全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 15 期摇 摇 2013 年 8 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
红树林生态系统遥感监测研究进展 孙永光,赵冬至,郭文永,等 (4523)…………………………………………
基于能值分析方法的城市代谢过程研究———理论与方法 刘耕源,杨志峰,陈摇 彬 (4539)……………………
关于生态文明建设与评价的理论思考 赵景柱 (4552)……………………………………………………………
个体与基础生态
长江口及邻近海域秋冬季小型底栖动物类群组成与分布 于婷婷,徐奎栋 (4556)………………………………
灌河口邻近海域春季浮游植物的生态分布及其营养盐限制 方摇 涛,贺心然,冯志华,等 (4567)………………
春季海南岛近岸海域尿素与浮游生物的脲酶活性 黄凯旋,张云,欧林坚,等 (4575)……………………………
模拟酸雨对蒙古栎幼苗生长和根系伤流量的影响 梁晓琴,刘摇 建,丁文娟,等 (4583)…………………………
有机酸类化感物质对甜瓜的化感效应 张志忠,孙志浩,陈文辉,等 (4591)………………………………………
稻田土壤氧化态有机碳组分变化及其与甲烷排放的关联性 吴家梅,纪雄辉,霍莲杰,等 (4599)………………
双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化 王煌平,张摇 青,翁伯琦,等 (4608)……
不同类型土壤中分枝杆菌噬菌体分离率的比较 徐凤宇,苏胜兵,马红霞,等 (4616)……………………………
模拟酸雨对小麦产量及籽粒蛋白质和淀粉含量及组分的影响 卞雅姣, 黄摇 洁,孙其松,等 (4623)…………
麻花秦艽种子休眠机理及其破除方法 李兵兵,魏小红,徐摇 严 (4631)…………………………………………
4 种金色叶树木对 SO2胁迫的生理响应 种培芳,苏世平 (4639)…………………………………………………
硫丹及其主要代谢产物对紫色土中酶活性的影响 熊佰炼,张进忠,代摇 娟,等 (4649)…………………………
种群、群落和生态系统
群落水平食物网能流季节演替特征 徐摇 军,周摇 琼,温周瑞,等 (4658)…………………………………………
千岛湖岛屿社鼠的种群数量动态特征 张摇 旭,鲍毅新,刘摇 军,等 (4665)………………………………………
黄土丘陵沟壑区不同植被区土壤生态化学计量特征 朱秋莲,邢肖毅,张摇 宏,等 (4674)………………………
青藏高原高寒草甸退化与人工恢复过程中植物群落的繁殖适应对策 李媛媛,董世魁,朱摇 磊,等 (4683)……
杉木人工林土壤质量演变过程中土壤微生物群落结构变化 刘摇 丽,徐明恺,汪思龙,等 (4692)………………
不同玉米品种(系)对玉米蚜生长发育和种群增长的影响 赵摇 曼,郭线茹,李为争,等 (4707)………………
伏牛山自然保护区森林冠层结构对林下植被特征的影响 卢训令,丁圣彦,游摇 莉,等 (4715)…………………
内蒙古武川县农田退耕还草对粪金龟子群落的影响 刘摇 伟,门丽娜,刘新民 (4724)…………………………
铜和营养缺失对海州香薷两个种群生长、耐性及矿质营养吸收的差异影响
柯文山,陈世俭,熊治廷,等 (4737)
……………………………………
……………………………………………………………………………
新疆喀纳斯国家自然保护区植被叶面积指数观测与遥感估算 昝摇 梅,李登秋,居为民,等 (4744)……………
景观、区域和全球生态
基于 LUCC的生态系统服务空间化研究———以张掖市甘州区为例 梁友嘉,徐中民,钟方雷,等 (4758)………
人工管理和自然驱动下盐城海滨湿地互花米草沼泽演变及空间差异 张华兵,刘红玉,侯明行 (4767)………
基于 PCA的滇西北高原纳帕海湿地退化过程分析及其评价 尚摇 文,杨永兴, 韩大勇 (4776)………………
基于遥感和地理信息系统的图们江地区生态安全评价 南摇 颖,吉摇 喆,冯恒栋,等 (4790)……………………
呼中林区森林景观的历史变域模拟及评价 吴志丰,李月辉,布仁仓,等 (4799)…………………………………
降水时间对内蒙古温带草原地上净初级生产力的影响 郭摇 群,胡中民,李轩然,等 (4808)……………………
研究简报
我国中东部不同气候带成熟林凋落物生产和分解及其与环境因子的关系
王健健,王永吉,来利明,等 (4818)
………………………………………
……………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*304*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*32*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄08
封面图说: 石质山区的退耕还林———桂西北地区是我国喀斯特集中分布的地区之一,这里的石漠化不仅造成土地退化、土壤资
源逐步消失、干旱缺水和土地生产力下降,而且还导致生态系统退化和植被消亡。 桂西北严重的地质生态环境问
题,威胁着当地居民的基本生存,严重制约了当地社会经济的发展。 增加植被覆盖是防治石漠化的重要举措。 随着
国家退耕还林、生态移民等治理措施的实施,区域植被碳密度显著增加,生态环境有所好转。 图为喀斯特地区农民
见缝插针用来耕种的鸡窝地(指小、碎、分散的土地),已经退耕还林了。
彩图及图说提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 15 期
2013 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 15
Aug. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家科技支撑计划课题(2012BAD14B15);福建省省属公益类科研院所基本科研专项(2011R1024鄄5);福建省财政专项福建省农业科
学院科技创新团队建设基金(STIF鄄Y01)
收稿日期:2012鄄04鄄28; 摇 摇 修订日期:2013鄄01鄄06
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: luotaofjfz@ 188. com
DOI: 10. 5846 / stxb201204280611
王煌平, 张青, 翁伯琦, 张潘丹, 罗涛. 双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化. 生态学报,2013,33 (15):
4608鄄4615.
Wang H P, Zhang Q, Weng B Q, Zhang P D, Luo T. Changes of soil nitrogen types and nitrate accumulation in vegetables with single or multiple
application of dicyandiamide. Acta Ecologica Sinica,2013,33(15):4608鄄4615.
双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态
和蔬菜硝酸盐累积变化
王煌平1, 张摇 青1, 翁伯琦2, 张潘丹1, 罗摇 涛1,*
(1. 福建省农业科学院土壤肥料研究所,福州摇 350013;2. 福建省农业科学院农业生态研究所,福州摇 350013)
摘要:采用田间试验研究了双氰胺(dicyandiamide,缩写 DCD)单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化。 结
果表明,与单施化肥相比,DCD单次配施的长期叶菜甘蓝生长过程中土壤铵态氮含量增幅为 21. 3%—339. 4% ,土壤硝态氮和
菜体硝酸盐含量降幅分别为 5. 4%—80. 2%和 4. 4%—58. 3% ;短期叶菜空心菜收获时土壤铵态氮含量增加了 299. 4% ,土壤硝
态氮和菜体硝酸盐含量分别降低了 26. 2%和 31. 7% 。 DCD连续配施的“甘蓝鄄菠菜鄄空心菜鄄萝卜鄄大白菜冶种植体系中,土壤铵
态氮、硝态氮和菜体硝酸盐含量均呈累积的趋势,配施 DCD的土壤铵态氮含量从略高于化肥处理(44. 0% )发展到极显著高于
化肥处理(392. 5% ,P<0. 01),土壤硝态氮含量从极显著低于化肥处理(-68. 2% ,P<0. 01)发展到显著高于化肥处理(146. 6% ,
P<0. 05),菜体硝酸盐含量从显著低于化肥处理(-30. 2% ,P<0. 05)发展到极显著高于化肥处理(40. 4% ,P<0. 01)。 由此可
见,DCD单次配施可显著降低菜体硝酸盐含量,而连续配施 DCD的土壤能维持一定量的铵态氮水平,这些盈余的铵态氮会进一
步转化为硝态氮残留在土壤中,并可能产生蔬菜硝酸盐累积的风险。
关键词:双氰胺;单次配施;连续配施;氮素形态;硝酸盐累积
Changes of soil nitrogen types and nitrate accumulation in vegetables with single
or multiple application of dicyandiamide
WANG Huangping1, ZHANG Qing1, WENG Boqi2, ZHANG Pandan1, LUO Tao1,*
1 Institute of Soil and Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, China
2 Agricultural Ecology Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, China
Abstract: Dicyandiamide (DCD) is one of the quality and inexpensive, environmentally friendly nitrification inhibitors,
but long鄄term field experiments were not completed. In order to evaluate the environmental effects of DCD on farmland,
researches on long鄄term application of DCD is extremely required. Application of DCD could increase soil NH+4 鄄N, and
decrease soil NO-3 鄄N contents. However, the changes of NH
+
4 鄄N and NO
-
3 鄄N in soil and the nitrate in vegetable when DCD
single fertilized is consistent with those in multiple application of DCD are not clearly known. Therefore, three field trials
were adopted to comprehensively investigate the changes of soil nitrogen types and nitrate accumulation in vegetables,
comprising two treatments and each treatment was replicated three times. Two trials with single application of DCD were
located in Putian City( latitude 25毅25忆06义 N, longitude 119毅01忆54义 E), the long鄄term leafy cabbage and short鄄term leafy
spinach were planted from 28 November 2009 to 27 March 2010, and 21 June to 24 July 2011, respectively. The
experiment with successive cropping of vegetables was carried out at the Experimental Station of Fujian Farmland
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Conservation, Ministry of Agriculture, in Baisha Town, Fuzhou City( latitude 26毅12忆33义 N, longitude 119毅04忆52义 E), the
vegetables such as cabbage, spinach, water spinach, radish, Chinese cabbage were cultivated in sequence from 4 December
2008 to 27 April 2011. In comparison to chemical fertilizer application alone (control), in the growth process of cabbage,
single application of DCD, soil NH+4 鄄N increased from 21. 3 to 339. 4% , NO
-
3 鄄N in soils and in vegetables decreased from
5. 4 to 80. 2% and from 4. 4 to 58. 3% , respectively. In the harvest time of spinach, when DCD was single applied, soil
NH+4 鄄N increased about 299. 4% , soil NO
-
3 鄄N decreased about 26. 2% , NO
-
3 鄄N in vegetables decreased about 31. 7% ,
respectively. However, in the “ cabbage鄄spinach鄄water spinach鄄radish鄄Chinese cabbage冶 successive cropping system, soil
NH+4 鄄N and NO
-
3 鄄N, and vegetable NO
-
3 鄄N contents were accumulated in the multiple DCD application ( once for each
vegetable season) . Soil NH+4 鄄N was found from slightly high (44. 0% ) to significantly higher (392. 5% ,P<0. 01) than
chemical fertilizer applied alone. While soil NO-3 鄄N ranged from extremely low ( - 68. 2% , P < 0. 01 ) to high
(146郾 6% ,P <0. 05), and the range of vegetable NO-3 鄄N was also from low ( -30. 2% ,P<0. 05) to significantly high
(40郾 4% ,P<0. 01). Why DCD single fertilized could significantly decrease NO-3 鄄N contents in soil and vegetable, showing
cumulative trends with multiple application of DCD? With multiple application of DCD, the surplus soil NH+4 鄄N in season
further converted to NO-3 鄄N form in soil, and it should be absorbed by the next planting season vegetables. Thus, the
nitrification inhibition of DCD was immediate, nitrification inhibition diminished and accompanied by the degradation of
DCD. For the practice of agricultural production, the multiple application of DCD should be avoided. After 1or 2 seasons of
DCD application, application of nitrogen rate and DCD dosage should be reduced appropriately, to avoid high levels of
NO-3 鄄N in soil and the risk of vegetable nitrate enrichment.
Key Words: dicyandiamide(DCD); single application; multiple application; nitrogen types; nitrate accumulation
蔬菜是健康饮食的重要组成部分,富含维生素、矿物质、粗纤维等营养成分。 日常食用定量的蔬菜可以预
防人体多种疾病的发生,包括心血管疾病、癌症、肥胖症和糖尿病[1]。 但蔬菜易富集硝酸盐,是饮食硝酸盐摄
入的主要来源[2],虽然适量的硝酸盐摄入对人体健康无害,但硝酸盐摄入量过多,将对人体健康产生不利的
影响,如引起胃肠癌和高铁血红蛋白血症等[3]。 因此,蔬菜硝酸盐的累积已备受关注。 我国是蔬菜种植大
国,蔬菜播种面积从 1978 年的 3331伊103 hm2 增加到 2010 年的 19000伊103hm2[4],居世界第一位,但菜体硝酸
盐污染的普遍现象已严重影响着蔬菜的食用安全和出口[5鄄6],如何减少蔬菜硝酸盐累积是提高蔬菜品质最重
要且亟待解决的问题之一。 近十几年来,国内外科研工作者已提出了不少应对措施,如筛选低硝酸盐吸收蔬
菜品种[7]、改进氮肥剂型(添加硝化抑制剂、脲酶抑制剂) [8]、改善施肥方法[9]等。 其中,氮肥配施双氰胺
(dicyandiamide,缩写 DCD)一直是土壤肥料研究中的热点。 罗涛等研究表明,尿素配施 DCD,土壤铵态氮含
量升高,硝态氮含量降低,空心菜增产 7. 7% ,菜体硝酸盐含量降低 63. 6% [10]。 Cui 等研究表明,黄棕壤施用
DCD的土壤硝酸盐淋失减少 58. 5% ,N2O减排 83. 8% [11],显然,农田施用 DCD是一种增产保质、提高氮肥利
用率的有效技术措施。 但这些研究多数为 DCD 单次施用的报道,缺乏 DCD 连续施用的菜地环境效应研究。
因此,针对我国蔬菜硝酸盐污染面广的生产实际,结合已有的定位试验平台,全面开展 DCD 单次配施和连续
配施对土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化的研究,可为菜地 DCD 应用的蔬菜安全生产和环境评价提供理
论依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验地概况
DCD单次配施包括甘蓝种植试验和空心菜种植试验,试验地均设在福建省莆田市荔城区镇海街道古山
村蔬菜基地,位于东经 119毅01忆54义,北纬 25毅25忆06义,属南亚热带海洋性季风气候区,年均气温 16—21 益,年均
降雨量 1500 mm,年均日照时数 1995. 9 h,无霜期 316—350 d,土壤类型均为灰埭土。 甘蓝种植试验的前茬作
物为水稻,土壤基础肥力为:pH 值 5. 2,有机质 13. 4 g / kg,全氮 0. 9 g / kg,有效磷 42. 2 mg / kg,速效钾 54. 0
9064摇 15 期 摇 摇 摇 王煌平摇 等:双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化 摇
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mg / kg;空心菜种植试验的前茬作物为蔬菜,土壤基本理化性状为:pH值 5. 5,有机质 14. 1 g / kg,碱解氮 75. 5
mg / kg,有效磷 120. 4 mg / kg,速效钾 94. 7 mg / kg。
DCD连续配施试验地设在福州市闽侯县白沙镇溪头村农业部福建耕地保育观测试验站,位于东经 119毅
04忆52义,北纬 26毅12忆33义,属中亚热带和南亚热带气候过渡区,年均气温 19. 5 益,年均降雨量 1350. 9 mm,年均
日照时数 1812. 5 h,无霜期 311 d,土壤类型为黄泥土,前茬作物为水稻。 土壤基本理化性状为:pH值 5. 4,有
机质 31. 6 g / kg,碱解氮 92. 6 mg / kg,速效磷 11. 4 mg / kg,速效钾 39. 2 mg / kg。
1. 2摇 试验设计
DCD单次配施试验设化肥(缩写 SF)和化肥配施 DCD(缩写 SFD)2 个处理,每个处理 3 个重复,共 6 个小
区,随机区组排列。 甘蓝种植试验自 2009 年 11 月至 2010 年 3 月,供试甘蓝品种为结球甘蓝(Brassica oleracea
L. var. capitata L. ),小区面积 9. 9 m2(1. 1 m伊9. 0 m),于 2009 年 11 月 28 日施基肥,12 月 21 日施追肥,2010
年 3 月 27 日收获。 空心菜种植试验自 2011 年 6 月至 7 月,供试空心菜品种为台湾竹叶空心菜( Ipomoea
aquatica F. ),小区面积 12 m2(2. 0 m伊6. 0 m),所有肥料(包括 DCD)于 6 月 21 日做基肥一次性施入,7 月 24
日收获。
DCD连续配施试验也设化肥(缩写 MF)和化肥配施 DCD(缩写 MFD)2 个处理,处理重复数和小区数与
DCD单次配施试验一致。 试验自 2008 年 12 月至 2011 年 4 月,种植蔬菜依次为“甘蓝—菠菜—空心菜—萝
卜—大白菜冶,每年种植两季蔬菜。 供试甘蓝品种为京丰 1 号结球甘蓝(B. oleracea var. capitata),2008 年 12
月 4 日移栽,2009 年 4 月 7 日收获;菠菜品种为全能菠菜(Spinacia oleracea L. ),2009 年 9 月 30 日播种,11 月
30 日收获;空心菜品种为泰国空心菜( I. aquatica F. ),2010 年 5 月 2 日播种,6 月 9 日收获;萝卜品种为汉白
玉萝卜(Raphanus sativus L. radish),2010 年 10 月 9 日播种,2011 年 1 月 5 日收获;大白菜品种为强春大白菜
(Brassica campestris pekinensis),2011 年 2 月 21 日移栽,4 月 27 日收获。 定位试验点小区面积 30 m2(5. 0 m伊
6. 0m),每区设 3 畦,每畦 4. 0 m伊1. 3 m,畦间距 0. 5 m,所有肥料在每季蔬菜种植时均做基肥一次性施入。 所
有试验地化肥用量为当地常规施肥用量,化肥配施 DCD处理的 DCD用量为化肥纯氮量的 10% ,化肥和 DCD
的用量及施肥方式见表 1,所有试验处理中小区蔬菜播种量或移栽数均一致。
表 1摇 肥料用量及施肥方式
Table 1摇 The fertilizer amount and application methods
DCD利用方式
DCD application
蔬菜品种
Vegetable
varieties
施肥方式
application
method
尿素
Urea
/ (kg / hm2)
过磷酸钙
SSP
/ (kg / hm2)
氯化钾
KCl
/ (kg / hm2)
复合肥
Compound
fertilizer
/ (kg / hm2)
DCD
/ (kg / hm2)
单次配施 甘蓝 基肥 156. 5 150. 0 375. 1 13. 2
Single application 追肥 430. 5 19. 8
空心菜 基肥 489. 2 625. 0 250. 0 22. 5
连续配施
Multiple application
甘蓝鄄菠菜鄄空心
菜鄄萝卜鄄大白菜 基肥 400. 0 600. 0 166. 7 18. 4
摇 摇 代表不施该种肥料; 双氰胺 dicyandiamide
1. 3摇 样品采集及测定
DCD单次配施的甘蓝种植试验从 2010 年 1 月 6 日起每隔 20 d 取第 5 片完全展开叶并采集耕层(0—20
cm)土样,共采样 5 次。 空心菜种植试验于菜体收获时取菜体可食用部分并采集耕层土样,甘蓝和空心菜种
植试验每小区各采集 8 个菜体样品和土样。 DCD连续配施试验于菜体收获时取蔬菜可食用部分并采集耕层
土样,每畦各采集 4 个菜体样品和土样,每小区各采集 12 个菜体样品和土样,并于 2011 年 2 月 10 日和 5 月
30 日,分别采集萝卜和大白菜收获后 30 d各 12 个土样混合。 所有试验采集的菜体样品均保存在 4 益冰箱于
次日切碎混合用于测定菜体硝酸盐含量,土壤鲜样混合后均保存在-20 益冰箱于第 3 天测定土壤铵态氮和硝
态氮含量。 蔬菜硝酸盐含量的测定参照杨锚等[12],土壤铵态氮和硝态氮含量的测定分别采用靛酚兰比色法
0164 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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和双波长紫外分光光度法[13],试验数据采用 Excel 2003 办公软件结合 DPS7. 05 软件进行统计分析,LSD多重
比较法检验差异显著性。
2摇 结果与分析
2. 1摇 DCD配施对土壤铵态氮变化的影响
DCD可抑制土壤中硝化细菌的活性,从而减缓土壤铵态氮向硝态氮的转化[10]。 DCD 单次配施的结果显
示,在长期叶菜甘蓝生长期间,SFD 和 SF 处理的铵态氮均呈现先升高后降低的趋势。 所有取样时间点 SFD
处理的土壤铵态氮含量均高于 SF处理,增幅为 21. 3%—339. 4% (图 1)。 二者铵态氮含量除第 1 次取样差异
尚未显著外,其余取样时间点差异均极显著(P<0. 01)。 空心菜种植试验表明,SFD处理空心菜收获时的土壤
铵态氮含量也高于 SF处理,增加了 299. 4% ,差异达极显著水平(P<0. 01)(图 1)。
图 1摇 DCD单次配施甘蓝和空心菜土壤铵态氮的变化
Fig. 1摇 Soil ammonium nitrogen changes in cabbage and water spinach cultivation with single application of DCD (dicyandiamide)
SF(single application of fertilizer)和 SFD(single application of fertilizer with dicyandiamide)分别表示单次配施的化肥处理和化肥配施处理
图 2 显示,在“甘蓝鄄菠菜鄄空心菜鄄萝卜鄄大白菜冶种植体系中,甘蓝、菠菜、空心菜、萝卜、大白菜收获时,
DCD连续配施的 MFD 处理的土壤铵态氮含量均高于 MF 处理,分别比 MF 处理提高了 44. 0% 、8. 8% 、
46郾 2% 、122. 1% 、392. 5% ,二者土壤铵态氮含量从甘蓝季的差异尚不明显发展到萝卜季的差异极显著(P<
0郾 01)。 可见,DCD不论是单次配施,还是连续配施,均可提高土壤铵态氮含量,随着蔬菜种植季的增加,DCD
连续配施使土壤铵态氮呈现累积的趋势。
图 2摇 DCD连续配施“甘蓝鄄菠菜鄄空心菜鄄萝卜鄄大白菜冶蔬菜季土壤铵态氮的变化
Fig. 2摇 Soil ammonium nitrogen changes in “cabbage鄄spinach鄄water spinach鄄radish鄄Chinese cabbage冶 cultivation with multiple application
of DCD
MF(multiple application of fertilizer)和 MFD(multiple application of fertilizer with dicyandiamide)分别表示 DCD连续配施的化肥处理和化肥配
施 DCD处理
2. 2摇 DCD配施对土壤硝态氮变化的影响
图 3 表明,甘蓝生长期间,SFD处理和 SF处理土壤硝态氮变化整体呈下降的趋势,SFD 处理的土壤硝态
1164摇 15 期 摇 摇 摇 王煌平摇 等:双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化 摇
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氮含量在前期下降较慢,但在第 3 次与第 4 次取样间急剧下降,而 SF处理的土壤硝态氮含量则在第 1 次与第
2 次取样间急剧减少,在后期下降较慢。 SFD 处理所有取样时间点的硝态氮含量均低于 SF 处理,降幅为
5郾 4%—80. 2% 。 二者硝态氮含量除第 1 次取样差异尚未显著外,其余取样时间点差异均极显著(P<0. 01)。
图 3 表明,与甘蓝种植试验一致,空心菜收获时 SFD处理的土壤硝态氮也低于 SF处理,降低了 26. 2% 。
图 3摇 DCD单次配施甘蓝和空心菜土壤硝态氮的变化
Fig. 3摇 Soil nitrate nitrogen changes in cabbage and water spinach cultivation with single application of DCD
由图 4 可知,甘蓝季、菠菜季、萝卜季 MFD处理的土壤硝态氮含量均低于 MF 处理,分别降低了 68. 2% 、
40. 0%和 9. 6% ;而空心菜季和大白菜季的土壤硝态氮反而高于 MF 处理,分别增加了 82. 3%和 146. 6% 。
MFD处理硝态氮含量从甘蓝季极显著(P<0. 01)低于 MF 处理,发展到菠菜季、空心菜季和萝卜季差异不显
著,再到大白菜季显著高于 MF处理(P<0. 05)。 可见,DCD 单次配施可明显降低土壤硝态氮含量(图 3),而
DCD连续配施在前两季可有效降低土壤硝态氮含量,但随着蔬菜种植季的增加,土壤硝态氮反而呈累积的
趋势。
图 4摇 DCD连续配施“甘蓝鄄菠菜鄄空心菜鄄萝卜鄄大白菜冶蔬菜季土壤硝态氮的变化
Fig. 4摇 Soil nitrate nitrogen changes in “ cabbage鄄spinach鄄water spinach鄄radish鄄Chinese cabbage冶 cultivation with multiple application
of DCD
2. 3 摇 DCD配施对蔬菜季菜体硝酸盐累积的影响
蔬菜硝酸盐限量是无公害蔬菜的重要品质指标之一[5]。 由图 5 可知,甘蓝种植时 SFD处理和 SF处理的
菜体硝酸盐变化趋势与土壤硝态氮变化相似。 随着甘蓝种植时间的延长,菜体硝酸盐含量呈下降趋势,且
SFD处理的菜体硝酸盐含量均低于 SF处理,降幅为 4. 4%—58. 3% 。 二者除第 1 次和第 5 次取样差异尚不显
著外,其余取样时间点差异极显著(P<0. 01),表明甘蓝正常收获时,DCD 配施能明显减少甘蓝的硝酸盐富
集。 由图 5 可知,SFD处理和 SF处理的空心菜菜体硝酸盐含量分别为 2573. 2 mg / kg 湿重和 3770. 2mg / kg 湿
重,SFD处理比 SF处理降低了 31. 7% ,DCD单次配施后空心菜菜体的硝酸盐含量从高于无公害蔬菜的硝酸
盐限量(叶菜类臆3000 mg / kg 湿重) [14],降低到符合硝酸盐限量的要求。
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图 5摇 DCD单次配施甘蓝和空心菜的硝酸盐变化
Fig. 5摇 Nitrate changes of vegetables in cabbage and water spinach cultivation with single application of DCD
图 6 显示,MFD处理的甘蓝季、菠菜季和空心菜季蔬菜可食用部分菜体硝酸盐含量均低于 MF处理,分别
减少了 30. 2% 、25. 9%和 3. 0% ;而萝卜季和大白菜季的菜体硝酸盐含量则高于 MF 处理,分别增加了 4. 1%
和 40. 4% 。 在 5 季蔬菜种植后,MFD处理的菜体硝酸盐含量从显著低于 MF 处理(P<0. 05),发展到极显著
高于 MF处理(P<0. 01)。 对 DCD单次配施甘蓝生长期土壤硝态氮含量与蔬菜硝酸盐含量相关性分析表明,
土壤硝态氮含量与蔬菜硝酸盐含量呈显著正相关(P<0. 01)。 由此可见,随着蔬菜种植季的增加,DCD 连续
配施后蔬菜硝酸盐富集主要是由土壤硝态氮累积引起的(图 4)。
图 6摇 DCD连续配施“甘蓝鄄菠菜鄄空心菜鄄萝卜鄄大白菜冶蔬菜季的菜体硝酸盐变化
Fig. 6摇 Nitrate changes of vegetables in “ cabbage鄄spinach鄄water spinach鄄radish鄄Chinese cabbage冶 cultivation with multiple application
of DCD
3摇 讨论与结论
同大多数的研究相似[8,10],本研究 DCD单次配施可增加土壤铵态氮含量,减少土壤硝态氮含量(图 1,图
3)。 Schroder和 Kelin等报道 DCD反复配施的硝化抑制效果和土壤氮素形态变化不明显[15鄄16]。 本试验 DCD
连续配施的土壤铵态氮和硝态氮变化整体均呈累积的趋势(图 2,图 4),土壤铵态氮含量从甘蓝季的略高于
化肥处理(44. 0% ),发展到萝卜季的极显著高于化肥处理(392. 5% ,P<0. 01);硝态氮含量从甘蓝季极显著
低于化肥处理(-68. 2% ,P<0. 01),发展到大白菜季显著高于化肥处理(146. 6% ,P<0. 05),这与已有报道的
差异可能是由于作物品种,肥料种类及用量不同而引起。
在本试验中,DCD 单次配施可有效地降低甘蓝生长期菜体硝酸盐含量(4. 4%—58. 3% ),以及空心菜收
获时菜体硝酸盐含量(31. 7% )(图 5),这与大多数的研究结果一致[8,10,17鄄18]。 然而,DCD连续配施,随着蔬菜
种植季的增加,菜体硝酸盐含量从甘蓝季显著低于化肥处理(-30. 2% ,P<0. 05),发展到大白菜季极显著高
于化肥处理(40. 4% ,P<0. 01)(图 6)。 究其原因,DCD连续配施的蔬菜硝酸盐富集与土壤维持较高的硝态氮
3164摇 15 期 摇 摇 摇 王煌平摇 等:双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化 摇
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含量密切相关(图 4),但是否与蔬菜品种、水分、地温等因素相关需进一步研究。
DCD单次配施和连续配施均显示硝化抑制效果,但 DCD连续配施的土壤氮素形态及菜体硝酸盐则呈累
积的趋势。 对连续配施 DCD蔬菜收获后 30 d的土壤铵态氮和硝态氮变化的比较表明,萝卜和大白菜收获后
AMFD处理的土壤铵态氮和硝态氮含量均高于 AMF 处理,其中土壤铵态氮含量分别增加了 42. 6% 和
57郾 8% ,大白菜季差异极显著(P<0. 01);土壤硝态氮含量分别增加了 43. 0%和 55. 3% ,差异分别达显著(P<
0. 05)和极显著水平(P<0. 01)(表 2)。 此外,对连续配施 DCD 蔬菜收获时和收获后土壤铵态氮和硝态氮变
化的比较表明,与收获时(MFD处理)相比,萝卜和大白菜收获后(AMFD处理)的土壤铵态氮含量分别降低了
46. 0%和 27. 0% ,其中萝卜季差异极显著(P<0. 01);二者土壤硝态氮含量分别增加了 3. 6%和 74. 8% ,其中
大白菜季差异极显著(P<0. 01)。 由此可见,连续配施 DCD 可使土壤维持一定量的铵态氮水平(图 2),但
DCD抑制硝化作用是有时间性的[19],一旦加入到土壤中,随着 DCD 硝化抑制活性的减弱[19鄄20],土壤中盈余
的铵态氮将进一步转化为硝态氮残留在土壤中(图 4),并可能为下季蔬菜吸收利用,从而产生蔬菜硝酸盐累
积的风险(图 6)。
表 2摇 蔬菜收获时和收获后土壤铵态氮和硝态氮的变化
Table 2摇 Changes of soil ammonium nitrogen and nitrate nitrogen in and after vegetables harvest
蔬菜季
Vegetable season
氮素形态
Nitrogen type
AMF
/ (mg / kg)
AMFD
/ (mg / kg)
变化率1 / %
Change rate
MFD
/ (mg / kg)
变化率2 / %
Change rate
萝卜 铵态氮 37. 4依14. 9bB 65. 2依15. 3bB 42. 6% 120. 7依12. 9aA -46. 0%
Radish 硝态氮 184. 6依75. 7bA 324. 1依11. 9aA 43. 0% 312. 9依130. 6aA 3. 6%
大白菜 铵态氮 29. 9依7. 7bB 70. 8依7. 0aA 57. 8% 97. 1依29. 0aA -27. 0%
Chinese cabbage 硝态氮 311. 4依31. 4bB 696. 7依34. 2aA 55. 3% 398. 5依98. 6bB 74. 8%
摇 摇 AMF(after vegetables harvest in multiple application of fertilizer treatment)、AMFD(after vegetables harvest inmultople application of fertilizer with
dicyandiamide treatment)分别表示 MF处理和 MFD处理种植蔬菜收获后 30 d的相应处理;变化率1 和变化率2 分别表示(AMFD-AMF) / AMFD和
(AMFD-MFD) / AMFD;大写字母和小写字母分别代表 P<0. 01 和 P<0. 05
综上所述,DCD单次配施可明显增加土壤铵态氮含量,降低土壤硝态氮含量,减少蔬菜硝酸盐富集。 而
DCD连续配施,随着蔬菜种植季的增加,土壤铵态氮和硝态氮含量呈累积的趋势,并可能产生蔬菜硝酸盐富
集的现象。 因此,在生产实际中应用 DCD,随着作物种植季的增加,应逐年减少肥料和 DCD的用量,以及含有
DCD的稳定性肥料的用量[21],以防控土壤铵态氮和硝态氮累积,以及蔬菜硝酸盐富集的风险。
致谢: 感谢福建省农业科学院土壤肥料研究所化验室颜明娟主任和蔡顺香副主任对样品测试的协助。
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5164摇 15 期 摇 摇 摇 王煌平摇 等:双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 15 Aug. ,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
A review on the application of remote sensing in mangrove ecosystem monitoring
SUN Yongguang, ZHAO Dongzhi, GUO Wenyong, et al (4523)
………………………………………………………
……………………………………………………………………
Urban metabolism process based on emergy synthesis: Theory and method LIU Gengyuan, YANG Zhifeng, CHEN Bin (4539)……
Theoretical considerations on ecological civilization development and assessment ZHAO Jingzhu (4552)………………………………
Autecology & Fundamentals
Assemblage composition and distribution of meiobenthos in the Yangtze Estuary and its adjacent waters in autumn鄄winter season
Yu Tingting, XU Kuidong (4556)
……
……………………………………………………………………………………………………
Ecological distribution and nutrient limitation of phytoplankton in adjacent sea of Guanhe Estuary in spring
FANG Tao, HE Xinran, FENG Zhihua, et al (4567)
…………………………
………………………………………………………………………………
The distribution of urea concentrations and urease activities in the coastal waters of Hainan Island during the spring
HUANG Kaixuan, ZHANG Yun, OU Linjian, et al (4575)
…………………
………………………………………………………………………
Effects of simulated acid rain on growth and bleeding sap amount of root in Quercus mongolica
LIANG Xiaoqin,LIU Jian,DING Wenjuan,et al (4583)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Allelopathic effects of organic acid allelochemicals on melon ZHANG Zhizhong, SUN Zhihao, CHEN Wenhui, et al (4591)………
Fraction changes of oxidation organic carbon in paddy soil and its correlation with CH4 emission fluxes
WU Jiamei, JI Xionghui, HUO Lianjie,et al (4599)
………………………………
………………………………………………………………………………
Changes of soil nitrogen types and nitrate accumulation in vegetables with single or multiple application of dicyandiamide
WANG Huangping, ZHANG Qing, WENG Boqi, et al (4608)
……………
……………………………………………………………………
Comparison of isolation rate of mycobacteriophage in the different type soils
XU Fengyu,SU Shengbing, MA Hongxia, et al (4616)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of different acidity acid rain on yield, protein and starch content and components in two wheat cultivars
BIAN Yajiao, HUANG Jie, SUN Qisong, et al (4623)
………………………
……………………………………………………………………………
The causes of Gentiana straminea Maxim. seeds dormancy and the methods for its breaking
LI Bingbing, WEI Xiaohong, XU Yan (4631)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Physiological responses of four golden鄄leaf trees to SO2 stress CHONG Peifang, SU Shiping (4639)…………………………………
Influence of endosulfan and its metabolites on enzyme activities in purple soil
XIONG Bailian, ZHANG Jinzhong, DAI Juan, et al (4649)
…………………………………………………………
………………………………………………………………………
Population, Community and Ecosystem
Seasonal dynamics of food web energy pathways at the community鄄level XU Jun, ZHOU Qiong, WEN Zhourui, et al (4658)………
Population dynamics of Niviventer confucianus in Thousand Island Lake ZHANG Xu, BAO Yixin, LIU Jun, et al (4665)……………
Soil ecological stoichiometry under different vegetation area on loess hilly鄄gully region
ZHU Qiulian, XING Xiaoyi, ZHANG Hong, et al (4674)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………
Adaptation strategies of reproduction of plant community in response to grassland degradation and artificial restoration
LI Yuanyuan, DONG Shikui, ZHU Lei,et al (4683)
………………
………………………………………………………………………………
Effect of different Cunninghamia lanceolata plantation soil qualities on soil microbial community structure
LIU Li,XU Mingkai,WANG Silong,et al (4692)
……………………………
……………………………………………………………………………………
Effects of different maize hybrids (inbreds) on the growth, development and population dynamics of Rhopalosiphum maidis Fitch
ZHAO Man, GUO Xianru, LI Weizheng, et al (4707)
…
……………………………………………………………………………
Effects of forest canopy structure on understory vegetation characteristics of Funiu Mountain Nature Reserve
LU Xunling,DING Shengyan,YOU Li,et al (4715)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Influence of restoring cropland to grassland on dung beetle assemblages in Wuchuan County, Inner Mongolia, China
LIU Wei, MEN Lina, LIU Xinmin (4724)
………………
…………………………………………………………………………………………
Cu and nutrient deficiency on different effects of growth, tolerance and mineral elements accumulation between two Elsholtzia
haichouensis populations KE Wenshan, CHEN Shijian, XIONG Zhiting, et al (4737)……………………………………………
Measurement and retrieval of leaf area index using remote sensing data in Kanas National Nature Reserve, Xinjiang
ZAN Mei, LI Dengqiu, JU Weimin, et al (4744)
…………………
…………………………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
An spatial ecosystem services approach based on LUCC: a case study of Ganzhou district of Zhangye City
LIANG Youjia,XU Zhongmin,ZHONG Fanglei,et al (4758)
……………………………
………………………………………………………………………
Spatiotemporal characteristics of Spartina alterniflora marsh change in the coastal wetlands of Yancheng caused by natural
processes and human activities ZHANG Huabing, LIU Hongyu, Hou Minghang (4767)…………………………………………
Process analysis and evaluation of wetlands degradation based on PCA in the lakeside of Napahai, Northwest Yunnan Plateau
SHANG Wen, YANG Yongxing, HAN Dayong (4776)
………
……………………………………………………………………………
On eco鄄security evaluation in the Tumen River region based on RS&GIS NAN Ying, JI Zhe,FENG Hengdong, et al (4790)………
Evaluation and simulation of historical range of variability of forest landscape pattern in Huzhong area
WU Zhifeng, LI Yuehui, BU Rencang, et al (4799)
………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of precipitation timing on aboveground net primary productivity in inner mongolia temperate steppe
GUO Qun, HU Zhongmin, LI Xuanran, et al (4808)
……………………………
………………………………………………………………………………
Research Notes
Litter production and decomposition of different forest ecosystems and their relations to environmental factors in different climatic
zones of mid and eastern China WANG Jianjian, WANG Yongji, LAI Liming, et al (4818)……………………………………
2315 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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