黑龙江省不同类型土壤对龙庆稻1号氮素养分吸收与累积的影响

王秋菊，张玉龙，赵宏亮，陈庆复，刘 军，李明贤

（1.沈阳农业大学土地与环境学院，沈阳 110161；2.黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所，哈尔滨 150086；3.黑龙江北大荒米业集团有限公司，哈尔滨 150090）

土壤是植物生长发育的基础，提供植物生长发育所需的各种养分，不同类型土壤理化特性不同，供应作物生长的养分存在差异，必然影响作物对土壤养分的吸收与分配[1-3]。因此，了解不同类型土壤养分供应的能力，因地制宜、合理配方施肥，发挥作物最大的产量优势是当前农业生产上的主要任务之一。黑龙江省地域辽阔，水稻种植土壤类型多样，不同类型土壤在水稻生长期间养分变化特征及对水稻养分吸收与分配的影响，目前还未见报道。本文以黑龙江省四个水稻种植区土壤样本为供试材料，采用盆栽法，研究不同类型土壤在水稻生长期间氮素养分含量及变化特征，同时探讨不同类型土壤对水稻氮素养分吸收与累积量的影响，明确黑龙江省不同类型土壤氮素变化特点及对作物氮素吸收的影响，为不同类型土壤如何培肥地力提供可靠的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试土壤

供试土壤采自黑龙江省五个不同种植水稻地区，分别是五常民乐乡的黑土、八五四农场九队的白浆土、呼兰区的草甸土、兰西长江乡的盐碱土；采样深度为0～20 cm。供试土壤的理化性质见表1。

表1 不同类型土壤的理化性质Table 1 Physical and chemical properties of different type soils

1.1.2 供试品种

供试品种为龙庆稻1号，是由黑龙江省农业科学院培育的品种，2010年通过黑龙江省品种审定，该品种对土壤养分反应敏感，具有喜肥特性。

1.2 试验设计

试验采用单因子设计，试验因子为不同土壤类型，试验于2009～2010年在黑龙江省农业科学院盆栽试验场进行。盆栽所用盆钵为平均直径25 cm，相当于大田面积0.05 m2、高30 cm的塑料盆，每盆装土约15 kg。4月15日播种大田育秧，5月25日移栽秧苗至盆钵，每盆2株，相当于大田插秧规格25.6 cm×10 cm，每一处理（土壤类型）10盆，共50盆。

各盆施肥、灌水方法一致，施用肥料分别为氮肥、磷肥和钾肥，纯氮135 kg·hm-2，纯磷69 kg·hm-2，纯钾81 kg·hm-2，氮肥各时期施用比例为基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶3∶2，磷肥作基肥用，钾肥作基肥和穗肥分别为60%和40%；灌水方法采用浅、湿、干间歇灌溉方式；施肥量及灌水量各盆一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤养分测定项目与方法

于水稻分蘖期盛期、孕穗拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期开始取样，即从6月20日开始，每隔20 d取耕层0～20 cm土壤样品，直到成熟期9月10日为止。每类土样取3盆，经风干后磨碎，将磨碎后土样过1 mm网筛，过筛后的样品保存待测。

土壤全氮采用凯氏定氮法测定；土壤全磷用氢氟酸-高氯酸消煮，钼锑抗比色法测定；土壤全钾用氢氟酸-高氯酸消煮，火焰光度计法测定；土壤碱解氮用扩散吸收法测定；土壤速效磷用碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法测定；土壤速效钾用火焰光度计法测定。

1.3.2 植株养分测定与方法

在水稻各时期取土样的同时，取具有代表性的水稻植物样3株，用蒸馏水洗净后，把植株叶、茎鞘、根、穗各器官分开进行制样，各样品在105℃下进行杀青30 min，于80℃下烘至全干，并称取干重。烘干后样品用超速粉碎机分别粉碎后，过100目筛，保存待测。

植株全氮采用过氧化氢-硫酸消化，凯氏定氮法测定。

积累量=某生育期单位面积植株氮（磷、钾）的积累量[4]；

1.4 数据处理与分析

文中图表所列试验数据均为两年测得结果的算术平均值。采用Excel和DPS数据处理软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同类型土壤氮素变化特点

土壤全氮含量在水稻各生育期变化幅度不大，从6月20日开始土壤全氮含量稍有下降，到7月30日达最低值，8月20日开始氮素含量整体上升，到9月10日成熟期又下降。土壤中全氮含量各时期均为白浆土＞草甸土＞黑土＞盐碱土（见图1）。

土壤碱解氮含量在水稻各生育期变化幅度较大，土壤碱解氮含量在水稻各生育期变化特点与土壤全氮变化趋势一致，到成熟期最低，不同类型土壤碱解氮含量顺序为白浆土＞草甸土＞黑土＞盐碱土（见图2）。

图1 不同类型土壤全氮动态变化Fig.1 Dynamics of nitrogen of different soils

图2 不同类型土壤碱解氮动态变化Fig.2 Dynamics of alkali-hydrolyzable N of different soils

2.2 不同类型土壤对龙庆稻1号氮素吸收及累积量的影响

水稻植株氮含量在各取样时期不同类型土壤之间差异达极显著水平，在成熟期差异不显著，植株各生育期氮含量从6月20日开始逐渐降低，到8月20日达最低，植株氮在水稻生育进程中逐渐向茎部和穗部转移，导致水稻植株整体氮含量降低，成熟期转移到穗部，因此，水稻在成熟期含氮量稍有升高，与王慧等研究结果一致[5]，不同类型土壤水稻植株氮含量与土壤中氮含量变化趋势一致。氮含量较高的土壤，植株中氮含量也较高，顺序分别为白浆土＞草甸土＞盐碱土＞黑土（见图3）。

植株氮累积量在水稻生育过程中呈逐渐增加趋势，到9月10号达最高值，四类土壤以氮素累积量大小顺序为白浆土＞草甸土＞黑土＞盐碱土（见图4）。

图3 水稻氮素含量动态变化Fig.3 Dynamics of rice nitrogen

图4 水稻氮素累积量动态变化Fig.4 Dynamics of rice nitrogen accumulated amount

2.3 不同类型土壤对龙庆稻1号氮素含量的影响分析

通过逐步回归分析建立不同类型土壤在水稻生长期间土壤全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾与水稻氮素含量的回归方程模型如下：

从回归分析方程可看出，草甸土土壤碱解氮、全磷、速效磷含量是影响龙庆稻1号氮素含量的因子，从表2各因子通径分析结果中可看出，土壤碱解氮含量及速效磷含量与水稻氮素含量呈负相关，土壤全磷含量对龙庆稻1号的影响最直接，并随土壤全磷含量的升高而升高；黑土龙庆稻1号的氮素含量与土壤全氮、速效磷、全钾直接相关，土壤全氮和全钾促进龙庆稻1号对氮素的吸收，而速效钾含量高低与龙庆稻1号氮素含量呈负相关，且作用较强；盐碱土影响龙庆稻1号氮素含量的因子是土壤全氮、速效磷和速效钾，全氮对龙庆稻1号作用最强并呈正相关，速效磷和速效钾含量与龙庆稻1号氮素含量呈负相关；白浆土对龙庆稻1号的影响因子为土壤速效磷、全钾、速效钾含量，土壤速效钾和全钾与盐碱土上龙庆稻1号氮素含量呈正相关，速效磷含量则与龙庆稻1号氮素含量呈负相关。

表2 植株氮素含量影响因子通径分析Table 2 Path analysis of impact factors of plant nitrogen

2.4 不同类型土壤对龙庆稻1号氮素累积量的影响因素分析

通过逐步回归分析建立不同类型土壤在水稻生长期间土壤全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾与龙庆稻1号氮素累积量的回归方程模型如下：

从对不同类型土壤氮素累积量回归分析方程来看，草甸土氮素累积量与土壤全氮、速效磷和速效钾有关，从表3通径分析结果中可看出，草甸土速效钾含量与龙庆稻1号的氮素累积量呈正相关，而土壤全氮和速效磷与龙庆稻1号的氮素累积量呈负相关；黑土的全磷、速效磷、速效钾与龙庆稻1号的氮素累积量有关，其中土壤全磷和速效磷含量与龙庆稻1号的氮素累积量呈负相关，速效钾含量与氮素累积量呈正相关，全磷和速效钾含量对龙庆稻1号氮素累积量作用较强；盐碱土土壤全氮、全磷、全钾含量与龙庆稻1号氮素累积量有关，盐碱土土壤全氮含量与龙庆稻1号氮素累积量呈正相关，全磷和全钾含量与龙庆稻1号氮素累积量呈负相关；白浆土土壤龙庆稻1号氮素累积量与土壤全磷和速效钾含量有关，并均呈负相关。

表3 植株氮素累积量影响因子通径分析Table 3 Path analysis of impact factors of plant nitrogen accumulated amount

3 讨论与结论

不同类型土壤全氮和碱解氮含量从6月20日开始下降，到7月30日达到最低，8月20日又有所升高，9月10日成熟期又下降，这种变化趋势主要与水稻前期施入大量基肥和分蘖肥有关，在水稻分蘖期，植株茎、叶、根迅速增长，这时期需要大量的氮素供应才能满足作物的生长需要，土壤全氮、碱解氮再次出现升高与后期追施穗肥有关；各类土壤中全氮含量在水稻生长过程中均以白浆土＞草甸土＞黑土＞盐碱土，碱解氮含量为白浆土＞草甸土＞黑土＞盐碱土，不同类型土壤全氮和碱解氮含量有差异，这与土壤本身特性有关[5-7]。

不同类型土壤含氮量不同，影响水稻植株对氮的吸收，植株含氮量与土壤含氮量呈正相关，这与大量研究结果一致[4,8]，但并未呈一一对应关系，说明龙庆稻1号水稻氮素含量并不只受土壤氮素含量的高低影响，也受土壤中其他养分含量的制约，通过逐步回归分析得出，不同类型土壤影响龙庆稻氮素含量的影响因子不同，各因子之间的相互作用也不同，这可能与不同类型土壤本身理化性质有关。目前，对于氮、磷、钾对植株对氮素吸收研究结果也不尽一致，黄立华等研究认为，氮、磷、钾对植株氮素吸收具有促进作用，氮磷钾合理配施对作物有增产作用[9-10]。另一种观点认为，氮、磷互作能够促进水稻植株对氮素的吸收，氮、钾互作降低植株对氮素的吸收[11]。

不同类型土壤龙庆稻1号氮素累积量也不同，龙庆稻1号氮素累积量顺序为白浆土＞草甸土＞黑土＞盐碱土，四类土壤对龙庆稻1号的氮素累积量影响因子也不相同。各因子的相互作用也不一致，不同类型土壤对植株氮素含量和累积量的影响因子也不同，水稻植株氮素累积量与植株生物量与土壤氮含量具有正相关性，相关系数为0.9[12-14]。氮素含量较高的土壤，植株生长茂盛，干物质积累量多，单位面积水稻生物产量高，氮素积累量高。生物量是决定水稻氮素累积量的主要因子，不同类型各土壤因子不仅影响植株氮素含量，同时也对水稻生物产量产生影响。因此，不同类型土壤对龙庆稻1号的氮素含量和氮素累积量的影响因子存在差异。

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