氮素利用效率
植物氮的高效利用
植物氮的高效利用氮是植物生长所必须的大量元素之一。
土壤中氮素的丰缺和供给状况直接影响着植物的生长水平。
高效利用氮素对植物生长有着重要意义。
一、氮素高效利用的生理生态机制氮素的利用效率从两方面来衡量。
一方面是指植株在同等的供氮水平下吸氮量的大小；一方面是指对已吸收的氮素利用率的高低，即单位吸收氮素所生成的干物质的多少。
总的来说氮素的利用效率从氮的高效吸收生理机制和氮的高效利用生理机制两方面来衡量。
氮素的高效吸收主要在于根系对养分的吸收功能以及地上部物质的反馈作用。
土壤中的氮素需经过植物根系才能进入植物体内。
根系发达、生长量、分布密度、有效吸收面积较大、根系扎入土层较深的植物，能够利用深层土壤氮素，减少硝态氮淋洗损失; 另外高吸收效率的品种会产生形态的变化而提高吸收氮素的能力。
根吸收功能的发挥还与根系活力有关。
根系活力衡量指标主要有根对TTC 还原强度、根对α－萘胺的氧化强度、根系伤流量，以及活跃吸收面积等。
反馈作用中，根部吸收的氮素绝大部分在叶片中同化。
同化氮素的酶活性越强地上部光合产物积累的越多。
这些光合产物通过韧皮部运输到根部为根系吸收氮素提供了能量来源，从而有利于根系对氮素的吸收。
植物中氮的高效利用与几个生理机制密切相关。
1）氮代谢过程中的关键酶氮素同化的氨基酸是植物中重要的氮素运输载体；2）氮素转运能力促进茎叶氮素向籽粒的转运，减少氮素在非经济产物中的残留；遇氮素逆境时，可将衰老叶片的氮素再分配到生长点去，维持植株正常生长，并且避免生育后期的氨挥发损失；3）液泡中硝酸盐的再利用成熟植物细胞液泡中硝酸盐浓度较高，使之高程度再利用，不仅可以提高植物氮素利用效率，而且可以降低植物体内硝酸盐含量。
二、氮高效品种的培育C4作物比C3作物氮利用率高主要是由氮营养基因控制的遗传差异引起的。
同种作物内基因型的改善可提高氮利用率。
因此，通过培育氮高效利用品种或选育新品种来适应低氮水平是氮高效利用的根本途径。
水稻精确施氮量的验证与氮素利用效率研究
水稻精确施氮量的验证与氮素利用效率研究摘要以中粳扬辐粳8号为材料，研究不同施氮量对稻株吸氮和产量形成的影响，并对公式计算的总施氮量进行验证，结果表明：植株吸氮量随着施氮量的增加而增加，氮肥当季利用率有一个适宜值，应用斯坦福公式能较正确计算施氮量。
试验获得10.50t/hm2产量条件下，每100kg稻谷吸氮量为2.11kg，氮肥当季利用率为42.0％。
关键词水稻；不同施氮量；氮肥当季利用率中图分类号s511.062 文献标识码 a 文章编号1007-5739(2009)01-0166-02氮素肥料用量及运筹对水稻产量的影响至关重要，大面积生产上农户多凭经验施肥，氮素施用量普遍偏高，结果往往达不到预期的产量，同时，还造成大量肥料流失，降低肥料利用率，破坏环境。
因此，研究水稻的施氮量及其施用技术，旨在验证标准施氮量的准确性，为精确施氮提供理论和实践依据。
本试验每生产100kg稻谷所需的吸氮量高产区为2.10kg，空白区为1.60kg，氮肥当季利用率40％的生产条件，实现扬辐粳8号10.50t/hm2目标产量，依据作物施肥量公式：总施氮量=(目标产量-基础地力产量)×100kg稻谷吸氮量/肥料当季利用率，并按斯坦福方程理论公式计算出水稻一生总施氮量，以基蘖肥与穗肥为5.5∶4.5的配比，确定基蘖肥用氮量，以此为标准，设置一定的增减总施氮量处理。
现将试验结果报告如下。
1材料与方法1.1试验时间与地点试验于2007～2008年在江苏省建湖县上冈镇黎明村农田进行，前茬小麦，2008年土壤全氮含量0.115％，碱解氮81.4 mg/kg，速效磷20.7mg/kg，速效钾111.7mg/kg。
品种为扬辐粳8号，氮肥为尿素。
1.2试验设计依据目标产量10.50t/hm2，设8个处理，分别为：施氮肥217.80kg/hm2(a)、施氮肥264.60kg/hm2(b)、施氮肥311.25kg/hm2(c)、施氮肥357.90kg/hm2(d)、施氮肥404.55 kg/hm2(e)、施氮肥171.15kg/hm2(f)；施氮肥140.10kg/hm2(g)和不施氮肥作空白对照(ck)。
植物氮的高效利用
植物氮的高效利用氮是植物生长所必须的大量元素之一。
土壤中氮素的丰缺和供给状况直接影响着植物的生长水平。
高效利用氮素对植物生长有着重要意义。
一、氮素高效利用的生理生态机制氮素的利用效率从两方面来衡量。
一方面是指植株在同等的供氮水平下吸氮量的大小；一方面是指对已吸收的氮素利用率的高低，即单位吸收氮素所生成的干物质的多少。
总的来说氮素的利用效率从氮的高效吸收生理机制和氮的高效利用生理机制两方面来衡量。
氮素的高效吸收主要在于根系对养分的吸收功能以及地上部物质的反馈作用。
土壤中的氮素需经过植物根系才能进入植物体内。
根系发达、生长量、分布密度、有效吸收面积较大、根系扎入土层较深的植物，能够利用深层土壤氮素，减少硝态氮淋洗损失; 另外高吸收效率的品种会产生形态的变化而提高吸收氮素的能力。
根吸收功能的发挥还与根系活力有关。
根系活力衡量指标主要有根对TTC还原强度、根对α－萘胺的氧化强度、根系伤流量，以及活跃吸收面积等。
反馈作用中，根部吸收的氮素绝大部分在叶片中同化。
同化氮素的酶活性越强地上部光合产物积累的越多。
这些光合产物通过韧皮部运输到根部为根系吸收氮素提供了能量来源，从而有利于根系对氮素的吸收。
植物中氮的高效利用与几个生理机制密切相关。
1）氮代谢过程中的关键酶氮素同化的氨基酸是植物中重要的氮素运输载体；2）氮素转运能力促进茎叶氮素向籽粒的转运，减少氮素在非经济产物中的残留；遇氮素逆境时，可将衰老叶片的氮素再分配到生长点去，维持植株正常生长，并且避免生育后期的氨挥发损失；3）液泡中硝酸盐的再利用成熟植物细胞液泡中硝酸盐浓度较高，使之高程度再利用，不仅可以提高植物氮素利用效率，而且可以降低植物体内硝酸盐含量。
氮肥运筹对土壤-小麦系统氮素行为及氮素利用效率影响的研究进展
整个生育 时期内变化较 小 ， 因此计 算土壤 氮素 表观盈 亏量 时 往往将其作 为稳定 的数值 处理 。而 马兴 华等 ＿的研究 表 明， ４ Ｊ 施用氮肥 改变 了土壤 铵态氮 的含量 ， 氮量越 高土 壤铵态 氮 施
Ｌ ￣ ｇｎ ｎｅ ｌ （ ｇｉ ｌｒｌ ｏ ｅｅｏ Ｎ ｎｉｇＡ ｕｔｒｌ ｎｖｒｉ ， ａｊ ｇＪａｇｕ２０９ ） ＩＸ －ａ ｔａ Ａ ｒ ｕｔ ａ ｌｇ ｆ ａｊ ｃ ｕ Ｃｌ ｎ ｅｌ ａ ｉ ｓｙ Ｎ ｎｉ ，ｉ ｓ １０５ ｕ Ｕ ｅ ｔ ｎ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ Ｉ ｎｔ ｇ ｎ ｆｒｉｚｒｗａ ｓｒ ｃ ｅ ｉ ｏ ｅ ｅｔｉｅ ｒ ｌ ｓｗｉｅｙｕｅ ｎａ ｒｃ ｌ ｒ ｔａ ｏ ｎｙｒｄ ｃ ｄｔｅｕｅｅｆ ｉｎ ｙｏ ｉｏ ｅ ｂ ｔａｓ ａ ｓｄ ｂ ｄｉｆ ｅ ｃ ｎｅ ｏ ｄ ｌ ｓｄｉ ｇｉｕｔ ｅ，ｈ ｔ ｔ ｌ ｅｕ ｅ ｈ ｓ ｆｃｅ ｃ ｆｎｔ ｇ ｎ，ｕ ｌｏｃ ｕｅ ａ ｎｌ ｎ ｅｏ ｃ － ｕ ｎ ｏ ｉ ｒ ｕ
是小 麦吸收利用 的主要氮 素形 态 ， 土壤剖 面 中硝 态氮 和铵态 氮 含 量较 高 时 ， 明可 供 作物 吸 收利 用 的有 效 态氮 含 量较 说
１１ 土壤氮素 形态 ．
美洲黑杨及其杂种F1不同生长势无性系叶片δ^13C和氮素利用效率
Ｇ ａ ｏ Ｍｉ ｎ ｇ Ｈ ｕ ａ ｎ ｇ Ｑｉ ｎ ｊ ｕ ｎ Ｄｉ ｎ ｇ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｊ ｕ ｎ Ｓ ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｈ ｕ ａ
（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｒ ｅ ｅ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｂ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｒ ｅ ｅ Ｂ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ
于低亲杂种 Ｆ ． ；美 洲 黑 杨 叶 片 ８ ” Ｃ值 与 氮 含 量 呈 极 显 著 正 相 关 （ Ｒ ＝０ ． ９ ４ １ ） ；叶 片 占 ” Ｃ 和碳 、 氮 含 量 存 在 空 间 分 布差异 ， 树 冠 上 层 显 著 大 于 中层 ， 下层最小 ； 超亲杂种 Ｆ ． 的水 分 利 用 效率 （ ＷＵ Ｅ ） 高于低 亲杂种 Ｆ ， ， 但低亲杂 种 Ｆ 。
Ｃ ｕ ｌ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆＳ ｏ ｔ ａ ｔ ｅ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙ Ａ ｄ ｍ ｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆＦ ｏ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙ， Ｃ Ａ Ｆ Ｂ ｅ ｊ ｉ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ９ １ ）
摘 要 ： 以美 洲 黑 杨 不 同 生 长 势 的杂 种 Ｆ ， 及 其 亲本 为研 究 对 象 ， 通 过 测 定 不 同 冠层 叶 片 的 稳 定 碳 同 位 素 组 成 和 碳、 氮含量 ， 分 析 不 同 生 长 势 美 洲 黑 杨 叶 片水 分 利 用 效 率 和 氮 素 利 用 效 率 之 间 的差 异 及 其 相 互 关 系 。结 果 表 明 ： 不 同生 长 势 杂 种 Ｆ ． 的 ” Ｃ值 及 碳 、 氮含 量 均 差 异 显 著 ， 超亲杂种 Ｆ ， 在 每 个 冠 层 的 叶片 占 ” Ｃ值 和 碳 、 氮 含 量 均 显 著 大
水稻精确施氮量的验证与氮素利用效率研究
式计 算 出水 稻一 生 总施 氮 量 ， 以基 蘖 肥 与穗 肥 为 ５５ ４５ ． ：．
的配 比， 确定 基蘖肥 用氮 量 ， 以此 为标准 。 置 一定 的增 减 设
总施 氮量处 理 和空 白 （ 生 不 施 氮 肥 ） 理 ， 一 处 旨在 验 证 标
准施 氮量 的准确 性 ， 为精 确施 氮提供 理论 和实 践依据 。
１３４ 土壤 速 效 氮 ．．
在水 稻 各 主要 生 育期 ， 每小 区 ５点
２ １ｇ空 白区 为 １６ ｇ 氮 肥 当 季 利 用 率 ４ ％ 的生 产 条 ．ｋ ， ．ｋ ， ０ 件 ， 扬辐 粳 ８号 １５０ ｇｈ ２目标 产 量 ， 据 作 物 施 实现 ００ ｋ／ ｍ 依
肥 量公式 ： 施 氮 量 ＝（目标资讯
安 徽 农 学 通 报 ， ｎ ｕ ＡＷ１ＳｉＢ ｌ ２０ １ （ ） Ａ ｈｉ ．ｃ． ｕ１ ０ ８，４ ３ ．
水 稻 精 确 施氮 量 的 验证 与 氮 素 利 用 效 率 研 究
赵成 波 吴 国峰 周 大川 马 卉 王建 法 郭 昌林 匡小红
ｌ 材 料 与方 法
１ １ 试验 时 间和地 点 试 验 于 ２ ０ ． ０ ６—２ ０ ０ ７年在 江 苏 省 建湖县 上 冈镇 黎 明村 农 田进 行 ， 茬 小 麦 ，０ ７年土 壤 全 前 ２０ 氮含 量 ０ １５ ， 解 氮 ８ ． ｒｇ ｋ ， 效 磷 ２ ． ／ ｇ ． １％ 碱 １４ ／ ｇ 速 ａ ０ ７ｍｇ ｋ ，
１０ ｇ ０ｋ 稻谷 吸 氮 量／ 料 当 季 利 用 率 ， 算 出 目标 产 量 肥 计
１ ５０ ｇ ｈ ２ 需 总施氮 量为 ３ １ ２ ｋ ／ ｍ （ ｋ ， ０ ０ ｋ／ ｍ 所 ． ５ ｇ ｈ ｃ ） 基蘖 肥 ｌ 与穗 粒肥 配 比为 ５ ５ ４ ５ ． ： ． 。基 蘖 肥按 ８ ２分别 于 移 栽 ３ ： ｄ
小麦氮素高效利用技术研究与发展
小麦氮素高效利用技术研究与发展随着人口的增加以及食品需求的不断增加，农业生产的压力也越来越大。
与此同时，小麦这一重要作物的种植也受到了很大的关注。
在小麦种植中，氮素是一种极其关键的营养元素。
为了提高小麦的产量和质量，人们开始致力于研究小麦氮素高效利用技术。
小麦氮素高效利用技术的研究与发展，其实已经有相当长的一段历史。
早在上世纪六十年代，人们就开始关注小麦的氮素利用率，开始尝试着对其进行研究。
目前，小麦氮素高效利用技术已经取得了一些进展，并逐渐为农业生产所接受。
下面，我们来探讨一下小麦氮素高效利用技术的研究与发展。
一、氮肥施用量的优化小麦需要充足的氮素才能正常生长和发育。
因此，氮素是小麦生长过程中必不可少的营养元素。
在小麦种植中，为了提高氮肥利用率，减少氮肥的浪费，在氮肥施用量的选择上，需要进行合理的优化。
目前，常见的小麦氮素快速测定技术主要有：田间土壤微波消解、Kjeldahl消解法、快速红外分析法等。
依靠这些技术的帮助，可以更准确地测定和控制氮肥的施用量，这样既可以保证作物的充分供氮，又可以减少氮肥的浪费和污染。
二、有机肥料的应用传统的农业生产方式中，以化肥为主要施肥手段，而有机肥料则很少使用。
但是，有机肥料可以提高土壤的有机质含量，改变土壤结构，同时还能够增强土壤的保水性和通透性等。
这些特点可以帮助种植者更好地利用氮素肥料，减少化肥的使用量，提高氮素的利用率。
因此，目前有机肥料在小麦的生产中得到越来越广泛的应用，并逐渐成为推广的重要手段。
例如，采用有机肥施用和配合化肥施用的模式，可以提高氮的有效利用率和土壤微生物活性，从而促进小麦的生长和发育。
三、微生物修复技术微生物修复技术是一种新兴的氮素高效利用技术。
它可以利用一些特定的微生物，对土壤进行修复和改良，从而改善土壤环境，提高氮素肥料的利用效率。
这个方法能够将土壤中的硝化、还原、作用失衡状态修复。
通过定向加菌和菌肥联合施用等方法，可以增强土壤微生物的多样性和数量，促进硝酸盐还原与矿化，增加作物的吸收能力。
氮素利用效率资料
重点内容
• 氮素利用效率（NUE)的概念及计时空变异及其对NUE的影响
• 提高作物NUE的生理学途径
张福锁研究小组论文“Significant Acidification in Major Chinese Croplands”在Science发表 /show.php?id=0000038773 • 我校资源与环境学院张福锁教授领导的科研小组的研究论文 “Significant Acidification in Major Chinese Croplands”于2月19日在 Science正式发表(2月11日在Science Express上提前刊出与读者见 面)。 • 该论文通过深入系统的研究，首次全面报道了自上世纪80年代 以来我国主要农田土壤出现显著酸化的现象，并且发现氮肥 过量施用是导致农田土壤酸化的最主要原因。
Kenneth G. Cassman Dept of Agronomy and Horticulture University of Nebraska
Temporal Variability in Nitrogen Use Efficiency and Crop Response Index of Cereals.
• 土壤酸化（表现为土壤pH值的下降）能够加速营养元素流失 、促进铝、锰以及重金属等元素的活化、改变土壤微生物种 群及活性、影响作物根系发育和养分吸收、滋生植物病虫害 等等，从而对农业生产、生态环境和人类健康构成严重的潜 在威胁，对粮食安全和环境安全产生长远影响，是土壤学、 生态学和环境科学等领域广泛关注的重大问题。
• 就我国而言，北方一些蔬菜大棚由于长期过量施用氮肥使土 壤pH值由原来的7-8降低到4-5，病虫害严重发生，蔬菜品质和 产量显著下降，一半以上的氮肥养分进入地下水造成饮用水 硝酸盐污染。 • 南方部分红壤的pH值已经降至3-4之间，造成玉米、烟草、茶 叶等农作物的大量减产甚至绝收。 • 需要指出的是，这类问题不仅出现在我国，而且也在世界各 地的集约化农业生产中普遍存在，氮肥过量施用导致的包括 土壤酸化在内的一系列农业与生态环境问题在全球范围引起 广泛关注，该论文发现的过量施氮造成农田土壤酸化现象充 分揭示了这一重大问题。