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。

基于15N示踪技术的干旱区滴灌葡萄氮素利用分析

为研究水氮调控对干旱区滴灌葡萄氮素吸收利用的影响,以新疆鲜食葡萄弗雷为试验材料,利用15N示踪技术,设置2种灌水处理(灌水量为4950、5400 m^3·hm^-2,分别记作W1、W2),3种施氮处理(施氮量为177、235、292 kg·hm^-2,分别记作F1、F2、F3)进行大田试验。结果表明,各处理土壤全氮含量和15N丰度差异极显著(P<0.01),并且在0~20 cm土层出现富集现象。各器官征调氮素能力随水氮投入加大极显著增强(P<0.01)。根系、茎秆、叶片器官的生物量随着吸氮量的增加极显著提高(P<0.01),而较高施氮量(F3)不利于果实器官生物量的积累。果树吸收的肥料氮量随水氮投入的加大逐渐增加,受水氮调控影响极显著(P<0.01),果树吸收的土壤氮量大于肥料氮量。W2F1的15N标记氮肥利用率和15N标记氮肥偏生产力最高,分别为38.36%和114.20 kg·kg^-1,W2F2的产量最高,为20253 kg·hm^-2,但与W2F1差异不显著。表明水氮投入过多会引起茎秆和叶片器官徒长且不利于提高15N标记氮肥利用率。综上所述,灌水量5400 m3·hm^-2、施氮量177 kg·hm^-2(W2F1)是兼顾经济效益与生态效应的可行水氮运筹模式。本研究结果为干旱区滴灌葡萄高产高效种植提供了参考。

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 。

^(15)N示踪技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展

稳定性同位素技术是现代生态学研究中的一门应用技术,它几乎在生态学研究的各个领域都有着广泛的应用。其中15N技术由于具有示踪和区分氮素物质的源与去向等优越性而在生态系统氮循环研究中发挥了极为重要的作用。文章主要从湿地氮素的输入过程、转化过程以及归趋过程三方面综述了该技术在当前国内外湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展,特别指出当前基于该技术的湿地氮素生物地球化学过程研究尚缺乏一定的系统性、深入性和广泛性。最后,文章就该技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用前景进行了展望研究。

利用^(15)N示踪技术研究8种禾本科牧草对氮肥的吸收和转化效率

研究牧草对肥料氮素的吸收及动物转化效率所表现的基因型差异,对指导优良牧草品种的筛选具有重要意义。本研究采用15N同位素示踪方法,通过盆栽试验测定了杂交狼尾草、热研3号俯仰臂形草、热研8号坚尼草、热研11号黑籽雀稗、墨西哥玉米、苏丹草、黑麦草、高羊茅8种禾本科牧草对氮肥的利用效率,并利用15N标记牧草饲喂小白鼠,测定动物对牧草的消化吸收率。结果表明:8种牧草15N肥料利用率为5.197%~29.340%,其中以杂交狼尾草的氮肥利用效率最高;小白鼠对15N标记牧草的消化率为27.67%~68.20%,消化率依次为黑麦草>苏丹草>墨西哥玉米>杂交狼尾草>俯仰臂形草>坚尼草>高羊茅>黑籽雀稗;鼠体对牧草15N的回收率为22.62%~43.90%,表明牧草对氮肥的吸收与转化效率存在明显的基因型差异。综合评价认为,6种夏季牧草品种中,以杂交狼尾草和热研3号俯仰臂形草的15N转化效果较好,冬季牧草品种黑麦草则优于高羊茅。

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。

基于^(15)N示踪技术的植物-土壤系统氮循环研究进展

同位素示踪技术是指外源添加与生物体内的元素或物质完全共同运行的示踪物,用来指示生物体内某元素或物质变化过程的一种方法。利用氮稳定同位素示踪技术,能从本质上揭示生态学过程发生的机理,从而成为生态学科研工作十分重要的工具之一。对近年来15N示踪技术应用于土壤氮素固定、植物氮素营养和植物-土壤系统氮迁移的研究进展进行了综述,并对稳定氮同位素技术在解决相关生态学难题可能的前景和不足方面进行了展望。

利用(15)N示踪技术研究尿素在人工瘤胃中的代谢

通过人工瘤胃短期发酵,采用4×2析因完全随机试验设计,利用15 N标记尿素代替日粮粗蛋白的0%、10%、20%、40%,分别发酵24和48h,研究日粮不同尿素添加量对瘤胃发酵参数的影响及其在瘤胃中的代谢。结果表明:不同尿素添加量和发酵时间对瘤胃pH影响不显著(P>0.05),添加尿素处理的瘤胃液氨态氮浓度在发酵48h时显著高于发酵24h;尿素添加量和发酵时间对颗粒相和液相微生物的含氮量影响不显著(P>0.05);瘤胃食糜各相中的尿素氮与日粮尿素添加量呈显著的正线性相关关系(P<0.01);瘤胃食糜各组分总氮中尿素氮所占的比例与日粮尿素添加量呈显著的正线性相关关系(P<0.01);日粮尿素在瘤胃食糜各组分中的分配数量依次为上清液(54.88%～73.03%)>未消化饲料(27.83%～37.56%)>液相微生物(7.99%～10.18%)>颗粒相微生物(4.5%～6.17%),尿素添加量和发酵时间不改变尿素氮在瘤胃食糜的发展趋势。

应用^(15)N示踪技术研究控释尿素在稻田中的去向及利用率

【目的】在氮、磷、钾肥合理供应下,比较控释尿素和普通尿素中氮素在土壤-植物系统中的转化特点,挖掘控释尿素氮肥利用潜力和减少氮素损失的作用,定量研究控释尿素在稻田的去向和利用率,为高效施用控释肥料提供依据。【方法】通过田间微区试验,设置不施氮肥(CK)、^(15)N标记的粉末状普通尿素(U)和控释尿素(CRU)3个处理,研究不同生育时期水稻对肥料氮的吸收、分配和转运及肥料氮在稻田的去向和利用率。【结果】随生育期的推进,水稻植株茎和鞘的干物质量及^(15)N积累量逐渐增加,开花期达到最大值。开花期,与U处理相比,CRU处理水稻植株茎的干物质量提高13.8%,鞘的干物质量无明显变化,茎和鞘的^(15)N积累量分别提高62.5%和25.5%,随后由于营养器官干物质和^(15)N向籽粒的不断转移而降低。随着叶片的衰老脱落,叶的干物质量及^(15)N积累量从抽穗期开始逐渐下降,成熟期达到最小值。而穗的干物质量及^(15)N积累量从孕穗期开始不断增加,到成熟期达到最大值。成熟期,与U处理相比,CRU处理水稻茎、鞘、穗和地上部的干物质量及^(15)N积累量分别增加17.3%、13.2%、3.5%、3.7%和25.0%、20.0%、15.8%、13.3%,叶的干物质量及^(15)N积累量分别降低14.6%和15.2%。开花期到成熟期,CRU处理的水稻干物质及^(15)N转运量、转运率、对籽粒的贡献率分别为286.78 g·m^(-2)、32.3%、30.8%和2.69 g·m^(-2)、67.2%、83.8%,与U处理相比略有增加,但统计上差异不显著。但灌浆期到成熟期,CRU处理养分供应充足,促进了水稻籽粒的灌浆速率,促进了籽粒中干物质的积累及氮素的同化和营养器官中养分向籽粒的迅速转运。等氮量下,与U处理相比,CRU处理水稻产量和植株吸氮量略有增加,但差异不显著;施用CRU提高水稻植株^(15)N吸收量13.3%,提高水稻^(15)N利用率3.2个百分点,增加水稻植株氮素来自^(15)N肥料的百分比(Ndff)2.9个百分点,增加^(15)N土壤残留率0.9个百分点,提高^(15)N总回收率4.0个百分点,减少^(15)N损失率4.0个百分点。无论施用控释尿素还是普通尿素,土壤氮素均是水稻生长发育所需氮素的主要来源,水稻生育期吸收氮素来自土壤的氮素约占70%以上。肥料氮在土壤中的残留量随土层深度的增加而显著下降,水稻收获后,肥料^(15)N主要残留在0—20 cm土层中,约占总残留量的78%。其次是20—40 cm和40—60 cm土层,这两层土壤中肥料^(15)N残留量相近,约占总残留量的19%左右。而在60 cm土层以下,仍有微量的肥料^(15)N残留,占总残留量的4%以下。【结论】施用控释尿素可以增加水稻各生育期的干物质量和氮素吸收量,增加花后(尤其是灌浆期到成熟期)干物质和氮素的转运,在稳产的情况下,既提高了肥料氮利用率,也减少了肥料氮的损失。

基于^(15)N示踪技术的不同水肥条件下夏玉米氮素利用研究

为了揭示不同水肥处理条件下夏玉米氮素的利用吸收情况,采用15N示踪技术,通过夏玉米实验设置4个施氮水平0 kg/hm^(2)(CK),120 kg/hm^(2)(N1),180 kg/hm^(2)(N2),270 kg/hm^(2)(N3),2个灌溉水平132 mm(I1),166 mm(I2)。研究了不同水肥处理条件下玉米成熟期各器官对肥料氮和土壤氮的吸收和分配情况,分析了肥料氮对土壤氮的激发规律以及各处理土壤中肥料氮的残留与损失情况。夏玉米对肥料氮的吸收量占总吸氮量的19.43%~28.62%,对土壤氮的吸收量占总吸氮量的71.38%~80.57%;玉米各器官对肥料氮的竞争能力由大到小表现为籽粒、茎秆、叶。土壤氮的激发均为正激发效应,激发率为119.16%~169.19%;夏玉米收获后肥料氮吸收率、土壤残留率和损失率分别为29.41%~50.75%、20.45%~31.41%和24.67%~41.26%,各处理中N2I2处理夏玉米对肥料氮的吸收率最大,为50.75%。夏玉米氮肥农学利用效率为1.63~7.72 kg/kg,水分利用效率为1.09~1.30 kg/m^(3)。适宜的水肥配比有利于植株充分利用氮肥,节约水资源,减少浪费。

应用^(15)N示踪技术研究耕作方式对甘蔗氮肥吸收利用的影响

为探讨甘蔗适宜的机械耕作方式,以甘蔗品种桂糖42号为材料,采用田间微区^(15)N示踪技术,研究深松45 cm+旋耕25 cm(T1)、深翻40 cm+圆盘耙碎土25 cm(T2)和旋耕25cm(T3)3种耕作方式对氮肥利用效率及去向的影响。结果表明,3种耕作方式下新植蔗吸收的N有43.40%~46.45%来自当季施用的氮肥,氮肥利用率、残留率和损失率范围分别为14.39%~18.43%、50.70%~55.49%和26.08%~34.91%;宿根蔗吸收的N来自上季施用氮肥的比率为13.27%~14.78%,上季氮肥在宿根季的利用率、残留率和损失率范围分别为7.79%~10.35%、31.41%~34.12%和11.02%~11.50%;两季甘蔗收获后,氮肥残留均随土层深度的增加而明显递减,但T3在0~20 cm土层残留较多,其他耕作方式在20~60 cm土层残留较多。两季甘蔗干物质积累量、肥料氮来源比率、氮肥利用率及氮肥残留率以T1最高,T2次之,T3最低,T1与T3间差异达显著水平;两季甘蔗氮肥损失率以T3最高,T2次之,T1最低,其中在新植蔗3个处理间的差异达显著水平。综上,在红壤旱地,深松深翻能促进甘蔗对氮肥的吸收,减少氮肥损失,增加甘蔗产量,其中深松45 cm+旋耕25 cm(T1)的耕作方式效果较好。本研究结果可为红壤蔗地合理耕作提供科学依据。

用^(15)N示踪研究不同氮水平下剑麻的氮素吸收利用特性

采用盆栽试验和15N示踪技术,研究4个不同氮(N)水平对剑麻生长及氮素吸收利用特性的影响。结果表明,施氮显著提高剑麻株高、叶长、叶宽和根粗。施氮处理地上部鲜重、含水量、全氮含量和吸氮量均有所增加,但施氮处理之间差异不显著。剑麻地上部和根系吸收的肥料N随着氮水平增加而增加,各处理整株肥料N比例,以示踪法计算为24.2%~32.6%,差减法计算为34.6%~53.1%。不同氮水平下剑麻氮素利用率变化不明显,整株氮素利用率,示踪法计算为20.0%~22.0%,差减法计算为30.0%~35.7%。可见,剑麻吸收的肥料氮低于土壤氮;剑麻的氮素利用率偏低;以示踪法求得的肥料N比例和氮素利用率均低于以差减法求得的结果。

人工草地氮素分流:青藏高原野外^(15)N示踪实验研究（英文）

本论文应用^(15)N示踪技术,野外原位研究三种高寒牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和冷地早熟禾(Poa crymophila)对^(15)NH+4—N和^(15)NO_3^-—N的吸收,检测^(15)N示踪剂在施肥和不施肥人工草地在地上部分茎叶、根系和土壤中的分布.旨在揭示高寒牧草氮草吸收特征,加深对高寒人工草地氮素循环的理解,为高寒人工草地可持续管理提供科学依据.研究结果表明(1)在不施肥人工草地,三种高寒牧草茎叶δ^(15)N天然丰度差异为3.10‰(0.32‰-3.42‰),在施肥人工草地三种高寒牧草茎叶δ^(15)N天然丰度差异为4.18‰(-3.55‰-0.63‰).人工草地四年的化肥施入显著降低了牧草茎叶、根系和土壤的δ^(15)N天然丰度值;(2)在^(15)N示踪实验中,不施肥样地垂穗披碱草对^(15)NO_3^-—N和^(15)NH_4^+—N的吸收分别占76.58%和23.42%,施肥样地垂穗披碱草对两种氮素的吸收分别占63.88%和36.12%.施肥措施显著降低了垂穗披碱草对硝态氮的吸收;不施肥样地中华羊茅对两种氮素的吸收分别占56.32%和43.67%,施肥样地对两种氮素的吸收分别占42.74%和57.26%;冷地早熟禾氮吸收与垂穗披碱草相似;(3)平均而言,在不施肥样地和施肥样地,^(15)NO-3—N在牧草茎叶的回收率分别为9.75%和6.61%,^(15)NH_4^+—N在牧草茎叶的回收率为3.25%和4.15%;^(15)N在牧草根系真的回收率为2.67%-3.54%;在不施肥样地和施肥样地,^(15)NO_3^-—N在土壤中的回收率分别为16.80%和24.88%,^(15)NH_4^+—N在土壤中的回收率为40.75%和34.19%.

^(15)N同位素示踪技术研究辣椒器官氮素分配特性和基质氮素运移规律

为探究日光温室蔬菜基质栽培氮肥在栽培基质中运移和累积规律及其在辣椒植株各器官中吸收和分配特性。以辣椒(品种:陇椒10号)为试验材料,利用K^(15)NO_3同位素示踪法,将K^(15)NO_3分别标记于栽培基质剖面向下5～10 cm和15～20 cm深处,并设2个灌水下限60%(W60)和80%(W80),研究了日光温室基质栽培辣椒的生物量、辣椒各器官对氮素吸收与分配及栽培基质中氮素的运移规律。结果表明,60%灌水下限条件下较80%灌水下限显著增加了辣椒植株总生物量和氮的吸收量。在空间分布上,^(15)N标记施肥深度越深,则辣椒植株对^(15)N利用率下降;同时,^(15)N在基质层(0～20 cm)中的累积量也明显下降,损失量显著增加。其中60%灌水下限条件下基质中^(15)N的损失量少于80%灌水条件,且^(15)N在5～10 cm处的损失量较少,此时,减小了基质层15～20 cm处^(15)N的向下迁移量,并增加了60%灌水下限条件下辣椒植株各器官对全氮的吸收利用率。因此,W60F5处理可以提高辣椒植株的总生物量和氮肥的吸收量,减弱基质深层氮素向下运移量,有利于辣椒植株更好地吸收与利用,且辣椒植株各器官生物积累量与氮肥吸收量依次为叶>果>茎。

15N同位素稀释技术和示踪技术在森林土壤N素研究中的应用

森林土壤N素形态、N库动态及其运移转化特征备受关注。采用稳定性^(15)N同位素稀释技术和示踪技术测定森林土壤总N转化速率和^(15)N回收率,可以揭示森林土壤N素特别是无机N的运移转化规律和持留机制。由此可见,稳定性^(15)N同位素技术在森林土壤N循环研究中的作用举足轻重。基于此,介绍^(15)N同位素稀释技术测定土壤总N转化速率的基本原理和^(15)N同位素示踪技术研究土壤N素运移规律的基本思路,并简要列举了稳定性^(15)N同位素技术和示踪技术在森林土壤N素转化、运移和持留机制研究中的应用实例,同时指出此法的不足和应用前景。

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。

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。

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.

^(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。

应用^(15)N研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及产量的影响

【目的】有关棉花适宜的施氮时期存在争议,国外有学者推荐最佳施氮时期为出苗后和现蕾期,也有研究认为播前和初花期各施一半较好。氮同位素示踪技术能区分作物吸收利用的肥料氮及土壤氮,并能深入细致研究施入氮肥的去向及在作物体内的分配。本文采用氮同位素示踪技术研究氮肥底追比例,施氮时期对棉花氮素吸收和产量的影响,以期为华北平原棉区氮肥管理提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,以转Bt+Cp TI基因抗虫棉品种中棉所79(CCRI 79)、中棉所60(CCRI 60)为材料,设氮肥底施与初花期追施比例1∶1(N1)、1∶2(N2)、0∶1(N3)、氮肥底施与蕾期追施比例0∶1(N4)4个处理,研究氮肥运筹对棉花初花期、收获期15N吸收、15N回收率、生物量积累和籽棉产量的影响。【结果】初花期棉株不同器官的氮素吸收来自氮肥(Ndff)的比例随底肥氮施用量的增加而显著增加,增幅为25.88%42.45%。收获期不同处理棉花单株Ndff%随追施氮量的增加而显著增加,增幅为26.92%54.14%,N3、N4处理的棉花单株Ndff%显著高于N1和N2。N2处理的棉花单株籽棉产量高于其他处理,但与N1处理的差异不显著,N2处理单株生物量与N1、N3差异不显著。2个品种N3、N4处理的棉花收获期单株15N积累量均显著高于N1和N2处理,棉株收获期15N回收率均显著高于N1。N2处理的棉花收获期15N回收率高于N1处理,但差异未达到显著水平。棉花收获后N2处理土壤15N回收率低于N1,但差异不显著。【结论】本试验条件下,2个棉花品种氮素底追比为1∶2时的籽棉产量与15N回收率优于底追比为1∶1处理,底追比为0∶1的处理15N回收率在4个处理中最高,但未显示出产量优势,这些结果有待在大田试验中进一步验证。