全 文 ：应 用 生 态 学 报
  年 ! 月 第 !∀ 卷 第 ! 期
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  , ! ∀ 2! 3 9 ! : : ; 一 ! : : <
湖南稻田土壤固定态按含量的季节变化
及生物有效性 ‘
廖继佩 , 李法云 , 张杨珠“ ‘ 冯跃华‘ 黄运湘‘
2‘湖南农业大学资源环境学院 , 长沙 ∀! !
< =
辽宁大学环境与生命科学院, 沈阳 ! !   :3
>摘要】 以湖南省 种固定态钱含量较高的稻田土壤为供试土壤 , 通过盆栽试验 , 研究了稻田 土壤固定态
钱在植稻期间的动态变化及其生物有效性 8 结果表明 , 稻田土壤的固定态铰含量处于不断的 变化之中 , 施
氮肥和有机肥使土壤固定态钱含量升高 , 而水稻吸收氮则使土壤固定态钱含量降低 , 其变化趋势与土壤碱
解氮含量变化相似 8 “新固定的”固定态按基本对当季水稻全部有效 , 而“原有的”固定态钱对当季作物和后
季作物部分有效 8 就供试土壤而言 , 在水稻生育期间 , 土壤固定态铁的释放量是潮沙泥 ? 紫泥田 ? 河沙泥 =
就不同水稻而言 , 早稻生育期间土壤固定态钱的释放量大于晚稻生育期间土壤固定态钱的释放量 8
关键词 水稻土 固定态钱 季节变化 生物有效性 湖南
文章编号 一 一 ≅
2
  3!  一 ! : : ; 一  ∀ 中图分类号 ; ! ; 8 : Α ! 文献标识码 −
(6 ΒΧ Δ Ε Β 0 Φ Β Γ ΗΒ 7ΗΔ Ε Δ Ι ΙΗϑ 6Κ Β Λ Λ Δ Ε ΗΜ Λ Ν Δ Ε 76Ε 7 Δ Ι /Β Κ Κ Ο ;  !!; ΗΕ ∃ Μ Ε Β Ε / Γ Δ Φ ΗΕ 6 6 Β Ε Κ Η7Χ >3 ΗΔ Β Φ Β Η0Β Π Η0Η7Ο 8 %) %− ∗
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Τ ΓΔ ∴ 7Υ 8 − 03Θ 0ΟΗΕ Τ & Ι6 Γ 7Η0ΗΣ 6Γ Β Ε Κ Δ Γ Τ Β Ε Η6 Λ Β Ε Μ Γ 6 ΗΕ 6 Γ 6ΒΧ 6Κ 7Υ6 ΙΗϑ 6 Κ Β Λ Λ Δ Ε ΗΜ Λ 6 Δ Ε 7 6 Ε 7 , ∴ Υ Η6Υ ∴ Β Χ Κ 6 6 Γ 6ΒΧ 6 Κ
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Φ ΗΒ0 Χ ΒΕ ΚΟ ; !!? Θ Μ Γ 0306 60Β Ο6 Ο ; !!3 Β00Μ Φ ΗΒ 0 ΧΒ Ε Κ Ο ; !!, ΒΕ Κ ∴ ΒΧ Τ Γ 6Β 76 Γ Β 7 6 Β Γ0Ο Τ ΓΔ ∴ 7Υ Χ 7Β Τ 6 7ΥΒ Ε Β 7 0Β 7 6 Γ Τ Γ Δ ∴ 7Υ
Χ 7 Β Τ 6 8
⊥ 6 Ο ∴ Δ Γ ΚΧ /Β Κ Κ Ο ; !!, .Ηϑ 6 Κ ΒΛ ΛΔ Ε ΗΜ Λ , ( 6ΒΧΔ Ε Β 0 Φ Β Γ ΗΒ 7ΗΔ Ε , _ ΗΔ Β Φ Β Η0Β ΠΗ0Η7Ο , ∃ Μ Ε Β Ε /Γ Δ Φ ΗΕ 6 6 8
! 引 言
通常将土壤固定态钱分为 “原有的” 和 “新固定
的”两种 8 土壤种植一季作物后未再施用氮肥时 , 含
有的固定态钱称为“原有的” 固定态钱 = “新固定的 ”
固定态按是指土壤由于施用氮肥或用 & ∃ = 十 处理后
增加的固定态钱困 8 许多研究结 果表 明〔‘一 ’, “ , ’
〕,
这两种固定态钱对作物的有效性不 同, 但所用作物
均为早地作物 , 供试土壤均为旱地土壤 , 关于稻田土
壤固定态钱对水稻的有效性还未见系统研究 8 为此 ,
本文以湖南省几种固定态铰含量较高的稻田土壤为
供试土壤 , 以水稻为供试作物 , 研究植稻期间稻 田土
壤固定态钱的动态变化及其对水稻的有效性 , 为评
价稻田土壤的供氮能力和制定水稻施氮技术提供理
论依据 8

材料与方法

8 ! 供试材料
供试土壤分别为采自酸陵市由河流沉积物发育的河沙
泥 , 湘阴县由河湖沉积物发育的潮沙泥和酸陵市由紫红色板
岩风化物发育的紫泥 田 , 均为固定态铰含量较高的稻 田土
壤 8 盆栽试验早稻品种为常规稻 ≅ ⎯

! , 晚稻品种为常规稻
湘晚釉 : 号 ,

8
试验方法

8
8 ! 盆栽试验 试验用盆钵为直径 !< 8 ; # Λ 、高
 。Λ 的
瓷钵 , 每盆装土 ; ]Τ , 供试土壤分别用紫泥 田 、河沙泥和潮沙
泥 种土 壤 8 试验设以下 : 个处理 9 处理 ! , 不施 任何肥
2#⊥ 3 = 处理
, 施氮 =处理 8 施磷 = 处理 ∀ , 施钾 = 处理 ; , 施 &
十 / 十 ⊥ = 处理 : , 施氮 十 有机肥 8 & 以尿素为肥源 , / 以过磷
酸钙为肥源 , ⊥ 以氛化钾为肥源 , 有机肥以新鲜绿肥为肥源 ,
施肥量早稻为  8
≅ · ]Τ 一 0 , & 9 /Ρ∗ ( 9 ⊥ ΡΔ 为 ! 二 8 ; 9 0 , 有机肥
处理施用鲜草 ∀: ≅ · ]Τ 一‘ 8 各处理重复 ; 次 , 随机排列 8 晚稻
, 国家“九五 ’‘重中之重科学技术攻关项目2≅ ; 一  卜∗卜 3、湖南省教
育厅科学基金资助项目 8
, , 通讯联系人 户

  ! 一  ; 一 !: 收稿 ,
 ! 一  < 一  ≅ 接受 8
!: : : 应 用 生 态 学 报 ! ∀ 卷
表 ! 供试土坡的基本惰况和基本性质
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土壤代号
( 〕!!
Ε Μ Λ Π6 Γ
土壤名称 固定态钱
( 〕!! Ε Β Λ 6
成土母质/Β Γ 6 Ε 7
Λ 歌 6 Γ ΗΒ 0
采样地点 有机质 全 &(Β Λ /0ΗΕ Τ ∗ ΓΤ Β Ε Η6 [ Δ 7 Β0 &
Χ Η7 6 Λ Β 7 7 6 Γ2Τ ·] Τ 一 ! 3 2Τ · ] Τ 一 ! 3
粘粒 6 0ΒΟ 2Τ · ] Τ 一 ’3
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Ε 00Ε Λ 0Ε
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田 Λ < Δ Η86 .8: 96 9 20 2( Β , ∋ 紫色板岩风化物 7 6 : ΔΜ 6 Δ >% Ν Η ΔΙ Α < 6 ϑ Ι Ο Η < Δ Η 86 ≅ 8: ϑ 6 
2  2 2# 3 ∀ 2 2 &  (Π & , #3 3  (& Π # 0 (0  (∀
日期 ∗ :ϑ 6
图 ( 植稻期间供试土壤固定态按含量的季节变化
,>Ν  ( Θ 6 :≅Ι Δ、: 8 6 Μ : % Ν 6 Ι Ο Ο>Γ 6 Α : Φ Φ Ι % >< Φ 6 Ι % ϑ6 % ϑ >% ϑΜ 6 ϑ6 ≅ϑ 20 ((2 Α < Δ >% Ν
Δ >6 6 Ν ΔΙ 7 ϑΜ 
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Υ Δ 6 : ϑ Φ 6 Ι ϑ 8 , % ∋ 处理 # Υ Δ 6: ϑΔ% 6 % ς Ω , Φ ∋ 处理 1 Υ Δ 6: ϑΦ 6 % ϑ 1 , Ξ ∋ 处
理 ! Υ Δ 6 : ϑΦ 6 % ϑ ! , Ψ ∋ 处理 2 Υ Δ 6: ϑΦ6% ϑ ≅ , 班 ∋处理 ∀ Υ Δ6 : ϑ% 飞6% ϑ ∀  下同 Υ Μ 6 ≅ :Φ 6 Τ 6 8Ι 7 ·
供试土壤的某些基本情况和基本理化性质见表 ( 
早稻于 ( Π Π 3 年 2 月 2 日插秧 , 每钵插 1 穴 , 每穴插 3 株 Β
晚稻于 & 月 #0 日插秧 , 每钵插 1 穴 , 每穴插 2 株  早稻分别
于插秧前Ζ 2 月 2 日 Ρ 、分雍末期Ζ 2 月 # 3 日 Ρ 、抽穗期 Ζ ∀ 月 # #
日Ρ和成熟期 Ζ & 月 (Π 日 Ρ , 而晚稻于施 肥插秧后 Ζ & 月 #3
日 Ρ 、幼穗分化期 Ζ 3 月 (& 日 Ρ 、 抽穗期 Ζ Π 月 #0 日Ρ 和成熟期
Ζ (0 月 ( ∀ 日 Ρ 、取动态土样进行固定态钱和碱解氮含量的测
定 
#  #  # 测定项 目与方法 固定态钱测定用 Θ >8= :一+ Δ 6 Φ % 6 Δ >
去[≅; 测定 , 有机质采用重金属的钾容量法 一外加热法测定 Β 土
壤机械分析采用吸管法工2〕Β 土壤阳离子交换量用氯化钡 一硫
酸快速测定法 「& 测定 Β 土壤全 5 用高氯酸 一硫酸快速消化 , 扩
散定氮法测定川 、
1 结果与分析
1  ( 植稻期间土壤固定态钱含量的动态变化
各处理土壤固定态按含量的动态变化 Ζ 图 ( Ρ如
下 ∋ (Ρ 不论是早稻生育期 间 , 还是晚稻生育期间 , 各
处理不同时期的土壤固定态钱含量均不相同  其中,
以施氮肥对土壤 固定态钱含量 的影 响最大  1 个施
氮肥处理 , 施氮肥后土壤固定态钱含量均显著上升 ,
以施氮 十 有机肥处理土壤 固定态钱含量上升最大 
这是因为一方面有机肥 在分解过程中本身释放的
5玩 ∴ 被固定 , 另一方面有机肥的施人也促进了土壤
有机氮的矿化 , 释放 5 ] Β ∴ 一5 , 而被土壤固定 Β 此外 ,
由于有机肥 的矿化分解是一个持续进行的缓 慢过
程 , 因此在早 、 晚稻生育期间 , 1 种施氮 ∴ 有机肥处
理土壤固定态钱含量 的变化过程均较平缓 , 直至晚
稻收割时 , 其土壤固定态按 含量仍为最高  由此可
见 , 施用有机肥不仅可促进土壤微生物对无机氮 的
生物同化作用 , 也促进土壤对有机肥矿化释放的按
和肥料铰的矿物固定作用  其次 , 随着水稻的生长发
育 , 水稻群体增大 , 吸肥能力增强 , 从而引起土壤 固
定态钱含量的急剧下降 , 尤其是在生育中期 , 固定态
按含量的下降速率最大  齐穗后 , 由于水稻根系吸肥
能力下降 , 土壤固定态钱含量的下降渐趋平缓 , 但施
用磷 、钾肥对土壤固定态钱含量无 明显 的规律性影
响  这是因为土壤磷 的化学与土壤钱的化学明显不
同 , 施磷对土壤铰的固定确实没有直接影响 , 而土壤
钾的化学虽然与土壤钱的化学非常相似 , 但一般认
为土壤粘土矿物对按的固定能力远大于对钾的固定
能力 , 特别是在本试验施钾水平和种植水稻的条件
下 , 由于水稻对钾的不断吸收 , 故施钾对按的固定也
无甚影 响  #Ρ 早稻生育期间土壤固定态钱含量的变
化过程与晚稻生育期间土壤固定态铰含量的变化过
程不同早稻生育期间由于前期温度低 , 生长缓慢 , 因
而凡施氮处理插秧后土壤固定态钱 含量均升高 , 进
人生长中期 Ζ 2 月 #3 日Ρ 后 , 由于温度升高 , 水稻群
体增大 , 吸肥能力增强 , 才引起土壤固定态按含量缓
慢下降 Β晚稻生育期间由于前期温度高 , 水稻生长迅
00尸 ,、, 内、
洲耐州动130&∀2!#(8Π
⊥而召·如日Ρ铸口ς习‘_那徽侧回
!  期 廖继佩等 9湖南稻 田土壤固定态钱含量的季节变化及生物有效性 ! : : ⎯
表
植稻期间供试土坡原有固定态铁的表观释放, 和表观释放率
[Β Π 06
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早稻阮0Ο:二 晚稻咏云Ν6 总释放量 总释放率
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河沙泥−0 χ, Β0 阳耐Ο骊0
处理%[ΓΔ 7Λ6Ε 7 ! !∀月 ∀
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早稻或晚稻原有固定态按的表观释放率二早稻或晚稻移栽施肥前固定态馁含量一收获早稻或晚稻时土
壤固定态按含量ε早稻或晚稻移栽施肥前土壤固定态按含量−侧8 即 7 76腼此 ΘΧ二卿 ΔΙ ΕΒ70 Φ。 「0ϑ 己&0七十 。 山6 7Δ 7。 3Κ函昭 7阮酬了Ε叼坛沈 Ε Δ Τ Ε川 Υ , 元ϑ0叩山 7址 , φ代 吧川Β罗ΔΙ ΚΗΙ泳、 !祀沙日拍阮
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&# 3 3  (& Π# 0 ( 0  (∀
⋯8一
速 , 吸肥能力强 , 土壤 固定态钱含量插秧 Ζ & 月 #3
日Ρ后很快急剧下降 , 齐穗 Ζ Π 月 #0 日Ρ后 , 则下降趋
于缓慢  1Ρ 除施氮 ∴ 有机肥处理外 , 早稻收割期各处
理土壤固定态钱含量均低于插秧前未施肥时土壤固
定态钱含量 , 而晚稻收割期各处理 土壤固定态钱含
量均低于早稻收割期土壤固定态钱含量  这说明 , 不
仅施肥后新固定的固定态钱对当季作物全部有效 ,
而且施肥前原有的固定态钱对作物也部分有效  紫
泥田和河沙泥早 、晚稻生育期间土壤碱解氮含量 的
动态变化与土壤固定态铰含量的动态变化的高度相
似 , 也说明 Ζ 图 #Ρ 土壤固定态钱参与了土壤 对作物
的供氮过程 
1  # 土壤固定态钱的生物有效性
因为栽种水稻是在淹水条件下进行的 , 加之 土
壤固定态钱的释放是一个缓慢进行的过程 , 因此释
放的固定态钱的硝化作用可忽略不计  假设水稻生
育期间释放的土壤固定态钱全部为水稻吸收利用 ,
则根据移栽早稻或晚稻前未施氮肥时的土壤固定态
按含量与收割早稻或晚稻后的土壤固定态钱含量之
差 , 便可求得水稻对土壤固定态钱 的表观利用率  由
表 # 可见 , 在早稻生育期间 , 除施氮 十 有机肥处理的
1 种土壤 “ 新固定的 ” 固定态钱的表观利用率分别为
3 (  ( α Ζ 紫泥 田 Ρ 、α  & α Ζ河沙泥 Ρ和 &Π  ! α Ζ 潮沙
泥 Ρ外 , 其余施氮处理的 “ 新固定的 ” 土壤固定态钱的
表观利用率均为 (0 α , 而在晚稻生育期间 , 各施氮
处理的 “新固定的 ”土壤固定态钱的表观利用率均为
(0 0 α  土壤“ 固有的 ” 固定态钱对水稻仅部分有效 ,
但不同土壤类型及不同稻作制期间 , 其固定态钱的
释放情况各不相 同  就早 、晚稻而言 , 除有机肥 ∴ 5
处理外 , 早稻生育期间的释放 量均大于晚稻生育期
间的释放量  早稻生育期间各处理土壤固定态钱的
释放量 和释 放率分别 为 (0 , & 一 !0  Π Φ Ν · Ε Ν 一 ’和
1  ( α 一 (#  & α , 平均 分别为 #  1 Φ Ν · Ε Ν ’ ‘和 & 
∃ α Β晚稻固定态钱的释放量和释放率分别为 #  ( 一
1 ∀  Π Φ Ν’ ΕΝ ”和 0  ∀ α 一 %  2 α , 平均分别为 (1  !
Φ Ν · ΕΝ 一 ‘和 !  1 α  就 1 种土壤而言 , 不论哪种处理 ,
均为潮沙泥 β 紫泥 田 β 河沙泥 , 其中潮沙泥固定态
钱的释放量和释放率分别为 2  3 一 !0  Π Φ Ν · Ε Ν 一 ‘和
(  3 α 一 ( # , & α , 紫泥田分别为 !  Π 一 # #  Π Φ Ν · Ε Ν 一 ’
和 (  & α 一 &  ! α , 而河沙泥的相应值分别为 #  ( 一
(! · ( Φ Ν · Ε Ν 一 ’和 0  ∀ α 一 !  & α  1 种土壤的平均释
放量和释放率早稻生育期间分别为 12  # Φ Ν · Ε Ν 一 ’
和 ( 0  Π α Ζ 潮沙泥 Ρ , (Π  # Φ Ν · Ε Ν 一 ‘和 ∀  ! α Ζ紫泥
田Ρ 以及 (#  ∀ Φ Ν · Ε Ν 一 ’和 1  ∀ α Ζ河沙泥 Ρ Β晚稻期间
2 石 2# 3 ∀ # # &  (Π
日期
图 # 供试土壤碱解氮含量的动态变化
, (Π  # Θ 6 : 阳Δ、: 8 6 Μ : % Ν 6 Ι Ο : 8Ε : 8>一Μ9Α Δ Ι8 9 ς : Τ ?6 5 >% ϑ Μ 6 ϑ 6 ≅ ϑ 20 ((2 Α < Δ >% Ν
Δ >6 6 Ν Δ Ι 7 ϑΜ
分别为 ( &  Π Φ Ν · Ε Ν 一 ’和 2  ∀ α Ζ潮沙泥 Ρ , (!  8 Φ Ν ·
Ε Ν 一 ‘ 和 2  0 α 以及 3  # Φ Ν’ ΕΝ 一 ’和 #  ! α Ζ 河 沙
泥 Ρ  若按每公顷稻田土壤为 ##2 又 (少 Ε Ν 计算 , 则潮
沙泥 、紫泥田和河沙泥早稻生育期间释放的固定态
! :: < 应 用 生 态 学 报 !∀ 卷
钱量平均分别为 ⎯≅ 8
、∀ 8
和
< 8 ; ] Τ’ Υ Λ 一
, 而
晚稻期间释放的固定态钱含量平均分别为 ∀ 8
< 、
! 8 ⎯
和! ; 8 ∀ ; ]Τ · Υ Λ 一
8
∀ 讨 论
许多研究表明 , 新 固定的固定态钱对当季作物
有效性相当高 , 几乎达到 !  γ , 而原有的固定态铁
对当季作物的有效性明显低于新固定 的固定态钱 ,
但因供试土壤条件 , 作物种类以及气候条件而变化
很大 8 例如 , 孙艳等「≅〕研究表明 , 盆栽条件下 , 搂 土原有的固定态钱对苏丹草几乎完全无效 8 孙艳等仁‘”β
进一步研究表明 , 长期不施肥条件下 , 」娄 土原有 的
固定态钱含量似与原土的固定态钱含量接近 , 对小
麦也是无效的 樊小林等> ∀〕研究表明 , 虽然田 间试验
条件下无论施氮还是不施氮处理 , 王娄土收获期固定
态钱含量与分孽期固定态按 含量相近或略高 , 但在
小麦生长旺盛期 2分孽期 一抽穗期 3土壤固定态钱含
量明显低于试验初期 , 说明原有的土壤 固定态钱参
与了对作物的供氮过程 8 本研究结果则表明 , 在种植
双季稻条件下 , 亚热带地区几种稻 田土壤原有 的固
定态钱不仅对 当季作物部分有效 , 而且对后季作物
也部分有效 8 可见 , 稻田 土壤固定态按不仅量大 , 而
且确实是亚热带地区有效的土壤 & 素养分资源 8 进
一步研究固定态钱在田间条件下的动态变化和在水
稻 & 素营养中的作用 , 不仅对于丰富稻 田 & 素肥力
化学和稻 田生态系统 & 素循环具有重要学术价值 ,
而且对于指导亚热带地区水稻施肥实践也具有重要
的作用 8
参考文献
0 川0ΗΧΔ Ε .∋ , 1∗ 6 Χ 76 Υ )∃ , , Δ 006 Γ ∋ η 8 !≅ ; 8 − Φ Β Η0Β Π Η0Η7Ο Δ Ι ΙΗϑ 6Κ ΒΛ ς7ΕΔ ΗΜΛ ΗΕ ;! !; 6ΔΕ 7Β ΗΕ ΗΕ Τ Κ ΗΙΙ6Γ 6Ε 7 60ΒΟ Λ ΗΕ 6 Γ Β0 Χ 8 Χ 减0反Η , , ; 9 ⎯ 一 < !

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作者简介 廖继佩 , 男, ! ≅⎯
年生 , 博士后 , 第四军医大学 , 主要
从事土壤肥力化学和生物化学方面的研究, 已发表论文 篇 8