气CO_(2)浓度上升通常会提高植物生产力并伴随叶片氮含量的下降。然而大气CO_(2)如何影响叶片^(15)N丰度及其相关机理还不清楚。以小麦和向日葵为实验材料,测定了两个CO_(2)浓度(410与820μmol•mol^(-1))处理下叶片的氮同位比值(δ^(15)N)和氮含量。结果表明:小麦和向日葵叶片氮含量随CO_(2)浓度升高呈下降趋势,然而δ^(15)N对CO_(2)浓度倍增的响应存在差异。在高CO_(2)浓度处理下小麦叶片δ^(15)N显著下降6.5‰,而向日葵叶片δ^(15)N小幅上升2.1‰,且叶片和地上部生物量显著增加。基于此,小麦的氮营养特征符合氮同化受限假说,而向日葵符合稀释效应假说。小麦叶片δ^(15)N随叶龄或者细胞年龄的增加而显著下降,因此在利用^(15)N来研究植物氮代谢时需要区分叶龄的影响。整合分析结果表明,CO_(2)浓度升高导致非豆科C_(3)植物的δ^(15)N显著下降达0.3‰,与小麦的研究结果相符。综上所述,限制硝态氮同化是CO_(2)影响植物氮代谢和^(15)N丰度的重要机制。

丛枝菌根对植物叶片δ^(15) N含量影响的数据挖掘分析

为明确丛枝菌根(AM)对植物叶片稳定氮同位素(δ^(15)N)含量的影响,探索丛枝菌根在调控植物应对全球变化方面的重要功能,通过数据挖掘,建立了AM植物和非AM(non-AM)植物叶片δ^(15)N含量数据库,探究了AM对植物叶片δ^(15)N含量的影响。结果表明:AM植物叶片δ^(15)N含量为0.86‰,显著高于non-AM植物叶片的0.50‰。丛枝菌根针对不同植物功能群而言,将植物的AM状况与植物的固氮状况和生长周期结合作为影响因素时,AM都显著影响着植物叶片的δ^(15)N含量。虽然AM没有显著提高固氮植物叶片δ^(15)N含量,但却把非固氮植物叶片δ^(15)N的含量从0.58‰提高到了0.99‰。AM使多年生植物叶片δ^(15)N含量的增加最显著,从0.49‰增加到了0.82‰。可见,丛枝菌根作为与植物长期共生进化的最广泛共生体,对植物叶片δ^(15)N含量有不同程度的影响。

基于^(15)N示踪的炭氮耦合对番茄氮素吸收利用效益的影响

为探讨分根交替灌溉下,不同生物炭添加量和施氮量对番茄氮素吸收利用规律的影响,应用^(15)N示踪技术,以番茄为研究对象开展盆栽试验,试验设置3种生物炭添加水平和3种施氮水平.结果表明,株高和茎粗在生物炭添加量为2%、施氮量为450 kg/hm^(2)时最大,干物质质量在生物炭添加量为2%、施氮量为300 kg/hm^(2)时最大;添加生物炭和增加施氮量均能促进番茄各器官对^(15)N肥料和全氮的积累,增加^(15)N残留量和^(15)N吸收量;添加生物炭会降低肥料贡献率,但能够显著增加番茄吸收土壤氮的比例、^(15)N回收率和^(15)N利用率.添加生物炭可有效提高番茄产量、水分利用效率和品质,其中处理B2N2的产量最高,为2.61 kg/株,品质也较其他处理有显著提高.基于组合赋权的TOPSIS法评价番茄综合效益结果表明,分根交替灌溉下,生物炭添加量为2%、施氮量为300 kg/hm^(2)(处理B2N2)为试验条件下的最佳种植模式.

基于^(15)N标记的干旱区滴灌肥料氮的去向和效益研究

【目的】采用^(15)N示踪法,研究滴灌肥料氮与土壤氮素的转化和去向以及在土壤中的残留分布,为新疆滴灌春小麦氮肥优化管理提供科学依据。【方法】试验于2019年在石河子大学农学院试验站进行,供试春小麦材料为强筋型‘新春38’(XC38)和中筋型‘新春49’(XC49)。试验设7个施氮(N)水平:300、285、270、255、240、225和0 kg/hm^(2),分别记作N300、N285、N270、N255、N240、N225和N0处理。每个试验小区内,安装未封底的PVC管(直径11 cm,高65 cm),管内施用与该处理等量的^(15)N标记尿素。于小麦成熟期,测定PVC管内植株样品与土壤样品中的^(15)N丰度,同时在小区内测定产量,计算氮素利用效率。【结果】两品种春小麦吸收的氮素来自肥料的比例为30.49%~36.06%,对土壤氮的依赖程度在60%以上。随着氮肥施用量的降低,对土壤氮的依赖程度逐渐增加。^(15)N标记氮肥在土壤中的总残留率为24.05%~31.60%,主要集中在0—40 cm土层,土壤^(15)N残留量与^(15)N总回收率随施氮量的降低而逐渐降低,^(15)N吸收利用率随施氮量的降低呈先升高后降低趋势。XC38强筋小麦各器官对肥料氮的吸收量为43.1~61.3 kg/hm^(2),占总吸氮量的30.94%~36.06%,高于中筋小麦XC49的42.3~54.5 kg/hm^(2)和30.81%~34.39%。XC38小麦在N270处理下产量最高,为7384.0 kg/hm2;XC49小麦在N255处理下氮肥农学利用效率最高,为7236.1 kg/hm^(2)。【结论】在滴灌施肥条件下,作物当季肥料氮吸收量占比平均为19.79%,0—60 cm土层中的平均残留率为27.86%,平均总回收率为47.64%。提高施氮量可提高小麦对肥料氮的吸收及其比例,且增加土壤中氮素的残留率,有效补充土壤氮库。虽然强筋型小麦XC38对肥料氮素的吸收强于中筋型小麦XC49,但对肥料氮的基本去向没有显著影响。综合考虑产量和氮肥利用效益,春小麦XC38和XC49适宜的施氮量分别为N 270 kg/hm^(2)和225 kg/hm^(2)。

^(15)NO_(2)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^(15)NO_(2)胁迫处理,以CK为对照,比较8.0μL/L^(15)NO_(2)处理和4.0μL/L^(15)NO_(2)处理对三角梅各器官^(15)N的吸收量和各器官^(15)N-氨基酸含量的影响,探究^(15)NO_(2)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,^(15)NO_(2)胁迫后显著提高了三角梅各器官^(15)N含量,其中叶片是^(15)N的主要积累器官。8.0μL/L^(15)NO_(2)处理下三角梅各器官^(15)N含量、^(15)N-硝态氮含量较4.0μL/L^(15)NO_(2)和0μL/L^(15)NO_(2)均极显著上升,^(15)N-铵态氮含量较4.0μL/L^(15)NO_(2)除在叶中极显著下降了54.0%外,其余均极显著上升;^(15)N含量在三角梅各器官中分配差异显著,4.0μL/L^(15)NO_(2)处理下总体趋势为叶>根>茎。随着^(15)NO_(2)浓度不断上升,4.0μL/L^(15)NO_(2)处理下三角梅各器官中^(15)N-氨基酸含量均呈上升趋势,分配率均表现为叶>根>茎;8.0μL/L^(15)NO_(2)处理下各器官中^(15)N-氨基酸含量则未呈现统一的变化趋势,与4.0μL/L^(15)NO_(2)相比,各器官中部分^(15)N-氨基酸含量呈下降趋势。因此,不同浓度^(15)NO_(2)胁迫后,三角梅各器官对^(15)N的吸收量和各器官^(15)N-氨基酸合成量变化不一,4.0μL/L^(15)NO_(2)胁迫对植物的^(15)N的吸收量和各器官^(15)N-氨基酸含量均呈现为上升趋势,叶片为^(15)N和^(15)N-氨基酸积累的主要器官;8.0μL/L^(15)NO_(2)胁迫抑制植物根系的^(15)N分配,促进叶和茎的^(15)N分配,叶片为^(15)N积累的主要器官。该研究结果为氮氧化物污染在植物体内的迁移转化规律提供一定的理论依据。

应用^(15)N示踪法研究马铃薯燕麦间作对氮素吸收利用的影响

【目的】探明宁夏南部山区马铃薯与燕麦间作复合系统氮素吸收利用特性。【方法】试验采用随机区组设计,设置马铃薯单作、燕麦单作、马铃薯间作燕麦3个处理,另外在试验小区内设置了^(15)N示踪微区,进行^(15)N同位素丰度测定。【结果】间作提高了马铃薯对肥料氮的吸收和积累而降低了燕麦的吸收和积累,追施氮肥,间作马铃薯叶、茎、块茎部位^(15)N原子百分超相对单作分别增加56.6%、61.2%、173.2%,间作燕麦叶、茎、穗部位^(15)N原子百分超相对单作分别减少37.7%、53.9%、44.0%;基施氮肥,间作马铃薯叶、茎、块茎器官Ndff相对单作分别增加55.4%、60.6%、170.0%,间作燕麦叶、茎、穗各器官Ndff相对单作分别减少23.1%、21.5%、26.2%;间作提高了马铃薯块茎氮素积累量而降低了燕麦穗氮素积累量,在氮肥基施和追施条件下,间作马铃薯块茎^(15)N积累量相对单作分别提高了2.98%和0.02%;间作燕麦穗^(15)N积累量相对单作分别降低了0.35%和0.20%;间作提高了马铃薯和燕麦生殖器官所吸收的土壤氮比例。【结论】间作处理有利于马铃薯各器官的建成,处于氮素营养竞争优势地位,间作促进了马铃薯块茎和燕麦穗对土壤氮的吸收,从而提高了系统整体氮素利用。

基于^(15)N示踪技术研究杉木幼苗对无机氮素的吸收、分配及利用

以2年生杉木幼苗为对象,采用^(15)N同位素示踪技术,研究杉木对无机N(NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N)的吸收、分配及利用规律,探讨杉木对无机N素的吸收偏好性。结果表明,全株杉木对铵态N的吸收速率极显著高于硝态N(P<0.01),分别为18.75、2.64μg·g^(-1)·d^(-1),根、叶、侧枝对铵态N的吸收速率均显著高于硝态N(P<0.05)。不同器官对不同形态无机N素的吸收速率存在差异,对铵态N的吸收速率大小表现为叶>侧枝>主干>根,对硝态N的吸收速率为主干>根>侧枝>叶。除杉木主干外,其他各器官铵态氮Ndff_(G)值(N素来源于^(15)N标记物的百分比)均显著高于硝态N。各器官对铵态N的累积量和^(15)N利用率均高于硝态N,但差异不显著。可见,杉木对无机N的吸收表现为明显的“喜铵”特性,但不同器官的生理功能不同导致对无机N素的吸收、分配及利用存在明显差异,建议今后对杉木人工林的施肥管理中以施铵态N为主,可有效提高N肥利用率、降低环境污染的风险。

小长山岛3种大型海藻组织碳、氮含量和δ^(15)N值的环境指示意义

大型海藻组织碳、氮含量及δ^(15)N值的变化对于指示营养盐来源及营养盐评价研究具有重要的意义。为探究大型海藻组织碳、氮含量及δ^(15)N值的变化特征,于2020年7月至2021年6月逐月分析了小长山岛潮间带孔石莼(Ulva pertusa)、角叉菜(Chondrus ocellatus)、鼠尾藻(Sargassum thunbergii)3种大型海藻组织的碳、氮含量和δ^(15)N值的变化,并对其生长环境中海水的理化因子进行了测定。结果发现:孔石莼组织的氮含量与海水中的NO_(3)-N和DIN含量之间存在显著的相关性,角叉菜组织的氮含量与海水中的NH 3-N含量之间也存在显著的相关性。然而,大型海藻组织的碳含量和C/N比值与海水中的碳、氮营养盐之间并无显著的相关性。孔石莼组织的δ^(15)N值与海水中的NO_(3)-N和DIN含量之间也存在显著的相关性。因此,孔石莼适于用作NO_(3)-N和DIN来源的指示藻种。结果指示小长山岛潮间带海水中具有供大型海藻生长利用的充足的营养盐,其主要受到生活污水和养殖排放的影响。

不同施肥期沾化冬枣对^(15)N的吸收、分配及利用特性

盆栽条件下利用15N示踪技术,研究不同时期施15N-尿素,对沾化冬枣15N的吸收利用及分配特性的影响。结果表明:生长季前期(萌芽前和花前)施用15N-尿素,经根系吸收后,15N优先分配到贮藏器官(包括主干、多年生枝和粗根)中,然后外运用于树体新生器官(包括枣吊及其叶片、新生营养枝、细根及果实)的形成,果实采收后15N开始向贮藏器官回流;果实硬核期15N直接用于树体营养生长和生殖生长,而不是先贮藏再利用;果实速长期15N优先向贮藏器官中积累;萌芽前施15N在树体内的运转规律符合落叶果树贮藏N营养分配规律,优先转运到生长中心。随着施肥期的后延,植株对15N-尿素的当季利用率逐渐下降。

用^(15)N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。

甜樱桃对^15N尿素的吸收、分配和利用特性

以5年生‘早大果’甜樱桃为试材,研究了其在萌芽前土施15N尿素的吸收、分配和利用特性.结果表明: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(Ndff)均随时间推移逐渐升高,盛花期细根和贮藏器官的Ndff较高;果实硬核期,新生器官中长梢和长梢叶的Ndff增长迅速,分别达0.72%和0.59%;果实硬核期到采收期,果实的Ndff增长迅速,到采收期达到最高,为1.78%;果实采收后到花芽分化期,新生器官Ndff增长减慢而贮藏器官增长迅速.盛花期根系吸收的氮素首先分配到贮藏器官,粗根15N分配率最高,为54.91%;果实硬核期细根和贮藏器官15N分配率由盛花期的85.43%下降到55.11%,而地上部新生器官则升高至44.89%;果实采收期15N分配率变化不大,果实采收后氮素营养迅速向贮藏器官中运转,花芽分化期细根和贮藏器官的15N分配率升高至72.26%,而地上部新生器官15N分配率与采收期相比下降了19.31%.从盛花期到花芽分化期,植株对15N尿素的当季利用率呈升高趋势,于花芽分化期达到最高,为16.86%.

酚类物质对杉木幼苗^(15)N养分吸收、分配的影响

应用15N同位素示踪技术 ,通过盆栽实验研究了香草醛和对羟基苯甲酸对杉木 (Cunninghamialanceolata)幼苗N素养分吸收、分配的影响 ,结果发现香草醛及其与对羟基苯甲酸的混合物 (浓度比 1∶1)明显抑制了杉木幼苗的生长和对15NO-3 离子的吸收 ,10mmol·L-1的香草醛使杉木幼苗根、茎、叶生物量分别下降了 2 5 .3%、13.5 %、5 .7% ,15N吸收量分别减少了 38.5 %、48.1%、46 .5 % ;10mmol·L-1的混合物使杉木幼苗根、茎、叶生物量分别下降了33.5 %、36 .0 %、2 1.8% ,15N吸收量分别减少了 34 .3%、5 8.4%、49.3%。同时还发现香草醛和对羟基苯甲酸的混合物 (浓度比 1∶1)加重了对杉木幼苗生长的抑制作用 ,这说明两种酚类物质之间存在着协同作用。香草醛和混合物影响了杉木幼苗不同器官中N素养分的分配 ,增加了根系中N素的分配率 ,而减少了茎、叶中N素的分配率。香草醛等酚类物质浓度较高时能够抑制杉木幼苗养分的吸收和地上部分养分的分配 ,导致杉木缺乏生长所必须的养分 。

应用^(15)N研究小麦花生两熟制氮肥分配方式对小麦、花生产量及N肥利用率的影响

在小麦花生两熟制条件下 ,全年氮肥两作 3次施用 (小麦基肥、追肥和花生基肥 )氮素利用率为 3 2 52 % ,一作两次施用 (小麦基肥和追肥 )氮素利用率为 3 7 0 1 % ,但前者土壤残留多 ,损失少 ,氮肥回收率为 69 2 4% ,较后者高 1 2 0 3个百分点。且前者有利于小麦、花生产量的形成 ,是小麦花生两熟制适宜的施肥方式。小麦当茬氮肥利用率为 1 6 80 %～ 3 5 63 %。夏直播花生当茬及前茬小麦基肥和追肥 (拔节期 )的氮肥利用率分别为 2 3 70 %、6 57%～ 7 70 %和 1 0 0 3 %～ 1 2 73 % ;

应用^(15)N研究施氮比例对小麦氮素利用的效应

应用1 5N示踪技术研究氮素不同底施和追施比例对小麦氮素利用的效应。结果表明 ,籽粒蛋白质含量随追施氮肥比例的增加而提高 ,颖壳、根系、茎秆的含氮量也呈随追氮比例增加而提高的趋势。收获时植株各器官中 ,籽粒含氮量最多 ,依次为颖壳、叶片、茎秆、根系。在两种肥料的比较中 ,施用尿素比硫酸铵在植株营养器官中残留量少 ,而籽粒中氮素吸收量大。各器官NDFF % (氮素来自肥料氮的百分比 )随追肥比例增加而呈低高低的变化曲线。均可用Y =a +bx +cx2 (Y =NDFF ,x =处理代号 )方程表示。

应用^15N示踪技术研究水稻对氮肥的吸收和分配

运用15N示踪技术研究了不同生育时期水稻对肥料氮的吸收和分配。结果表明:15N分别标记基肥(N1)、分蘖肥(N2)和拔节孕穗肥(N3)处理中,水稻吸收的氮素在分蘖盛期、拔节孕穗期和开花期分别有23.1%、8.3%和19.9%来自肥料;从开花期到成熟期,不同时期标记的15N转运量大小为:拔节孕穗期追肥(N3)>基肥(N1)>分蘖期追肥(N2),但基肥的氮素转运效率最高,其他两次追肥氮素转运效率相当;在成熟期,N1、N2、N3处理残留在稻草中的15N分配比例分别为24.3%、26.7%和30.4%。无论是氮肥基施,还是分蘖期或拔节孕穗期追肥,水稻开花期之前所吸收的15N主要分配在叶片中,其次是鞘,再次是茎,开花期后,随着15N从营养器官向籽粒中的转移,叶片、茎秆和鞘中的15N分配百分比逐渐下降,籽粒15N的分配百分比逐渐上升。试验结果还显示,基肥15N标记时,分蘖盛期所吸收的氮来自肥料最高,为23.1%,随生育期的推进逐渐下降,到成熟期仅为10.6%,成熟期吸收的氮来自分蘖期和拔节孕穗期追施的氮肥分别为5.9%和12.4%。表明(1)当土壤氮素含量不高时,基肥对水稻整个生育期生长很重要,基肥适量增加可显著增加水稻茎蘖数,对水稻群体质量建成有决定作用;(2)拔节孕穗肥可显著促进水稻生育后期的籽粒灌浆和充实,增加拔节孕穗期的氮素供应,有利于提高水稻的氮素收获指数;(3)分蘖期追肥氮素损失较大,水稻吸收较少,可以适量增加水稻基肥而不施分蘖肥,或在水稻分蘖后期水稻生物量较大时适量施肥以促进水稻吸收。

δ^(15)N在贵阳地下水氮污染来源和转化过程中的辨识应用

随着城市的发展,贵阳地下水氮污染日趋严重,为评估地下水中氮的分布、来源和迁移转化,我们采集了72个水样,并测定了三氮(NO-3、NO-2和NH+4)浓度、主离子、δ15N-NO-3和δ15N-NH+4等。结果显示,在贵阳地下水大多数样品中,NO-3-N是最主要的无机氮形态,城区地下水大部分含较高的NO-3-N;然而在城市污水和有些被明显污染的地下水中,NH+4却是最主要的无机氮形态,尤其是枯水期。丰水期地下水样有较低的δ15N值,受农业化肥等影响明显。丰水期地下水NO-3-N浓度随着Cl-浓度升高而升高,表明丰水期地下水硝酸盐可能主要受混合作用等控制。而枯水期地下水中溶解氧与硝酸盐的δ15N值呈负相关关系,且相对于丰水期地下水具有较高的δ15N值、较低的硝酸盐浓度和较低的DIN/Cl值,说明地下水环境中主要受土壤有机氮等影响,同时可能存在反硝化。

用^(15)N示踪技术研究高产小麦、玉米的施氮规律

利用稳定性同位素15N示踪技术 ,探索小麦、玉米在高N施肥下的N素营养规律。结果表明 :小麦、玉米对追加15N化肥的吸收利用率为 2 8 42 %～ 46 2 8% ,向籽粒运转量为 5 4 %～68% ,追施N的有效期可连续 3茬作物 ,累计利用率为 5 2 0 7%～ 60 39%。在较高土壤肥力基础上 ,小麦、玉米年产量达 1 5 0 0 0kg hm2 ,小麦最佳氮肥施量为 1 5 0～ 1 87 5kg hm2 ,玉米为 30 0～375kg hm2 。