不同氮素形态配比对冬小麦氮素积累和利用的影响

在大田条件下,以郑麦366、矮抗58为材料,研究了冬小麦营养器官叶片、茎秆、鞘、穗轴+颖壳的全氮含量、籽粒蛋白质含量、蛋白质产量、氮素收获指数和氮素利用效率。结果表明,郑麦366、矮抗58开花期和成熟期营养器官全氮含量均表现为叶片>穗轴+颖壳>鞘>茎秆。与单一氮素形态的N1和N5处理相比,混合氮素形态处理冬小麦营养器官开花期的氮素含量较高,有利于花前氮素积累,促进了灌浆期氮素向籽粒的转运,降低了成熟期营养器官的氮素含量,以N3处理表现最好。籽粒蛋白质产量郑麦366以N2处理最高,分别比N1和N5处理高17.83%和24.15%,矮抗58以N5处理最低,显著低于最高的N3处理。氮素利用效率郑麦366的N2处理分别比N1、N3、N4和N5处理高19.15%,9.80%,10.89%和21.74%,矮抗58的N2处理分别比N1、N3、N4和N5处理高9.47%,0.65%,11.43%和9.47%。可见,不同氮素形态配比能够调控冬小麦营养器官氮素含量、籽粒蛋白质含量、蛋白质产量和氮素利用效率,总体以硝铵等比例的N3处理调优效果最好。

氮素形态配比对全膜双垄沟播玉米干物质积累及产量的影响

为优化陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米的氮肥运筹并最终提高子粒产量,通过大田试验,探索了硝态氮/铵态氮分别按1∶0(N1)、1∶1(N2)、1∶2(N3)、1∶3(N4)、2∶1(N5)、3∶1(N6)配比对旱地全膜双垄沟播玉米的光合特性、干物质积累、产量及其构成因素的影响。结果表明:硝态氮和铵态氮配施下玉米的叶面积、光合势相比单施硝态氮均有所提高,以硝铵比为3∶1(N6)最佳,较N1叶面积和光合势分别提高12.59%~39.85%、13.71%~25.00%。提高硝态氮的施用比例利于改善玉米的光合性能,进而促进干物质积累及产量形成。硝态氮和铵态氮两种氮素形态配施对玉米的生长发育具有明显的促进作用,较单施硝态氮的干物质量和产量分别提高了5.45%~52.74%和3.85%~9.93%。其中N6配比下玉米干物质的积累和产量最高,较其它配比分别平均提高了17.13%和4.73%,是最优配比。

不同氮素形态配比对甘薯前期氮代谢的影响及其生理机制

以3种不同类型的甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)为实验材料,根据氮素的3种形态设置5个配比处理(N1~N5),分别在栽秧后15、25和35 d取样测定甘薯不同器官的氮含量、功能叶氮代谢酶活性变化以及酶调控基因表达情况。结果显示:在同一生育期,N4和N5处理铵态氮和硝态氮配施下植株氮素的积累量明显高于其它处理;在甘薯生长发育前期,叶片含氮量先降低后上升,茎、须根和膨大根以及全株含氮量均呈上升趋势;N4处理能够显著提高硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性;N3处理能够明显提高谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性;NR活性随肥料中硝态氮比例的增加而提高;增加肥料配比中硝态氮比例可使调控NR活性的基因上调表达,N4和N5处理可使GS调控基因上调表达,但抑制GOGAT调控基因的表达。酰胺态氮在前期对氮代谢相关酶调控基因无显著影响。研究结果表明,在甘薯生长发育前期,硝态氮和铵态氮配施能够显著提高氮素积累量、代谢酶活性和调控基因表达量,铵态氮∶硝态氮∶酰胺态氮=1∶2∶0的配施方案为本实验条件下的最佳配施组合。

不同氮素形态配比对甘薯块根形成及光合产物运输分配的影响

通过两因素裂区盆栽试验,研究不同氮素形态运筹对甘薯前期光合特性、干物质积累、碳代谢产物形成和根系生长发育特性的影响。以鄂薯11、宁紫薯8号和鄂薯15为供试材料,根据氮素的3种形态设置5个氮素配比处理,铵态氮∶硝态氮∶酰胺态氮=1∶1∶1(N1)、1∶0∶2(N2)、2∶0∶1(N3)、1∶2∶0(N4)和2∶1∶0(N5)。结果表明,在甘薯生长发育前期,所有处理的叶片叶绿素含量和净光合速率均呈上升趋势,以N4和N5处理硝态氮和铵态氮配施对叶绿素含量影响最大;各部位干物质积累量均升高,其中老茎的干物质积累量高于嫩茎,须根干物质积累量变化呈先上升后下降的趋势;叶片淀粉含量逐渐减少,可溶性糖含量增加,茎顶部和茎基部淀粉含量均逐渐增加,但茎顶部可溶性糖含量上升,茎基部可溶性糖含量下降,根可溶性糖和淀粉含量均逐渐增加;茎顶部与茎基部之间存在明显的蔗糖浓度差,茎顶部蔗糖含量变化呈先下降后上升的趋势,茎基部则逐渐上升的趋势,以N4和N5处理下茎蔓蔗糖含量最高,N2处理最低;吸收根根系活力均上升,以N4和N5处理对吸收根根系活力影响最大;在块根分化建成期,N4和N5处理下木质部导管数目和薄壁细胞数目要多于其他处理,其内部维管束产生的次生形成层增多,且皮层更薄。综上所述,硝态氮肥和铵态氮肥对块根形成及光合产物运输的影响效应优于酰胺态氮肥,不同品种间存在差异,但其根系发育和光合产物运输及分配的变化趋势趋于一致。本试验N4处理即铵态氮∶硝态氮∶酰胺态氮=1∶2∶0的配施方案为甘薯生长发育前期块根形成及光合产物运输分配最佳的配施组合。

不同氮素形态配比对菜用甘薯产量和品质的影响

菜用甘薯存在产量低、品质差以及在种植过程中由于不合理施肥造成生态环境恶化等问题,因此,针对以上问题开展本研究。氮肥作为农业肥料投入的主要部分,是影响菜用甘薯产量和品质的重要因素,通过设置不同氮素形态配比处理,根据菜用甘薯茎尖产量和品质相关指标的变化,揭示菜用甘薯产量和品质对氮素形态配比的响应机制,为提升菜用甘薯产量和品质的同时减轻因不合理施肥造成环境污染提供理论依据。本研究为大田试验,供试品种为生产上主栽的2个菜用甘薯品种‘福薯18’(F18)和‘鄂薯10号’(E10),采用两因素裂区试验设计,设5个氮素形态配比处理为:(1)NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N∶CONH_(2)-N=1∶1∶1(N1);(2)NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N∶CONH_(2)-N=1∶0∶2(N_(2));(3)NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N∶CONH_(2)-N=2∶0∶1(N_(3));(4)NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N∶CONH_(2)-N=1∶2∶0(N_(4));(5)NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N∶CONH_(2)-N=2∶1∶0(N_(5))。研究结果表明,N_(4)和N_(5)处理均可显著提高菜用甘薯的茎尖产量、总酚含量、总黄酮含量、可溶性糖含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)酶活性和IbPAL基因表达量;同一时期不同处理间差异显著,随着生育期的不断推进,各项指标的变化呈先升后降的趋势,其中以N_(4)处理效果更为显著,除可溶性糖含量在N_(3)处理下最低外,其他各项指标均在N_(2)处理下最低,由相关性分析证实,总酚、总黄酮和可溶性含量及PAL酶活性与IbPAL基因表达量呈显著正相关,而可溶性糖含量与基因表达量呈负相关,表明可溶性糖含量的变化与IbPAL基因表达无相关性;由氮素形态配比处理可知,相对于N_(2)和N_(3)处理,N_(4)和N_(5)处理为植株提供了更多的NO_(3)^(-)-N,由此推断NO_(3)^(-)-N在菜用甘薯生长发育过程中起到更为重要的促进作用,而CONH_(2)-N在本研究中对甘薯产量和品质的促进作用并不突出。而N_(4)处理即NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N∶CONH_(2)-N=1∶2∶0的配肥方案是促进菜用甘薯产量和品质提升的最佳配施组合。本研究结果可为合理配肥以获得理想的作物产量和品质提供理论依据,为在其他作物上开展相关研究提供参考。

不同氮素形态与配比对杉木和木荷幼苗光合特性及生长的影响

【目的】研究适宜杉木和木荷生长的最佳铵硝态氮(N)的配比,提高其针阔混交林的生产力和N素利用效率。【方法】试验设置NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N的5个配比(10∶0、0∶10、7∶3、3∶7、5∶5),比较2个树种在不同N素形态与配比下的光合特性、苗木生长、生物量及其分配的差异。【结果】铵硝混合处理的5∶5、7∶3和3∶7配比较单一形态N素的10∶0和0∶10配比提高了杉木和木荷的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、生物量增长量以及杉木的苗高增长量。较高铵态N浓度的处理显著提高了杉木的净光合速率、苗高增长量、地径增长量和生物量增长量,而较高硝态N浓度的处理提高了木荷的净光合速率、苗高增长量、地径增长量和生物量增长量。较高铵态N浓度的处理降低了杉木的根冠比,促进杉木地上部生长,较高硝态N浓度的处理降低了木荷的根冠比,促进木荷地上部生长。【结论】不同氮素形态与配比显著影响杉木和木荷的光合作用和生长。铵硝比例相等的混合处理最有利于杉木的光合作用、苗高生长和生物量积累,较高硝态氮浓度的混合处理最有利于木荷的光合作用和生物量积累。在2个树种的幼苗培育和混交造林中可根据土壤中N素情况适当为杉木增施铵态氮,为木荷增施硝态氮。

全膜双垄沟播玉米耗水特性和籽粒产量对不同氮素形态配比的响应

为优化陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米的氮肥运筹,提高玉米籽粒产量,通过大田试验,研究了不同氮素形态配比(NO3^--N/NH4^+-N)[N1(1∶0)、N2(1∶1)、N3(1∶3)、N4(3∶1)]对旱地全膜双垄沟播玉米耗水特性、产量和水分利用效率的影响.结果表明:不同氮素形态配比显著影响玉米0~200 cm土层的土壤贮水量,且N4处理土壤贮水量最低.N4处理农田总耗水量最高,较N1、N2、N3分别显著增加了2.9%、1.9%、0.9%(2015)和2.3%、1.4%、2.2%(2017).玉米籽粒产量和水分利用效率(WUE)在3个生长季均表现为N4处理最高,籽粒产量较其他处理分别高出3.3%~9.9%(2015)、3.5%~24.2%(2016)和8.3%~36.1%(2017),WUE则较其他处理分别高出1.6%~6.8%、4.9%~21.8%和6.6%~32.9%.N4处理下玉米的氮肥偏生产力显著高于其他处理,然后依次为N3、N2和N1.综合考虑,NO3^--N/NH4^+-N=3∶1是适宜陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米增产的氮肥运筹措施.

不同形态氮素配比对杂交粳稻根系及收获指数的影响

采用供应不同形态氮素配比(NH4+-N∶NO3--N分别为3∶1、1∶1、1∶3)对杂交粳稻组合滇杂31及其亲本进行水培培养,在抽穗期对试验材料根系性状、生物量及成熟期生物产量、单株粒重和收获指数进行比较及优势效应分析。结果表明:所有材料根系性状、生物产量及单株粒重均随着硝态氮比例的增加而显著增加,然而收获指数却随硝态氮的增加而显著下降。杂交粳稻组合根系性状、生物量、单株粒重及收获指数在各种形态氮素配比处理下均明显优于其亲本和对照品种。通过t测验表明,在不同氮素配比处理下,杂交组合超亲优势和对照优势效应均达显著或极显著水平,其中绝大多数性状在NH4+-N∶NO3--N为3∶1或1∶1处理中具有较高的相对优势值,而生物产量在NH4+-N∶NO3--N为1∶3的处理中表现出最高相对优势。优良的杂交粳稻对氮素环境的适应性比优良常规粳稻品种更好。

氮素形态及配比对5个种源菘蓝的生物碱类成分和多糖的影响

以5份不同种源的菘蓝为材料,采用田间小区试验,设置不施氮(CK)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)、NH4+-N/NO3--N=75/25、NH4+-N/NO3--N=50/50、NH4+-N/NO3--N=25/75和酰胺态氮等7个处理,分析比较了不同种源植株的靛蓝、靛玉红和总生物碱含量、(R,S)-告依春及多糖含量等指标的差异,为菘蓝栽培生产中氮素的高效利用提供理论参考。结果表明:氮素处理有利于提高山西运城菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内靛蓝含量,以及安徽亳州菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内的总生物碱含量;NH4+-N/NO3--N=50/50处理对山西运城菘蓝,以及酰胺态氮处理对山西运城菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内生物碱类成分的积累均有促进作用;与对照相比,氮素处理亦能有效地提高甘肃张掖菘蓝和陕西商洛菘蓝根内的(R,S)-告依春及安徽亳州菘蓝根内的多糖含量;安徽阜阳菘蓝(R,S)-告依春含量在任一氮处理下均远远高于其他种质菘蓝。研究表明,不同种源菘蓝对氮素处理的响应存在较大的差异,建议生产中综合考虑菘蓝的来源和需肥规律,采用经济有效的施氮组合,以提高其活性成分含量。

氮素不同形态配比对白浆土养分性状的调控

铵态氮(NH_4^+-N)、硝态氮(NO_3^--N)是无机氮素的2种形态,其不同配比势必会通过影响土壤微生物活性进而影响土壤的养分性状。通过同等氮素用量、不同氮素形态配比(NH_4^+∶NO_3^-摩尔比分别为4∶1、1∶1、1∶4)处理,试图揭示其对添加玉米秸秆白浆土养分性状的影响。结果表明:无论何种氮素形态占优,添加玉米秸秆白浆土的有机质含量均随培养时间的延长而呈现波动式下降。铵态氮在培养初期对于矿化作用的促进最为明显,硝态氮的优势在于培养中段,而铵态氮、硝态氮等比例供氮则可使微生物的矿化能力延续更久;矿化等量玉米秸秆,硝态氮占优处理下全氮含量丧失的幅度最大,而铵态氮则有利于全氮含量水平的稳定;速效养分含量在外源氮素供应下均降低明显。铵态氮、硝态氮等比例供氮更易使微生物消耗混料的碱解氮含量,从其所占全氮的比例来看,铵态氮更易降低白浆土中可利用氮素的含量,同样其对于有效磷含量的消耗亦有促进作用,因氨态氮对秸秆K+有替代作用而使速效钾含量的下降趋势相对平稳。

NO_3^--N/NH_4^+-N配比对紫花苜蓿根系生长及固氮特性的影响

【目的】为了探明NO_3^--N/NH_4^+-N不同配比下紫花苜蓿根系生长及固氮特性,了解NO3--N与NH4+-N的最适配比,提高紫花苜蓿外源氮利用效率.【方法】室外防雨网室内,以‘甘农3号’为研究材料,采用盆栽营养液沙培法,在氮素水平210mg/L下,设NO3--N和NH4+-N的7个混合配比(1∶7、1∶3、3∶5、5∶5、5∶3、3∶1、7∶1),测定处理后紫花苜蓿各生育期根系相关指标.【结果】全生育期内,不同氮素形态配比下(NO_3^--N/NH_4^+-N)紫花苜蓿的根系生物量、根系总长度和根表面积均在NO_3^--N/NH_4^+-N配比为5∶3处理下显著高于其他处理;根瘤数、根瘤质量和固氮酶活性在紫花苜蓿生长的前中期(苗期和现蕾期)均在NO_3^--N/NH_4^+-N配比为1∶7处理下最大,而中后期(盛花期、结荚期和成熟期)在NO_3^--N/NH_4^+-N配比5∶3处理下达到最大值.整个生育期,各处理下紫花苜蓿的根系生物量差异显著,而根系总长度、根表面积、根瘤数、根瘤重在前中期差异显著,而后期差异不大.【结论】NO3--N和NH4+-N均能促进紫花苜蓿各时期根系生长,但二者混合使用且NO_3^--N/NH_4^+-N比例为5∶3时,紫花苜蓿根系生长最好,肥料报酬率高.与此同时,紫花苜蓿自身固氮能力也最强,对氮素的利用率达到最高.

不同氮源配比对沙地水肥一体化玉米生长的影响

[目的]在少量多次的水肥供应模式下,通过施用不同比例的氮源,探究促进玉米生长适宜的氮源及配比。[方法]以MC670为供试玉米材料,采用盆栽土培试验,设置4个不同的硝氮铵氮比例(硝铵比10∶0、硝铵比7∶3、硝铵比5∶5、硝铵比3∶7),分析不同氮源配比对玉米生长及氮、磷、钾素积累的影响。[结果]与混合供氮处理相比,硝铵比10∶0处理的玉米生物量积累最高,但与硝铵比5∶5的处理不存在显著差异;与其他处理相比,硝铵比5∶5的处理对玉米株高有显著提高作用;在养分积累方面,硝铵比10∶0处理的玉米植株磷、钾积累量最高,但与硝铵比5∶5处理不存在显著差异;硝铵比5∶5处理的玉米植株氮积累量最高,但与硝铵比10∶0处理不存在显著差异。[结论]在沙地玉米水肥一体化种植中,硝铵比为10∶0和5∶5时,最有利于玉米植株干物质与养分的积累,但当硝铵比为5∶5时,其地上部的农艺性状表现更佳。