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     氮素含量，是植物冠層葉片的主要元素組成，其含量與自身合成有關(guān)，不過近來科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，冠層中氮素含量與外界環(huán)境也有一定的關(guān)系，自動定氮儀測量淋雨后的冠層氮素含量，發(fā)現(xiàn)發(fā)生了很大的變化，對這些變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到如下結(jié)果：

     植物冠層在養(yǎng)分循環(huán)及改變養(yǎng)分循環(huán)流量方面的重要作用，是生態(tài)學(xué)和植物營養(yǎng)學(xué)研究者共同關(guān)注的科學(xué)問題。植物冠層氮素?fù)p失與植物對氮素的吸收在決定氮素利用和生態(tài)系統(tǒng)氮素平衡方面同等重要，是土壤-植物系統(tǒng)氮素循環(huán)重要組成部分。因此，查明冠層氮素?fù)p失的可靠去向和流量，對深入理解植物氮素營養(yǎng)機(jī)理及氮素營養(yǎng)平衡，提高氮素利用效率，具有一定科學(xué)價值。

     本試驗以當(dāng)?shù)刂髟杂衩灼贩N興玉998（X）、豫玉 22（Y）和中單5384（Z）為供試材料盆栽試驗。施氮設(shè)不施氮（標(biāo)記為N0）、每千克土施純氮 0.2 g（標(biāo)記為N2）和0.4 g（標(biāo)記為N4）等 3 水平，同時輔助15N示蹤試驗，采用人工模擬降雨，通過收集玉米冠層淋洗液，自動型凱氏定氮儀定冠層淋洗液中15N，確證玉米冠層是否會發(fā)生氮素淋洗，查明農(nóng)田作物冠層氮素除氣態(tài)揮發(fā)損失以外的其它可能損失途徑，回答作物冠層氮素淋洗是否為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素流量及作物冠層氮素?fù)p失的另一重要途徑，完善植物冠層養(yǎng)分淋洗的研究方法；并在確證冠層發(fā)生氮素淋洗的基礎(chǔ)上，闡明玉米冠層淋洗氮素的形態(tài)及其比例；探討土壤供氮和作物氮素營養(yǎng)對冠層氮素淋洗的影響；通過結(jié)合葉面積、氣孔頻度、葉片自由空間、氣體交換參數(shù)等指標(biāo)的測定，從作物冠層氮素淋洗可能機(jī)理初步揭示冠層氮素淋洗途徑和過程，通過以上研究提供農(nóng)田作物冠層氮素淋洗的有關(guān)證據(jù)和基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)，深化對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素平衡更加準(zhǔn)確和可靠的認(rèn)識。

     15N示蹤試驗表明，玉米冠層氮素可隨降雨發(fā)生淋洗，半自動定氮儀測量結(jié)果顯示：抽穗期15N淋洗量占全氮原子百分超較拔節(jié)期高；玉米冠層并未發(fā)生有機(jī)氮淋洗，在本試驗條件下冠層淋洗液中氮組分僅為銨態(tài)氮和硝態(tài)氮。

     在測定期間內(nèi)隨生育期推進(jìn)，玉米冠層淋洗液中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮濃度均先升高后降低。在50min15mm 降雨量時，拔節(jié)期、開花吐絲期、灌漿期、成熟期銨態(tài)氮淋洗量分別為1895.3、4154.6、3861.1 和 1283.8 μg/株；硝態(tài)氮淋洗量分別為320.7、1014.9、825.9、801.4 μg/株；氮素總淋洗量（銨、硝態(tài)氮之和）分別為2227.3、5173.9、4687.1 和2086.4μg/株。從4次測定總和看，經(jīng)過 60mm 降雨，銨態(tài)氮總淋洗量為11194.8 μg/株，硝態(tài)氮總淋洗量為2979.9 μg/株，氮素總淋洗量為 14174.7 μg/株。

     每次降雨淋洗隨時間延長，淋洗液中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮濃度以及淋洗量均明顯下降，與時間呈反比。不同品種氮素淋洗量差異顯著（P<0.05），從4次測定總和看，經(jīng)過60mm降雨，銨態(tài)氮總淋洗量興玉 998 平均為11873.3 μg/株，豫玉22平均為10991.2 μg/株，中單5384平均為10719.9 μg/株；硝態(tài)氮總淋洗量分別為3803.9、2720.1 和2415.6 μg/株；氮素總淋洗量平均為15677.2、13711.4 和 13135.5 μg/株。施氮水平顯著影響玉米冠層淋洗液中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮濃度以及淋洗量（P<0.05），從 4 次測定（60mm 降雨淋洗）總和看，N0 水平氮素總淋洗量平均為15024.2 μg/株，N2水平為15316.1 μg/株，N4水平為12184.0 μg/株。

     在測定期間內(nèi)隨生育期推進(jìn)，玉米冠層單位葉面積、單位鮮重銨態(tài)氮和硝態(tài)氮淋洗量均呈先增加后減少的變化趨勢。從4次測定（60mm降雨淋洗）總和看，單位葉面積銨態(tài)氮總淋洗量為3.408μg/cm2，硝態(tài)氮總淋洗量為0.656 μg/cm2，氮素總淋洗量為4.063 μg/cm2；單位鮮重銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和氮素總淋洗量分別為42.063、12.203、55.775μg/g FW。

從總體看，隨每次降雨淋洗時間的延長，玉米冠層單位葉面積、單位鮮重銨態(tài)氮和硝態(tài)氮淋洗量逐漸減少，淋洗量變化與時間呈反比關(guān)系。不同品種間，從4次KDN系列定氮儀的測定（60mm降雨淋洗）總和看，興玉 998 單位葉面積氮素（硝態(tài)氮與銨態(tài)氮之和）總淋洗量為4.005μg/cm2，豫玉22為3.936 μg/cm2，中單5384 為 4.249 μg/cm2；單位鮮重氮素總淋洗量分別為54.472、55.316 和 57.538 μg/g FW。不同施氮水平下，從 4 次測定（60mm 降雨淋洗）總和看，N0、N2和N4 水平單位葉面積氮素（硝態(tài)氮與銨態(tài)氮之和）總淋洗量分別為 6.225、3.435 和 2.530 μg/cm2；單位鮮重氮素總淋洗量分別為 79.905、49.767 和 37.654 μg/g FW；隨施氮量增加，淋洗量呈降低趨勢。

     影響冠層氮素淋洗的葉片氣孔特性、氣體交換參數(shù)等不僅與品種和生育期有關(guān)，也因施氮水平不同而異。施氮后玉米葉片氣孔頻度逐漸降低，氣孔長度、氣孔寬度、氣孔周長和氣孔面積均高于不施氮處理。施氮后玉米葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、SPAD 值均高于不施氮處理。

     在測定期間內(nèi)，玉米葉片表觀自由空間（AFS）以拔節(jié)期最大，成熟期最低，不同生育期間 AFS 存在顯著差異（P<0.05）。與 N0（平均為0.916 ml.g-1鮮葉）相比，N2水平葉片 AFS 有所降低，平均為 0.858 ml.g-1鮮葉，N4 時有所升高，平均為 1.510 ml.g-1鮮葉。

     綜合相關(guān)分析結(jié)果表明，50min 15mm 降雨量時玉米冠層硝態(tài)氮淋洗量與莖葉硝態(tài)氮含量、莖稈含水量、單株葉面積、單株鮮重以及葉片氣孔周長之間呈顯著正相關(guān)（P<0.05），玉米葉面積越大，莖葉硝態(tài)氮含量越高，硝態(tài)氮淋洗量也越多。硝態(tài)氮淋洗量與葉片 AFS、胞間CO2濃度呈顯著負(fù)相關(guān)，葉片 AFS 越大，硝態(tài)氮淋洗量較少。單位葉面積硝態(tài)氮淋洗量與植物氮素營養(yǎng)水平之間的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平；單位鮮重硝態(tài)氮淋洗量與氣孔面積呈顯著正相關(guān)，與莖葉全氮含量、葉片含水量之間均呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），葉片氣孔寬度越寬，氣孔面積越大，單位鮮重硝態(tài)氮淋洗量較大。除施氮水平外，植物本身營養(yǎng)高低對硝態(tài)氮的淋洗的影響效果最為明顯。

      在50min15mm降雨量下，玉米冠層銨態(tài)氮淋洗量與葉片凈光合速率、氣孔頻度之間呈顯著正相關(guān)（P<0.05）；單位葉面積銨態(tài)氮淋洗量與玉米莖葉全氮、莖葉硝態(tài)氮、葉面積、單株鮮重、氣孔周長之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。單位鮮重銨態(tài)氮淋洗量與氣孔頻度、胞間CO2濃度存在顯著正相關(guān)（P<0.05），玉米葉片單位面積氣孔數(shù)目越多，凈光合速率較高的葉片，銨態(tài)氮淋洗量較多。單位鮮重銨態(tài)氮淋洗量與莖葉全氮含量、葉片含水量之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），與氣孔寬度、氣孔面積、氣孔周長、葉片水分利用效率呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），莖葉全氮含量越高，銨態(tài)氮淋洗量較少。除施氮水平外，銨態(tài)氮的淋洗主要受植物本身營養(yǎng)高低和葉片氣孔以及光合特性的影響。

     以上相關(guān)分析進(jìn)一步說明，隨著與葉面積、氣孔頻度及葉片與環(huán)境氣體交換能力增加，冠層氮素淋洗量總體上呈增加趨勢；隨冠層氮素營養(yǎng)水平增加，冠層氮素淋洗量反而呈下降趨勢，后者說明并非冠層氮素越豐富，淋洗氮素就越多，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因還有待于進(jìn)一步研究。