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化肥配施紫云英对稻田土壤微生物及养分的影响



全 文 :doi:10. 11838 /sfsc. 20130606
化肥配施紫云英对稻田土壤微生物及养分的影响
邹长明1,王允青2,杨 杰1,唐 杉2,刘 英2,张晓红1
(1. 安徽科技学院,安徽 凤阳 233100;
2. 安徽省农业科学院土壤肥料研究所,安徽 合肥 230031)
摘 要:2008 年在安徽省桐城市布置了“化肥配施紫云英对水稻和土壤的影响研究”定位试验,2011 年在早稻
收获期间采集新鲜土样,并测定了细菌、真菌、放线菌、解磷菌和固氮菌等微生物数量和土壤氮、磷、钾、硫、
铁、锌、锰、铜等养分含量。结果表明:化肥配施适量的紫云英 (70%化肥 + 15 000 kg /hm2紫云英)有利于土壤
微生物的增长繁殖,与单施 70%化肥相比,细菌总量增加 6. 6倍,真菌数量增加 63%,解磷菌数量增加 47%,固氮
菌数量增加 101%,放线菌数量基本相等;翻压紫云英还有补充土壤氮、磷、钾、硫、铁、锌、锰、铜养分的作用。
关键词:稻田土壤;紫云英;化肥;微生物;养分
中图分类号:S153. 6 + 1;S154. 3;S142 + . 1 文献标识码:A 文章编号:1673 -6257 (2013)06 -0028 -04
收稿日期:2013 - 02 - 21;最后修订日期:2013 - 06 - 04
基金项目:国家公益性行业 (农业)科研专项经费项目“绿肥作
物生产与利用技术集成研究及示范—安徽稻区绿肥利用技术集成
研究及示范 (201103005 - 10)”, “国家农作物种质资源平台”
项目。
作者简介:邹长明 (1963 -) ,男,湖南祁东人,硕士,教授,从
事土壤与肥料研究。
近年来,绿肥翻压对土壤微生物和土壤肥力
的影响已经成为土壤学研究的热点之一。刘国顺
通过长期定位试验证明,连年翻压绿肥可以促进
土壤微生物活动,使微生物数量增加,且随着翻
压年限的增加而增加[1];张珺穜也证明紫云英
与化肥配施可以促进微生物生长和提高土壤氮、
磷、钾含量[2]。目前绿肥翻压对土壤养分影响
的研究多集中在大量元素方面[3 - 5],对中、微
量元素影响的研究报道甚少。为了研究绿肥对
土壤肥力和水稻生产的影响,比较绿肥与化肥
在水稻增产、增收及培肥土壤效果上的差异,
寻找绿肥与化肥配施的最佳用量及比例,2008
年在安徽省桐城市布置了 “化肥配施安徽省主
要种植绿肥品种—紫云英对水稻和土壤的影响
研究”定位试验,连续试验 4 年后采集土样进
行了微生物和土壤养分分析,以揭示化肥与紫
云英多年配施下的土壤微生物和土壤养分变化
情况。
1 材料与方法
1. 1 供试土壤
试验地点:安徽省桐城市吕亭镇新店村,试
验土壤为冲积母质上发育的肥力中等的水稻土,
土壤 pH 值为 6. 21,有机质 17. 3 g /kg,全氮
1. 11 g /kg,碱解氮 128 mg /kg,有效磷 (P)9. 1
mg /kg,速效钾 (K) 68 mg /kg,缓效钾 (K)
212 mg /kg。
1. 2 试验处理
早稻品种为早籼 788,晚稻为镇稻 6 号。早稻
4 月 25 日播种,播种量 35 kg /hm2,7 月 30 日收
获。晚稻于 6 月 29 日播种,8 月 2 日移栽,密度 30
万穴 /hm2,每穴 4 苗。
直播早稻试验处理: (1)对照 (CK) ,不施
肥; (2)100%化肥; (3)70%化肥; (4)70%化
肥 +紫云英 7 500 kg /hm2; (5)70%化肥 +紫云英
15 000 kg /hm2; (6)70%化肥 +紫云英 22 500 kg /
hm2; (7)70% 化肥 + 紫云英 30 000 kg /hm2。
100%化肥处理的 N、P2O5、K2O 用量分别为 150、
75、90 kg /hm2。氮肥按基肥 50%、蘖肥 30%、穗
肥 20%分 3 次施用,紫云英、磷肥、钾肥全部作基
肥一次施用。
晚稻各处理化肥施用量相同,N、 P2O5、
K2O 分别为 180、75、120 kg /hm
2,对照组不施
肥。磷、钾肥全部作基肥,氮肥按基肥、分蘖肥、
穗肥、保花肥分别为 40%、30%、20%、10%
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施用。
2008 年开始,连续 4 年定位试验。小区面积
20 m2,4 次重复,完全随机区组设计,各小区四周
埂宽 30 cm,埂高 20 cm,用薄膜覆盖。每个小区均
能独立排灌。
1. 3 样品采集与测定方法
2011 年 7 月 17 日在早稻成熟期采集耕层土样。
微生物数量用平板计数法[6]测定。土壤有机质、全
氮、有效氮、磷、钾和微量元素养分用常规方法
测定[7]。
2 结果与分析
2. 1 化肥配施不同数量绿肥对土壤微生物数量的影响
从表 1可以看出,单施化肥对土壤细菌有显著的
抑制作用,尤其对固氮菌抑制作用明显,致使其数量
比对照处理还低很多。化肥施用量越大,细菌和固氮
菌的数量越低,化肥用量由 70%增至 100%时,细菌
数下降 87%,固氮菌下降 81%,这是因为化肥充足
时,土壤和作物不缺氮素养分,对固氮的要求不迫切,
使固氮菌的活力和数量都降低了。
表 1 化肥配施不同量绿肥对微生物菌落数量的影响 (× 104 cfu /g鲜土)
处理号 施肥方式 细菌 真菌 放线菌 解磷菌 固氮菌
1 对照 (CK) 3 550 d 3. 9 d 254. 2 a 94. 0 b 174. 1 a
2 100%化肥 292 f 2. 4 e 105. 8 e 48. 0 d 10. 9 f
3 70%化肥 2 183 e 5. 4 c 155. 9 c 68. 9 c 56. 3 e
4 70%化肥 + 7 500 kg /hm2紫云英 3 717 d 6. 8 b 229. 0 b 90. 1 b 149. 2 b
5 70%化肥 + 15 000 kg /hm2紫云英 16 667 a 8. 8 a 145. 0 c 101. 3 a 113. 1 c
6 70%化肥 + 22 500 kg /hm2紫云英 6 892 b 8. 2 a 130. 9 d 85. 5 b 100. 0 d
7 70%化肥 + 30 000 kg /hm2紫云英 4 300 c 1. 9 f 113. 3 e 29. 5 e 88. 1 d
注:同一列中不同字母表示处理间差异显著 (P < 0. 05)。下同。
单施化肥且用量大时,对真菌、放线菌和解磷
菌也有不良影响,化肥用量由 70%增至 100%时,
真菌数量下降 56%,放线菌数量下降 32%,解磷
菌数量下降 25%。
化肥配合适量的绿肥 (处理 5)有利于土壤微
生物的增长繁殖,包括细菌、真菌和解磷菌的数量
都达到最高水平,但超量施用绿肥 (处理 7)时真
菌和解磷菌数量最低,这说明绿肥的翻压和化肥的
施用一样,并不是越多越好,绿肥过多和过少都对
这些微生物生长不利。如表 1 所示,当紫云英用量
由 15 000 kg /hm2增至 30 000 kg /hm2时,细菌数量
下降了 74%,真菌数量下降了 78%,解磷菌数量
下降了 71%。
表 1 显示,放线菌和固氮菌在对照区数量最
高,说明缺肥刺激了土壤放线菌和固氮菌的数量增
长。在所有施肥处理中,处理 4 的放线菌和固氮菌
仅次于对照处理,说明配合翻压少量绿肥比单施化
肥增加了放线菌和固氮菌的数量,但翻压过多导致
的养分丰富又降低了土壤和作物对生物固氮的需
求,从而抑制了固氮菌的繁殖。
2. 2 化肥配施不同量绿肥对耕层土壤有机质和养
分含量的影响
表 2 表明,在施用 70%化肥的基础上翻压不同
量绿肥的处理中 (处理 4 ~处理 7) ,由于只有 4 年
定位试验时间,土壤有机质尚未表现出显著的差
异,但都高于 70%化肥处理;全氮、碱解氮、有效
磷、速效钾和有效 S含量随紫云英翻压量增加而增
加,且都比单施 70%化肥的处理高,有效 Fe、Mn、
Cu、Zn含量也高于 70%化肥处理。说明翻压紫云
英有补充氮、磷、钾和中、微量元素养分的作用,
可以部分替代化肥供应氮、磷、钾和中、微量元
素,具有培肥土壤的作用。
与 100%化肥相比,在施用 70%化肥的基础上
翻压不同量的绿肥,有机质变化不显著,翻压紫云
英 15 000 kg /hm2以上时,速效钾显著增加;翻压紫
云英 22 500 kg /hm2以上时,全氮、碱解氮显著增
加。绿肥翻压量少时,不能满足作物对养分的需
求;而翻压量较高时,土壤养分含量有显著增加,
说明足量的绿肥不仅能满足作物对养分的需求,还
表现出对土壤性质的改善作用。
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中国土壤与肥料 2013 (6)
表 2 化肥配施不同数量绿肥对土壤有机质和大、中、微量元素养分含量的影响
处理号 施肥方式
有机质 全氮 碱解氮 有效 P 速效 K 有效 Fe 有效 Mn 有效 Cu 有效 Zn 有效 S
(g /kg) (mg /kg)
1 对照 (CK) 18. 4 b 1. 06 d 75 e 6. 2 d 52 d 45. 6 b 80. 0 c 2. 38 a 1. 02 ab 10. 6 d
2 100%化肥 20. 0 ab 1. 41 bc 127 bc 15. 8 a 74 c 47. 1 b 89. 8 b 2. 16 a 0. 89 b 13. 6 c
3 70%化肥 19. 2 ab 1. 23 c 107 d 11. 5 c 59 d 40. 0 c 75. 1 c 1. 91 b 0. 72 c 12. 7 c
4 70%化肥 + 7 500 kg /hm2紫云英 20. 8 a 1. 32 c 117 c 13. 9 b 68 cd 50. 3 ab 91. 0 b 2. 19 a 1. 12 a 15. 6 b
5 70%化肥 + 15 000 kg /hm2紫云英 19. 7 ab 1. 46 b 119 c 14. 3 b 79 bc 53. 9 a 109. 1 a 2. 30 a 1. 14 a 16. 1 a
6 70%化肥 + 22 500 kg /hm2紫云英 20. 4 a 1. 50 ab 133 b 14. 7 b 85 b 51. 1 ab 76. 0 c 2. 28 a 1. 09 a 16. 7 a
7 70%化肥 + 30 000 kg /hm2紫云英 20. 8 a 1. 59 a 144 a 15. 1 ab 95 a 48. 6 b 73. 7 c 2. 14 ab 1. 07 a 17. 4 a
从表 2 还可看出,翻压绿肥即使是少量绿肥都
可使土壤中、微量元素如有效硫、铁、锌含量增
加,锰、铜也有良好的响应,这些都是绿肥促进土
壤肥力提高的重要标志。
3 结论与讨论
3. 1 紫云英培肥土壤的作用明显
化肥配合施用适量的紫云英 (70%化肥 + 15 000
kg /hm2紫云英)有利于土壤微生物的增长繁殖,与
单施 70%化肥相比,细菌、真菌、解磷菌和固氮菌
数量都有显著增加;翻压紫云英还有补充土壤氮、
磷、钾、硫及铁、锌、锰、铜养分的作用,陈晓
波、潘学军、刘国顺、李正等人的研究也证明绿肥
对提高土壤养分、改善土壤性状有重要作用[3 - 5,8]。
3. 2 化肥用量大时对某些微生物不利
单施化肥 (100%和 70%)对水田土壤细菌数
量和固氮菌数量有显著的抑制作用,对放线菌和解
磷菌也有不良影响,且化肥用量越大、土壤有效养
分含量越高的处理,解磷菌和固氮菌的数量越少。
而缺肥时土壤放线菌和固氮菌的数量显著增加。在
施肥对放线菌的影响上,不同研究者有不同的结
论,张珺穜认为无论是施用紫云英还是化肥或两者
配合施用,都增加了早稻收获期土壤放线菌的数
量[2],陈晓波和潘学军也认为绿肥翻压有利于放线
菌的繁殖[3,4],而郑勇和侯彦林则观察到施氮肥抑
制了放线菌的生长[9,10]。本试验在定位条件下,化
肥配施少量紫云英 (70%化肥 + 7 500 kg /hm2紫云
英)后,放线菌数量也是显著增加的,但当紫云英
用量进一步增加时,放线菌数量则逐渐下降至
100%化肥的水平。可见,化肥配施适量紫云英,
因为提供了更多的物质和能量而有利于土壤微生物
的增长。但化肥用量多或太集中,会抑制微生物生
长繁殖,绿肥施用过多也会抑制微生物的增长[8]。
因此,必须合理、适量地施用化肥和绿肥,才能改
善土壤微生物生长环境,稳定和提高土壤肥力。
参考文献:
[1] 刘国顺,李正,敬海霞,等. 连年翻压绿肥对植烟土壤微
生物量及酶活性的影响 [J]. 植物营养与肥料学报,2010,
16 (6) :1472 - 1478.
[2] 张珺穜,曹卫东,徐昌旭,等. 种植利用紫云英对稻田土
壤微生物及酶活性的影响 [J]. 中国土壤与肥料,2012,
(1) :19 - 25.
[3] 陈晓波,官会林,郭云周,等. 绿肥翻压对烟地红壤微生
物及土壤养分的影响 [J]. 中国土壤与肥料,2011,(4) :
74 - 78.
[4] 潘学军,张文娥,樊卫国,等. 自然生草和间种绿肥对盆
栽柑橘土壤养分、酶活性和微生物的影响 [J]. 园艺学报,
2010,37 (8) :1235 - 1240.
[5] 刘国顺,罗贞宝,王岩,等. 绿肥翻压对烟田土壤理化性
状及土壤微生物量的影响 [J]. 水土保持学报,2006,20
(1) :95 - 98.
[6] 李阜棣,喻子牛,何绍江. 农业微生物学实验技术 [M].
北京:中国农业出版社,1996. 36,305 - 308.
[7] 鲍士旦. 土壤农化分析 [M]. 北京:中国农业出版社,
2004. 264 - 271.
[8] 李正,刘国顺,敬海霞,等. 绿肥与化肥配施对植烟土壤
微生物量及供氮能力的影响 [J]. 草业学报,2011,20
(6) :126 - 134.
[9] 郑勇,高勇生,张丽梅,等. 长期施肥对旱地红壤微生物
和酶活性的影响 [J]. 植物营养与肥料学报,2008,14
(2) :316 - 321.
[10] 侯彦林,王曙光,郭伟. 尿素施肥量对土壤微生物和酶活
性的影响 [J]. 土壤通报,2004,35 (3) :303 - 306.
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Effects of combined application of chemical fertilizer and Chinese milk vetch (Astragalus sinicus)on the microorgan-
ism and nutrients of paddy soil
ZOU Chang-ming1,WANG Yun-qing2,YANG Jie1,TANG Shan2,LIU Ying2,ZHANG Xiao-hong1 (1. Anhui Science
and Technology University,Fengyang 233100;2. Institute of Soils and Fertilizers,Anhui Academy of Agricultural Sciences,
Hefei 230031)
Abstract:A long-term field experiment was established to investigate the effects of combined application of chemical fertilizer
and Chinese milk vetch (Astragalus sinicus) on rice production and soil fertility in 2008 at Tongcheng county,Anhui prov-
ince. Some fresh soils were collected to measure the quantity of microorganism and content of nutrients in the soils at mature
period of early rice in 2011. The microorganism measured were bacteria,fungi,actinomyces,phosphobacteria and azotobac-
ter. The nutrients measured were N,P,K,S,Fe,Zn,Mn and Cu. The results showed that combined application of
chemical fertilizer and milk vetch were of advantage to microbial reproduction in the soils. Comparing 70% chemical fertilizer
with 70% chemical fertilizer + 15 000 kg /hm2 Chinese milk vetch,quantity of bacteria in the soils increased 6. 6 times after ap-
plying Chinese milk vetch. Quantity of some microorganism such as fungi,phosphobacteria and azotobacter in the soils in-
creased 63%,47% and 101% respectively after applying Chinese milk vetch. Applying Chinese milk vetch could also replen-
ish some nutrients such as N,P,K,S,Fe,Zn,Mn and Cu in the soils.
Key words:paddy soil;Chinese milk vetch (Astragalus sinicus) ;chemical fertilizer;microorganism;nutrient
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