全 文 ： 土 壤 (Soils), 2010, 42 (3): 398~403


绿萍对太湖地区稻田氮磷及水绵生长的影响①

蒋云芳 1，2， 田玉华 1， 尹 斌 1*
（1 土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所），南京 210008；2 中国科学院研究生院，北京 100049）

摘 要： 利用田间小区试验，研究了放养绿萍后对稻田水绵生长及田面水中 N 和 P 浓度变化的影响。在相同施肥水平下，
绿萍处理的田面水中全 N 与 NH4+-N 浓度均低于无绿萍的处理。在分蘖期绿萍可调节土水中 P 的吸收与释放，减少了 P 肥损失
的风险。此外，研究还发现施肥后的一段时间内，绿萍处理的田面水中叶绿素浓度变化较小，在 20 ~ 45 mg/m3 之间，而不施绿
萍处理的田面水中叶绿素浓度逐渐增加，3 ~ 5 天后浓度就远远大于绿萍处理，达到了 85 mg/m3，说明绿萍生长可有效抑制藻类
的爆发。
关键词： 绿萍；水绵；叶绿素；磷；氮
中图分类号： S142+.5；S143.1

近年来，在水稻生产中，由于氮（N）、磷（P）
肥料的大量施用，使得水稻田中的水绵大量繁殖，已
成为一种普遍的现象，这对农田生态系统产生了较大
的影响。水绵是我国水稻田中的主要藻类之一，当覆
盖率达到 50% 时，水稻田的水温比无水绵的稻田要低
2℃ ~ 3℃，导致水稻分蘖缓慢、迟发，分蘖数量下降，
同时水绵还与水稻争夺养分[1-2]，并且在水稻成熟后，
大量老化的水绵结在水稻根部，形成很厚的絮状层，
影响水稻的收割。绿萍亦称“红萍”、“满江红”，属蕨
类植物，满江红科，根丛生。植物体小，呈三角形，
飘浮于水面，叶小型，肉质，排列成两行，春季绿色，
秋后叶色变红，生于水田或湖沼中，我国东南和西南
部均普遍分布。绿萍也是一种水生绿肥，具有固 N（通
过体内共生蓝藻的作用）及繁殖力强的特性，绿萍生
成的土壤有机质较多，因此，它具有改良土壤肥力的
作用，并能提高水稻的产量[3]。绿萍能抑制藻类繁殖
引起的稻田田面水 pH 的上升，有效减少稻田氨挥发损
失，还能抑制杂草生长[4-8] 。已有温室实验表明，绿
萍覆盖水稻田的表层能减少 N 的流失，提高 N 的利用
率[9-10]。本研究旨在研究放养绿萍以控制水稻田中水绵
的生长，以此减少 N、P 的损失，且不带来新的环境
污染。而在稻田中利用生物的方法抑制水绵生长和减
少 N、P 流失的研究还难以查找，而采用杀藻剂，如
硫酸铜等抑制水绵的方法又会带来二次污染[11]。通过




本研究也为稻田土壤的肥力保持和对生态环境友好的
可持续利用等方面提供科学的依据。
1 材料与方法
1.1 供试土壤
本试验于 2008 年稻季在中科院常熟农业生态试
验站上进行。站区所在地属亚热带中部湿润季风气候。
年平均气温 15.5℃，≥10℃ 的有效积温为 4 933.7℃，
年降雨量 1 038 mm，年日照 2 230 h，年平均太阳总辐
射量 4.94 × 105 J/cm2，无霜期 242 天。站区地形属阳
澄湖低洼湖荡平原，海拔 1.3 m。供试土壤为湖积物上
发育的潜育型水稻土（乌栅土），其 0 ~ 15 cm 土壤的
基本养分状况为：pH 值（水土比为 2.5:1）7.36、全 C
20.0 g/kg、全 N 1.79 g/kg、全 P 0.91 g/kg、全 K 18.6
g/kg、速效 P 33.7 mg/kg、速效 K 106.0 mg/kg。
1.2 试验方案
供试水稻品种为武育粳 2394，于 2008 年 6 月 21
日插秧，在 6 月 24 日施肥。为了保证绿萍的有效生长
及采样等方面的需要，以直径 40 cm 的微区筒作为一
特定的试验区域。本试验设置 3 个处理，分别为不施
肥处理（对照，即不施 N、P、K），不施绿萍处理（施
N 量为 255 kg/hm2）, 施加绿萍处理（施 N 量为 255
kg/hm2 + 绿萍），各处理 3 次重复。绿萍采自萍母塘，
在基肥施用前一天施入微区筒内，绿萍施入量为 170




①基金项目：国家自然科学基金项目（40571077）和国家高技术研究发展计划（863 计划）项目（2006AA10Z418）资助。
* 通讯作者（byin@issas.ac.cn）
作者简介：蒋云芳（1983—），女，江苏宜兴人，硕士研究生，主要从事氮素植物营养和环境研究。E-mail: yfjiang@issas.ac.cn
DOI:10.13758/j.cnki.tr.2010.03.022
第 3 期 蒋云芳等：绿萍对太湖地区稻田氮磷及水绵生长的影响 399

基肥期
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6月25日 6月26日 6月27日 6月28日 6月29日 6月30日 7月1日 7月2日 7月3日
日期
总
磷
浓
度
(m
g/
L)
空白
不施绿萍
施加绿萍
分蘖肥期
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
7月7日 7月8日 7月9日 7月10日 7月11日 7月12日
日期
总
磷
浓
度
(m
g/
L
)
空白
不施绿萍
施加绿萍
穗肥期
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
8月8日 8月9日 8月10日 8月11日 8月12日 8月13日 8月14日
日期
总
磷
含
量
(m
g/
L)
空白
不施绿萍
施加绿萍
总
P
含
量
（
m
g/
L）

总
P
含
量
（
m
g/
L）

总
P
含
量
（
m
g/
L）

6-25 6-26 6-27 6-28 6-29 6-30 7-1 7-2 7-3
日期（月-日）
7-7 7-8 7- 7- 7- 7-12
日期（月-日）
8-8 8-9 8-10 8-11 8-12 8-13 8-14
日期（月-日）
kg/hm2[3]。各施肥处理的施 P 量（P2O5）为 90 kg/hm2，
施 K 量（K2O）为 90 kg/hm2，其中，P 肥为过磷酸钙
（含 P2O5 14%），K 肥为氯化钾（含 K2O 60%），P、K
肥作基肥一次性施入。N 肥是尿素，分基肥、分蘖肥、
穗肥 3 次施入，其比例为 4:3:3。3 次施肥的时间分别
为 6 月 24 日、7 月 6 日和 8 月 7 日。
1.3 采样及测定
傍晚施肥，于次日起，每天 8:00 左右定时采集田
面水样品。因为早上 8:00 左右，藻类光合作用所引起
的采样误差较小，样品取好后带回实验室，过滤后分
析，总 N 采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定，
NH4+-N 采用靛酚蓝比色法测定，NO3--N 采用紫外分光
光度法测定，总 P 采用过硫酸钾氧化-钼蓝比色法测定
[12]，藻类现存量采用叶绿素测定法[13]。
2 结果与讨论
2.1 绿萍处理对总磷的影响
图 1 为水溶性 P 肥作为基肥施入稻田后的浓度动
态变化，从图中可看出，施加 P 肥后，两种处理田面
水中的总 P 浓度均快速下降。不施绿萍处理总 P 浓度
在 4 ~ 5 天后降至稳定，浓度低于 1 mg/L。这是因为 P
在施入稻田后，大部分 P 被土壤吸附固定所致。施加
绿萍处理在 4 ~ 5 天后的总 P 浓度并没有降至低于 1
mg/L，而是维持在 1 ~ 3 mg/L 之间。其原因可能是 4 ~
5 天后绝大部分的 P 已经被土壤所吸附，绿萍的生长
活化了土壤中的一部分固定态 P。已有研究表明，绿
萍能提高土壤中 P 的有效性[14-17]，还能促进水稻植株
对 P 的吸收[16]。水稻对 P 的吸收，在全生育期都表现
为一种相对平稳的状态，前、中、后期吸收量差异不
大；但吸收量最多的时期仍然是分蘖至穗分化。第一
次追肥期间正是水稻吸收 P 最多的时候，这时绿萍处
理活化的这部分 P 就能保证水稻对 P 的需求。有利于
水稻的生长发育，同时也提高了 P 的有效利用率。在
第二次追肥期间，绿萍处理与不施绿萍处理总 P 的含
量均低于 0.5 mg/L，说明在水稻生长中后期，绿萍处
理田面水的总 P 含量很低，因此与无绿萍对照相比，
不会增加水体中 P 的流失。
2.2 绿萍处理对 pH 的影响
由图 2 可以看出，3 个处理之间的 pH 差异不大，
在 3 次施肥期间都如此。这可能和取样时间有关，试
验定在每天早上 8:00 取样，经过一夜的生理活动变化，
早上 8 点时绿萍和藻类都处于一个生理活动迟缓期，
相应的土水 pH 值差异就很小。而定在这时进行取样分
析，更能看出绿萍生长在 NH4+-N 和全 N 等方面带来
实质性的差异。



































图 1 2008 年稻田田面水总 P 浓度动态变化
Fig. 1 Dynamic changes of TP concentration in surface water
of paddy field in 2008

400 土 壤 第 42 卷


































图 2 绿萍处理对稻田田面水 pH 的影响
Fig. 2 Effect of Azolla application on pH of surface water of paddy field

2.3 绿萍处理对铵态氮的影响
图 3 中显示了 3 次施肥期间施加绿萍对田面水中
NH4+-N 变化的影响。在基肥期，绿萍处理 NH4+-N 浓
度在第 2 天就达到峰值，随后浓度迅速下降。不施绿
萍处理在第 3 天达到峰值，随后浓度迅速下降。在基
肥与分蘖肥期不施绿萍处理的田面水中 NH4+-N 浓度
高于绿萍处理。可能是因为绿萍处理施加了绿萍，而
绿萍吸收了部分 NH4+-N，导致田面水中的 NH4+-N 浓
度低于不施绿萍处理。穗肥期间，不施绿萍处理与绿
萍处理之间的 NH4+-N 浓度差异不明显，可能是因为穗
肥期水稻生长旺盛，植株健壮，田面水中的 NH4+-N 大
部分被水稻吸收，因此，施加绿萍与不施绿萍差异不
明显。通常基肥和分蘖肥施肥间隔短，施肥量又是总
施肥量的 70%[18]，又秧苗处于幼苗期，吸收养分少，
所以此时田面水中的 NH4+-N 浓度很高，易产生氨挥发
等损失；如遇大雨，则加大了 N 素的径流流失[19]。施
加绿萍处理降低了水中 NH4+-N 的浓度，减小了 N 素
气态和径流损失的风险。

































图 3 绿萍处理对稻田田面水 NH4+-N 浓度的影响
Fig. 3 Effect of Azolla application on NH4+-N concentration
in surface water of paddy field
基肥期
0
2
4
6
8
10
12
14
6月25日 6月26日 6月27日 6月28日 6月29日 6月30日 7月1日 7月2日 7月3日
N
H
4+
-N
含
量
(m
g/
L)
空白
不施绿萍
施加绿萍
分蘖肥期
0
10
20
30
40
50
60
7月7日 7月8日 7月9日 7月10日 7月11日 7月12日 7月13日
N
H
4+
-N
含
量
(m
g/
L)
空白
不施绿萍
施加绿萍
穗肥期
0
5
10
15
20
25
8月8日 8月9日 8月10日 8月11日 8月12日 8月13日 8月14日
N
H
4+
-N
含
量
(m
g/
L)
空白
不施绿萍
施加绿萍
8-8 8-9 8-10 8-11 8-12 8-13 8-14
日期（月-日）
7-7 7-8 7-9 7-10 7-11 7-12 7-13
日期（月-日）
6- 6- 6- 6- - - 7-1 7-2 7-3
日期（月-日）
基肥期
6.0
6.2
6.4
6.6
6.8
7.0
7.2
7.4
7.6
7.8
8.0
6月25日 6月26日 6月27日 6月28日 6月29日 6月30日 7月1日 7月2日 7月3日
pH
空白
不施绿萍
施加绿萍
分蘖期
7.0
7.2
7.4
7.6
7.8
8.0
8.2
8.4
7月7日 7月8日 7月9日 7月10日 7月11日 7月12日 7月13日
pH
空白
不施绿萍
施加绿萍
穗肥期
7.2
7.4
7.6
7.8
8.0
8.2
8.4
8.6
8月8日 8月9日 8月10日 8月11日 8月12日 8月13日 8月14日
pH
空白
不施绿萍
施加绿萍
6-25 6-26 6-27 6-28 6-29 6-30 7-1 7-2 7-3
日期（月-日）
7-7 7- 7-9 7- 7-11 7-12 7-
日期（月-日）
8- 8- -10 8- 1 8- 8- 8-
日期（月-日）
分蘖肥期
第 3 期 蒋云芳等：绿萍对太湖地区稻田氮磷及水绵生长的影响 401

2.4 绿萍处理对全氮的影响
比较图 3 和图 4 可看出，各处理的全 N 浓度变化
与相应的 NH4+-N 浓度变化基本一致，不施绿萍处理的
田面水 N 浓度要高于绿萍处理，尤其是在基肥期，浓
度差异很大，田面水中的 N 浓度越高，这也就意味着
N 素流失进入环境的可能性越大，环境污染的风险就
越高。目前太湖水已经达到了富营养化的程度，化肥
的大量使用导致了一系列不良的环境反应，造成 N、P、
K 等营养物质大量进入湖泊、河口和海湾等缓流水体
[20]。农田中 N 的流失是引起水体富营养化的重要原因



































[21]。要阻止太湖水继续恶化，就得从污染源头出发，
控制好农田中 N、P 的流失。本试验中，在相同的施 N
水平下（255 kg/hm2），不施绿萍处理的田面水中
NH4+-N、总 N 浓度明显高于绿萍处理，说明施加绿萍
处理可有效降低田面水中无机 N 的浓度，从而降低了
N 素向环境流失的可能性。
2.5 绿萍处理对水绵生长的影响
由于基肥和分蘖肥期间水绵生长还不明显。所以
水绵的测定试验在第 3 次施肥期间才进行。在 8 月下
旬，由于水绵生长已进入稳定期，稻田进入干湿交替
期，几乎采集不到水样，所以试验在 8 月下旬停止，
直接在收获期观测绿萍与水绵的生长情况。由图 5 可
知，绿萍处理的田面水中叶绿素浓度变化较小，含量
在 20 ~ 45 mg/m3之间，8 月 16 日叶绿素 a 含量偏低，
可能是因为 14 日、15 日连下了 2 天暴雨，稀释了水
样，导致测定时叶绿素浓度值偏小。不施绿萍处理在
施肥后，叶绿素浓度逐渐升高，在一周后达到一个高
位水平（85 mg/m3）。已有研究表明[22]，水绵生长约一
周后达到高峰，之后一直维持在一定水平内。这可能
是因为绿萍生长吸收了部分养分，可供水绵吸收的养
分就相对少了；另外绿萍生长在水层表面，抑制了水
绵的光合作用，并与水绵竞争氧气、二氧化碳等，绿
萍的生长改变了土-水界面的物理、化学性质，不利于
水绵的生长。从图 6 的两幅图片可以明显地看到，左
图中绿萍大片覆盖地表，只生长了少量水绵，右图中
水绵大量生长并覆盖了整个地表。从图中可以发现绿
萍对水绵的生长的确起到了一定的抑制作用。
3 结论
（1）施加绿萍处理，绿萍吸收了部分可溶性 P，
导致施肥后前 2 天田面水中的总 P 浓度较低，降低了
施肥初期 P 随径流流失的可能性。一周后，绿萍处理
田面水中的总 P 浓度维持在 1 ~ 3 mg/L，不施绿萍处
理的总 P 浓度低于 1 mg/L，可能是绿萍的生长活化了
土壤中的部分固定态 P，这样可以给水稻分蘖提供足
够的 P，有利于水稻的生长，提高了 P 的利用率。在
水稻生长中后期，绿萍处理田面水的总 P 含量很低，
因此与无绿萍对照相比，不会增加水体中 P 的流失。
（2）绿萍吸收部分 NH4+-N，降低了田面水中
NH4+-N 和总 N 的浓度，降低了 N 肥流失的可能性。
（3）烤田后进行第 3 次施肥，在这期间，绿萍处
理下的田面水中叶绿素浓度维持在 20 ~ 45 mg/m3，但
是不施绿萍处理在施肥一周后叶绿素浓度急剧升高，
并远大于绿萍处理，在一周后达到 85 mg/m3，约绿萍
图 4 绿萍处理对稻田田面水全 N 浓度的影响
Fig. 4 Effect of Azolla application on TN concentration
in surface water of paddy field
基肥期
0
5
10
15
20
25
6月25日 6月26日 6月27日 6月28日 6月29日 6月30日
全
N
含
量
(m
g/
L)
空白
不施绿萍
施加绿萍
分蘖肥期
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
7月7日 7月8日 7月9日 7月10日 7月11日 7月12日 7月13日
全
N
含
量
(m
g/
L
)
空白
不施绿萍
施加绿萍

穗肥期
0
10
20
30
40
50
60
8月8日 8月9日 8月10日 8月11日 8月12日 8月13日 8月14日
全
氮
含
量
(m
g/
L)
空白
不施绿萍
施加绿萍
全
N
含
量
（
m
g/
L）

6- 6- 6- 6-28 -29 6-30
日期（月-日）
7- 7- 7- 7- 7- 7- 7-
日期（月-日）
8- 8- 8- 8- 8- 8-13 8-14
日期（月-日）
402 土 壤 第 42 卷




























图 6 收获期施加绿萍（左）与不施绿萍（右）处理
Fig. 6 Comparison between Azolla(left) and without-Azolla(right) treatments at harvest stage


处理的 2 倍，并一直维持在一个高位水平。从收获期
的图片可以清楚的看到，绿萍有效地抑制了稻田中水
绵的生长。要准确综合评价绿萍对水绵的影响，还需
要进行更系统、更深入的研究，我们将在以后的试验
中进一步探索。
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0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
8月
8日
8月
9日
8月
10日
8月
11日
8月
12日
8月
13日
8月
14日
8月
15日
8月
16日
8月
17日
8月
18日
8月
19日
8月
20日
8月
21日
8月
22日
8月
23日
叶
绿
素
浓
度
（
mg
/m
3）
空白
不施绿萍
施加绿萍
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
8-8 8-9 8-10 8-11 8-12 8-13 8-14 8-15 8-16 8-17 8-18 8-19 8-20 8-21 8-22 8-23
日期（月-日）

图 5 绿萍处理对稻田田面水叶绿素浓度的影响
Fig. 5 Effect of Azolla application on the concentration of chlorophyll in surface water of paddy field
叶
绿
素
浓
度
(
m
g/
m
3 )

空
不 萍
施 萍
第 3 期 蒋云芳等：绿萍对太湖地区稻田氮磷及水绵生长的影响 403

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Effects of Azolla on Nitrogen, Phosphorous and Growth of Spirogyra sp.
in Flooded Paddy Field in Taihu Aera

JIANG Yun-fang1,2, TIAN Yu-hua1, YIN Bin1
(1 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture(Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences), Nanjing 210008, China;
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract: In this paper the effects of Azolla inoculation on the growth of Spirogyra sp. and the variation in concentrations of nitrogen and
phosphorus in flood-water in paddy field were studied by a field experiment. Under the same level of fertilization, the concentrations of total
nitrogen and ammonium nitrogen in flood-water with Azolla application were less than those without Azolla application. During the tillering stage,
the assimilation and release of phosphorous in soil-water could be modulated with Azolla application, which reduced the risk of phosphorous loss.
In addition, chlorophyll content in flood-water with Azolla application changed little, ranging from 20 mg/m3 to 45 mg/m3, in contrast, chlorophyll
content without Azolla application increased gradually and was much higher than with Azolla application after 3 to 5 days, up to 85 mg/m3,
indicating that the development of Azolla could inhibit algal bloom.
Key words: Azolla, Spirogyra, Chlorophyll-a, Phosphorus, Nitrogen