全 文 ：文章编号 :100028551 (2005) 052379203
15N 示踪法研究复混生物肥对水稻肥效
及其对茬后土壤速效养分的影响
林代炎1 　姚宝全2 　翁伯琦1 　林　琰1
(11 福建省农业科学院地热农业利用研究所 ,福建 福州　350003 ;21 福建省农业厅土壤肥料技术站 ,福建 福州　350003)
摘 　要 :通过水稻盆栽试验对生物肥肥效研究结果表明 ,复混生物肥能提高肥料对水稻的养分
供应能力 ,提高茬后土壤速效养分含量。15N 示踪法研究结果表明 ,固氮菌的固氮作用 ,能为当
季水稻提供氮素 9915mgΠ盆 ,占水稻总吸收氮的 11192 %。同时微生物的作用 ,还能减少肥料氮
的损失 ,提高肥料氮的回收率。
关键词 :复混生物肥 ;灭菌生物肥 ;水稻
EFFECT OF COMPOUND BIO2FERTILIZER ON FERTILIZER EFFICIENCY OF
RICE AND ACTIVE NUTRIENTS OF SOIL AFTER
HARVESTING BY 15 N TRACING
LIN Dai2yan1 　YAO Bao2quan2 　WENG Bo2qi1 　LIN Yan1
(11 Terrestrial Heat Research Institute , Fujian Academy of Agricultural Sciences , Fuzhou , Fujian ,350003 ;
21 Soil and Fertilizer Technical Institution , Agricultural Department of Fujian Province , Fuzhou , Fujian ,350003)
Abstract :The experimental study on the effects of bio2fertilizer on pot planted rice showed that bio2fertilizer could
promote the nutrient supply for rice. In addition , the nutrient content in soil after harvesting was increased through
the application of bio2fertilizer. 15 N tracing showed that Bacillus azotofixans in bio2ferfilizercan provided 9915mgΠ
plant azote for rice , which was about 11192 % of the total azote absorption. At the same time , micro2organism could
decrease the loss of the azote , thus increasing the recovery rate of azote.
Key words :compound bio2fertilizer ; sterilized bio2fertilizer ; rice
收稿日期 :2004210214
基金项目 :福建省莆田市科技局项目 (2004NO1) ,福建省科技厅重点项目 (2003NO44)共同资助。
作者简介 :林代炎 (1963 - ) ,男 ,福建福清人 ,副研究员 ,主要从事有机废弃物农业资源化利用的研究。Email :lindaiyan @1261com农业生产中长期过量使用化肥已经引起了单位化肥的增产率降低[1～4 ] ,各国已根据农业可持续发展的原则开发生产有机肥料和生物肥料 ,尤其在生物固氮方面做了大量研究工作[5～7 ] 。微生物固氮效果的测定方法主要有 3 种 :即全氮法[8 ] 、乙炔还原法[9 ]及15N 示踪法。自 1975 年 Fried 和Broeshart 提出用15N 同位素稀释法估测固氮[10 ]以来 ,该方法得到了较为广泛的应用 ,但其所需试剂和仪器费用高和操作复杂 ,目前国内少有用该方法研究微生物固氮的报道。本文应用15N 示踪盆栽试验 ,对复混生物肥 (以下简称生物肥)在水稻上的应用进行研究 ,以便为其推广应用提供科学依据。1 　材料与方法111 　供试生物肥生物肥由莆田市壮壮肥料有限公司生产。生产方法为将固氮芽孢杆菌 ( Bacillus azotofixans ) (简称固氮菌) 、解磷巨大芽孢杆菌 ( Bacillus megatherium phosphaticum) (简称解磷菌) 、硅酸盐细菌 ( Bacillus
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mucilaginosus siliceus) (简称解钾菌) 3 种菌用轻质碳酸钙吸附 ,分别通过 (150 ℃～80 ℃) 热风烘干后 ,用球
磨机磨成菌粉 ,备用。基质是利用畜禽粪便经堆肥发酵、烘干和粉碎后 ,再均匀添加速效化肥 ,使 N、
P2O5 、K2O 总养分达到 15 % ,有机质达 20 %。在接菌前 ,按各种菌粉所含的有效活菌数等比例混合 ,然
后按 3 种菌混合后的总数 3000 万个Πg 接菌量 ,与基质分两步混合接菌 :即先取基质 10 %与混合菌用
018m3 立式搅拌机搅拌 (约 2min)均匀后 ,再加入 90 %基质搅拌混合 2min ,制成生物肥。
112 　15 N示踪盆栽试验
试验设 3 个处理 : ①不施肥对照 ; ②每盆施灭菌生物肥 513g 及15 N 标记硫铵 110g ; ③每盆施生物肥
513g 及15N 标记硫铵 110g ;计每盆施氮量为 428mg ,肥料的15N 原子百分超为 5 %。供试土壤为黄泥田土 ,
风干磨碎过 210mm 筛 ,每盆装土 610kg。每处理 3 次重复 ,所用水稻品种为闽科早 6 号 ,每盆插秧 2 丛 ,
每丛 5 株。
113 　测定方法
水稻成熟后 ,取整个植株 (包括根部) ,用清水洗干净后晾干 ,考种后 ,将样品采用干粉法制样后用四
分法剔除 ,作为测定备用样品。
植株氮、磷、钾含量测定是采用浓 H2 SO42H2O2 消煮处理后与土壤一样分别用凯氏法测氮、钼蓝比色
法测磷和火焰光度法测钾[11 ] ;土壤碱解氮采用扩散法测定 ,速效磷采用碳酸氢钠浸提 ,钼锑抗比色法测
定 ;速效钾采用乙酸铵浸提 ,火焰光度计法测定 ;15 N 丰度测定用 Delta —E 气体同位素质谱仪 ,计量方法
见参考文献[12 ]。
2 　结果与分析
211 　生物肥对水稻氮素吸收的影响
表 1 表明 ,水稻对氮素的吸收以施用生物肥处理的吸氮量最高 ,比灭菌生物肥处理的增加 5614mgΠ
盆 ,比不施肥处理的增加 42410mgΠ盆 ;分别达到显著和极显著水平。15N 示踪测定结果表明 ,不同施肥处
理的水稻对土壤氮的吸收量以灭菌生物肥为最多 ,其次为生物肥 ,增加的吸收量均达到极显著的水平。
末灭菌的生物肥平均每盆为水稻提供的氮素 ,占水稻吸收总氮量的 11192 %。因此 ,与灭菌生物肥处理
相比 ,水稻对肥料氮和土壤氮的吸收量 ,每盆分别减少 1318 和 2913mg ,占水稻吸收总氮的比率分别减少
了 3182 %和 8110 %。统计结果表明 ,生物肥处理与灭菌生物肥相比 ,对土壤氮的吸收明显减少 ,可能是
由于生物肥中的固氮菌能固定空气中的氮以供水稻吸收利用 ,减少了水稻对肥料氮和土壤氮的需求。
表 1 　生物肥对水稻吸收氮素的影响
Table 1 　The effect of bio2fertilizer on N absorption by rice
处理
treatment
植株全 N 量
(mgΠ盆)
N in rice
(mgΠpot) 植株15N 原子百分超15N access atomin rice ( %) 来自肥料 N(mgΠ盆)N from fertilizer 来自土壤 N(mgΠ盆)N from soil 来自生物固 N(mgΠ盆)nitrogen fixation(mgΠpot) ( %) (mgΠpot) ( %) (mgΠpot) ( %)
不施肥对照 control 41016 Π Π Π 41016 100 　 Π Π
灭菌生物肥 SBF 7781233 11603 24915 32106 52817 3 67194 Π Π
生物肥 bio2fertilizer 83416 3 11412 23517 28124 4991433 59184 9915 11192
注 :33处理在 1 %水平显著 ; 3 处理在 5 %水平显著。下表同。
Note : 33means significant at the 1 % level ; 3 means significant at the 5 % level ;SBF :steriliged bio2featilizer. The same as the following tables.
212 　施用生物肥后肥料氮素的去向
表 2 表明 ,施用生物肥和灭菌生物肥处理的肥料氮素当季利用率和氮素在土壤中的残留量差异不
显著。肥料氮素的损失以生物肥处理的最低 ,比灭菌生物肥处理的每盆减少 3010mg ;生物肥处理的肥
料氮素的回收率也较高 ,达到 7819 % ,比灭菌生物肥处理增加 710 %。这可能是由于生物肥中的微生物
能利用肥料的氮素养分进行繁殖 ,提高对肥料氮的吸附量 ,从而减少肥料氮的损失并提高肥料氮的回收
率。
213 　生物肥对水稻 P、K吸收量的影响
盆栽试验结果 (表 3)表明 ,不同施肥处理的水稻对 P、K吸收量 ,均以生物肥处理的为最高 ,比灭菌
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生物肥每盆分别增加 17153 和 5512mg ,统计结果分别达到极显著和显著水平。可能是生物肥中所含的
微生物能促进水稻对 P、K的吸收利用。
表 2 　生物肥对肥料氮素去向的影响
Table 2 　The effect of bio2fertilizer on fertilizer N balance
处理
treatment
土壤全氮
total N in
soil ( %)
土壤15N 原子
百分超
15N atom excess
in soil ( %)
肥料氮素利用率
the utilization rate
of fertilizer N( %)
土壤中残留肥料氮
fertilizer N residue in soil
氮素损失
loss of N
(mgΠ盆) (mgΠpot) ( %) (mgΠ盆) (mgΠpot) ( %) 肥料 N 素回收率the recovery rate
of fertilizer N( %)
不施肥对照 control 0153 Π Π Π Π Π Π Π
灭菌生物肥 SBF 0181 01006 5813 5812 1316 12018 2811 7119
生物肥 bio2fertilizer 0185 01010 5511 10210 2318 9013 2111 7819
214 　施用生物肥对水稻收割后土壤速效氮、磷、钾含量变化的影响
不同施肥处理水稻收割后土壤速效 N、P2O5 、K2O 含量均以生物肥处理的为最高 (表 4) ,比灭菌生物
肥处理的分别提高 1617、018 和 915mgΠkg ;比不施肥对照分别提高 014、1515 和 1115mgΠkg。说明生物肥
中所含微生物的固氮、解磷、解钾作用 ,不仅能促进当季水稻对 N、P、K的吸收利用 ,还能提高水稻茬后
土壤中的速效氮、磷、钾含量 ,有利于提高土壤肥力。
表 3 　生物肥对水稻 P、K吸收量的影响
Table 3 　The effect of bio2fertilizer on total absorption
of P ,K by rice and biomass
处理
treatment
稻株对 P、K养分吸收量 (mgΠ盆)
the absorption of Phosphorus and
Potassium in rice (mgΠpot)
P K
不施肥对照 control 27163 53413
灭菌生物肥 SBF 4614633 9411733
生物肥 bio2fertilizer 6319933 99619 3 表 4 　生物肥对水稻收割后土壤速效养分的影响Table 4 　The effect of bio2fertilizer on active nutrientsof soil after harvesting (mgΠkg)处理treatment 土壤速效养分quick2acting nutrient of soilN P2O5 K2O不施肥对照 control 18117 1114 2710灭菌生物肥 SBF 16514 2611 2910生物肥 bio2fertilizer 18211 2619 3815
3 　结论
本研究结果表明 : ①含固氮微生物的生物肥料能提高水稻的氮素供应水平 ,减少水稻对肥料氮的需
求。②含固氮菌、解磷菌和解钾菌的生物肥 ,有利于水稻对氮、磷、钾的吸收利用 ,并提高稻谷产量和生
物量 ,与其它研究结果一致[3 ,13～15 ] ;还能提高水稻茬后土壤的速效氮、磷、钾含量 ,有利于提高土壤肥力。
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