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核 农 学 报 ,
盯 “
红萍在稻 田氮素平衡中的作用
陈炳焕 翁伯琦 唐建阳 刘 中柱
福建省农业科学院红萍研究中心 福州
应用‘ 示踪 法研 究 了红萍在稻 田 氮素平衡 中的作 用 。 红萍作基肥 , 当季水稻 的
一 红 萍 素利 用 为 第二 季 土 攘残 留 。 红 萍 可 排 出体 内
以上的氮素 。 红萍的排氮和吸氮有助于调 节稻 田 的氮素平衡 。 稻 田 养萍抑制藻
类生长 , 降低 值 和 亡一 浓度 , 减 少 挥发损失 , 以及减 少蓝藻 斯藻 反峭
化反应释放 的 , 提 高化 学肥料‘ 的 回 收率 它比‘ , 一尿 素不 养萍 处 理 ‘ 回 收
率增加 肠 , 比‘ , 一尿素追肥 不 养萍处理 ’ 回 收 率增加 。
关键词 红萍 稻 田 氮平衡 ’ 回 收率
自订 台
大量施用化肥 , 不仅提高稻谷生产成本 , 而且降低了土壤肥力 〔幻 , 甚至造成环境污染 〔, , 。 目
前施肥研究的动向逐渐由提高肥效发展为高效农业 、 减少污染 、 保护 自然环境 。 我们应用 ’
示踪技术 , 在 自然条件下研究红萍的周年 固氮量 , 排氮和吸氮 , 稻 田养萍对减少氨的挥发与降
低污染的作用 , 以及红萍的肥效与后效 , 为进一步研究稻 田氮素的良性循环提供科学依据 。
材 料 与 方 法
红萍周年固氮最试验 在 田间进行 。 供试萍种为莆 田萍 瓦 , 以莆
田无藻萍为对照 , 用 基本培养液加 ’ 一尿素 浓度为 , ’ 丰度为 培养红
萍 , 每区 , , 重复 次 , 为使红萍与无藻萍生长环境一致 , 在 又 , 的白铁框内放置 个
义 , 的木质浮框 , 浮框 内养无藻萍 , 浮框外养红萍 , 每 天取样测定 , 按 和
方法计算固氮量 二‘ , , 并统计季和年固氮量 。
红萍排氮与吸氮试验 在温室进行 , 供试品种 , 排氮用莆 田萍 , 吸氮用莆 田萍 、莆田无藻萍
和浮萍 。 排氮试验红萍预先在 ” 丰度为 , 浓度为 的 有氮培养液
中培养 周后 , 用冲洗法洗去萍表面的 ’ 一尿素 , 然后作试验 。 培养容器选用直径为 , 高
为 的塘瓷盆 , 盆 内用有机玻璃板将水面分割成 部分 , 水下各部分相通 。 ’ 莆 田萍和
吸‘ 的 种萍分别放养在同一个盆的各分割水面内 , 以保证各种萍不混杂又能共用 同一培
养液 无氮 培养液 , 重复 次
。
计算方法 排 , 量 一 ‘ 原子 超 又 总 场 一 ‘ 原
此文于 年 月 日收到
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核 农 学 报 卷
子 超 又 总 瑞 后 吸 ’ 量即各种吸收‘ 萍的 ’ 回收率 二, 〕。
稻田养萍对尿素作基肥 、追肥肥效的影响 在 田间进行 , 稻种为闽科早 号 , 萍种为卡洲
萍 。 ’ 尿素丰度为 , 基肥 , 追肥 , , 并用普通尿
素作平衡试验 , 作为施肥后取水样区
。
每区面积 , , 重复 次 。 施肥后每夭上午 点
和下午 点取水样 , 用奈 氏试剂 比色法测定 一 和 的含量 , 用酸度计测 值 。 水稻收
割后测定稻谷 、 稻草及土壤的含 量和 ” 丰度 , 并计算 ’ 回收率 〔, , 。
红萍和尿素作基肥对水稻的肥效及后效 在 田间进行 , 早稻为闽科早 号 晚稻为爱红
号 , 红萍品种卡洲萍 ‘ ’ 。 ‘ 一 尿素的丰度为 ’ 一红萍用丰度为 的
‘ 一硫按标记 。 施肥量 , , 每区 , , 重复 次 。 测定早 、 晚稻谷 、稻草的‘ 丰度 , 晚稻
收割后测定土壤的 ’ 丰度 , 并计算 ’ 回收率 〔 〕。
以上样品用凯氏法分析全氮 , 用 同位素质谱计测定 ’ 丰度 。 用 〔, ”方法测定
和 含量 。
结 果 与 讨 论
一 红萍周年固氮量
红萍是一种高效 固氮生物 , 其周年固氮量的报道差异甚大 , 〔, , , 测定羽 叶萍的固氮
量为 一 , · , 渡边岩 〔“ , 测定 夭的固氮量为 , , 刘 中柱 〔, , 测定莆
田萍 固氮量为 一 , · 。
本试验 图 表 明 , 蒲 田萍的固氮活性在春秋出现两个高峰 冬夏两个低谷 , 并与其低温
和 高温的月份相对应 , 说 明高温和低温都不适于莆 田萍生长和 固 。 从表 的 季固氮量看 ,
以秋夭最高 , 占全年固氮量的 。 夏季除 月高温外 , 其余月份 固氮活性都比较高 。 全年固氮
量达 , , 相当于 一 公顷水稻 年两季的施肥量
。
二 稻田养萍对田间氮素平衡的调控
表 显示 , 天 内莆 田萍排出体内‘ 的 , 而非标记萍吸收排出’ 的 一 。
说明红萍在生长过程中能排出体内的氮素 , 供其他植物利用 , 与刘中柱等的研究结果一致 〔‘口。
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厂入伙 图 红萍的固氮活性
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红萍在稻 田 氮素平衡中的作用
表 莆田萍季节和周年固氮最
季 节 春 夏 秋 冬
月 份
固 氮 量
一
表 红萍的排 , , 与吸 ”
’
处 理
鲜重
含 量 、 。
丰度 ’
昔 用 花 干荃 左
二汉 二
培养 天后 。 。
鲜重
含 量 了
丰度 ’
排或吸 ’ ’
吸 , ‘ 排 ’ ’ 写
三 稻田养萍对化肥氮素挥发损失的影响
图 、 说明 , 养萍 区 值在 之间 , 而不养萍区则高达 。 养萍区 不一
浓度明显低于不养萍区 。 早稻施肥期正是温度 回升期 , 水 中高 值 , 高 不一 浓度将促进
的挥发损失毛”
, “ 。 稻 田养萍能抑制藻类生长 , 降低 值和 于一 浓度 , 有效地降低
了 。 挥发损失 。
从图 看出 , 养萍区 。 的峰值低于不养萍 区 , 而且高峰期推迟 了 夭 , 进一步证明稻 田
养萍有减少氨挥发损失的效应
。
图 为在 培养液 中培养 的蓝藻 颤藻 , , 在光照和黑 暗条件下
和 释放量的变化动态 。 从 释放量的变化中可见 , 光照条件下 含量 日益下
降 , 是藻类光合作用提高水中 的原因 。 黑暗条件下 含量逐渐升高 , 后 , 含量下
降 。 测定 的变化动态表明 , 蓝藻具有还原亚硝态氮的能力 而且 浓度的变化与黑暗
条件下 浓度的变化成正相关 , 说明反硝化作用与藻的生长状态有关 , 生长势越强 , 反硝化
作用也增强 。 此结果说明 , 光照下藻的光合作用消耗了水 中的 , 使水层呈碱性 , 促进
的挥发损失 , 同时进行反硝化反应 , 造成氮素的损失 , 释放出 污染环境 。 稻 田养萍抑制 了
藻类的生长 , 既减少肥料损失又保护了环境 。
四 稻田养萍对肥料 回收率的影响
从表 看 出 , ’ 尿素作基肥 , 养萍 比不养萍处理提高 了稻 谷 、 稻草对 ’ 一 尿 素的利用 。
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卷
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图 基施尿素后水层中 值
与 京一 浓度的动态变化
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图 追施尿素后水层中 值
与 才一 浓度的动态变化
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图 , 含量的动态变化 图 蓝藻在 溶液中培养时光照
与黑暗对 和 , 浓度变化的影响
一
尿素回收率 与 提高 , 尿素的损失也下降 。 由此可见 , 稻 田养萍不
仅没出现萍稻争肥 , 而且提高了肥料利用率 。
,
一尿素作追肥 表 , 稻 田养萍比不养萍的处理 , 也提高了稻谷 、 稻草对 ” 一尿素的利用
率 , ” 回收率 与 增加 。 追肥 周后将红萍翻入土壤中 , 其效果更为
显著 , 水稻的‘ 利用率 写和 增加 , 土壤 的残 留 与
增加 , 肥料 一 ” 的损失 和 下降了 。
以上结果说明 , 稻 田养萍既能提高化肥的肥效 , 又能增加土壤肥力 。
五 红萍作稻田基肥的肥效与后效
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期 红萍在稻 田 氮素平衡中的作用
表 稻田养萍对 ” 一尿素回收率的影响
一 ‘
处理
利用率 土壤残留 ’ 回收率
‘
, ” 损失
谷 草 节尸
,
一尿紊基肥 一 ” ,
不养萍
养萍 二 、
, ’ 一尿素追肥 一 , “ ,
不养萍 八二
养萍 二
养萍追肥后 周压萍
二
结果见表 , 第 季水稻 的肥料处理 中 , 水稻对“ 一红萍和 ‘ 一尿素的利用率 与
, 红萍比尿素高 肠 第 季红萍一 的利用率为 写 , 而尿素为 , 红萍比
尿 素高 出 倍 。 土壤残 留‘ , 红萍 区 为 , 尿素 区为 , 红萍 区 比尿素 区 高
。 ‘ 回收率 , 红萍区为 , 尿素区为
。 ‘ 损失 , 红萍区为 , 而尿素
区高达 , 红萍 一‘ 的损失 比尿素一 , 的损失减少 。
表 水稻对 ” 一红萍与 ’卞 一尿素作基肥的 ” 回收率
’ 一 ‘ 一‘ , 卜
处理 第 季 , 利用率 第 季 , 利用率 土壤残 留 ’‘ , 回收率 , 损失
‘
。
十 十
红萍 一
。
尿素
注 、 为稻谷 、 为稻草 。 ·
上述结果表明 , 红萍作稻 田基肥 , 不管是当季水稻对红萍氮素的利用率 , 还是后作水稻的
后效 , 以及在土壤中残 留量都优于尿素基肥
。 此结果与 〔’ 〕, 〔, ’二 , 张伟光仁 〕和施书
莲 〔二等的报道相符合 。
参 考 文 献
刘 中柱 , 尤崇构等 · 红萍排氮过程的初步探讨 · 中国农业科学 , ,
刘中柱 红萍在稻 田应用的前景 土壤肥料 , ,
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动
, 一
刘 中柱 , 郑伟文 中国满江红 北京 农业出版社 ,
高拯民 土壤 一植物系统污染生态研究进展 土壤一植物系统污染生态研究 北京 中国科学技术出版社 , ,
张伟光等 用 ” 一示踪法研究红萍在稻 田 中的肥效 福建农业科技 , ,
施书莲等 绿萍的改土和增产作用 土壤学报 , , ,
邢光熹 , 曾亚澄 ” 质谱分析某些技术的改进 土壤 , , , 一
赖庆旺 , 李蔡苟 , 黄庆海 红壤水稻土无机肥连施与土壤结构特性的研究 土壤学报 , , 一
韩纯瑜 , 解宗方 我国农牧系统氮素转化循环宏观特性与生态农业 生态农业研究 , , 一
胡鸿钧等 藻类与人类的关系 中国淡水藻类 , 上海 上海科技 出版社 , ,
一 , , ,
氏 二 , , , ,
卜 , ,
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