不同氮吸收效率水稻品种的苗期铵吸收特性及生长差异分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

黄秀  叶昌  燕金香  李福明  褚光  徐春梅  陈松  章秀福  王丹英 《中国农业科学》2021,54(7):1455-1468

【目的】 测定不同氮吸收效率品种对外界NH₄ ⁺浓度的响应,解释水稻品种间氮吸收差异的机理。【方法】 采用水培法栽培氮吸收高效的水稻品种齐粒丝苗（QL）和氮吸收低效的品种沪科3号（HK）,通过分析水稻幼苗在0—0.80 mmol·L ^-1低铵浓度和1.00—12.96 mmol·L ^-1高铵浓度下的铵吸收速率,计算铵吸收动力学参数V_max和K_m值,比较不同氮吸收效率水稻品种的苗期铵吸收特性;通过比较不同NH₄ ⁺浓度下的水稻苗期株高、分蘖数、叶绿素含量、以及地上和地下部的干物质和氮素积累量,用根系扫描法分析根系形态,包括总根长、根体积、根表面积、平均直径、根尖数等,用非损伤性扫描离子选择电极技术（scanning ion-selective electrode technique,SIET）测量根分生区和伸长区NH₄ ⁺的跨细胞膜运输,用液相氧电极系统分析根系氧损耗,研究不同氮吸收效率水稻品种的苗期生长差异。【结果】（1）在0—0.8 mmol·L ^-1低铵浓度下,2个水稻品种QL和HK幼苗对NH₄ ⁺的吸收符合Michaelich-Menten方程,氮吸收高效品种QL的吸收动力学参数V_max为氮吸收低效品种HK的1.66倍;当NH₄ ⁺的浓度大于1 mmol·L ^-1 时,水稻幼苗对NH₄ ⁺的吸收均随着外界NH₄ ⁺浓度的增加而增大,但同一NH₄ ⁺浓度下,氮吸收高效品种QL对NH₄ ⁺的吸收速率大于氮吸收低效品种HK;（2）水稻根系分生区在外界不同NH₄ ⁺浓度下均表现为NH₄ ⁺的跨细胞膜净流入,且NH₄ ⁺净流入速率随着外界NH₄ ⁺浓度的升高而增加,氮吸收高效品种QL在低铵（LN）、中铵（MN）和高铵（HN）处理下根系分生区NH₄ ⁺净流入速率分别比氮吸收低效品种HK高42.0%、71.8%和63.6%;根系伸长区NH₄ ⁺的跨细胞膜流通品种间存在差异,氮吸收低效品种HK在LN和HN下均出现NH₄ ⁺跨细胞膜净输出,而氮吸收高效的品种QL仅在HN下出现NH₄ ⁺跨细胞膜净输出,且净输出速率比氮吸收低效的HK低34.30%。（3）在LN和MN浓度下,氮吸收高效品种QL的苗期形态和物质积累并不占优势;适量增铵可以增加水稻的株高、分蘖、叶绿素含量、干物质和氮素积累量,但过高的外界铵浓度对水稻生长特别是根系生长有抑制作用;HN下,氮吸收高效的品种QL显示出一定的生长优势,播种后10–20 d的分蘖增加速率和干物质增加速率分别比氮吸收低效的品种HK高65.7%和31.4%;虽然品种QL的根系氮浓度比品种HK低15.1%,但其地上部氮积累量比HK高23.5%,说明QL比HK能更快地将根系吸收的氮转运至地上部供其生长所需。【结论】 与氮吸收低效品种相比,氮吸收高效品种根系细胞膜上有更多的NH₄ ⁺运输载体,根系吸收的NH₄ ⁺同化、转运速度快,苗期分蘖速率和干物重积累速率大。  相似文献   

铵态氮及硝态氮配比对香蕉幼苗氮素吸收动力学特征的影响   总被引：4，自引：0，他引：4  

张超一  樊小林 《中国农业科学》2015,48(14):2777-2784

【目的】探究不同铵硝配比条件下香蕉幼苗对铵态氮、硝态氮两种形态氮素的吸收特性以及两种氮源离子相互作用对香蕉氮素吸收动力学特征的影响,筛选最适于香蕉氮素吸收利用的铵硝配比,为香蕉氮素营养高效吸收提供理论依据。【方法】依据养分吸收动力学原理,利用改进的耗竭法研究不同铵硝配比营养液中巴西品种香蕉（Musa AAA Giant Cavendish cv. Brazil）幼苗对铵态氮、硝态氮以及总氮的吸收动力学特征。设7个处理：100%铵态氮（100%A）、90%铵态氮+10%硝态氮（90%A+10%N）、70%铵态氮+30%硝态氮（70%A+30%N）、50%铵态氮+50%硝态氮（50%A+50%N）、30%铵态氮+70%硝态氮（30%A+70%N）、10%铵态氮+90%硝态氮（10%A+90%N）和100%硝态氮（100%N）。每个处理设9个氮浓度梯度：0、0.1、0.2、0.5、1、1.5、2、3、4 mmol·L^-1。【结果】不同铵态氮﹕硝态氮配合条件下,香蕉苗吸收铵态氮、硝态氮及总氮的规律均符合Michaelis-Menten酶动力学方程,其动力学方程达到极显著水平。NH₄⁺-N比例在10%-70%时,随着NO₃^--N比例的增加,可以增加香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。在NH₄⁺-N比例为70%时,NH₄⁺-N的最大吸收速率（Vmax）最大,为55.56 μmol·g^-1·h^-1,NH₄⁺-N比例超过70%会降低香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收速率呈现随营养液NH₄⁺-N比例的增加而显著降低的规律。NH₄⁺-N比例从10%增大到90%时,NO₃^--N的Vmax降低了2.62倍,增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收。铵硝配比对香蕉根系与NH₄⁺-N和NO₃^--N的亲和力影响无明显规律。在铵硝配比为3﹕7时香蕉总氮Vmax达到83.33 μmol·g^-1·h^-1,明显高于其他处理,最有利于香蕉吸收利用氮素。【结论】NH₄⁺-N比例低于70%时,增加NO₃^--N比例可以促进香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收,NH₄⁺-N比例高于70%时,增加NO₃^--N比例抑制NH₄⁺-N的吸收。增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收,铵硝配比为3﹕7最有利于香蕉吸收利用氮素。  相似文献   

同形态及配比的氮肥对枳砧脐橙幼树生长及氮素吸收利用的影响     

樊卫国  葛会敏 《中国农业科学》2015,48(13):2666-2675

【目的】石灰性黄壤是中国西南喀斯特地区的主要土壤种类,这一地区柑橘分布广泛。研究石灰性黄壤上柑橘对不同形态氮肥的选择吸收与利用特性,旨在为中国西南喀斯特地区柑橘园施肥提供合理的氮肥选择依据。【方法】以枳砧纽荷尔脐橙嫁接苗为材料,以pH 8.1的石灰性黄壤为栽培介质,采用土培方法,测定单施硝态氮、铵态氮、尿素及混施不同比例硝态氮和铵态氮后枳砧纽荷尔脐橙幼树的总叶面积、高度、基径、鲜重及干重生物量、根冠比值、氮的吸收量和氮的利用效率;采用常规耗竭法,在春季和夏季测定枳砧纽荷尔脐橙幼树根系对NO₃^-和NH₄⁺吸收的动力学参数。【结果】在石灰性黄壤上,单施硝态氮、铵态氮、尿素的枳砧纽荷尔脐橙幼树生长发育和氮的吸收利用受到明显抑制,植株的总叶面积、高度、基径、鲜重及干重生物量、根冠比值、氮的吸收量和氮的利用效率均变小,其中以单施尿素的为最小。混施硝态氮和铵态氮对枳砧纽荷尔脐橙幼树的生长发育和氮的吸收利用有明显的促进作用。其中硝态氮和铵态氮的比例为75﹕25的施氮处理,植株生长发育最好,氮的吸收量和利用效率最大,植株总叶面积为0.44 m²,高度为73.95 cm,基径为1.36 cm,鲜重及干重生物量分别为232.95 g/株和130.27 g/株,鲜重及干重根冠比值分别为1.02和1.06,整株氮的吸收量和利用效率分别达到3.80 g/株和0.0292 g·mg^-1。混施硝态氮和铵态氮时,随铵态氮的比例增大,植株的生物量及氮的吸收量和利用效率随之下降。单施铵态氮或尿素,根系会产生NH₃中毒现象。无论春季或夏季,单施硝态氮和混施不同比例的硝态氮和铵态氮的枳砧纽荷尔脐橙幼树根系对NO₃^-的最大吸收速率（I_max）均无显著差异,根系对NO₃^-的吸收较为稳定。春季根系对NO₃^-的K_m值都明显比夏季的小,根系与NO₃^-的亲和力强于夏季,夏季根系对NO₃^-的K_m值差异不显著。混施硝态氮和铵态氮时,将硝态氮的比例提高至50%-75%时能够增强春季枳砧纽荷尔脐橙幼树根系对NO₃^-的亲和力,增加春季和夏季根系中NO₃^-的流动速率（α）。在春季,随氮肥中铵态氮比例的增大,根系对NH₄⁺的最大吸收速率和NH₄⁺在根系中的流动速率随之增大,而根系对NH₄⁺的亲和力随之降低。在夏季,随氮肥中铵态氮比例的增大,根系对NH₄⁺的最大吸收速率、亲和力和NH₄⁺在根系中的流动速率随之减小,单施铵态氮的根系与NH₄⁺的亲和力最小,对NH₄⁺的最大吸收速率最低,NH₄⁺在根系中的流动速率最慢。混施硝态氮和铵态氮后,在春季和夏季枳砧脐橙幼树的根系与NO₃^-的亲和力都比NH₄⁺的强,NO₃^-在根系中的流动速率远大于NH₄⁺的。【结论】在石灰性黄壤上,枳砧脐橙幼树的根系对NO₃^-的吸收表现出较明显的偏好,混施75﹕25的硝态氮和铵态氮能够促进脐橙的生长发育和提高氮的吸收及利用效率。  相似文献   

水稻分蘖期干物质积累对大气CO₂浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制     

贺江  丁颖  娄向弟  姬东玲  张向向  王永慧  张伟杨  王志琴  王伟露  杨建昌 《中国农业科学》2023,56(6):1045-1060

【目的】探究不同类型水稻品种物质生产响应大气CO₂浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制。【方法】以产量和物质生产对CO₂浓度升高响应有明显差异的水稻品种两优培九(LY)和南粳9108(NJ)为材料,在人工气候室进行水培试验。分别设置对照CO₂浓度(A-CO₂,400μmol·mol^-1)和CO₂浓度升高(E-CO₂,600μmol·mol^-1)两个CO₂处理,高氮(HN,1.25 mmol·L^-1 NH₄NO₃)和低氮(LN,0.25 mmol·L^-1 NH₄NO₃)两个氮水平。分析CO₂浓度升高对不同水稻品种根系形态与生理活性、叶片和根系中细胞分裂素(CTKs)含量、氮素同化酶活性、叶片生理特性、光合参数以及干物质积累的影响差异。...  相似文献   

不同配比的硝态氮和铵态氮对枇杷实生苗氮素吸收动力学及生长的影响   总被引：4，自引：0，他引：4  

马检  樊卫国 《中国农业科学》2016,49(6):1152-1162

【目的】探究硝态氮和铵态氮及其配比条件对枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）实生苗的氮素吸收动力学参数和生长发育的影响,确定枇杷可吸收利用的氮素形态,为枇杷的氮肥管理提供科学依据。【方法】以枇杷实生苗为材料,采用离子耗竭法,测定枇杷实生苗根系对不同硝态氮和铵态氮的吸收动力学参数;以pH为7.35的石灰性黄壤为栽培介质,设置5个不同硝铵比的施氮处理,研究不同硝态氮和铵态氮配比对枇杷实生苗生长及根系形态特征的影响。【结果】在不同的NH₄⁺及NO₃^-离子浓度及其不同配比的营养液中,枇杷实生苗根系吸收铵态氮、硝态氮及总氮的规律均符合Michaelis-Menten酶动力学方程。无论NH₄⁺和NO₃^-离子浓度如何变化,枇杷实生苗根系对NH₄⁺吸收的内在潜力及亲和力和其在根中的流速均比NO₃^-的大。在单纯供给硝态氮的条件下,枇杷对NO₃^-的吸收并没有得到促进。在供给不同硝铵配比的处理中,随铵态氮比例的增加,枇杷实生苗根系中总氮的最大吸收速率（I_max）和根系中流速（α）明显增大,而米氏常数值（K_m）明显减小;随硝态氮比例的增加,根系中总氮的I_max和离子流动速率（α）明显降低,K_m值明显增大。增加铵态氮的比例能够促进枇杷实生苗根系对氮素的吸收,而增大硝态氮的比例对枇杷根系吸收氮素营养有不利影响,铵态氮是枇杷优先选择吸收的氮素形态。在土培条件下,施不同配比的硝态氮肥和铵态氮肥,枇杷实生苗的植株高度、基径、干重生物量、根冠比、根系形态指标和总叶面积的差异显著。增大铵态氮的施肥比例能够显著增大植株高度、基径、干重生物量、根冠比、总叶面积,根的总长度、总表面积、总体积、平均直径,总根尖数及根系分形维数。100%的铵态氮处理的上述指标最大,100%的硝态氮处理的上述指标最小。【结论】铵态氮能够明显促进枇杷实生苗的生长发育,增强枇杷实生苗对氮素的吸收利用,而硝态氮则抑制枇杷实生苗的生长。在混合供应铵态氮和硝态氮的条件下,增加铵态氮比例能够促进枇杷实生苗的生长发育。  相似文献   

丛枝菌根真菌对宁夏枸杞生长和氮代谢的影响     

赵飞  唐明  张好强 《西北林学院学报》2022,37(1):166-171

丛枝菌根真菌（AMF）在促进植物生长和矿质营养吸收方面发挥重要作用。采用盆栽试验,探索了不同浓度氮处理（0、1、15 mmol NH₄NO₃）下丛枝菌根真菌对宁夏枸杞生长、光合作用和氮代谢的影响。结果表明,AMF对宁夏枸杞的侵染率随施氮量增加而增加,3种浓度氮处理下AMF侵染率分别为29.32%、43.93%和62.81%。施氮和接种AMF均提高宁夏枸杞叶片叶绿素含量和光合速率,提高根系和叶片全氮含量,提高根系硝酸还原酶活性（NR）及叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性;1 mmol NH₄NO₃处理能够促进宁夏枸杞生物量累积,提高叶片总叶绿素含量和NR活性;15 mmol NH₄NO₃处理能够提高宁夏枸杞叶片和根系NH₄⁺含量,提高根系NH₄⁺百分比,降低叶片NO₃^-百分比。表明AMF能够通过改善氮代谢及提高光合能力,促进宁夏枸杞生长。  相似文献   

溶解氧浓度对水稻分蘖期根系生长及氮素利用特性的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

胡继杰  钟楚  胡志华  张均华  曹小闯  刘守坎  金千瑜  朱练峰 《中国农业科学》2021,54(7):1525-1536

【目的】探究特定溶解氧浓度对水稻分蘖期根系生长及全生育期氮素吸收利用的影响,以期为水稻氧营养研究及高产栽培提供理论依据。【方法】试验于2016年在中国水稻研究所网室进行。供试水稻品种为中浙优1号（水稻）、IR45765-3B（深水稻）和中旱221（旱稻）,用国际水稻所营养液配方进行培养。试验设置5个溶解氧浓度处理,分别为全生育期溶解氧浓度1 mg·L ^-1（T₁）、3 mg·L ^-1（T₂）、5.5 mg·L ^-1（T₃）和7.5 mg·L ^-1（T₄）,以自然生长处理作对照（CK）,溶解氧浓度由在线测试控制系统自动控制（昆腾Q45D,美国）,并实时用便携式溶氧仪进行校对（YSI 550A,美国）。【结果】（1）水稻分蘖期,随溶解氧浓度上升,全浓度营养液中总氮含量下降速率减小,铵盐含量下降速率增加;硝酸盐含量在T₁处理下最低,T₄处理下最高;亚硝酸盐在全浓度营养液中含量极低且不稳定。（2）与CK相比,3个水稻品种在T₂处理下根系活力均有所提高,T₄处理根系活力显著低于CK。最大根长随溶解氧浓度上升而提高,T_I和T₄处理降低水稻根系总根长、总表面积、根体积和根干重;T₂处理下,中浙优1号和IR45765-3B的根系形态指标和干重均高于CK。（3）3个水稻品种拔节期植株含氮率随溶解氧浓度提高逐渐下降,齐穗期和完熟期随溶解氧浓度提高逐渐上升。相较于CK,T₂处理提高了3个水稻品种全生育期氮素积累量;T₃和T₄处理降低了水稻氮素吸收,但提高了齐穗期至完熟期生长阶段的氮积累量吸收比例。在完熟期,3个水稻品种氮素积累量,T₂处理较CK增加2.3%—7.3%,T₁、T₃和T₄处理较CK分别下降0.7%—3.6%、3.6%—8.5%和15.0%—27.1%。（4）3个水稻品种不同处理间干物质量和产量表现一致,均为T₂>CK>T₁>T₃>T₄。3个水稻品种氮素干物质生产效率均以T₁处理表现最高;与CK相比,T₂处理提高了3个水稻品种的收获指数和氮收获指数,T₁、T₃和T₄均低于CK;T₁处理下,中浙优1号和IR45765-3B氮素籽粒生产效率均显著低于CK,中旱221无显著差异。【结论】适度增氧可促进水稻根系形态建成,增加植株干物质量和氮素积累,提高水稻氮素利用效率和籽粒产量;低氧和高氧胁迫均会抑制不同生态型水稻品种根系活性,降低水稻植株氮素吸收,且旱稻对氧胁迫的耐逆性强于水稻和深水稻。  相似文献   

缢蛏扰动及排氨作用对上覆水氮营养盐含量和通量的影响     

张硕  唐明蕊  路吉坤  黄宏 《上海海洋大学学报》2021,30(1):113-119

底栖生物的扰动及排泄等生命活动会影响沉积物-水界面营养盐含量与迁移状况。采用室内模拟培养缢蛏的方法,在23℃、盐度22、pH=8的环境条件下,设置低、中、高密度3组以及对照组,进行为期25 d的室内模拟实验,每隔5天采集上覆水进行氮营养盐组分含量和通量的测定,探讨缢蛏扰动及其排氨作用对上覆水中氮营养盐的影响。结果表明,缢蛏扰动促进了上覆水中氨氮(NH₄⁺)、硝态氮(NO₃^-+NO₂^-)含量的增加,随着缢蛏投放密度的增加,NH₄⁺含量呈现明显的增大趋势,而NO₃^-+NO₂^-含量先增加后降低。NH₄⁺通量为-0.195~0.273 mmol/(m²·d),即沉积物中的氨氮向上覆水中释放,NO₃^-+NO₂^-通量为-0.554~0.038 mmol/(m²·d),表明沉积物从上覆水中吸收硝态氮。考虑到缢蛏代谢排氨的影响,用排氨数据校核氨氮含量,尽管NH₄⁺含量有小幅降低,但随时间的变化趋势不变。另外NH₄⁺通量在实验初期变化较大,从沉积物向上覆水释放转变为上覆水中NH₄⁺向沉积物迁移,随后趋于平稳,变化不明显。因此,缢蛏的扰动促进了沉积物与上覆水之间氮营养盐的交换,其中排氨作用在实验前期对通量的影响较大,随时间的推移排氨作用的影响逐渐降低。  相似文献   

不同Ca2+浓度对蒲公英和橡胶草种子萌发及根系生长的影响     

严青青  邢涛  王莉  张龑  高强  徐麟  王永刚 《新疆农业科学》2022,59(5):1128-1134

【目的】研究黄蒲蒲公英和科根橡胶草2个品系种子萌发和根系生长对不同Ca²⁺浓度的响应,分析其种子及根部对Ca²⁺的响应特征。【方法】以新疆当地黄蒲蒲公英、科根橡胶草为材料,2020年设置室内试验。设0(CK)、0.04、0.08、0.12、0.16 mol/L 5个Ca²⁺浓度处理。【结果】与CK相比,0.04 mol/L Ca²⁺处理未显著影响黄蒲蒲公英和科根橡胶草的种子发芽率、发芽势、发芽指数,其余Ca²⁺处理下的种子萌发参数均随着浓度增加呈降低趋势。根系参数与种子萌发参数表现一致,根系总长度、表面积、体积均随着Ca²⁺浓度的增加逐渐降低,科根橡胶草的细根长度(直径(d)<0.5 mm)在0.04、0.08 mol/L Ca²⁺浓度处理下大于黄蒲蒲公英。【结论】黄蒲蒲公英和科根橡胶草在不同的Ca²⁺浓度处理下的根系生长适应性不同。尤其在0.04、0.08 mol/L Ca²⁺浓度处理下科根橡胶草细根长度要大于黄蒲蒲公英,发芽率也要大于黄蒲蒲公英。  相似文献   

不同灌溉和施肥模式对水稻产量、氮利用和稻田氮转化特征的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

曹小闯  吴龙龙  朱春权  朱练峰  孔亚丽  陆若辉  孔海民  胡兆平  戴锋  张均华  金千瑜 《中国农业科学》2021,54(7):1482-1498

【目的】阐明常规淹灌和干湿交替灌溉下,不同施肥模式对水稻关键生育期氮吸收转运、氮素利用率和稻田氮转化特征的影响及其与水稻产量的关系,以期为绿色高效稻田水肥管理提供理论依据。【方法】 2018—2019年连续进行2年,以杂交籼稻中浙优1号为供试材料,设常规淹灌（FI）、干湿交替（AWD）2种灌溉模式以及空白对照（N₀）、常规施氮（PUN₁₀₀）、减氮20%（PUN₈₀）、缓控释复合肥减氮20%+生物炭（CRFN₈₀-BC）和稳定性复合肥减氮20%+生物炭（SFN₈₀-BC）5种施肥模式,对比分析了不同灌溉和施肥模式下水稻产量、氮吸收利用及稻田氮转化特征。【结果】（1）与FI灌溉模式相比,AWD灌溉显著增加了各处理水稻产量（P<0.05）,CRFN₈₀-BC和SFN₈₀-BC处理水稻产量分别达9 721 kg·hm^-2、10 056 kg·hm^-2（2018年）和9 492 kg·hm^-2、9 907 kg·hm^-2（2019年）,且均显著高于PUN₈₀和PUN₁₀₀处理（P<0.05）,这可能与水稻穗粒数、有效穗增加密切相关。（2）与N₀、PUN₁₀₀和PUN₈₀处理相比,AWD灌溉显著提高了抽穗前CRFN₈₀-BC和SFN₈₀-BC处理水稻茎鞘和叶片氮累积量、抽穗至成熟期茎鞘和叶片氮转运量及其氮转运贡献率;同时,显著增加了成熟期0—30 cm剖面稻田可溶性总氮（dissloved total N,DTN）和NO₃^-含量,并有效降低稻田渗滤液中DTN、NH₄⁺和NO₃^-质量浓度。（3）相关分析结果表明,水稻产量与营养生长期叶片和茎鞘氮累积量,抽穗后氮转运量和氮转运贡献率,成熟期水稻氮素利用率和稻田氮有效性显著正相关,表明适宜的水氮管理能协同促进氮素在水稻中的吸收和运转畅通,增加稻田氮素有效性,进而显著提高水稻产量和氮素利用率。【结论】综合2年水稻产量与氮素吸收利用、稻田氮素有效性特征,干湿交替灌溉下生物炭配施缓控释/稳定性复合肥能有效提高水稻高产群体构建、氮吸收转运和氮素利用效率,并降低稻田氮淋溶损失。  相似文献   

低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响   总被引：5，自引：0，他引：5  

徐春梅  陈丽萍  王丹英  陈松  章秀福  石庆华 《中国农业科学》2016,49(8):1625-1634

【目的】研究短期低氧胁迫对水稻幼苗根系生长、呼吸功能和氮代谢的影响,探讨短期低氧胁迫影响水稻幼苗根系形态、分蘖、生物量的积累、根系呼吸强度以及氮代谢的生理机制,并分析低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响,为探明低氧胁迫对水稻幼苗的伤害及其保护机制奠定基础。【方法】正式试验于2015年在中国水稻研究所网室进行。采用国际水稻研究所营养液配方进行水培试验,以春优84和秀水09为材料,移栽行间距为20 cm,移栽7 d后利用在线溶氧仪设定2个氧浓度：低氧（0-1 mg·L^-1）和对照（常规水培,不进行氧调节,水稻在自然状态下生长）,处理时间为12 d。采用便携式溶氧仪（HACHHQ30d,美国）测定营养液中溶氧量。处理后每隔3 d测定分析根系活力、呼吸强度、氮代谢相关酶活性。处理结束时取样测定分析株高、分蘖、叶绿素含量、根系形态和干物重等指标。【结果】短期低氧胁迫处理抑制水稻幼苗的生长。处理结束时,秀水09分蘖数、干物质的积累量分别比对照降低20.0%和7.78%。春优84分蘖数和干物质积累量分别比对照降低15.38%和6.28%。2品种根系体积以及粗根（根系直径>0.8 mm部分的根量）、细根(活性根,根系直径0.05-0.1 mm）根量也低于对照。叶片叶绿素含量、根系氮素吸收量以及可溶性蛋白质含量也受到低氧胁迫的抑制。秀水09各项指标分别比对照减少6.67%、15.11%和10.86%,春优84各项指标分别比对照减少5.18%、13.25%和6.67%,且秀水09的各项指标的减少量均大于春优84,说明秀水09对低氧胁迫较为敏感。2个品种的株高受低氧胁迫的诱导,秀水09比对照增加7.98%,春优84比对照增加3.30%。短期低氧胁迫对水稻幼苗根系呼吸强度的影响表现为抑制-促进-抑制,随处理时间的延长抑制作用会降低。根系活力的变化趋势同根系呼吸强度一致。水稻幼苗根系硝酸还原酶（NR）活性受低氧胁迫的诱导;根系谷氨酰胺合成酶（GS）活性在低氧胁迫0-6 d时受其诱导,9-12 d时受其抑制;低氧胁迫对水稻根系谷氨酸脱氢酶（GDH）活性的影响和品种有关,秀水09表现为促进-抑制,春优84则为抑制-促进-抑制。短期低氧胁迫处理抑制水稻幼苗的生长。【结论】水稻幼苗可以通过呼吸消耗、氮代谢相关途径的改变,减轻低氧胁迫的伤害,从而维持其在低氧逆境下生存。  相似文献   

水氮互作对花生根系生长及产量的影响   总被引：5，自引：0，他引：5  

丁红  张智猛  戴良香  杨吉顺  慈敦伟  秦斐斐  宋文武  万书波 《中国农业科学》2015,48(5):872-881

【目的】明确不同水分处理下氮肥对不同抗旱性品种根系生长及产量的影响,探讨花生根系对水分和氮肥的反应机理,为花生水肥管理提供理论依据。【方法】防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,在中度干旱胁迫（W0,45%-50%田间持水量）和充足灌水（W1,70%-75%田间持水量）两个水分处理下设置N0（不施氮）、N1（中氮,90 kg×hm^-2)、N2（高氮,180 kg×hm^-2) 3个施氮水平,研究抗旱型品种花育22号和干旱敏感型品种花育23号2个不同抗旱性花生品种根系生物量、根长、根系表面积、根系伤流量及产量变化。分别采集0-20 cm、20-40 cm和40 cm以下土层根系样品,采用WinRhizo Pro Vision 5.0a分析程序对扫描根系图像进行分析。【结果】不同抗旱性花生品种根系发育在不同水分条件下对施用氮肥的响应不同。对于抗旱型花生品种花育22号,与不施氮肥相比,干旱胁迫处理下施用氮肥降低其总根长、总根系表面积和0-20 cm土层内根长和根系表面积,增加了40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积;正常供水处理下施用氮肥处理降低其0-20 cm土层内根系生物量、根长和根系表面积,但增加40 cm以下土层内根系性状。干旱敏感型品种花育23号的根系对水分和氮肥的响应与抗旱型品种花育22号不同：干旱胁迫处理下,施用氮肥增加其总根系生物量和总根长和40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积;正常供水处理下,施用氮肥降低其40 cm以下土层内根长和根系表面积。不同抗旱性花生品种根系伤流强度对水氮互作的响应一致,与正常供水处理相比,两品种干旱胁迫下根系伤流强度均降低,干旱敏感型品种花育23号的降低幅度大于抗旱型品种花育22号。施用氮肥增加两品种干旱胁迫处理下的根系伤流强度,提高其干旱胁迫下产量;正常供水处理下中氮处理增加抗旱型品种花育22号的产量,对干旱敏感型品种花育23号的产量无显著影响。两年试验条件下水分和氮肥处理对产量的互作效应均达显著差异水平。相关性分析表明,干旱胁迫处理下40 cm以下土层内根长、根系表面积与产量间的相关性达显著或极显著水平;正常供水处理下20-40 cm土层内根系表面积与产量达显著相关;两种水分条件下根系伤流量均与产量达显著相关水平。【结论】干旱胁迫处理下增施氮肥能提高花生产量,改善花生根系的生长,增加40 cm以下土层内的根系生物量、根长和根系表面积,提高花生根系伤流强度。  相似文献   

Interaction effect of nitrogen form and planting density on plant growth and nutrient uptake in maize seedlings     

Peng WANG  Zhang-kui WANG  Xi-chao SUN  Xiao-huan MU  Huan CHEN  Fan-jun CHEN  Yuan Lixing  Guo-hua MI 《农业科学学报》2019,18(5):1120-1129

High planting density is essential to increasing maize grain yield.However,single plants suffer from insufficient light under high planting density.Ammonium(NH_4~+)assimilation consumes less energy converted from radiation than nitrateIt is hypothesized that a mixed NO_3~–/NH_4~+supply is more important to improving plant growth and population productivity under high vs.low planting density.Maize plants were grown under hydroponic conditions at two planting densities(low density:only).A significant interaction effect was found between planting density and N form on plant biomass.Compared to nitrate only,75/25NO_3~–/NH_4~+increased per-plant biomass by 44%under low density,but by 81%under high density.Treatment with 75/25NO_3~–/NH_4~+increased plant ATP,photosynthetic rate,and carbon amount per plant by 31,7,and 44%under low density,respectively,but by 51,23,and 95%under high density.Accordingly,carbon level per plant under 75/25NO_3~–/NH_4~+was improved,which increased leaf area,specific leaf weight and total root length,especially for high planting density,increased by 57,17 and 63%,respectively.Furthermore,under low density,75/25NO_3~–/NH_4~+increased nitrogen uptake rate,while under high density,75/25NO_3~–/NH_4~+increased nitrogen,phosphorus,copper and iron uptake rates.By increasing energy use efficiency,an optimum NO_3~–/NH_4~+ratio can improve plant growth and nutrient uptake efficiency,especially under high planting density.In summary,an appropriate supply of NH_4~+in addition to nitrate can greatly improve plant growth and promote population productivity of maize under high planting density,and therefore a mixed N form is recommended for high-yielding maize management in the field.  相似文献   

氮肥用量对小麦开花后根际土壤特性和产量的影响   总被引：7，自引：1，他引：6  

安婷婷  侯小畔  周亚男  刘卫玲  王群  李潮海  张学林 《中国农业科学》2017,50(17):3352-3364

【目的】明确小麦开花后根际土壤特性动态特征及其与产量和籽粒氮素积累量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮肥利用效率和减轻环境污染提供理论依据。【方法】2014—2015和2015—2016年在小麦季设置4个氮肥水平(0,CK;150 kg N·hm~(-2),N150;240 kg N·hm~(-2),N240和300 kg N·hm~(-2),N300)并于小麦开花期、灌浆中期和成熟期分层(0—20 cm和20—40 cm)测定小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、蔗糖酶、脲酶,同时测定根、茎、叶和穗生物量及其氮素含量;重点分析根际土壤特性与小麦籽粒产量和氮素积累量之间的关系。【结果】(1)与CK相比,N150、N240和N300处理2年小麦籽粒产量的平均值分别增加99%、130%和107%,且处理之间差异显著。随施氮量的增加小麦根、茎、叶、穗生物量和地上部氮素积累量均呈增加趋势;氮肥回收率呈下降趋势,且处理之间差异显著。(2)从开花到成熟期,0—20 cm和20—40 cm土层小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮含量、土壤蔗糖酶和脲酶(0—20 cm除外)活性均呈下降趋势。处理CK、N150、N240和N300根际土壤铵态氮和硝态氮含量显著低于非根际土壤。4个处理2年0—20 cm根际土壤铵态氮含量平均值比非根际土壤降低29%,硝态氮含量降低22%;20—40 cm根际土壤铵态氮含量比非根际土降低34%,硝态氮含量降低14%。而根际土壤蔗糖酶和脲酶活性显著高于非根际土。4个处理2年0—20 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高29%,脲酶活性提高15%;20—40 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高33%,脲酶活性提高13%。(3)相关分析结果表明,小麦籽粒产量和籽粒氮素积累量均与0—20 cm和20—40 cm根际和非根际土壤无机氮(铵态氮+硝态氮)、脲酶和蔗糖酶(2016年籽粒氮素积累量除外)呈显著正相关。【结论】小麦根际土壤可利用性氮素含量小于非根际土壤,而酶活性高于非根际土;根际和非根际土壤与籽粒产量和籽粒氮素积累量呈显著正相关。根际和非根际土壤特性显著影响小麦籽粒产量。  相似文献   

日光温室甜瓜根系生长及单果重的水氮耦合效应   总被引：3，自引：0，他引：3  

岳文俊  张富仓  李志军  吴立峰 《中国农业科学》2015,48(10):1996-2006

【目的】研究不同灌水量和施氮量对温室甜瓜根系生长及单果重的影响,探讨根系生长与单果重和水氮供应的关系,为温室甜瓜的水氮管理提供科学依据。【方法】根据日光温室内光温湿等环境参数,以‘一品天下208’甜瓜为试验材料,试验设灌水量（W）和施氮量（N）2个因素,采用Penman-Monteith修正公式确定灌水量,设置0.7ET_c、1.0ET_c和1.3ET_c3个水分水平;施氮量在常规施氮量N₂（130 kg N·hm^-2）的基础上设置了一个下限施氮量N₁（70 kg N·hm^-2）和一个上限施氮量N₃（180 kg N·hm^-2）3个氮素水平,共9个处理。应用完全随机区组试验设计,研究不同水氮处理组合对温室甜瓜根系生长分布及单果重的影响。【结果】甜瓜根系在0-30 cm土层内,随着土层深度的加深,根长增加幅度变缓;在相同水处理条件下,甜瓜总根长、单果重、水分利用效率均随施氮量的增加,呈现先增加后减小的趋势,在中水中氮（W₂N₂）条件下,根系总长和单果重达到最大值,分别为6 625.48 cm和818.94 g;在相同氮处理条件下,甜瓜根系总长和单果重随灌水量的增加,呈现先增加后减小的趋势,水分利用效率随灌水量的增加逐渐降低,氮肥偏生产力随施氮量的增加而减小。细根根长、根系干质量与产量显著相关,根系越发达,甜瓜产量增加越明显。表明合理的灌水量和施氮量可以促进根系对水分和养分的吸收,进而提高产量。甜瓜根系总长在垂直方向上的分布变化规律可以采用方程：y=A(1-B^x)进行模拟,模型决定系数R²达到0.9以上。采用主成分分析法对甜瓜根系生长状况进行综合评价,结果表明综合主成分能够反映出全部根系信息的92.727%,综合评价最高的处理为中水中氮（W₂N₂）。不合理的灌水和施氮导致甜瓜单果重、根系各项特征参数、水分利用效率和氮肥偏生产力明显降低。【结论】在本试验条件下,滴灌施肥的施氮量和灌水量控制在N₂（130 kg N·hm^-2）和W₂（1.0ET_c）时,有利于促进根系生长,进而提高甜瓜单果重以及水氮利用效率,是试验地区膜下滴灌条件下温室甜瓜生产中适宜的水氮组合。  相似文献   

盐分不均匀分布对紫花苜蓿生长和离子特征的影响   总被引：1，自引：1，他引：0  

孙娟娟  于林清  赵金梅  刘洪林  张英俊 《中国农业科学》2017,50(22):4299-4306

【目的】土壤盐分浓度在空间上呈不均匀分布,研究不均匀盐胁迫对紫花苜蓿生长、水分吸收、光合作用以及根叶部位K~+和Na~+的影响,探讨紫花苜蓿适应根部不均匀盐胁迫的生理机制,为紫花苜蓿耐盐品种培育及改良盐碱地紫花苜蓿种植技术提供理论依据。【方法】通过水培法,将紫花苜蓿幼苗的根均匀分成两部分置于分根装置中,给予两侧根部相同或不同浓度的NaCl处理,设置对照(0/0)、低盐胁迫根部分别为0 mmol·L~(-1)NaCl(0/400)和100 mmol·L~(-1)NaCl(100/300)的不均匀盐胁迫处理和均匀的200 mmol·L~(-1)NaCl胁迫处理(200/200),处理7 d后取样分析。【结果】不均匀盐胁迫与均匀盐胁迫均抑制了紫花苜蓿生长,导致水分吸收减少、叶片Na~+浓度增加和叶片K~+浓度减少。然而,0/400处理紫花苜蓿地上部分鲜重、水分吸收分别比200/200处理提高了24.3%和44.2%,其叶片Na~+浓度比200/200处理降低了53.6%、叶片K~+浓度与200/200处理无显著差异。0/400处理0侧根部水分吸收比对照提高12.3%、Na~+浓度是对照的10.5倍、K~+浓度与对照无显著差异。100/300处理紫花苜蓿地上部分鲜重、整株水分吸收、叶片K~+浓度均与200/200处理无显著差异。100/300处理叶片Na~+浓度比200/200处理提高了31.0%。100/300处理100侧根部水分吸收比对照降低了33.9%、Na~+浓度是对照的39.5倍、K~+浓度比对照降低了31.3%。0/400、100/300与200/200的蒸腾速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度无显著差异且均显著低于对照,而0/400的净光合速率与200/200无显著差异,均显著高于对照,100/300的净光合速率与对照无显著差异。【结论】紫花苜蓿根部平均盐分浓度为200 mmol·L~(-1)NaCl时,一侧根部NaCl浓度等于或高于其半致死浓度,另一侧根部NaCl浓度为0 mmol·L~(-1)时,不均匀盐胁迫缓解了根部高浓度盐胁迫对紫花苜蓿生长的抑制,当低盐胁迫根部NaCl浓度为100 mmol·L~(-1)时,不均匀盐胁迫不能够缓解根部高浓度盐胁迫对紫花苜蓿生长的抑制。  相似文献   

河北平原城市近郊农田大气氮沉降特征   总被引：14，自引：0，他引：14  

尹兴  张丽娟  刘学军  许稳  倪玉雪  刘新宇 《中国农业科学》2017,50(4):698-710

【目的】随着人类活动引起大气活性氮排放的增加,大气氮沉降亦迅速增加,进而影响各区域生态系统。明确河北平原城市近郊农田大气氮沉降的动态变化,可以为农田氮素资源综合管理提供科学依据,也为中国氮素沉降网络提供关键基础数据。【方法】在河北省保定市河北农业大学实验教学基地进行了为期6年(2006—2011年)的湿/混合沉降监测试验以及1年(2011年)的干沉降监测试验。湿/混合沉降通过雨量器自动采集降水;干沉降中气态NH_3、HNO_3和颗粒态铵离子和硝酸根(_pNH_4~+和pNO_3~-)样品通过主动采样DELTA(DEnuder for Long-Term Atmospheric Sampling)系统采集,气态NO_2样品通过被动扩散管采集。【结果】河北保定地区多雨季节为6—9月,占全年(2006-2011年)降雨量的88.6%、81.5%、89.3%、88.9%、74.5%和83.1%;大气氮湿/混合沉降浓度冬、春季较高,夏季最低,冬春两季NH+4~+-N、NO_3~--N、TIN和TDN浓度分别占全年的74.5%、72.6%、74.1%和71.3%;氮湿/混合沉降量亦存在明显的季节性变化,夏季最大,冬季最小;各形态氮湿/混合沉降浓度高低表现为:TDNTINNH+4~+-NNO_3~--N,且与降雨量呈极显著负相关;监测区6年间平均湿/混合沉降总量为32.8 kg N·hm~(-2),其中2008年大气氮湿/混合沉降量最大,达40.4 kg N·hm~(-2),2010年大气氮湿/混合沉降量最小,为28.9 kg N·hm~(-2);大气氮湿/混合沉降中TIN占TDN沉降量75%以上,其中NH+4~+-N是TIN的主要组成部分,占其总量的56.6%—69.7%,平均为64.4%;各形态氮(NH+4~+-N、NO_3~--N、TIN和TDN)湿/混合沉降量与月降雨量、月降雨频次呈极显著正相关;大气氮干沉降中各无机氮(NH_3、NO_2、HNO_3、pNH_4~+、pNO_3~-)浓度有明显的季节性变化特征,且各形态氮的月沉降量变化趋势与氮浓度一致;总体来看,气态氮NH_3、HNO_3、NO_2及颗粒态氮pNH_4~+、pNO_3~-的年沉降量分别达到10.1、7.60、4.39、6.47及3.81 kg N·hm~(-2)。【结论】监测区大气氮沉降量受周边地区工业与当地农田施氮量共同影响,且由干湿沉降共同决定。该地区大气氮沉降量较高,2006—2011年大气湿/混合沉降总量在28.9 kg N·hm~(-2)(2010年)—40.4 kg N·hm~(-2)(2008年)之间,平均为32.8 kg N·hm~(-2);干沉降无机氮总量(2011年)为32.3 kg N·hm~(-2);干湿沉降无机氮总量(2011年)为58.6 kg N·hm~(-2)。  相似文献