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杨树人工林连作与轮作对土壤氮素细菌类群和氮素代谢的影响

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林业科学 2016年第5期52卷 45-54页

作者：王文波王延平王华田马雪松伊文慧山东省高校森林培育重点实验室山东农业大学林学院泰安271018

【目的】氮素是影响杨树人工林生产力的最重要元素,研究杨树人工林连作和轮作氮素循环细菌类群演变动态及氮素代谢结构特征,有助于从养分循环角度揭示杨树人工林连作障碍机制。【方法】采用宏基因组测序技术,研究杨树人工林Ⅰ代林地、... 详细信息

【目的】氮素是影响杨树人工林生产力的最重要元素,研究杨树人工林连作和轮作氮素循环细菌类群演变动态及氮素代谢结构特征,有助于从养分循环角度揭示杨树人工林连作障碍机制。【方法】采用宏基因组测序技术,研究杨树人工林Ⅰ代林地、连作Ⅱ代林地、Ⅱ代林地主伐后轮作花生地和轮荒地土壤中氮素循环细菌类群及氮素代谢随不同连作代数及不同轮作模式的演变规律。【结果】发现参与氮素循环细菌4类11属,其中固氮细菌有拜叶林克氏菌属、慢生根瘤菌、根瘤菌属和弗兰克氏菌属,硝化细菌有硝化杆菌属和亚硝化螺菌属,反硝化细菌有假单胞菌属、罗尔斯通菌属、伯克氏菌属、芽孢杆菌属和链霉菌属,氨化细菌有芽孢杆菌属和假单胞菌属;杨树人工林连作1代后,土壤中参与氮素循环细菌总数增加4.73%,土壤中氮素细菌的种类没有增减,固氮细菌的相对丰度增加53.44%,硝化细菌的相对丰度没有变化,反硝化细菌的相对丰度增加0.14%,氨化细菌的相对丰度增加1.33%;与Ⅱ代林相比,花生地土壤中的氮素细菌的种类没有增减,固氮细菌的相对丰度减少71.14%,硝化细菌、反硝化细菌和氨化细菌的相对丰度分别增加120%,15.63%和20.76%;轮荒地中的土壤氮素循环细菌缺少了硝化细菌,固氮细菌的相对丰度减少79.10%,反硝化细菌和氨化细菌的相对丰度分别增大17.39%和24.56%;杨树人工林连作1代后,土壤中的固氮细菌代谢活性增强,硝化细菌中的硝化杆菌属的代谢活性减弱,亚硝化螺菌属的代谢活性增强,氨化细菌代谢活性减弱;与Ⅱ代林相比,轮作花生地中仅有硝化细菌的代谢活性增加,其他3种氮素代谢功能菌的活性都降低;轮荒地中,所有的氮素循环细菌的代谢活性均比杨树Ⅱ代林地低。【结论】杨树人工林连作1代后,土壤中参与氮素循环的细菌总数增加,但代谢活性降低;轮作花生后,大多数氮素代谢细菌的数量增加,但仅有硝化细菌的代谢活性明显增强;轮作可以改善连作对杨树人工林地土壤硝化细菌生长繁殖和代谢活动的影响。

关键词：杨树人工林连作障碍宏基因组测序技术细菌类群氮素代谢

Mn对超富集植物短毛蓼和水蓼生长、Mn吸收及氮素代谢的影响

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环境科学学报 2011年第8期31卷 1775-1782页

作者：于方明李燕刘可慧李明顺邓华杨栋林周振明广西师范大学环境与资源学院桂林541004 广西环境工程与保护评价重点实验室桂林541004 桂林电子科技大学生命与环境科学学院桂林541004 广西师范大学生命科学学院桂林541004

采用水培的方法,研究了不同浓度Mn(0.0003、0.5、1、2、4、8mmol·L-1)对Mn超富集植物短毛蓼(Polygonum pubescens Blume)和水蓼(Polygonum hydropiper L.)叶片铵态氮、硝态氮、游离脯氨酸、可溶性蛋白质含量及氮素代谢关键酶:硝酸还原... 详细信息

采用水培的方法,研究了不同浓度Mn(0.0003、0.5、1、2、4、8mmol·L-1)对Mn超富集植物短毛蓼(Polygonum pubescens Blume)和水蓼(Polygonum hydropiper L.)叶片铵态氮、硝态氮、游离脯氨酸、可溶性蛋白质含量及氮素代谢关键酶:硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的影响.结果表明,随着Mn处理浓度的增加,短毛蓼和水蓼的根、茎、叶中Mn含量显著增加(p氮素代谢关键酶活性的变化,显著降低了水蓼叶片NR、短毛蓼叶片GS活性(p<0.05);在Mn处理浓度为1mmol·L-1时,短毛蓼叶片NR活性最高,为对照的1.91倍,而2、4、8mmol·L-1Mn处理显著降低了短毛蓼和水蓼GOGAT活性(p<0.05).另外,Mn处理显著提高了短毛蓼和水蓼叶片GDH活性(p<0.05),在Mn处理浓度为8mmol·L-1时,短毛蓼、水蓼叶片GDH活性分别为对照的16.29倍和1.29倍.

关键词： Mn 短毛蓼水蓼氮素代谢

氮肥运筹对糜子生育后期干物质积累与转运及叶片氮素代谢的调控效应

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中国农业科学 2018年第6期51卷 1045-1056页

作者：宫香伟韩浩坤张大众李境王孟薛志和杨璞高小丽冯佰利西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室榆林市农业科学研究院

【目的】通过分析不同氮肥水平对糜子干物质积累、转运及生育后期功能叶片氮素代谢的影响,探讨糜子干物质积累、转运特征和氮代谢变化规律,为糜子节肥增产提供理论依据。【方法】采用大田试验,以榆糜2号为试验材料,设置60 kg·hm-2(N1)... 详细信息

【目的】通过分析不同氮肥水平对糜子干物质积累、转运及生育后期功能叶片氮素代谢的影响,探讨糜子干物质积累、转运特征和氮代谢变化规律,为糜子节肥增产提供理论依据。【方法】采用大田试验,以榆糜2号为试验材料,设置60 kg·hm-2(N1)、105 kg·hm-2(N2)、150 kg·hm-2(N3)、195 kg·hm-2(N4)4种不同施氮水平,以不施肥为对照(CK)。连续两年研究了糜子抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期干物质积累、转运及产量变化,分析了不同氮肥条件下,糜子旗叶、倒二叶和倒三叶叶片的谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝酸还原酶(NR)活性、游离氨基酸含量和可溶性蛋白含量以及籽粒中含氮量、蛋白质含量等氮素代谢指标的变化规律,进一步研究了不同氮肥水平下糜子产量及产量构成因素的变化,总结了糜子干物质积累特性、叶片氮素代谢与产量的相关性。【结果】试验结果表明,随着施氮量的增加,糜子不同器官的地上部干重呈先上升后下降的趋势,开花期糜子N3(150 kg·hm-2)处理下的茎干重、叶干重、鞘干重和穗干重最大,分别比不施肥(CK)提高了51.2%、40.8%、64.2%和41.3%;氮肥处理促进了糜子抽穗后植株干物质在不同器官中的移动与转运,提高了地上部器官对籽粒的贡献率。其中,N3(150 kg·hm-2)处理下的叶干物质移动率比不施肥提高了9.6%,转运率提高了12.4%;氮肥处理下的糜子不同叶位叶片GS活性、NR活性、游离氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表现出先上升后下降的变化趋势,但施氮不影响糜子生育期内叶片氮素代谢的整体变化规律。同一生育时期,糜子顶3叶叶片GS活性、NR活性、游离氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表现为旗叶>倒二叶>倒三叶,N3(150 kg·hm-2)处理下达到最大值;氮肥处理下的糜子籽粒含氮量比不施肥分别提高了4.0%、6.0%、7.8%和8.9%;不同处理籽粒蛋白质含量变化趋势基本一致,分别较不施肥增加3.89%、5.75%、7.54%和8.59%,并且差异均与CK达到显著水平。氮肥处理显著增加了糜子穗长、茎粗、单株穗数和千粒重及产量,2015年,不同氮肥处理条件下的糜子产量较不施肥分别增加10.09%、29.71%、44.73%和35.99%;2016年分别增加19.08%、30.60%、65.85%和39.14%。两年试验条件下,N3(150 kg·hm-2)处理的糜子产量增加比例均最大,增产效果最好。【结论】适宜的施氮量可促进糜子干物质积累与转运,有利于改善生育后期糜子叶片的氮素代谢,延缓了叶片的衰老,提高糜子产量。本试验条件下,陕北地区糜子生产的最佳氮肥施用量为150 kg·hm-2。

关键词：氮肥运筹糜子干物质氮素代谢

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外源钙离子对小麦幼苗氮素代谢的影响

生态学报 2008年第8期28卷 3662-3667页

作者：王志强王春丽林同保河南农业大学农学院/河南省作物生长发育调控重点实验室郑州450002

以普通小麦豫麦34为材料,研究了不同浓度的外源Ca2+对小麦幼苗氮素代谢的影响。在小麦第一片叶完全展开后,开始外源Ca2+处理,设0(对照)、2、4 ***-1和8 ***-14个Ca2+浓度梯度。处理5d后,测定氮同化酶活性、氮同化量及其它相关代谢物含... 详细信息

以普通小麦豫麦34为材料,研究了不同浓度的外源Ca2+对小麦幼苗氮素代谢的影响。在小麦第一片叶完全展开后,开始外源Ca2+处理,设0(对照)、2、4 ***-1和8 ***-14个Ca2+浓度梯度。处理5d后,测定氮同化酶活性、氮同化量及其它相关代谢物含量。结果表明,小麦幼苗叶片中硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)在2 ***-1Ca2+处理下活性比对照有显著增加,4 ***-1Ca2+处理的NR活性增加明显,但GS活性增加不显著;8 ***-1Ca2+处理下NR和GS活性比对照均明显降低。谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性在2 ***-1Ca2+处理下活性增加不明显,而在4、8 ***-1Ca2+处理下活性显著增加。小麦幼苗氮同化量以4 ***-1处理最大,2 ***-1处理与4 ***-1之间差异不显著;Ca2+浓度为***-1时,氮素同化量明显降低。结果揭示了小麦幼苗不同氮同化途径对Ca2+的响应不同,GS途径比GDH途径对小麦氮素同化量的增加作用更大;4 ***-1对小麦幼苗的氮素利用可能是最有效的Ca2+浓度。

关键词：小麦钙离子氮素代谢

外源葡萄糖对山定子生长及根系氮素代谢的影响

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应用生态学报 2018年第3期29卷 797-804页

作者：郎冬梅秦嗣军朱紫檀吕德国沈阳农业大学园艺学院/辽宁省果树品质发育与调控重点实验室沈阳110866

以有机质含量仅为0.65%的低碳冲积沙土为栽培基质,以当年生山定子幼苗为试材,分别添加与土壤本体微生物生物量碳(MBC)等量的碳量(2 g·kg^(-1))、5倍MBC碳量(10g·kg^(-1))的葡萄糖,以不添加葡萄糖为对照,处理后0~30 d内定期采集根系样... 详细信息

以有机质含量仅为0.65%的低碳冲积沙土为栽培基质,以当年生山定子幼苗为试材,分别添加与土壤本体微生物生物量碳(MBC)等量的碳量(2 g·kg^(-1))、5倍MBC碳量(10g·kg^(-1))的葡萄糖,以不添加葡萄糖为对照,处理后0~30 d内定期采集根系样品,研究外源葡萄糖对低碳土壤中山定子幼苗生长、根系构型及氮素代谢的影响.结果表明:5倍MBC碳源处理后山定子幼苗的株高、总生物量、总根长和根表面积分别显著增加12.3%、26.4%、23.2%和14.6%,而茎粗、根体积和平均直径无显著变化.等量及5倍MBC碳源处理均显著提高了山定子的根系活力,分别在第3和15天达到峰值,高于对照119.1%和75.7%.在整个处理期间,等量及5倍MBC碳源处理显著增加了根中NO_3^-、NO_2^-和NH_4^+含量;整体上,等量及5倍MBC碳源处理均显著增强根系中硝酸还原酶、谷氨酰胺合酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性,其中5倍MBC处理的作用最显著.5倍MBC的外源葡萄糖浓度更有利于促进低碳土壤中山定子根系中氮素的吸收代谢过程,诱导植株生长、干物质积累和根系构型改变.

关键词：外源葡萄糖根系构型氮素代谢低碳土壤

不同氮素水平下CO_2倍增对转Bt棉花氮素代谢的影响

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生态学杂志 2009年第11期28卷 2213-2219页

作者：高慧璟肖能文李俊生陈小云陈法军翟保平南京农业大学资源与环境学院南京210095 中国环境科学研究院环境科学研究所北京100012 南京农业大学植保学院昆虫学系南京210095

通过开顶式CO2气室研究了盛蕾期转Bt棉花新棉33B及其对照亲本DP5415的生长势和氮素代谢特征对土壤氮素水平(100和***-1)和CO2浓度倍增(750和375μl.L-1)的生理生态响应。结果表明:CO2浓度升高可显著提高2种棉花的株高和茎粗,增加生物产... 详细信息

通过开顶式CO2气室研究了盛蕾期转Bt棉花新棉33B及其对照亲本DP5415的生长势和氮素代谢特征对土壤氮素水平(100和***-1)和CO2浓度倍增(750和375μl.L-1)的生理生态响应。结果表明:CO2浓度升高可显著提高2种棉花的株高和茎粗,增加生物产量;氮素水平提高可显著增加转Bt棉花的株高、茎粗,以及茎和蕾的鲜质量,而对亲本棉花DP5415的影响不显著;对照棉花DP5415的谷氨酰胺合成酶(GS)活力随大气CO2浓度的升高而显著降低,随氮素营养的提高而升高,转Bt棉花新棉33B在低氮条件下,GS活力随大气CO2浓度的升高而显著增加;大气CO2浓度升高及氮素营养的增加使盛蕾期转Bt棉花的硝酸还原酶(NR)活力显著增加,DP5415的NR活力也随大气CO2浓度的升高而显著提高;大气CO2浓度对2种棉花的亚硝酸还原酶(NiR)活力都有明显的抑制作用,其中,高CO2浓度条件下,DP5415的NiR活力还随氮素营养的增加而显著下降。可见,大气CO2浓度升高下,土壤氮素水平变化对转Bt棉花的生长势影响显著,但对其氮素代谢生理的影响较对照亲本棉花小。生产中(尤其是高浓度CO2环境下),应进一步加强转Bt棉花的氮肥优化管理。

关键词：转Bt基因棉花大气CO2浓度倍增氮肥水平氮素代谢

Ni胁迫对不同基因型谷子幼苗生长及氮素代谢的影响

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生态学报 2015年第10期35卷 3244-3251页

作者：崔秀秀张义贤山西大学生命科学学院太原030006

采用盆栽土培法,研究了不同浓度Ni2+(0、25、50、100、150、200 mg/kg)对4种基因型谷子(13-36、B-7、晋谷51号、晋谷52号)幼苗生长,Ni2+富集与转运能力,叶片中硝态氮、氨态氮、可溶性蛋白质、脯氨酸含量及氮代谢相关酶硝酸还原酶(NR)、... 详细信息

采用盆栽土培法,研究了不同浓度Ni2+(0、25、50、100、150、200 mg/kg)对4种基因型谷子(13-36、B-7、晋谷51号、晋谷52号)幼苗生长,Ni2+富集与转运能力,叶片中硝态氮、氨态氮、可溶性蛋白质、脯氨酸含量及氮代谢相关酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的影响。结果表明:Ni2+胁迫下,4种基因型谷子幼苗的根长、苗长、生物量随Ni2+浓度增加逐渐降低,体内Ni2+含量逐渐增加,与对照组差异显著(P氮素代谢发生紊乱,不同基因型谷子对Ni2+胁迫的毒性效应存在差异。4种基因型谷子对Ni2+的耐性顺序为13-36>B-7>晋谷51>晋谷52。

关键词：谷子 Ni胁迫生长响应氮素代谢

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氮素代谢对小麦生理特性的影响研究进展

河南农业科学 2008年第7期37卷 10-13页

作者：戴忠民德州学院山东德州253023

阐述了氮素对小麦光合作用、氮素循环、籽粒产量、品质等方面的影响,并认为,在育种中应选育高效吸收和利用氮素的双高效基因型品种,同时采用合理的氮肥运畴。

关键词：小麦氮素代谢生理特性

施氮量对小麦强势和弱势籽粒氮素代谢及蛋白质合成的影响

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中国农业科学 2005年第8期38卷 1547-1554页

作者：赵俊晔于振文中国农业科学院农业信息研究所北京100081 泰安271018 山东农业大学农业部小麦栽培生理与遗传改良重点开放实验室山东农业大学农业部小麦栽培生理与遗传改良重点开放实验室泰安271018

研究了施氮量对强筋小麦强势粒和弱势粒氮素代谢和蛋白质合成的影响。结果表明:强势粒的蛋白质含量和单粒蛋白质积累量在灌浆过程中均大于弱势粒,强势粒开花后21d前的谷氨酰胺合成酶活性和花后28d的游离氨基酸含量显著高于弱势粒,是强... 详细信息

研究了施氮量对强筋小麦强势粒和弱势粒氮素代谢和蛋白质合成的影响。结果表明:强势粒的蛋白质含量和单粒蛋白质积累量在灌浆过程中均大于弱势粒,强势粒开花后21d前的谷氨酰胺合成酶活性和花后28d的游离氨基酸含量显著高于弱势粒,是强势粒蛋白质积累速率快的生理原因。成熟期,同一施氮处理强势粒的清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和谷蛋白大聚合体含量大于弱势粒,而球蛋白含量小于弱势粒。适量施氮,籽粒中的蛋白质含量和积累量显著增加,强势粒和弱势粒的游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量、谷氨酰胺合成酶活性之间的差异减小,蛋白质含量和积累量的差异亦减小;当施氮量由150kg·ha-1增至240kg·ha-1,弱势粒蛋白质含量增加,而强势粒蛋白质含量无显著变化;随施氮量增加,籽粒的各蛋白质组分含量呈增加趋势,不同粒位不同蛋白质组分的增幅不同,以弱势粒中谷蛋白含量和谷蛋白大聚合体含量的增幅大,说明施氮量对籽粒蛋白质和蛋白质组分含量的调控主要是通过对弱势粒的调控实现的。

关键词：冬小麦施氮量强势粒弱势粒氮素代谢蛋白质合成