不同水氮耦合对水稻不同生育期微生物数量的影响

卞东洋

（南阳市宛城区农业行政综合执法大队，河南 南阳 473000）

符号说明

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浅水层灌溉-20Kpa轻度水分胁迫-40Kpa重度水分胁迫

1 文献综述

1.1 引言

土壤微生物是水稻土壤生态系统的重要组成成分之一，土壤微生物参与了水稻各个生育期根系生命活动，在促进水稻生长具有重要的作用。

1.2 国内外对土壤微生物的研究

1.2.1 土壤微生物

土壤微生物是生物圈数量最多，种类最大，功能最为复杂的生物群体。其群体主要包括细菌，真菌和放线菌。用土壤微生物数量变化用来衡量退化生态系统的恢复过程以及指导生态系统的规范管理已经成为一个研究的方向[1]。

1.2.2 水分胁迫对土壤微生物的影响

微生物是地球上存在最多的生命体，而水是地球上所有的生命体赖以生存的基础，土壤微生物数量并不是单一随着水分的增加而增加，水分胁迫的作用表现出两重性。

1.2.3 氮胁迫对土壤微生物的影响

传统的高量施氮方式使细菌数量增加得更为明显，而过量地施用氮肥反而使细菌的数量减少。氮肥的使用对微生物数量影响具有双重性，既在一定范围内微生物的数量会随着施氮量增加而增加。

1.2.4 水氮耦合对土壤微生物的影响

土壤微生物数量的影响因素除了受到水分，含氮量的分别作用还受到水分和氮肥的共同作用既受到水氮耦合作用的影响[2]。

1.2.5 本研究的目的与意义

虽然生活困窘，可是他又好吃懒做，之所以说他“好吃”，是因为他进监狱时首先想到的便是“去某家豪华餐厅大吃一顿”，虽然这个霸王餐计划没有得手，但是他还是在普通餐厅吃了顿免费的晚餐。[2]仔细分析其六次想进监狱的所作所为，其中有两次都和“吃”密切相关，可见他是一位多么难得的人。

水分与氮肥是作物生长发育不可或缺的重要因素，合理的水氮调控有利于资源的高效利用与作物的安全、生态。土壤微生物对作物生长发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响。

2 试验部分

2.1 试验材料和方法

2.1.1 试验材料与地点

试验进行盆栽试验，盆栽规格：直径25 cm，高30 cm，盆钵内装过筛的麦田土18kg左右，土质为黏壤土，土壤有机质14.2 g·kg-1，有效氮75.3 mg·kg-1，有效磷4.9 mg· kg-1，有效钾120.9mg·kg-1。本试验以徐稻3为对象（原名91069），该品种全生育期约为145d，生长旺盛，茎粗，抗倒伏，叶色较深，半直立穗，分蘖性好，成穗率高，无稻曲病。

2.1.2 试验设计

试验设计为不同氮肥水平和不同水分双因素随机处理。0N为不施氮肥；MN为240 kg·hm-2纯氮量；HN为360 kg.hm-2纯氮量，0kPa为浅水层灌溉，-20kPa为轻度水分胁迫处理，-40kPa为重度水分胁迫处理。9个处理，3次重复。氮肥的用量分别为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日播种，6月8日移栽至盆钵，每盆分3穴，每穴种植2苗，每个处理重复15盆。全生育期严格控制病虫草害的影响。

2.2 测定项目及方法

2.2.1 取样

分别于分蘖期、穗分化期、抽穗期和成熟期进行取样。在每个盆钵中距土壤表层15cm处取样500g，并放入提前做好标记的透明塑料薄膜袋中。土壤样品在保存在超低温冰箱中。

土壤中细菌总数的测定采用平板培养菌落计数法[3]，土壤细菌的培养基通常选择肉膏蛋白胨培养基。细菌在恒温箱培养24h后长成菌落，进行计数。并对菌落菌种进行鉴定和革兰氏染色。

2.2.3 真菌数量的测定

真菌数量的测定选择马丁（Martin）-孟加拉红琼脂培养基真菌在避光恒温培养基24小时后长成菌落后用菌落计数法进行计数。

2.2.4 放线菌数量的测定

放线菌数量测定采用高氏一号培养基进行培养，菌落计数法进行计数。

2.3 数据处理

本次试验绘图采用Excell进行绘图，结果分析采用Spss进行显著性分析。

2.4 试验结果

2.4.1 水氮耦合对土壤细菌数量变化的影响

从图1中可以看出：在水稻不同生育期细菌数量变化情况呈现先升后降趋势，抽穗期细菌数量达到顶峰，到成熟期细菌数量降低。从各个时期水氮耦合情况来看，MN与轻度水分胁迫耦合条件下细菌数量最大，0N与重度水分胁迫耦合条件下细菌数量最小。

图1 水稻不同生育期土壤细菌数量变化

可以看出，在分蘖中期供氮效应全是正值说明在这个时期供氮效应是正效应，说明施氮肥能促进细菌数量增加，但是MN效应明显大于HN说明MN最有细菌数量的增长。控水效应在轻度水分胁迫表现为正效应，重度水分胁迫为负效应说明重度水分胁迫不利于细菌数量增长，轻度水分胁迫有利于细菌增长。耦合效应全为负值，说明在分蘖中期水氮耦合不利于细菌数量增长。

2.4.2 水氮耦合对土壤真菌数量的影响

在水稻不同生育期真菌数量变化情况呈现先升后降（见图2），在抽穗期真菌数量达到最大值，到成熟期真菌数量减少。在同一施氮水平下，水稻的四个主要生育期都表现为：轻度水分胁迫真菌数量最大，重度水分胁迫处理下真菌数量最低，与保持水层相比轻度水分胁迫增加了44.3%～66.7%。重度水分胁迫真菌数量减少了14.2%～37.5%。从各个时期水氮耦合情况来看，MN与轻度水分胁迫耦合条件下真菌数量最大，0N与重度水分胁迫耦合条件下真菌数量最小。

图2 水稻不同生育期土壤真菌数量变化

从表1可以看出在分蘖中期供氮效应在HN重度水分胁迫下为负效应，说明这种情况下供氮效应对真菌数量增加有抑制作用；其他条件下供氮效应为正效应，且效应值MN大于HN，说明过量增施氮肥并不有利于真菌的数量的增加。控水效应在重度水分胁迫下表现为负效应，说明在分蘖中期重度水分胁迫不利于真菌数量的增加。耦合效应在HN轻度水分胁迫下表现为正效应，能够促进真菌数量增加，其他条件下表现为抑制真菌数量增加。

表1 水氮耦合对水稻不同生育期真菌数量变化效应分析

2.4.3 水氮耦合对土壤放线菌数量变化的影响

在水稻不同生育期放线菌数量变化情况总体呈现先升后降（见图3），在抽穗期放线菌数量最大，而成熟期放线菌数量减少。在同一施氮水平下，水稻的四个生育期都表现为轻度水分胁迫放线菌数量最大，重度水分胁迫处理下放线菌数量最低，与保持水层相比轻度水分胁迫放线菌数量增加了25.0%～50.0%。

图3 水稻不同生育期放线菌数量变化

HN与ON相比放线菌数量增加了11.1%～33.3%。在抽穗期HN与MN相比放线菌数量减少了18.6%～23.7%，说明过量施用氮肥反而降低了土壤中放线菌的数量。从各个时期水氮耦合情况来看，MN与轻度水分胁迫耦合条件下放线菌数量最大，0N与重度水分胁迫耦合条件下放线菌数量最小。

从表2中可以看出在分蘖中期供氮效应为正效应，说明增施氮肥有利于土壤中放线菌数量的增长；MN情况下效应值大于HN，说明过量用氮并不利于放线菌数量的增加。在重度水分胁迫下控水效应为负效应，说明重度水分胁迫不利于放线菌数量的增长。耦合效应只有在MN轻度水分胁迫下为正效应，说明此时水氮耦合有利于放线菌数量的增加。

表2 水氮耦合对水稻不同生育期放线菌数量变化效应分析

2.5 讨论与结论

我们的实验结果表明在同水稻一生育期，施加氮肥会影响水稻根际土壤的微生物生物量，而在施氮与不施氮情况下微生物生物量变化顺序为：中氮>高氮>不施氮；不同施氮情况下微生物数量变化顺序为高氮＞中氮>不施氮，产生不同原因可能是氮浓度标准不同。因而结果产生差异。