施肥對水稻植株碳氮分配與積累的影響.pdf

1、水稻是稻田生態(tài)系統(tǒng)中主要生產(chǎn)作物，氮素是影響水稻生長的一個重要營養(yǎng)元素，磷和鉀是除氮索外對水稻生長具有同等重要作用的營養(yǎng)元素。植物體內(nèi)碳幾乎全部是由植株自身光合作用同化CO2形成碳水化合物，而光合碳代謝與氮素的投入、植株氮素同化之間關(guān)系非常密切。因此，研究稻田生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)耦合關(guān)系具有一定的理論意義。本研究以稻田生態(tài)系統(tǒng)長期定位試驗(yàn)為對象，分析等氮投入不同氮源、不同氮磷鉀施肥配比二種施肥方式下水稻植株體內(nèi)碳、氮的積累與分配特征，探討不

2、同施肥水平下水稻植株碳氮累積關(guān)系，為稻田生態(tài)系統(tǒng)中碳氮循環(huán)耦合機(jī)制提供一定的理論依據(jù)。研究得到如下主要結(jié)果：
　　 (1)基于等氮投入、不同氮源施肥長期定位試驗(yàn)，分析水稻植株碳、氮積累與分配。結(jié)果表明，水稻各器官的碳含量在不同處理之間沒有明顯差異(P>0.05)，但氮含量有明顯的差異。有機(jī)-無機(jī)配施處理的莖葉、籽實(shí)中氮含量分別為8.9～10.2 g．kg-1和11.9～14.8 g.kg-1，比施用化肥處理的高13％～53％和9

3、％～19％，比對照(不施肥)高12％～77％和23％～32％。水稻碳、氮儲量大部分積累在植株的地上部分，其中，有機(jī)-無機(jī)施肥處理的籽實(shí)中碳、氮儲量較大，分別為3467.8～4323.9 kg.hm-2和120.3～135.2 kg.hm-2，比施用化肥處理分別高13％～23％和26％～45％。莖葉和籽實(shí)中碳儲旦占整個植株中儲旦的34％～38％和51％～60％；氮儲量占總氮儲量的28％～34％和61％～68％。結(jié)果表明，籽實(shí)是水稻植株主要

4、的碳、氮匯，有機(jī)-無機(jī)肥料配施有利于水稻氮的吸收和積累，對于水稻碳氮固定和累積具有一定的促進(jìn)作用。
　　 (2)基于我國南方雙季稻田區(qū)20 a施肥處理長期定位試驗(yàn)，分析不同氮磷鉀施肥水平對水稻碳、氮積累與分配。結(jié)果表明，水稻籽實(shí)和莖葉中的碳含量普遍高于根部碳含量；籽實(shí)碳含量在N處理下最高，為432.79 g.kg-1，其余施肥處理下籽實(shí)碳含量的差異不顯著。而氮含量在不同施肥處理下差異較大，以N處理下最高，為18.90 g.kg-

5、1，其次是NPK處理，為17.93 g.kg-1。水稻碳、氮儲量大部分積累在植株地上部分的籽實(shí)和莖葉中，分別是地下儲量的6.8～9.2和9.8～14.1倍。隨著施氮水平的增加，水稻籽實(shí)中的碳儲量也相應(yīng)增加，而在相同的施氨水平下，偏施氮肥處理水稻籽實(shí)中的碳氮儲量明顯低于NPK處理，NC處理的籽實(shí)碳氮含量低于NPKC。因此，與偏施氮肥相比，氮磷鉀三大元素的綜合施用更有利于水稻生長過程中碳氮的累積和分配。
　　 (3)利用等氮投入不同

6、氮源和不同氮磷鉀投入兩種施肥方式對不同生育期水稻植株生長過程中碳氮的積累與分配分析表明，在水稻分蘗期和孕穗期，相對于其它施肥處理單施化肥處理顯著增加水稻植株體內(nèi)氮含量，如孕穗期時，寧鄉(xiāng)點(diǎn)根部和地上部分水稻氮含量在NPK處理下最高，分別為11.87g．kg-1和20.06g.kg-1；從抽穗期至成熟期時，有機(jī)-無機(jī)結(jié)合的施肥方式有效促進(jìn)了水稻植株對氮素的吸收和碳氮的積累，如寧鄉(xiāng)點(diǎn)晚稻成熟期籽實(shí)氮含量在LOM和HOM處理下顯著最高，分別為2

7、0.36 g.kg-1和21.22 g.kg-1。研究表明，合理的施肥能在水稻不同生長時期有效促進(jìn)植株內(nèi)碳氮的吸收和累積。
　　 (4)在等氮投入不同氮源的條件下，有機(jī)-無機(jī)結(jié)合配施顯著降低廠成熟期籽實(shí)碳氮比，其比值為28.0～35.0，是NPK處理的84％左右；不同氮磷鉀配施下，除CK處理外，籽實(shí)碳氮比在其余施肥處理下沒有顯著性差異，莖葉C/N以N處理下顯著最高，為67.6。在水稻各個生育期，有機(jī)肥一無機(jī)結(jié)合配施均降低了植株中

8、碳氮比，不同氮磷鉀投入下，添加有機(jī)物循環(huán)的處理(NPC和NPKC)下水稻植株碳氮比均低于無循環(huán)處理(NP和NPK)，主要是因?yàn)榕涫┯袡C(jī)肥增加了水稻植株體內(nèi)氮索的含量。
　　 綜上所述，水稻植株地上部分是主要的碳氮匯，其中籽實(shí)碳氮儲量較高。隨著施氮水平的增加，水稻籽實(shí)中的碳儲量也相應(yīng)增加，在相同的施氮水平卜，氮磷鉀綜合施用比偏施氮肥處理更有利于水稻生長過程中碳氮的累積。在等氮投入不同氮源下，有機(jī)-無機(jī)肥配施顯著提高了水稻植株體內(nèi)氮