不同水氮耦合對水稻不同生育期微生物數量的影響

卞東洋

（南陽市宛城區農業行政綜合執法大隊，河南 南陽 473000）

符號說明

0N不施氮0kg N hm-2 MN中氮240 kg N hm-2 HN高氮360 kg N hm-2 0Kpa淺水層灌溉-20Kpa輕度水分脅迫-40Kpa重度水分脅迫

1 文獻綜述

1.1 引言

土壤微生物是水稻土壤生態系統的重要組成成分之一，土壤微生物參與了水稻各個生育期根系生命活動，在促進水稻生長具有重要的作用。

1.2 國內外對土壤微生物的研究

1.2.1 土壤微生物

土壤微生物是生物圈數量最多，種類最大，功能最為復雜的生物群體。其群體主要包括細菌，真菌和放線菌。用土壤微生物數量變化用來衡量退化生態系統的恢復過程以及指導生態系統的規范管理已經成為一個研究的方向[1]。

1.2.2 水分脅迫對土壤微生物的影響

微生物是地球上存在最多的生命體，而水是地球上所有的生命體賴以生存的基礎，土壤微生物數量并不是單一隨著水分的增加而增加，水分脅迫的作用表現出兩重性。

1.2.3 氮脅迫對土壤微生物的影響

傳統的高量施氮方式使細菌數量增加得更為明顯，而過量地施用氮肥反而使細菌的數量減少。氮肥的使用對微生物數量影響具有雙重性，既在一定范圍內微生物的數量會隨著施氮量增加而增加。

1.2.4 水氮耦合對土壤微生物的影響

土壤微生物數量的影響因素除了受到水分，含氮量的分別作用還受到水分和氮肥的共同作用既受到水氮耦合作用的影響[2]。

1.2.5 本研究的目的與意義

雖然生活困窘，可是他又好吃懶做，之所以說他“好吃”，是因為他進監獄時首先想到的便是“去某家豪華餐廳大吃一頓”，雖然這個霸王餐計劃沒有得手，但是他還是在普通餐廳吃了頓免費的晚餐。[2]仔細分析其六次想進監獄的所作所為，其中有兩次都和“吃”密切相關，可見他是一位多么難得的人。

水分與氮肥是作物生長發育不可或缺的重要因素，合理的水氮調控有利于資源的高效利用與作物的安全、生態。土壤微生物對作物生長發育、物質循環和肥力演變等均有重大影響。

2 試驗部分

2.1 試驗材料和方法

2.1.1 試驗材料與地點

試驗進行盆栽試驗，盆栽規格：直徑25 cm，高30 cm，盆缽內裝過篩的麥田土18kg左右，土質為黏壤土，土壤有機質14.2 g·kg-1，有效氮75.3 mg·kg-1，有效磷4.9 mg· kg-1，有效鉀120.9mg·kg-1。本試驗以徐稻3為對象（原名91069），該品種全生育期約為145d，生長旺盛，莖粗，抗倒伏，葉色較深，半直立穗，分蘗性好，成穗率高，無稻曲病。

2.1.2 試驗設計

試驗設計為不同氮肥水平和不同水分雙因素隨機處理。0N為不施氮肥；MN為240 kg·hm-2純氮量；HN為360 kg.hm-2純氮量，0kPa為淺水層灌溉，-20kPa為輕度水分脅迫處理，-40kPa為重度水分脅迫處理。9個處理，3次重復。氮肥的用量分別為0、240 N·hm-2、360 kg·N·hm-2，氮肥施用按照 4∶1∶5于移栽前1天、移栽后7d和穗分化期施用。在大田育秧：5月10日播種，6月8日移栽至盆缽，每盆分3穴，每穴種植2苗，每個處理重復15盆。全生育期嚴格控制病蟲草害的影響。

2.2 測定項目及方法

2.2.1 取樣

分別于分蘗期、穗分化期、抽穗期和成熟期進行取樣。在每個盆缽中距土壤表層15cm處取樣500g，并放入提前做好標記的透明塑料薄膜袋中。土壤樣品在保存在超低溫冰箱中。

土壤中細菌總數的測定采用平板培養菌落計數法[3]，土壤細菌的培養基通常選擇肉膏蛋白胨培養基。細菌在恒溫箱培養24h后長成菌落，進行計數。并對菌落菌種進行鑒定和革蘭氏染色。

2.2.3 真菌數量的測定

真菌數量的測定選擇馬丁（Martin）-孟加拉紅瓊脂培養基真菌在避光恒溫培養基24小時后長成菌落后用菌落計數法進行計數。

2.2.4 放線菌數量的測定

放線菌數量測定采用高氏一號培養基進行培養，菌落計數法進行計數。

2.3 數據處理

本次試驗繪圖采用Excell進行繪圖，結果分析采用Spss進行顯著性分析。

2.4 試驗結果

2.4.1 水氮耦合對土壤細菌數量變化的影響

從圖1中可以看出：在水稻不同生育期細菌數量變化情況呈現先升后降趨勢，抽穗期細菌數量達到頂峰，到成熟期細菌數量降低。從各個時期水氮耦合情況來看，MN與輕度水分脅迫耦合條件下細菌數量最大，0N與重度水分脅迫耦合條件下細菌數量最小。

圖1 水稻不同生育期土壤細菌數量變化

可以看出，在分蘗中期供氮效應全是正值說明在這個時期供氮效應是正效應，說明施氮肥能促進細菌數量增加，但是MN效應明顯大于HN說明MN最有細菌數量的增長。控水效應在輕度水分脅迫表現為正效應，重度水分脅迫為負效應說明重度水分脅迫不利于細菌數量增長，輕度水分脅迫有利于細菌增長。耦合效應全為負值，說明在分蘗中期水氮耦合不利于細菌數量增長。

2.4.2 水氮耦合對土壤真菌數量的影響

在水稻不同生育期真菌數量變化情況呈現先升后降（見圖2），在抽穗期真菌數量達到最大值，到成熟期真菌數量減少。在同一施氮水平下，水稻的四個主要生育期都表現為：輕度水分脅迫真菌數量最大，重度水分脅迫處理下真菌數量最低，與保持水層相比輕度水分脅迫增加了44.3%～66.7%。重度水分脅迫真菌數量減少了14.2%～37.5%。從各個時期水氮耦合情況來看，MN與輕度水分脅迫耦合條件下真菌數量最大，0N與重度水分脅迫耦合條件下真菌數量最小。

圖2 水稻不同生育期土壤真菌數量變化

從表1可以看出在分蘗中期供氮效應在HN重度水分脅迫下為負效應，說明這種情況下供氮效應對真菌數量增加有抑制作用；其他條件下供氮效應為正效應，且效應值MN大于HN，說明過量增施氮肥并不有利于真菌的數量的增加。控水效應在重度水分脅迫下表現為負效應，說明在分蘗中期重度水分脅迫不利于真菌數量的增加。耦合效應在HN輕度水分脅迫下表現為正效應，能夠促進真菌數量增加，其他條件下表現為抑制真菌數量增加。

表1 水氮耦合對水稻不同生育期真菌數量變化效應分析

2.4.3 水氮耦合對土壤放線菌數量變化的影響

在水稻不同生育期放線菌數量變化情況總體呈現先升后降（見圖3），在抽穗期放線菌數量最大，而成熟期放線菌數量減少。在同一施氮水平下，水稻的四個生育期都表現為輕度水分脅迫放線菌數量最大，重度水分脅迫處理下放線菌數量最低，與保持水層相比輕度水分脅迫放線菌數量增加了25.0%～50.0%。

圖3 水稻不同生育期放線菌數量變化

HN與ON相比放線菌數量增加了11.1%～33.3%。在抽穗期HN與MN相比放線菌數量減少了18.6%～23.7%，說明過量施用氮肥反而降低了土壤中放線菌的數量。從各個時期水氮耦合情況來看，MN與輕度水分脅迫耦合條件下放線菌數量最大，0N與重度水分脅迫耦合條件下放線菌數量最小。

從表2中可以看出在分蘗中期供氮效應為正效應，說明增施氮肥有利于土壤中放線菌數量的增長；MN情況下效應值大于HN，說明過量用氮并不利于放線菌數量的增加。在重度水分脅迫下控水效應為負效應，說明重度水分脅迫不利于放線菌數量的增長。耦合效應只有在MN輕度水分脅迫下為正效應，說明此時水氮耦合有利于放線菌數量的增加。

表2 水氮耦合對水稻不同生育期放線菌數量變化效應分析

2.5 討論與結論

我們的實驗結果表明在同水稻一生育期，施加氮肥會影響水稻根際土壤的微生物生物量，而在施氮與不施氮情況下微生物生物量變化順序為：中氮>高氮>不施氮；不同施氮情況下微生物數量變化順序為高氮＞中氮>不施氮，產生不同原因可能是氮濃度標準不同。因而結果產生差異。