黑龍江省不同類型土壤對龍慶稻1號氮素養分吸收與累積的影響

王秋菊，張玉龍，趙宏亮，陳慶復，劉 軍，李明賢

（1.沈陽農業大學土地與環境學院，沈陽 110161；2.黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所，哈爾濱 150086；3.黑龍江北大荒米業集團有限公司，哈爾濱 150090）

土壤是植物生長發育的基礎，提供植物生長發育所需的各種養分，不同類型土壤理化特性不同，供應作物生長的養分存在差異，必然影響作物對土壤養分的吸收與分配[1-3]。因此，了解不同類型土壤養分供應的能力，因地制宜、合理配方施肥，發揮作物最大的產量優勢是當前農業生產上的主要任務之一。黑龍江省地域遼闊，水稻種植土壤類型多樣，不同類型土壤在水稻生長期間養分變化特征及對水稻養分吸收與分配的影響，目前還未見報道。本文以黑龍江省四個水稻種植區土壤樣本為供試材料，采用盆栽法，研究不同類型土壤在水稻生長期間氮素養分含量及變化特征，同時探討不同類型土壤對水稻氮素養分吸收與累積量的影響，明確黑龍江省不同類型土壤氮素變化特點及對作物氮素吸收的影響，為不同類型土壤如何培肥地力提供可靠的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試土壤

供試土壤采自黑龍江省五個不同種植水稻地區，分別是五常民樂鄉的黑土、八五四農場九隊的白漿土、呼蘭區的草甸土、蘭西長江鄉的鹽堿土；采樣深度為0～20 cm。供試土壤的理化性質見表1。

表1 不同類型土壤的理化性質Table 1 Physical and chemical properties of different type soils

1.1.2 供試品種

供試品種為龍慶稻1號，是由黑龍江省農業科學院培育的品種，2010年通過黑龍江省品種審定，該品種對土壤養分反應敏感，具有喜肥特性。

1.2 試驗設計

試驗采用單因子設計，試驗因子為不同土壤類型，試驗于2009～2010年在黑龍江省農業科學院盆栽試驗場進行。盆栽所用盆缽為平均直徑25 cm，相當于大田面積0.05 m2、高30 cm的塑料盆，每盆裝土約15 kg。4月15日播種大田育秧，5月25日移栽秧苗至盆缽，每盆2株，相當于大田插秧規格25.6 cm×10 cm，每一處理（土壤類型）10盆，共50盆。

各盆施肥、灌水方法一致，施用肥料分別為氮肥、磷肥和鉀肥，純氮135 kg·hm-2，純磷69 kg·hm-2，純鉀81 kg·hm-2，氮肥各時期施用比例為基肥∶分蘗肥∶穗肥為5∶3∶2，磷肥作基肥用，鉀肥作基肥和穗肥分別為60%和40%；灌水方法采用淺、濕、干間歇灌溉方式；施肥量及灌水量各盆一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤養分測定項目與方法

于水稻分蘗期盛期、孕穗拔節期、抽穗期、灌漿期、成熟期開始取樣，即從6月20日開始，每隔20 d取耕層0～20 cm土壤樣品，直到成熟期9月10日為止。每類土樣取3盆，經風干后磨碎，將磨碎后土樣過1 mm網篩，過篩后的樣品保存待測。

土壤全氮采用凱氏定氮法測定；土壤全磷用氫氟酸-高氯酸消煮，鉬銻抗比色法測定；土壤全鉀用氫氟酸-高氯酸消煮，火焰光度計法測定；土壤堿解氮用擴散吸收法測定；土壤速效磷用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀用火焰光度計法測定。

1.3.2 植株養分測定與方法

在水稻各時期取土樣的同時，取具有代表性的水稻植物樣3株，用蒸餾水洗凈后，把植株葉、莖鞘、根、穗各器官分開進行制樣，各樣品在105℃下進行殺青30 min，于80℃下烘至全干，并稱取干重。烘干后樣品用超速粉碎機分別粉碎后，過100目篩，保存待測。

植株全氮采用過氧化氫-硫酸消化，凱氏定氮法測定。

積累量=某生育期單位面積植株氮（磷、鉀）的積累量[4]；

1.4 數據處理與分析

文中圖表所列試驗數據均為兩年測得結果的算術平均值。采用Excel和DPS數據處理軟件進行數據處理與分析。

2 結果與分析

2.1 不同類型土壤氮素變化特點

土壤全氮含量在水稻各生育期變化幅度不大，從6月20日開始土壤全氮含量稍有下降，到7月30日達最低值，8月20日開始氮素含量整體上升，到9月10日成熟期又下降。土壤中全氮含量各時期均為白漿土＞草甸土＞黑土＞鹽堿土（見圖1）。

土壤堿解氮含量在水稻各生育期變化幅度較大，土壤堿解氮含量在水稻各生育期變化特點與土壤全氮變化趨勢一致，到成熟期最低，不同類型土壤堿解氮含量順序為白漿土＞草甸土＞黑土＞鹽堿土（見圖2）。

圖1 不同類型土壤全氮動態變化Fig.1 Dynamics of nitrogen of different soils

圖2 不同類型土壤堿解氮動態變化Fig.2 Dynamics of alkali-hydrolyzable N of different soils

2.2 不同類型土壤對龍慶稻1號氮素吸收及累積量的影響

水稻植株氮含量在各取樣時期不同類型土壤之間差異達極顯著水平，在成熟期差異不顯著，植株各生育期氮含量從6月20日開始逐漸降低，到8月20日達最低，植株氮在水稻生育進程中逐漸向莖部和穗部轉移，導致水稻植株整體氮含量降低，成熟期轉移到穗部，因此，水稻在成熟期含氮量稍有升高，與王慧等研究結果一致[5]，不同類型土壤水稻植株氮含量與土壤中氮含量變化趨勢一致。氮含量較高的土壤，植株中氮含量也較高，順序分別為白漿土＞草甸土＞鹽堿土＞黑土（見圖3）。

植株氮累積量在水稻生育過程中呈逐漸增加趨勢，到9月10號達最高值，四類土壤以氮素累積量大小順序為白漿土＞草甸土＞黑土＞鹽堿土（見圖4）。

圖3 水稻氮素含量動態變化Fig.3 Dynamics of rice nitrogen

圖4 水稻氮素累積量動態變化Fig.4 Dynamics of rice nitrogen accumulated amount

2.3 不同類型土壤對龍慶稻1號氮素含量的影響分析

通過逐步回歸分析建立不同類型土壤在水稻生長期間土壤全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀與水稻氮素含量的回歸方程模型如下：

從回歸分析方程可看出，草甸土土壤堿解氮、全磷、速效磷含量是影響龍慶稻1號氮素含量的因子，從表2各因子通徑分析結果中可看出，土壤堿解氮含量及速效磷含量與水稻氮素含量呈負相關，土壤全磷含量對龍慶稻1號的影響最直接，并隨土壤全磷含量的升高而升高；黑土龍慶稻1號的氮素含量與土壤全氮、速效磷、全鉀直接相關，土壤全氮和全鉀促進龍慶稻1號對氮素的吸收，而速效鉀含量高低與龍慶稻1號氮素含量呈負相關，且作用較強；鹽堿土影響龍慶稻1號氮素含量的因子是土壤全氮、速效磷和速效鉀，全氮對龍慶稻1號作用最強并呈正相關，速效磷和速效鉀含量與龍慶稻1號氮素含量呈負相關；白漿土對龍慶稻1號的影響因子為土壤速效磷、全鉀、速效鉀含量，土壤速效鉀和全鉀與鹽堿土上龍慶稻1號氮素含量呈正相關，速效磷含量則與龍慶稻1號氮素含量呈負相關。

表2 植株氮素含量影響因子通徑分析Table 2 Path analysis of impact factors of plant nitrogen

2.4 不同類型土壤對龍慶稻1號氮素累積量的影響因素分析

通過逐步回歸分析建立不同類型土壤在水稻生長期間土壤全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀與龍慶稻1號氮素累積量的回歸方程模型如下：

從對不同類型土壤氮素累積量回歸分析方程來看，草甸土氮素累積量與土壤全氮、速效磷和速效鉀有關，從表3通徑分析結果中可看出，草甸土速效鉀含量與龍慶稻1號的氮素累積量呈正相關，而土壤全氮和速效磷與龍慶稻1號的氮素累積量呈負相關；黑土的全磷、速效磷、速效鉀與龍慶稻1號的氮素累積量有關，其中土壤全磷和速效磷含量與龍慶稻1號的氮素累積量呈負相關，速效鉀含量與氮素累積量呈正相關，全磷和速效鉀含量對龍慶稻1號氮素累積量作用較強；鹽堿土土壤全氮、全磷、全鉀含量與龍慶稻1號氮素累積量有關，鹽堿土土壤全氮含量與龍慶稻1號氮素累積量呈正相關，全磷和全鉀含量與龍慶稻1號氮素累積量呈負相關；白漿土土壤龍慶稻1號氮素累積量與土壤全磷和速效鉀含量有關，并均呈負相關。

表3 植株氮素累積量影響因子通徑分析Table 3 Path analysis of impact factors of plant nitrogen accumulated amount

3 討論與結論

不同類型土壤全氮和堿解氮含量從6月20日開始下降，到7月30日達到最低，8月20日又有所升高，9月10日成熟期又下降，這種變化趨勢主要與水稻前期施入大量基肥和分蘗肥有關，在水稻分蘗期，植株莖、葉、根迅速增長，這時期需要大量的氮素供應才能滿足作物的生長需要，土壤全氮、堿解氮再次出現升高與后期追施穗肥有關；各類土壤中全氮含量在水稻生長過程中均以白漿土＞草甸土＞黑土＞鹽堿土，堿解氮含量為白漿土＞草甸土＞黑土＞鹽堿土，不同類型土壤全氮和堿解氮含量有差異，這與土壤本身特性有關[5-7]。

不同類型土壤含氮量不同，影響水稻植株對氮的吸收，植株含氮量與土壤含氮量呈正相關，這與大量研究結果一致[4,8]，但并未呈一一對應關系，說明龍慶稻1號水稻氮素含量并不只受土壤氮素含量的高低影響，也受土壤中其他養分含量的制約，通過逐步回歸分析得出，不同類型土壤影響龍慶稻氮素含量的影響因子不同，各因子之間的相互作用也不同，這可能與不同類型土壤本身理化性質有關。目前，對于氮、磷、鉀對植株對氮素吸收研究結果也不盡一致，黃立華等研究認為，氮、磷、鉀對植株氮素吸收具有促進作用，氮磷鉀合理配施對作物有增產作用[9-10]。另一種觀點認為，氮、磷互作能夠促進水稻植株對氮素的吸收，氮、鉀互作降低植株對氮素的吸收[11]。

不同類型土壤龍慶稻1號氮素累積量也不同，龍慶稻1號氮素累積量順序為白漿土＞草甸土＞黑土＞鹽堿土，四類土壤對龍慶稻1號的氮素累積量影響因子也不相同。各因子的相互作用也不一致，不同類型土壤對植株氮素含量和累積量的影響因子也不同，水稻植株氮素累積量與植株生物量與土壤氮含量具有正相關性，相關系數為0.9[12-14]。氮素含量較高的土壤，植株生長茂盛，干物質積累量多，單位面積水稻生物產量高，氮素積累量高。生物量是決定水稻氮素累積量的主要因子，不同類型各土壤因子不僅影響植株氮素含量，同時也對水稻生物產量產生影響。因此，不同類型土壤對龍慶稻1號的氮素含量和氮素累積量的影響因子存在差異。

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