五种亚热带树苗的生长与干物质分配格局对大气污染胁迫的响应

将乡土木本植物猫尾木Dolichandronecauda-felina、蒲桃Syzygiumjambos、野牡丹Melastomacandidum、翻白叶树Pterospermumheterophyllum以及鸭脚木Scheffleraoctophylla1年生袋装苗盆栽,置半庇荫环境下适应4周,之后按株数均等分成两组,分别放置在南海五星污染区和广州华南植物园清洁区进行试验。5个月后进行植物构形生长参数和干物质量的测定,以探讨这5种亚热带树苗对大气污染响应的差异。结果表明,①这5种树苗均能在清洁区和污染区都存活,但生长特征表现明显差别。②除翻白叶树基径有少许增大外,大气污染基本上都使植物基径生长减小;树高方面,除了蒲桃外,其余树种树高都有所降低,鸭脚木树高受到的影响最为严重。③翻白叶树与猫尾木单株侧枝数有少许增加,而蒲桃和鸭脚木单株侧枝数有大幅度地下降,分别减少为清洁区单株侧枝数的46.5%和65.1%,野牡丹单株侧枝数基本上没有受到影响。④在污染区生长的5个树种单株干物质总量除了翻白叶树有所增加外,其余4个树种单株干物质量均有不同程度地下降。⑤除了蒲桃保持不变外,污染区?生长4种植物冠根比(CRR)均有不同程度地增加。在污染区生长的植株叶质量比(LWR)和叶面积比(LAR)与清洁区相比存在差异,野牡丹和蒲桃叶质量比和叶面积比下降,而其余3种植物叶质量比和叶面积比上升。综合实验结果表明,5种植物幼苗中对大气污染抗性最强的是翻白叶树和蒲桃,抗性最弱的是鸭脚木。     

松科植物对干旱胁迫的反应

水分亏缺是制约树木生长的重要环境因子，植物通过形态、生理以及分子水平来适应水分亏缺．渗透调节使植物在低水势下维持正常生理活动，是植物忍耐水分亏缺的重要生理机制．干旱胁迫下，植物形态结构变化有利于水分吸收和传导，从而提高水分利用效率；同时，生物量向根部的分配增加，叶面积/边材面积比发生变化，这种生物量分配转移提高了根和茎向叶片输水能力，从而防止气穴现象；干旱胁迫容易引起光能过剩，过剩的光能会对光合器官产生潜在的危害．依赖于叶黄素循环的热耗散是光保护的主要途径；同时酶促及非酶促系统也是防止光合器官破坏的重要途径；脱落酸作为一种激素逆境信号，活化了与抗旱诱导有关的基因．本文从形态变化、渗透调节、气穴现象、光合作用、水分利用效率、脱落酸以及分子机理等方面阐述了松科植物对干旱胁迫的响应，并对耐旱指标的筛选进行了讨论，干旱胁迫下，各耐旱机理相互制约，需要联合各个方面的因素来考虑整个植物对干旱的反应．参99。     

3个树种凋落叶水浸提液对三叶鬼针草生长及抗性生理的影响

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对农业生产、生物多样性和生态系统安全有极大的威胁,利用植物间的化感作用抑制有害植物生长或开发植物源除草剂,是减少化学除草剂对环境负面影响的良好措施。常见树种巨桉(Eucalyptus grandis)、香樟(Cinnamomum camphora)和核桃(Juglans regia)叶片所含次生代谢物质对植物和微生物具有较强的化感潜力,可能会在入侵草本植物的防治上起到重要作用。选用巨桉、香樟和核桃凋落叶,分别制成不同浓度水浸提液,结合培养皿萌发试验和盆栽试验,通过测定三叶鬼针草发芽率、发芽速度、幼苗植株鲜质量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量,综合评价3个树种凋落叶浸提液的作用效果。巨桉和香樟凋落叶浸提液可显著抑制三叶鬼针草的发芽。三叶鬼针草地上部分鲜质量明显受到高浓度巨桉凋落叶浸提液的抑制,而香樟和核桃凋落叶浸提液的抑制作用微弱;3个树种凋落叶浸提液对三叶鬼针草过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性具有促进作用,而对其过氧化氢酶(CAT)活性具有抑制作用;巨桉凋落叶浸提液处理三叶鬼针草抗氧化酶系统表现出"钝化"响应,而其体内丙二醛(MDA)含量则显著增加;对巨桉和香樟凋落叶浸提液而言,三叶鬼针草可溶性蛋白和可溶性糖含量均随浸提液剂量的增加而升高,而在核桃凋落叶浸提液处理下则表现出低促高抑的效应。总体来看,3个树种凋落叶含有干扰三叶鬼针草生长的物质,但效应因树种和浸提液浓度而异。相比较而言,巨桉凋落叶浸提液的综合抑制作用最强,香樟次之,核桃最弱。     

不同浓度指数施肥对美丽异木棉等3个树种幼苗生长的影响

基于植物生长模型,考虑到植株体内养分含量的稳定性,本实验采用指数施肥法对美丽异木棉、红花荷和黄花风铃木3种华南地区常见园林树种幼苗进行N素指数施肥试验。结果表明,氮素指数施肥能给植物的生长、植物的根系和叶片带来显著的影响:(1)不同氮素处理间幼苗生长差异显著,其中美丽异木棉处理Ⅵ(5 000 mg)的苗高、地径及总干质量表现为最佳状态,红花荷与黄花风铃木的处理Ⅴ(4 000 mg)效果最好。3个树种幼苗各生长指标受N素影响的程度表现各不相同。(2)3个树种各处理间幼苗的根系变化有差异。美丽异木棉和红花荷幼苗根系的体积、表面积、投影面积均呈现出先上升后下降再上升的趋势。氮素对根系长度、根系的平均直径、根尖数、分叉数、交叉数的影响在3个树种上有不同的表现。(3)3个树种各处理间幼苗叶片的变化有显著差异。氮素对叶片的影响表现出相似的规律性变化,几乎所有幼苗的叶片长宽比随着氮素的施入,趋势基本保持稳定,而叶面积、叶片周长、穿孔数量等指标变化有差异。     

黔中天然次生林主要优势树种叶片生态化学计量特征

叶片生态化学计量是研究植物生长速度、植物氮和磷的利用效率的有效方法,采用此法研究典型植物叶片C、N、P、K养分元素及其各元素计量比特征,可为退化喀斯特地区植被恢复演替的合理配置和适生植物的限制性养分元素诊断提供理论依据。以黔中喀斯特地区24种常绿、落叶优势乔木和灌木树种为研究对象,开展叶片生态化学计量分析与研究。结果表明,(1)研究区植物叶片的碳、氮、磷和钾质量分数变幅较大,分别为(515.64±36.36)、(17.16±3.84)、(1.34±0.40)、和(12.25±3.91)mg·g-1。(2)当N/P16时,植物生长主要受P元素的限制,当N/P14时,受制于N元素,当14N/P16时,则植物受N、P的共同限制,本研究区的植物叶片N/P均值为13.13,主要受N限制;当N/K2.1,K/P3.4时,植物的生长受K限制;研究区的植物叶片N/K=(1.55±0.11),K/P=(9.49±0.77),整体上表现为K含量富足,而N、P养分受限。(3)不同生活型植物叶片的养分吸收利用率不同,对C、N、K吸收利用率分别是:乔木树种灌木树种,落叶树种常绿树种、阔叶树种针叶树种,阔叶树种针叶树种;而对P的吸收利用率则没有差异;(4)C/P、C/K、C/N、P/K、和N/K是植物生长的重要生理指标,不同生活型植物叶片的C/P和C/N比值表现为常绿树种落叶树种;C/K和P/K则为针叶树种阔叶树种;乔木和灌木树种间的元素比值关系差异不显著。(5)植物叶片C、N、P和K的相关性为:C与K呈负相关(P0.05),C与P、N均不相关(P0.05),P与K、N呈极显著正相关(P0.01),K与N相关性不显著(P0.05)。     

湖北海棠实生树童区与成年区形态学和细胞学比较研究

通过将湖北海棠（Ｍａｌｕｓｈｕｐｅｈｅｎｓｉｓ）实生树不同发育区接穗嫁接到一年生本砧上,建立一个遗传背景一致、所处发育阶段不同的童期研究实验系统,并采用显微图像形态定量分析系统对湖北海棠实生树童区和成年区及其嫁接植株形态学和细胞学进行比较研究．结果表明,实生树从童区向成年区转变后,其叶片细胞核ＤＮＡ相对含量增加,细胞ＲＮＡ合成增强,细胞核增大,但细胞变小,叶片叶肉组织分化程度提高,叶面积增大,叶片增厚;取实生树童区和成年区枝条嫁接到一年生本砧上,成年区嫁接苗当年就具有开花能力,而童区嫁接苗仍保持童年特征,不具备开花能力,ＰＰ３３３不能诱导童区嫁接苗开花,童区嫁接苗分枝能力较强,叶形与实生树童区和同龄实生苗相似．成年区嫁接植株叶片细胞ＲＮＡ含量依然显著高于童区嫁接植株,尽管叶片细胞核ＤＮＡ含量和细胞核大小仍有增加趋势,但增加幅度显著减少,两者叶片叶肉组织均表现为阳性结构．对实生树童区向成年区转变过程中ＤＮＡ和ＲＮＡ含量变化及其作用进行了讨论     

鲁东丘陵同质生境中11个树种叶解剖学特性比较

叶片是植物应对环境变化较为敏感的器官,叶解剖结构在一定程度上也体现出了树木对特殊生境的适应能力.为阐明植物对干旱生境的适应特征,对鲁东丘陵石灰岩山地同质生境内11个树种叶片以及叶脉的解剖结构进行分析.结果显示,各树种均为异面型叶,该类型叶片在解剖结构上具有显著的栅栏组织和海绵组织区分.叶表皮厚度在不同树种之间无明显差异,但上表皮普遍较下表皮厚(上表皮平均厚度为34.66μm,下表皮平均厚度为17.87μm).分别按乔、灌、藤3种生活型进行统计,发现叶片上下表皮厚度在生活型之间差异并不显著.各树种叶片均具有较发达的栅栏组织,而海绵组织排列较为稀疏.栅栏组织厚度与海绵组织厚度平均比值为2.42.在叶脉解剖结构中,各树种1级叶脉木质部厚度与韧皮部比值在1.43-5.30之间,且在树种间有显著差异,但该比值在乔、灌和藤3种生活型之间的差异不显著.叶脉解剖性状与叶片解剖性状存在显著相关(P 0.01).栅栏组织厚度与海绵组织厚度比值、叶脉木质部厚度在一定程度上表征了树种对干旱生境的适应能力.本研究从叶解剖特性方面阐明了叶片对干旱生境的适应特征,可为未来干旱瘠薄山地植被修复树种选择提供参考.(图4表4参48附图2)     

氮添加和干旱对呼伦贝尔草原5种植物性状的影响

植物功能性状能够反映植物对环境变化的响应,但是很少有研究同时考虑多个气候变化因子交互对植物功能性状的影响。基于氮添加(0 g·m~(-2)·a~(-1)和10 g·m~(-2)·a~(-1))和干旱(减少66%生长季(5—8月)降水量)模拟实验,测量了呼伦贝尔草原5种优势植物的叶片形态学特征、叶片化学计量学特征以及植被高度等多个指标,探讨了呼伦贝尔草原植物对于土壤养分和水分变化的响应。结果表明,(1)干旱能够促进氮添加对土壤可利用氮特别是硝态氮含量的提升。(2)氮添加显著增加叶片N含量,降低叶片P含量,增加叶片氮磷比;干旱降低叶片N含量和叶片P含量,对叶片氮磷比影响不显著;植物叶片N、P含量受氮添加和干旱交互作用的显著影响,并在氮添加情况下施加干旱能够进一步增加P素对植物生长的限制作用。(3)氮添加处理下植物倾向于采取资源获取型策略,增加高度和比叶面积(SLA),降低叶片干物质含量(LDMC);干旱处理下植物倾向于资源保守型利用策略,降低高度和SLA,增加LDMC和叶片C含量;而植物高度、SLA、LDMC和叶片C含量不受氮添加和干旱交互作用的显著影响。研究表明,草地生态系统氮、水循环之间存在偶联关系,两者共同影响了植物养分吸收,决定植物叶片化学计量特征;而氮添加对植物资源利用策略影响更多的受到土壤水分调节。该研究强调在未来的气候变化研究中,需要同时考虑多个气候变化因子及其交互作用对植物功能性状的影响,并且需要考虑不同维度的功能性状的响应,才能更全面更准确地评估并预测生态系统功能的变化。     

晋北干旱区盐碱地柽柳叶总有机碳与营养元素含量的关系

根据土壤板结程度、地表返盐现象严重程度以及植物生长状况,将晋北干旱区盐碱地划分为相对轻度、中度、重度3个盐碱胁迫等级。以30年生柽柳(Tamarix chinensis Lour.)人工纯林植株为研究对象,通过对不同盐碱胁迫柽柳叶片总有机碳(TOC)以及叶片和0~15 cm表层土壤全N、全P、全K、Na、Mg、Cu、Zn、Fe、Ca等营养元素及土壤CEC含量进行测定,研究晋北干旱区盐碱地柽柳植株体内元素化学计量特征,探讨晋北干旱区盐碱地柽柳叶片和表层土壤营养元素与柽柳叶碳的相关性,探究其叶碳含量的主要限制性营养元素,分析影响柽柳叶碳即植物生长的关键性因素。研究结果表明,(1)p H值在3个等级盐碱胁迫土壤之间无显著差异;Na含量以重度盐碱地最高(1 462.51 mg·kg~(-1)),轻度盐碱地最低(436.67mg·kg~(-1)),差异显著,Na~+含量相差较大导致的盐胁迫是影响柽柳人工林生长的主要环境因子。(2)基于单位质量和单位面积叶TOC含量均以中度盐碱地最高(分别为40.47 kg·kg~(-1)和1.79 kg·m~(-2)),Na含量(2.76 kg·kg~(-1)和0.12 kg·m~(-2))以中度盐碱地最高;基于单位质量的TN(1.95 kg·kg~(-1))和TP(0.27 kg·kg~(-1))含量以轻度盐碱地最高,TK含量(0.70 kg·kg~(-1))以中度盐碱地最高,说明柽柳的生长与体内营养元素密切相关,Na能够在泌盐植物柽柳体内富集,但并不是无限富集,而是存在一个阈值。(3)柽柳叶TOC含量和叶片K、Fe含量呈显著正相关(P0.05),与表层土壤K含量亦呈显著正相关(P0.05),表明这两种元素尤其是K在晋北干旱区盐碱地柽柳叶片形态建成、养分吸收和抗盐碱方面具有重要作用。研究结果可为该地区植被恢复和生态环境改善提供科学依据。     

退化喀斯特森林群落常见植物叶片SPAD值变异特征

叶绿素含量是植物生理生化及生态调查中的一个重要测量参数,植物叶绿素含量能灵敏地反映植物生理状态及其与环境的关系。SPAD(Soil and Plant Analyzer Development)值是反映植物叶绿素相对含量的指标,一定条件下可用SPAD值代替叶绿素含量进行植物生长环境和健康水平的评估。为探讨退化喀斯特森林不同演替群落植物叶片SPAD值变异特征及其对环境变化的响应,以陈旗小流域内退化喀斯特森林群落中的常见植物为研究对象,分别对其叶片SPAD值进行了测定分析。结果表明,(1)研究区植物叶片SPAD值在13.54~24.34之间变化,平均值为18.43。植物叶片SPAD值在稀灌草丛(16.33)、藤刺灌丛(19.65)、灌木林(20.90)、乔灌过渡林(18.18)和乔木林(17.07)等不同演替阶段植物群落之间差异显著(P0.05),而在各群落内部均较稳定,表明植物叶片SPAD值的改变一定程度上是对植物生境条件的响应。(2)研究区小果蔷薇(Rosa cymosa)、火棘(Pyracantha fortuneana)、竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)和小叶鼠李(Rhamnus parvifolia)4种植物叶片SPAD值在物种内均较稳定,但种间差异显著(P0.05),说明树种是影响植物叶片SPAD值的重要因子。(3)研究区群落类型、物种均对植物叶片SPAD值有显著影响并产生交互作用,但植物叶片SPAD值在各群落内部均较稳定,而在不同群落之间有显著差异(P0.05),表明研究区内植物叶片SPAD值的变异受环境变化等物种以外因素的影响更大。(4)研究区植物叶片SPAD值与叶片氮含量、叶面温度及生长环境的空气温度、露点温度之间均具有极显著正相关关系(P0.01),表明其变异特征是退化喀斯特森林生态系统结构和功能退化的综合体现。     

垃圾渗滤液浇灌对红壤原生动物群落的影响

采用“非浸没培养皿法”（non-flooded petri dish method)培养，对李坑垃圾填埋汤垃圾渗液淋灌的土壤中的原生动物群落进行了分析。实验发现4属4种纤毛虫：膨胀肾形虫（Colpoda inflata)、有肋薄咽虫（Leptopharynx costatus)、莫式拟肾形虫（Paracolpoda maupasi)、恼斜板虫（Plagiocampa difficils)。随淋灌中垃圾渗滤液浓度的上升，出现的纤毛虫种类呈递减趋势，从定量实验的结果来看，即使是较低浓度的垃圾渗滤液，也对土壤原生动物群落造成了较大的伤害。25％浓度的垃圾渗滤液淋灌的土样中，原生动物数量仅为CK组的30％；超过50％浓度的渗滤液稀释液淋灌土样，则仅为CK组的10％左右。数据表明污染本身并没有被降解，而是全部（或至少大部分）转移到了受渗滤液影响的土壤中，从而导致土壤中的原生动物群落的结构无论是从数量上还是从种类上均曹到相当大的破坏。表4参15     

垃圾填埋场渗滤液灌溉地土壤和植物中重金属积累

分加在广州市李坑垃圾填埋场有渗滤液回灌的地表和未经渗滤液回灌的地表随机采集土样,深度达１ｍ,同时分别采集长于灌溉地和非灌溉地上的三个优势植物种（牛筋草,孔雀稗和狗牙根）为代表,调查渗滤液灌溉后封和植物的重金属（Ｃｕ,Ｚｎ,Ｐｂ,Ｃｄ）积累效应。结果表明,渗滤液灌溉地的不同深度土壤和地表植物体内都有不同程度重金属积累。经ｔ－检验,Ｃｕ,Ｐｂ和Ｃｄ在所调查的各土层内的积累效应α＝０．０５时都达到显著水     

干旱胁迫对青海杨不同种群的影响

通过对青海杨的两个分别来自极端干旱和湿润地区的种群进行不同水分处理,研究其在生物量的积累与分配、气体交换、脱落酸积累以及水分利用效率上的种群差异.结果表明:①不同种群在各种生长和形态指标上均表现出了显著性差异,例如株高(Ht)、基径(Bd)、总生物量(Tb)、总叶面积(La)和细根比(Ft).②不同种群在各种生理指标上也表现出了显著性差异,例如净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、气孔导度(g)、水分利用效率(WUEi)和脱落酸(ABA)积累.③与来自湿润地区的种群相比,来自干旱地区的种群表现出了较小的生长和形态指标值以及较大的生理指标值.这些对水分可利用性的形态和生理适应性表明,不同种群在其幼苗早期生长和建立方面采用了不同的生存策略,来自湿润地区的杨树种群采用耗水策略从而抗旱性低,而来自干旱地区的杨树采用节水策略从而抗旱性高.这些对干旱的不同反应可以为不同气候地区选择相应的生态型提供一定的参考标准.表4参26     

湘南水田施含SO_4~(2-)和Cl~-肥料对作物生长和养分吸收的效应

1990年4—11月,在湖南祁阳中国农科院红壤实验站布置田间试验,比较含SO_4~(2-)和Cl~ -类肥料对作物生长的效应。结果表明,SO_4~(2-)促进早稻和晚稻营养生长,但水稻收获时的稻谷产量以Cl~-肥料处理区较高。两种阴离子对水稻养分吸收无显著差异,但SO_4~(2-)对早稻体内的磷素转化不利,可能是稻谷产量较低的原因之一。     

我国半干旱区滴灌水肥一体化马铃薯田土壤NH3挥发特征和强度及影响因素

氨(NH₃)挥发是农业生态系统氮肥损失的重要途经,然而,北方干旱半干旱地区水肥耦合马铃薯田土壤NH₃挥发规律缺少数据支撑.该研究利用通气法田间原位观测我国西北滴灌水肥一体化和传统沟灌施肥马铃薯田水肥耦合土壤NH₃挥发特征,设置滴灌施肥500 kg·hm^-2(DDF)、滴灌施肥1000 kg·hm^-2(DGF)、滴灌不施肥(DCK)、沟灌施肥500 kg·hm^-2(FDF)、沟灌施肥1000 kg·hm^-2(FGF)、沟灌不施肥(FCK)6个处理.结果表明,NH₃挥发速率峰值出现在施用氮肥后1—2周,不同水肥处理土壤NH₃挥发存在显著差异(P<0.01).2018年DDF、DGF、DCK、FDF、FGF、FCK土壤NH₃累积挥发量分别为21.50、28.14、7.20、37.06、66.25、11.88 kg·hm^-2;2019年,分别为9.42、15.25、7.24、34.73、76.81、8.56 kg·hm^-2.2018年和2019年,沟灌FDF处理的NH₃挥发损失率分别是滴灌DDF处理的1.76倍和11.89倍;沟灌FGF处理分别是滴灌DGF的2.60倍和8.54倍.滴灌DGF处理NH₃挥发强度比滴灌DDF处理分别增加27.03%和52.94%,沟灌FGF处理比沟灌FDF处理分别增加76.04%和118.37%.随施肥量增加,传统沟灌马铃薯田土壤NH₃挥发损失率和NH₃挥发强度的增量高于滴灌水肥一体化模式.NH₃挥发速率与土壤体积含水量、NH₄⁺-N和NO₃^--N呈极显著相关(P<0.01).和传统沟灌比较,滴灌水肥一体化技术降低马铃薯田土壤NH₃挥发损失率,减轻NH₃挥发强度,提高马铃薯水肥利用率,减轻环境污染.     

不同水分处理下农田黑土水分特征

采用田间定位试验,利用中子仪原位监测土壤储水量的方法,研究3个水分处理下农田土壤水分特征.结果表明:受长期不同水分处理的影响,适宜水分处理0-110 cm土壤储水量最高,其次为自然降水处理,分别比干旱处理增加了23.4%和12.9%;在大豆生育期内,各水分处理土壤储水量的季节性变化均呈"减小-增加-减小-增加"的趋势,与大豆生育期内降雨分布密切相关;各处理大豆耗水量表现为适宜水分处理>自然降水处理>干旱处理,其值分别为459.4、420.3、326.4 mm;不同时段大豆耗水量表现为在无控水影响的时期(2008-05-01-2008-06-15)大豆耗水量处理间差异较小,而在控水时期差异较明显;从进水量与耗水量的比值可以看出,黑土调节土壤水分的能力较强;干旱处理、自然降水处理和适宜水分处理水分利用效率分别为3.9、4.8和5.4 kg·hm-2·mm-1,表明一般年份灌溉能够提高水分利用效率.     

种稻土壤CH4排放规律的研究

通过盆栽试验研究了水稻生长期CH4排放的规律。结果表明,CH4排放存在明显的日变化,最大值出现在下午4点左右,最小值出现在凌晨4点左右。土壤温度的变化是导致CH4排放日变化的主要因素。水稻生长期CH4排放的季节变化受前茬季节作物种植及稻草还田时间的显著影响。前茬季节种植紫云英及休闲且水稻移栽前施用稻草处理在水稻生长初期即有大量CH4排放,且在水稻生长的前期、中期和后期分别出现3个CH4排放峰;前茬季节种植小麦和休闲且在前茬季节前施用稻草处理的,直至水稻生长的中期才有少量CH4排放。烤田期间CH4的排放峰值出现在土壤呈微于松软状态时;烤田至土壤干裂时,CH4排放通量降至零。     

Environmental impact of nitrogen fertilization in tea eco-system

To quantify the nitrogen losses through runoff and leaching under a tea plantation in hilly soil, a field experiment was conducted from October 2001 to October 2002 at United Planters Association of Southern India (UPASI), Coonoorin Nilgiri district. Runoff water was collected in the collection tub on most rainy days but the leachate was collected in the soil water sampler when the rainfall exceeded 150 mm. Higher nitrogen fertilization levels significantly influenced the NO3-N concentration in both the runoff and leachate and it was likely to cause adverse environmental impact at the delivery end. The NH4-N and NO3-N concentrations in runoff decreased with the days after fertilizer application. NH4-N concentration reduced from 10.27 mg/l on the 9th day to 1.72 mg/l on the 34th day after fertilizer application. NO3-N concentration reduced from 23.5 mg/l on the 9th day to 4.32 mg/l on the 34th day after fertilizer application. Nitrogen loss varied depending on the quantity of rainfall and runoff. The NO3-N concentration in the leachate increased with increase in depth (18.06 mg/l at 22.5 cm depth to 20.98 mg/l at 45 cm depth) whereas NH4-N concentration decreased with increase in depth (6.32 mg/l at 22.5 cm depth to 5.79 mg/l at 45 cm depth.     

Optimum nitrogen use and reduced nitrogen loss for production of rice and wheat in the Yangtse Delta region

A long-term field and lysimeter experiment under different amount of fertilizer-N application was conducted to explore the optimal N application rates for a high productive rice-wheat system and less N leaching loss in the Yangtse Delta region. In this region excessive applications of N fertilizer for the rice-wheat production has resulted in reduced N recovery rates and environment pollution. Initial results of the field experiments showed that the optimal N application rate increased with the yield. On the two major paddy soils (Hydromorphic paddy soil and Gleyed paddy soil) of the region, the optimal N application rate was 225-270 kg N hm(-2) for rice and 180-225 kg N hm(-2) for wheat, separately. This has resulted in the highest number of effective ears and Spikelets per unit area, and hence high yield. Nitrogen leaching in the form of NO(3-)-N occurs mainly in the wheat-growing season and in the ponding and seedling periods of the paddy field. Its concentration in the leachate increased with the N application rate in the lysimeter experiment. When the application rate reached 225 kg N hm(-2), the concentration rose to 5.4-21.3 mgN l(-1) in the leachate during the wheat-growing season. About 60% of the leachate samples determined contained NO(3-)-N beyond the criterion (NO(3-)-N 10 mg l(-1)) for N pollution. In the field experiment, when the N application rate was in the range of 270-315 kg hm(-2), the NO(3-)-N concentration in the leachate during the wheat-growing season ranged from 1.9 to 11.0 mg l(-1). About 20% of the leachate samples reached close to, and 10% exceeded, the criterion for N pollution. Long-term accumulation of NO(3-)-N from leaching will no doubt constitute a potential risk of N contamination of the groundwater in the Yangtse Delta Region.