全 文 ：第 20 卷 第 1期
15 3 9年 2 月
土 壤 学 报 V ol 。 2 0
A C A P TE D O L O GI C A I SN I C A F eb
· ,
N o
.
l
1 9 8 3
红壤地区紫云英中氮素的转化及其对
水稻有效性的研究*
莫淑勋 钱菊芳
(中国科学院南京土壤研究所 )
紫云英是我国南方稻 田传统的有机肥料 , 近年来更逐渐北移 。 随着化学氮肥增加 , 有
些地区紫云英播种面积有所减少 , 但在红壤地区以及某些水稻区 , 紫云英仍是水稻的一项
重要肥源 。 研究紫云英在土壤中的腐解 、 养分转化及对土壤肥力和水稻生育的影响具有
一定实践意义 。 我们于 19 8 0 年利用 ` 5N 标记与非标记的紫云英进行了水稻 田间小区 、 微
区及温室盆栽等试验 , 现将所得结果整理如下 。
一 、 试验材料和方法
田间微区和盆栽试验所 用紫云英在本所温室培育 , 于盛花期收获 。 经 48 一50 ℃ 烘千
后磨细过 40 孔筛 , 含 N 2 . 24 务 ; 标记的 `加 原子百分超为 26 .0 9。 。 尿素含氮 4 .5 4多 ;
1加 原子百分超 12 . 52 。 小区试验用的紫云英于盛花期从大田连根拔起 , 称重 , 田间晾 2 天
后施人供试小区 。 平均含 N 2 . 80 外。 小区和微区试验布置在浙江金华县开化大队红壤性
水稻土上 。 盆栽试验在本所温室进行 , 土壤同上 。 各试验土壤基本性质列于表 l 。 小区
试验分别设置在高 、 低两处地形部位 , 即垮田和垅田上 ;设对照 、 紫云英鲜草亩施 1 5 0 0 斤 、
3 0 0 0 斤及 4 5 0 0 斤四个处理 。 小区面积垮田 24 平方米 , 重复 4 次 ; 垅田 35 平方米 , 重复
衰 1 供试土镶的主要化学特性
T比 l e 1 s o m 。 e h e m i e a l p r o p e r t i。 , o f t h e , o i l s u , 。 d f o r e x p e r i m e n t
试验类型 田 块 有 机质 (% ) 全抓 (% ) C : N
E x p e r i一n e n t a l t y p e F i e ld l o e a t i o n o r g a i i i e m a t t e r T o t皿I N
田间小区 镑 田 l 。 7 6 0 。 10 7 9 . 5
P l o t p a d d y f i e ld o n 2
。
7 6 0
.
16 5 9
.
7
h i g h e r l o e a t i o n
垅 田
p a d d y f i e ld o n
l o w e r l o e a t i o n
微 区 垅 田 3 。 1 3 0 . 19斗 1 0 . 4
M i e r o p l o t p a d d y f i e ld o n
l o w e r Io e a t i o n
盆 栽 2 。 9 9 0 。 16 4 10 . 6
I , o t
. 本文经李庆逸教授审阅并提供宝贵意见 ;部分工作得到蔡大 同 、李仲林同志协助 , 谨此致谢 。
1) 用来标记紫云英的硫 按 ” N 丰度为 32 % ; 由于采用底土 ,并已用来多次标记有机物 ,土城残留 ” N 较多 , 故所
得物料 ” N 丰度较高 。
莫淑勋等 :红壤地区紫云英中氮素的转化及其对水稻有效性的研究
3 次。 微区试验用直径 5 2厘米 , 面积为 49 0 平方厘米的无底塑料圆筒埋入田间 。 设对
照 ; ’ , N 标记紫云英 ( N 2 6 9 毫克 ) 加尿素 (未标记 , N 3 3 4 毫克 ) ; ” N 标记尿素 ( N 3 3 4
毫克 ) 加紫云英 (未标记 , N 28 1 毫克 ) ; ’加 标记尿素 (N 3 3 4 毫克 ) 以及 ’ 5N 标记紫
云英 (N 1 78 毫克 ) 共五个处理 。 每处理中有 3 个微区作为收获 , 另有若干微区分别于
主要生育期采取植株样本 ;早稻收后同一处理土壤混匀 , 取少盘分析土样后还人各微区继
续种晚稻 。 盆栽试验设置对照 ; `加 标记紫云英 ( N 2 20 毫克 ) 二处理 。 每盆装土 3 公
斤 , 每处理重复 3 次 。 各试验均按常规用量补充磷 、 钾肥 。 收获的水稻根 、茎叶 、批粒 、籽
粒分别烘干称重 ,全氮分析用半微量凯氏法 , ’加 分析由本所质谱组完成 。
二 、 结 果 及 讨 论
( ~ ) 萦云英的启解及其对水稻的氮紊供应
将鲜紫云英 20 0 克 (折干物 20 克 )装人尼龙丝织袋 , 埋人稻田耕层进行腐解试验 , 试
验结果表明在早稻生长的 85 天内 (秧田期除外 )紫云英分解率 (干物损失百分数 ) , 在两处
垅 田分别达到 6 4 .斗 士 0 . 86 务及 6 7 . 5 士 0 . 61 % ; 螃田为 7 1 . 9 士 0 . 42 务。 紫云英经一季早
稻生长后其碳的残留率为 2 9 . 0 士 0 . 2 5外 到 3 1 . 9 土 3 . 0 1务。 这与 K o l e n b r a n d e r 「, , 等人研
究的以一年为期的绿肥腐殖化系数 0 . 25 一 0 . 30 相一致 。 这说明红壤地区紫云英的腐解根
当快 。
紫云英中氮素对当季早稻的供应受各
种条件影响 , 而且由于试验方法不同得到
的结果也有一定差异 。 我们在当地大面积
分布的红壤性水稻土 (第四纪红色粘土母
质 ) 上进行的田间小区试验表明一季早稻
可 以 利 用 紫 云 英中氮素的 24 士 2 . 0务一
42 士 2 . 3务 (图 l) 。 微区紫云英施氮量约
与田间 3 0 0 0 斤鲜草的氮量相当 。 其氮在
水稻植株中的回收率为 30 土 0 . 61 务。 这
一数值看来不受紫云英含氮量及配施的化
学氮肥的影响。 而从微区试验计算的氮素
表观 回收率为 40 并 , 与田间小区结果一致 。
5 0
路 4 0
2 一艺竺3。
多回减Jo补ó。o^0民
紫云关鲜草用散
M i [k v e r e h a P P卜e d ( f r e s h
: ; (川 0 4 5叹)0
(斤 l亩 )
m a 一 e r . Ji n l m u )
图 1 紫云英中氮素在水稻植株中的 回收率 (% )
(田间小区试验 )
F ig
.
1 R e e o v e r萝 o f n i t r o g e n o f m i l k v e t e l l 妙
r i e e p l a n t ( p l
o t e x p e r i m e
: i t
)
差减法和示踪法的这种差异已为许多研究所
证实 。 同位素交换 、激发效应 、 紫云英分解产物对水稻根系的促进 、 紫云英中活性碳源促
进水稻根际自生固氮等都可使施用紫云英后水稻吸收的土壤氮增加 。 可见紫云英在水稻
土中的转化不仅释放某些养分 , 还会对土壤肥力产生深刻影响 。
盆栽试验根系活动范围有限 , 加上管理精细 , 作物对养分的利用率总比田间条件高。
一般用非标记紫云英按差减法得到当季水稻对其中氮素利用率在 50 外左右切 。 本试验采
用示踪法结果为 39 、 3 士 。` 28 并。这与田间小区试验结果 (亩施鲜草 4 5 0 0 斤氮回收 3 7 . 1 士
0
.
4 9沁) 相接近 。 盆栽试验条件易于控制 , 试验结果精密度高 , 变异系数可低至 2一 3沁。
红壤地区水热条件充足 , 紫云英的效果在早稻上表现明显 , 但晚稻对一次施用后所残
14 土 坡 学 报 20 卷
留的氮仅能回收 6 .8一 8 0 .关 ( 占第一季 加人全 氮量 的 3一斗务) 。 Wils n o1)0 t用兰绿藻与
乙k ha r cha nk 沪刀 用 ` , N 标记羽扇豆盆栽试验得到第二季作物对其氮素的利用率均为 4一
5关。 可见生物固定态氮稳定后其残效趋于一致。 反复施用紫云英 , 残留氮垫加有助于土
壤氮素肥力的保持 。
如果将水稻吸收和损失的氮量之和作为紫云英氮素的腐解率 , 则前季为 0 . 49 一 0 . 50 ,
第二季为 0 . 0 80 一 0 . 0 8 5 (按第一季残留氮计为 0 . 1 7) 。
(二 ) 影响萦云英氮素转化及其对水稻生产效果的系件
南方稻区大多丘陵起伏 , 由于所处地形部位不同 , 水热状况和土壤肥力有很大差异 ,
这就影响到紫云英的养分转化和增产效果。
稻田适当渗漏可淋走有毒物质 , 促进氨化作用 , 因而提高有机肥料养分有效性山 ,。 室
内培育试验渗漏 (筒形漏斗装土加人 l多 紫云英 , 每昼夜下渗 1 . 2 厘米水层 )与不渗漏 (烧
杯培育 )相比 , N氏 的释放有一定差异 (图 2 ) ;适当渗漏可加速紫云英前期氮的释放 。 虽
然培育试验不一定完全代表田间实际情况 , 但红壤地区一些冲垅稻 田翻压绿肥后稻苗晚
发导致谷草比降低 , 稻谷生产效率不高 , 土壤渗漏性差可能是紫云英效果不高的原因之
红壤一般均含有一定量活性铁 , 在淹水条件下尤其加人紫云英腐解造成大量还原铁
形成 。 图 3 结果表明适当渗漏可以降低土壤中 eF + 浓度 。 以往许多研究证明 , 施用绿
肥尤其是多里施用会使土壤 eF 十十 和有机酸在一段时间内积累因而影响水稻生育 t’, 71 , 稻
田有一定渗漏能减轻这种危害作用 。 我们所采用的小区试验 , 垅田和垮田的土壤肥力状
况有很大不 同 , 水分渗漏速度也不一样 , 持水时间相差约一倍 , 因而影响紫云英对水稻的
增产效应 (图 4 ) , 垮田稻谷增产效应比垅田要大 57 一 92 务。 从无肥区计算的土壤氮素年
矿化率垮田为 2 . 1务 , 垅田为 2 . 0务 , 但生产 10 0 0 斤稻谷的需氮量相差却较大 , 垮田为 17 . 3
斤 , 垅 田为 2 . 7 斤 。 从每斤紫云英氮素增产的稻谷量以及紫云英氮素的稻谷生产效率看
经
ǎ被àN-.二29楼尝
名。ù.^月一ū`0ó场P双。巴
2!呀二Z
-
一问卜
周
W
e e kS
图 2 渗漏对紫云英中氮素释放的影响
(加人 l% 紫云英干物 ,室温 19 一 20 ℃ 培育 )
F i g
.
2 Ef f e e t
( 1% d
r y
o f w a t e r p e r e o l a t i o n i n , 0 11 o n N H一 N r e l e a . e d f r o m m i lk v e t c h
m i lk v e t e h w a s a d d e d i n 5 0 11 a n d i n e u b a t e d u n d e r 1 9一 2 0℃ )
1期 莫淑勋等 : 红壤地区紫云英中氮素的转化及其对水稻有效性的研究 l 5
. . . . . . . . . . . . . 侧. . . 一~ ~~ ~ ~ ~~ ~` ~ 目 . ~ ~ . . . . ~ 叫. . ,
八工一。的.0-/b`任口
岔。的注:。ì
叫扣:。ì野钊OJ亡。任勺
。· 4吞 2 3 4 5夕一
1
W e e ks
图 3 施用紫云英渗漏对土墩
(处理同图 2 )
F i` . 3 E f f e e t o f a p p l i e a t i o o o f m i lk v e t e h a n d w a t e r
eF + + 含量的影响
o n F e+ + e o n t e n t o f * o , l
( T
r e a t a s F ig
P e r e o l a t i o n in 5 0 11
2 )
护勺尹
尹尹产
y o 39 7
.
8 + O
.
0 69 9 X
` “ ” ’
.98’ 丫 p 尹 .
05,6`
ōb
价,任
.
y = 45 1
.
2 + 0
.
03 6 5劣
, = 0
.
97 产
翔50
尹尹尹 ~ 一一 ,旁田
Pa d d y n e J口
一珑田P a d d y 石e ld
o n h i g h e r l o e a t一。 -0.0
肠舀n马`峥
扭/省à翻礼物梁乏f)P二长`一.ó ,。涅侣
0 0 , o w e
r l o c a一 lo n
3 5哈 150 0
耸 ` 关鲜草用饭 份 i
J塑`{州 了 4二00
M i l k
v e l e h a p P I一e d
心伙 s h 功 a一 e r . J . n . m u -
图 4 紫云英对早稻的产量效应
(田间小区试验 )
F ig
.
4 E f f
e e t o f m i l k
v e t e h O n g r a i n y i
e
ld o f e a r lv r i e e
( P l
o t e x p e r i m e n t )
差异更明显 (表 2 , 表 3 ) 。 这都是由于地形部位不同所引起的土壤肥力和水分等状况差
异的综合反映 。 因此南方有些丘陵地区提 出实行岗地 : 冬绿肥一早稻 ; 垮田 : 夏绿肥一
晚稻 ;垅冲 : 三麦或油菜一中稻的轮作制度 , 有利于充分发挥绿肥的增产效果 。
紫云英三种鲜草用量中 , 以亩施 3 0 0 0 斤的氮素在水稻中的回收率最高 , 达 42 多左
右 。螃田和垅田表现一样 (图 5) 。紫云英本身含氮量较高 , C / N 低 ,易分解 , 微区试验中加
. .
l 6 土 坡 学 报 0 2卷
表 2每斤紫云英氮增产稻谷 (斤 )
( 田间小区试验 )
T a b l
e 2 Yi e ld i n e r e a se o fr i e e gr a i n Pe
r i i n o fn i tr o ge n o fm i l kv e te h
( p l
o te xp e r i
, n e n t
)
紫 Z夏 英 用 t
(鲜物 ,斤 /亩 ) I
n e r e a s e o f r i e e g r a i n
A p p l i e a t i o n r a t
e o f 一l l i l k v e t e h
( f r e s h m a : t e r
,
i in /
: 1 1 u
)
15 0 0
3 0 0 0
呜5 0 0
二二竺塾一翌竺鱼竺- …型鱼牢堡竺’ 3 · 3
}
2 2
·
u
’ 4 · 8
}
2 0
·
o
{
’ 7 · 2
表 3
T a ` l e 3 E f f e e t o f
紫云英中氮紊的稻谷生产效率
(田间小区试验 )
l l
i t r o g e n f r o m m i lk , e t e h o n
( p l
o t e x p e r i m e n t )
r ie e g r a i n 户e ld
田
F l e l d
块
l o e a r i o n
紫 云英用遗
(鲜物 , 斤 /亩 )
M i : k
v e t e h
a l ) I、 1i r 〔 l
( f
r e s l、 . 、 、 a t : 。 r
,
r i
,、
/
, n u
)
早稻地上部分 累积氮鼠 (斤 /亩 )
A e c u 川 u l a t 〔· d N
i n t h e
e a r ly
t o 一) o f
气久稻地上部分累积
的紫云英氮量
(斤 /亩 )
A e e u t n u l a t e d N
f r o l
i一刀 l lk v e t e h
早稻籽 粒产最
(斤 /亩 )
G r a i n y i
c
ld
o f
e a r ly r i e e
( , i
n
/m
u
)
施用紫云英增 产
稻谷量 (斤 /亩 )
G r a i n y i
e
ld
1 fl C f e a , e
f 1C e i n t h e
e a r ly
t o P o f
a p p ; y i n g
b丫
n 、 一 Ik
(一i n / , n u ) r I C e
v e t e h ( , i
n
/
, l 、 u
)
( ji
n
/m
u
) ( A )
垅 田
P a 〔 l t ly f i e ld ( l r、
Io w e r I o e
认 t i o 赶-
0
15 DO
3 0 0 0
4 5 J 0
9
.
1 1士 0 . 斗6
1 0
.
1士 0 . 45
1 2
.
5士 0 . 4 2
巧 . 0土 1 . 6 3
4 4 4士 1 1 . 0
5 0 6土 1 7 . 0
5 82士 哆. 2 0
6 0 1士 2 2 . 0
1
::
` , 7
{
2 6
·
7
_
n,Q
ùn八丫,布j只U…八曰一几j工工J
Q产OQ曰` .且. 1工J,且`场 田
P a d e ly f i e l ( l
`一:、
h i g h e r l o e
泣 [ i , I -
0
1 5 00
3 0 00
魂50 0
5
.
8呼土 0 . 斗0
7
.
7 8士 0 . 6 9
1 0
.
3士 0 . 2 6
1 1
.
8士 0 . 7 6
1
.
9 4
4
.
4 6
5
.
9 6
3 92土 2 6 . 5
5 1 1士 2 2 . 6
6 0 8士 15 . 9
6 7 0士 2 7 . 6
刁 、
ǎ袄à岑回锻减仁.翻oJùù`OJ七`奋习“
15〔只j 3 () 00 4 500
紫云英创嵘用量 (斤 /亩 )
M
一Ik v e 一c h a P PI一e d ( fer s h m a l. e r
.
J 一n / m u )
图 5 水稻对不同施 用量紫云英中氮素的利用率 ( % )
F i g
.
5 P e r e e n t a g e o f o i t r o g
e n r e e o v e r y 咏 f 1C e p Ia n t u n d e r d i f f e r e n t a p p l i e a t i o n o f m i lk v e t e h
. . . . . . . . . . . . . . . .
莫淑勋等 : 红壤地区紫云英中氮素的转化及其对水稻有效性的研究
人尿素对紫云英氮素释放无显著影响 ,也未观察到其对水稻吸收紫云英氮的影响 。
(三 ) 紫云英氮素对水稻的供应特点
红壤地区早稻栽秧后头一个月土温气温均较低 , 如浙江省金华气象站观测 , 4 、 5月
平均气温 17一 21 ℃ , 15 厘米处土温 18 一2 ℃ , 紫云英氮素转化较慢 ,秧苗生长量小 ,吸肥
也少 , 5月 20 日以后氮素释放增加并逐渐出现高峰 , 一直到 6 月 10 日 , 这时水稻对作为
基肥的紫云英和尿素氮同样吸收 ,拔节以后氮素吸收渐趋平稳 ,就几个主要生育期采样分
析的结果来看整个吸收过程大致呈现 s 形曲线 (图 6 ) ,符合水稻对氮素吸收的一般特点 ,
可以用自然生长方程怀- 一一上匕一- 、l + 亡 “ 一 b t ) /
收过程 。 式中 N, 为 ` 时间内累积吸氮率 ,
方程为 :
近似地描绘概括早稻对紫云英和尿素氮 的 吸
A 为最高吸氮率。 计算得对紫云英氮素吸收率
2 9
.
6
l + 2 6 6
.
5 e 一 o
·
1如
犷
~ 0
.
9 9 4 5*
对尿素氮的吸收率方程为 :
N
,
3 3
.
2
l + 2 1
.
6 3君一 0
4脚 , r ~ 0
.
9 3 6 5
由此可见试验地区紫云英氮素的释放供应一般符合早稻生育需要 。 分焚至拔节为吸
氮高峰期 ,根据本试验的阶段吸收量计算得该时期日平均吸氮量 , 紫云英氮素每微区吸收
2
.
98 毫克 ;尿素氮 3 . 32 毫克 , 分别为分羹前的 5 . 7倍及 3 . 7 倍 。 但早稻对两种肥料氮的最
高吸收率以及肥料氮释放供应过程的特点会随条件变化而变化 , 多种情况有待更多的试
验加以阐明 。
_ , 一 ~ J
,告` 一
紫云英
M i 3k v e l e h
尿素
U佬 口
d a 、 s )佚印一10,百凡`é2 0 130 4 0 1阅
2盯5 10 / 6分雍 拔 1’J
T i盆1. r in ` 城比` n g
60 70 80/ó 。
洲25015
ǐ次à喊形邻哪暇减
-u.l d。七之ó,右勺书ó。卫已aoJù一离
、 ,期叮
月仁才产妙 S移栽
T . 仍P la n 一i昭
i以
齐刁
H e a d i n g R i沐 n i n g G m翎 n g 、 t a g e s
图 ` 早稻各主要生育期对紫云英和尿素中氮素的吸收累积
(徽区试脸 )
(累积吸收氮盒分别占紫云英及尿素全氮 % )
F i g
.
6 N i t r o g e n a b , o r be d 场 e a r ly r i e e p l a n t f r o m m i lk , e t e h a n d u r o a
a P P l ie d i n , 0 11 i n d i f f e r e n t g r o w i叩 s t a g e ,
( M i
e r o p l o t e x p e r i m
e n t
)
(%
o f n i t r哈 e n a b s o r be d 场 。 a r l了 r i e e p l a n t 10 t o t a l n i t r呀 e n o f m i lk v e t e h a n d u r e a r e扣 e e t i v e l萝)
8 1土 坡 学 报 0 2卷
( 四 )有机 、无机肥料氮在土镶中的残留和损失
紫云英和尿素施人土壤后被微生物分解 , 水解矿化出的氮 , 部分为水稻吸收 , 部分被
生物固定 ,部分损失掉。 由于肥料配合 、施用方法 、气候条件等不同 ,氮素的转化和去向也
不同 。 本试验应用 ’加 交叉标记法得出的结果列于表 4 。 从表 4 看出紫云英施用的第一
季约有 50 务左右氮素残留土壤累积成土壤氮 , 第二季晚稻收后 , 仍 残 留原氮 t 的 40 务
(残留量的 83 务左右 ) 。 反复施用紫云英有助于水稻土氮素肥力的保持 。 尿素氮的土坡
残留要少得多 ,这与它的易于损失 (损失量超过 50 多) 分不开。 尿素配合有机肥施用 , 由
于生物固定 ,其氮素损失减少 , 而且延长了肥效。这不仅提高了作物对尿素氮的吸收利用 ,
也增加了尿素氮在土壤中的残留。 这也是有机 、无机肥料配合施用的有利之处 。
农 4 紫云英 、 尿素抓在双季稻上的平衡账 ( N % )
(微区示踪法 )
T
. ` 1. 4 B a l a n e e s h e e t o f n i t r o g e n f r o m m il k v e t e h a n d u r e a i n d o u b l e吧 r o p p i n g r i亡 e
( M i
e r o p l o t 。 x p o r i m e n t , t r a e e r m e t h o d )
肥 料 早 稻 晚 稻
F e r t i l i z e r o r m a n u r e E a r ly r i e e L a t e r i e e
水稻吸收 土坡残留 损失 水稻吸收 * 土壤残留 * 损失 .
U p t a k e by R
e s i d u e i n L o 吕日 U p t a k e b y R e s i d u e i n L o s s *
t 1 C e 5 0 11 r ie e * 5 0三l*
紫云英 (配施尿素 ) 2 9 . 6土 0 . 3 4 4 8 . 7土 0 . 3碍 2 1 . 7 6 . 7 6士 0 . 2 7 8 3 . 0土1 . 斗8 10 。 2
M i lk v e t e h ( I n e o r Po r a t e d w i t h u r e a )
紫 云 英 2 9 . 9土 0 . 7 7 5 0 . 8土 0 . 2 5 19 。 1 8 . 0 3土 0 . 0 4 8 3 . 4土2 . 7 6 8 . 5 6
M i lk
v e t e h
尿素 (配施紫云英 ) 3 3 . 2土 1 . 3 0 2 0 . 8土 0 . 6 6 4 6 . 0 1 0 . 呼士 0 . 0 0 夕8 . 2士2 . 3 3 1 1。 4
U r e a ( I
n e o r p o r a t e d w i t h m i lk v e t e h )
尿 素 25 . 1士 1 . 8 0 16 . 2土 0 . 1 0 5 8 。 7 一 …U t e a
以占第一季残留氮的 % 计算 。
% i
n
ht
e r e s id u a l N in 5 0 11 a f t e r l肚 e r o p p i ,、 g ·
(五 ) 有机 、 无机肥料及土镶在水稻供氮中的作用
水稻吸收的氮主要来自有机 、 无机肥料以及土壤 。 三种氮源各有不同特点。 三者之
间相互影响 、 转化补充 。 微区示踪试验表明水稻植株中 10 一 25 多 的氮素来自有机 、 无机
肥料 ; 75 一90 关来自土壤。 田间小区差减法结果表明 , 排水较好而肥力较低的红壤性水
稻土施用紫云英后 , 早稻千物中土壤氮占的比例为 78 一” 务 ; 而在肥力较高的垅田上为
85 一 60 务 , 这一比例随紫云英用量增加而减少 。 不少研究者肯定了水稻土土壤氮对水稻
氮素供应的重要意义 〔8] . 认为就是大量施用氮素肥料 , 水稻吸收的氮也主要来自土壤有机
氮的矿化 。 通常可占稻株总氮量的 50 一 80 外囚 , 甚至可高达 8 多。 K oy ~ t’] 报道稻 田淹水前千燥增加土壤氮矿化 。 本试验中微区土壤处理前经风干弄碎 , 水稻吸收了更多土
壤氮。 因此培肥土壤对水稻高产稳产有重要意义 。 有机 、 无机肥料供应的氮素虽然只占
总吸氮量的 10 一25 多 , 但对水稻干物形成和籽粒增产有重要作用 (表 5 ) 。 主要是满足了
1 期 莫淑勋等 :红壤地区紫云英中氛素的转化及其对水稻有效性的研究
衰 S 施用紫云英和尿素对水稻干物及籽粒形响
(微区试验 )
T
. ` 1. 5E f fe e t o f t h e :p p l ie ad o o nf 面I k ve tc h a nd u r e ao nd r 了 m at t e r a nd g r a i。 乒e ld o f r ie e
(M i
e r o p l o t )
处 理 总干物 (克/微区 )籽粒 (克 /微区 )
`
l 址e at m e nt To t al d r y m at t e r (g · / m ie r o p l o t ) Gr a i n(9
.
/ m i
e r o p l o t )
对 照 7 5. 4 士4 . 4 2 8 . 4士 2 . 6
Ch e e k
紫云英 + 尿素 ” . 3* *士 3 . 峪 39 . 4 *土 2 . 0
M il k
ve t e h 十 u r e a
* * 1% 显著平准 。
* * l%
s ig nf i ie a ne e l e ve l
·
水稻分奠至拔节这一段吸肥高峰期的需要 。 田间条件下紫云英大部分翻压至土 壤 还 原
层。 由于其富含可溶性糖类 、 淀粉等 , 有机氮矿化快损失少 。 稻田如能保持一定渗漏 , 则
亚铁及有机酸的毒害作用可以减轻或消除 , 而对水稻的供氮作用以及水稻土氮素肥力的
保持产生良好效果 。
(六 ) 紫云英对土镶有机氮矿化的激发效应
绿肥促进土壤有机氮矿化在本世纪初就已为 L 6hn is 所注意 , 往后更有不少研究者用
曳 , ’℃ , ’加 等多标记物研究有机及无机物对土壤碳 、氮以及磷分解的激发效应 , 而且进
一步探索这种作用的机制〔1] 。 本试验中施肥处理的水稻植株吸收的土壤氮均高于无肥区 ,
无论是从土壤氮的消耗计算 (表 6 ) , 还是从植株吸收计算 (表 7 ) 闭 均是如此 。 紫云英与
尿素配合施用激发率更高。 当然施肥促进水稻根系发育以及微生物活动 , 也会增加其对
表 6 萦云英和尿紊对土旅氮素分解的滋发效应
(微区试验 ,毫克 /微区 )
T a b l e 6 T h e p r i而 n g e f f e e t o f m il k v e t e h a n d u r e a o n o r igl n a l 5 0 11 n i t r o g e n
( M i
e r o p l o r
,
m g /而 e r o p l o t )
处 理 原始土坡总抓 t 早稻收后残留 早稻收后土壤氮 一季早稻消耗 激发土壤氮最 激发率 * ( % )
T r e a t m
e o t ,l
’
o t a ! N i n 月巴料氮 5 0 11 N a f t e r 土壤氮 N i n e r e a s e P e r e e n t a g e * o f
o r i g i n a l 5 0 11 N r e s id u e a f t e r h a r v e s t o f C o n , u
一n P t i o n r e : u l r e d by N i
x一e r e a s e b y
h a r v e s t o f e a r ly e a r ly r i e e O f s o i . N 勿 P r lm l n g 、、 r i m in g e f f e e t
t l C e e a r ly r i e e e f无e e t
对 照 8 2 4 5 7 89 1土 19 . 8 3 5 4
C h e e k
尿 素 8 2嘴5 5 4 . 0士 0 . 9 5 7 8 5 2土 1 . 0 3 9 3 3 9 1 1 . 0
U t e a
紫 云 英 8 2斗5 8 9 . 9土 2 . 3 0 7 8 3 9土 5 3 . 6 40 6 5 2 1 4。 7
M i lk v e t e h
1 5 7 斗斗. 4
* 各处理消耗土壤氮 一 对照区消耗土壤匆对照区消耗土壤氮 只 1 00
。
* C o n , u m p t i o n o f 50 11 N o f t r e a t m e
x一 t , 一 C o n , u m p t i o n o f 5 0 11 N o f e h e e k p l o t
C o n s u m P t i o n o f , 0 11 N o f e h e e k p l o t
火 1 0 0
土 城 学 报 2 0卷
土壤氮的吸收 。 从表 6 也看出残留的肥料氮足以补偿因激发而损耗的土壤氮。 此外还表
明计算的植株吸收的土壤氮量大于土壤消耗氮量 ,除了种种试验误差外 ,也可能有根际微
生物及藻类等固氮增加的外来氮源无法估计在内。 施用紫云英除了供应 当季水稻养分外
还对土坡养分的积累转化产生一定影响。 红壤地区水热充足 ,生物活性强 ,施用紫云英等
有机肥料不仅能迅速供应作物一定量养分 , 而且其中丰富的有机物质对无机肥料 、土壤肥
力以及作物生理活性等方面也会产生影响 ,这些问题都有待进一步的探讨。
农 1 萦云英和尿素对水稻植株吸收土滚氮素的形响
(微区试验 ,电克 /微区 )
T . ` l e 7 E f fe e t o f m i lk ve t e h a n d u r e a u P之a k e fr o m o r ig i n a l 50 11 n i t r o 砂n 妙 e a r ly r i“
(M i
e r o p l o t
,
m g /m i
e r o p l o t )
处 理 吸收土坡氮 t 增加吸收的土壤抓 t 滋发串 (% )
1
’
t e a t一n e n t 5 0 11 N u p t a k e b y e a r ly
r l e e A d d 一t i o n a l u P t a k e o f P r i一n i n g r孟 t e
50 11 N by
o a r ly r ie e
对 照 5 1 3
C h e e k
尿 素 5 8 0 6 7 13 。 0
U 了e a
紫 云 英 5 3 1 l 8 3 . 5
M i lk v e t e h
紫云英 + 尿素 5 8 4 7 l 1 3 . 8
M i lk , e t e h 十 u r e a
三 、 结 语
1
. 浙江金华开化大队红壤性水稻土上试验得出早稻生育期间 (85 天 ) 紫云英在土壤
中的腐解率 (千物损失 务) 达到 6 4一 70 多 ; 碳素残留率 30 % 。
2
. 田间小区差减法得出一季早稻对紫云英中氮素利用率为 24 一 42 多。 所试验的三种
鲜草用量中 , 以亩施鲜草 3 0 0 0 斤 (干物 N 2 . 80 并 , 每亩合氮约 10 斤 )稻谷增产效率最高 ,
氮素回收率也最高。 用量大致相当情况下 , 盆栽示踪法与田间差减法结果相近 。 红坡地
区一次施用紫云英对当季水稻肥效表现明显 , 晚稻对残留氮的利用率为 6一 8多。
3
. 根据地形部位安排绿肥轮作在红壤丘陵地区具有实际意义 。
4
. 早稻对紫云英和尿素氮的吸收高峰均在分萦至拔节阶段 , 整个吸氮过程符合自然
生长方程。 两种氮源在水稻植株中回收率均在 30 沁 左右 , 但紫云英氮有 50 多残留土壤 ,
尿素氮有 50 务左右损失。 紫云英既促进土壤氮素积累又激发其分解 , 加速土壤氮素更新
和循环强度 。 早稻总氮量中 50 一 80 务来自土壤有机氮矿化 。 有机 、无机肥料供应的氮虽
然只占其 10 一 25 % , 由于在水稻需肥高峰期供应 ,对早稻增产有重要意义 。
参 考 文 献
【1〕 朱祖祥 , 19 6 3 : 从绿肥的起爆效应探讨它的肥效机制及其在施用上的若干问题 。 浙江农业科 学 , 第 3 期 ,
10 4一 10 8 页。
I 期 莫淑勋等 : 红壤地区紫云英中氮素的转化及其对水稻有效性的研究 2 1
黄东迈 、高家黔 、 朱培立 , 19 81 : 有机 、 无机肥料氮在水稻一土坡系统中的转化与分配 。 土坡学报 , 第 18 卷 ,
第 2 期 , 1 0 7一 1 2 1 页 。
B r o a dbe n t
,
r
.
E 二 19 79 : M i n er a l l跳 t i o n o 企 0 1, g a n i o n i t r o g en 远 P ad dy 即山 . nI “ N i tr o g 妞
a n d R i e e
. ” p . 10 5一 1 1 8 , I R R I .
J a g g i
,
1 K
.
a n d R
u s s e l
,
M
.
B 二 10 73 : E f f e e t o f m o i s ut
r e r e g加 e s a n d r e n m a n u r i n g o n
f e r r o u s i o n o o n o e n tr a t i o
n in 5 0 1 a n d g r o w t h a n d y i el d o f p a d dy
.
J
.
x n d i a n S o e
.
50 11 氏 1 .
2 1 ( l )
.
7 1一 7 6 .
K o l e n b r a n d e r
,
G
.
J
. ,
1 9 74 : E f f i e i e n e了 o f o · g a n i e m a n ur e 坛 通。 r e a o in g 5 0 11 o r g an ie m a t t e r
e o n t e n t
.
T r a n s
.
1 0 th nI et
r
.
C o n
.
5 0 11 歇 1. 1 1 : 1 2 9一 1 36 .
K o y a 一, i a
,
T
. ,
C
.
C h a m e
n k
, a n d N
.
N i am
o r i e h a n d
. ,
19 73 : N i坛。邵功 a p p li傀t i姐 t e血 n o l o g y f o r
tr o P i
e a l r i e e a . d e t e
r
m in e d b y f i
e ld e x P e r如 en st u s in g 1 5 N t r a e e r t e e h n i q u e s . T r o p . A g r ic .
R e s
.
eC
n t
.
T o k了o T倪b . B u l l . 3 , p 79 .
M o t o m u t a
,
8
. ,
1962 : E f f e e t o f o r g a n ie m a t t e r o n 恤 e f o r xn a t io n o f f e r r o u s i r o n in a o i坛. 80 1
a n d P la n t N u t
r
.
8 ( 1 )
: 2 0一 29 .
uS
: u k i
,
5
. ,
H
.
S
a k a i,
a n d
.
Y D e i
.
196 8: P r o e e e d in g o o n 0 0 11 f e r t i li yt in
v e s t i g a it o n s ( i n J
a
-
p a n e se )
.
J
.
S e i
.
8 0 1 M
a n u r e . J
a p a n 3 9: 55一 62 .
T a n ak a
.
A
. ,
19 78 : oR l
e o f o r g an i e m a t t e
r
.
I n “ 5 0 115 an d R i e e
. ” p . 6 0 5一6 2 0 , i R R I .
W i l
s o n
,
J
.
T
.
e t a l
. ,
19 80
: R e e o v叮 。吏 n i t r o g e n b y r ie e f r o m b l u e · g r e e n a lg a e a d d e d in
a 灯 o o d e d 5 0 11 . 5 0 1 跳 1. s o e . Am . P r o e . 4 4 ( 6 ) : 1 330一 133 1 . ( n o t e )
Y a s u o T a k a i e t
.
al
. ,
19 7 4 : M i o r o b认 1 m e山 n i s m o f e f f e e t s o 吏 E h . , i r o n a n d n i tr o g e n t r an , f o r m a ·
t i o n i n t h e s u bm e r g e d P a d dl
5 0 110
.
5 0 11 an d P l
a n t N u t r
.
2 0 ( 1 )
: 3 3一4 5`
Z a k h a r o h e n k o
,
1
.
G
.
a n d L e o n o h i k
,
0
.
A
. ,
1 9 7 2
: N i t r o邵 n b a l a n 心e , 坛 5 0 115 to w l xi e h lu p in g r e e n
m a t t e
r 认 a P P l i e d t o 5 0 1 . 80 11 an d F e r t . 35 ( 1 ) : 72 ·
1.J, J
]
.Iú且J2354678910lt2l口.
.ù卫r下ó月``. L口几白JL
2 2 土 城 学 报 20 卷
ST U I DES O N T H ET RA N S FO RM A T O IN O F N IT RO G N EO F
M L K I VT HC N I E R E E DA RT H A N T S I DA VA L A B L T Y I I I
T O RC P L I EA N T
M o Sh u u xn a n d Qi a n J u f a n g
( Z泪 t `亡忆宕e of B o `1 5 8邵 ` e , A ca d e仇协 召讯城妈 万“ 叮葱叼 )
S u m m a r y
沁Ik v e t e h 15 a p o p ul a r a n d tr an d i it o n a l g r e e n m a n u r e f o r P a d d y 5 0 115 i n S o u t h
C h i n a
.
I n o r d e r t o s t u d y t h e d e e o m p o s i it o n a n d t r a n s f o r m a t i o n o f t h e n it r o g e n o f
m i lk v e t e h i n 5 0 11
, p l o t
,
m i e r o P l o t a n d P o t e x P ier m
e n et w e r e e ar r i e d o u t in 1 9 8 0 o n
p a d d y 5 0 15 d e
r i v e旦 f r o m r e d e a r t h in J l n h u a C o un yt o f Z h e j i a n g P r o vi n e e . T h e m i l k
v e ct h a n d ur
e a la b e l led b y
’ `
N w e r e u s e d i n m i e r o P lo t an d P
o t e xl) er 恤 e n st .
R e s u l st o b t a i n e d f r o m t h e e x eP
r im e n st a er s切m 刃Qa r 让e d a s f o l l o w s :
( 1 ) T h e d e e o m p o s i t i o n r a t e o f m i lk v e t e h
,
i
.
e
.
t h e P e r e e n t ag
e o f ht e 10 5 5 o f d r y
m毗t e r r a n g e d fr o m 6-4 一 70% d u r i n g t h e g r o w i n g eS as o n o f ht e ea r l y ir o e ( 8 5 d a y s ) ,
a
dn 3 0%
o f C w as r e m a i n e d i n 50 11 a f et r h a r v es t
.
( 2 ) T h e r e e o v e r y r a t e o f N i n m i l k v e t e h b y t h e e a r l y r i e e e s t im a et d b y d i f f e r e n e e
m e t h o d b e t w e毛 n P lo t s r a n g e d f r o m 2 4一~ 4 2% . T h e e f f e e t o f 2 2 . 5 t . / h a o f m i lk v e ot h
(f r e s h m a t t e r )
o n t h e y i e l d i n e r e a s e an d r
e e
,
e
yr
r a et o f N w a s gr
e a t e r t h a n ht a t o f
1 1
.
2 5 o r 3 3
.
7 5 t
.
/h a o f 而 Ik v e thc . Th e er s u l et o b at i n e d b y d i f f er e n e e m e th o d i n f i e ld
e x P e r i m e n t w e r e a P P r o x i m a t e ly e q u a l t o th o s e ob t a i n e d b y “ N
一
l a b e l l e d me t h
o d i n p o t
e x P e r i m e n t
.
( 3 ) T h e e f f e e t o f m i lk v et e h a P P li e d o n e ar ly r i e e in r e d e a r ht w as s i g n i f i e a n t
,
b u t t h e r e e o v e r y o f r e s id u a l N i n 5 0 11 b y l a t e r i e e w a s o n l y 7一 8% .
( 4 ) T h e u P t a k e P e a k o f N f r o m m i l k v e t e h a n d u 代 a b y e a r ly r i e e a P P e a r e d a t
ht e t i l l e r i n g a n d j
o i n t i n g s t a g e s
.
A l t h o u g h N r e e o v e er d f r o m m i l k ve t e h a n d u r e a
恤o u n st t o 3 0% , t h e f a t e s o f t h e m i l k v e t h一N a n d u r e a 一 N i n 5 0 11 a r e d i f f e r e n t . A b o u t
5 0% o f m i lk v e et h
一
N w as s t i l l r e m a i n e d i n 5 0 1
, w ih l
e 5 0%
o f u r e a
一
N w a s l o s t
.
T h i s i n d i
-
e a t e s t h a t t h e m i lk v e t e h e an P
r o m o et n o t o n ly ht e 朋 e恤 u l a t i o n , but a l so t h e d e e o m -
P o s i t i o n o f t h e N i n 5 0 11
, a n d it m ay
a l s o ac o e l e r a et 伍 e r e g e n e r a t i o n a n d e i r e ul a it o n o f
ht e o r g a n i e N i n 5 0 11
.
( 5 ) A l t h o u g h ht e e x P e r ha en t h as
s h own ht
a t a b o ut 5 0一名 0% o f t h e t o t a l N i n
p l a n t w a s c o m e f r o m t h e m in e r a l i z e d 5 0 11
一
N
,
an d
o lu y 1 0一 . 2 5% ot o k u p f r o m t h e N
o f m il k v e t eh a n d u r e a
,
i t 15 o f g r e a t s i g n i f i e a n倪 f o r t h e y i e ld in e r e a s e o f e a r ly r i e e
ot a P P l y m i lk v et e h a n d u r e a 50 a s t o m e e t ht e n e e d o f N in i st P e ak gr
o w i n g s t a g e
.