水稻盆栽速效氮淋洗法及短期亏氮效果分析 

 

摘 要：【目的】探索一种简易、有效的盆栽土壤速效氮淋洗方法，并分析水稻花前不同时期土壤氮亏缺对不同类型水稻主功能叶及植株花后氮积累的影响，以期为阐明水稻花后氮素积累、转运特征和大田生产减氮技术应用奠定研究基础。

 

【方法】比较了 3 种水稻盆栽土壤速效氮淋洗方法的减氮效果，同时探讨了水稻花前 14 d 和花前3 d 短期亏氮对籼粳杂交稻甬优 12 号、籼型杂交稻中浙优 1 号上 3 叶 SPAD 值、氮浓度和花后植株含氮量的影响。

 

【结果】通过淋洗结构+沙土混合基质方法进行 3 次淋洗，即可将土壤中 85.6%的硝态氮和 67.1%的铵态氮洗脱；水稻花前处理后，土壤硝态氮和铵态氮含量分别降低 42.1%～59.3%和 35.0%～43.9%，可实现预期的土壤减氮效果，短期内对土壤速效氮供应能力形成有效抑制。

 

花前土壤氮亏缺导致甬优 12 上 3 叶 SPAD 值和氮浓度以及齐穗后 10  d 植株茎鞘、叶、穗和单株含氮量显著降低，且茎鞘、穗和单株含氮量在两淋洗处理间差异显著。花前14 d 淋洗减氮导致中浙优 1 号上 3 叶 SPAD 值和氮浓度以及齐穗后 10 d 单株和穗部含氮量显著下降，花前 3 d 淋洗处理则对中浙优 1 号上 3 叶氮浓度和植株氮积累量几乎无影响。

 

【结论】水稻对花前 14 d 氮亏缺的敏感性显著高于花前 3  d，植株不同叶位叶片的叶色和氮浓度对土壤氮亏缺敏感度由下而上增强，两时期土壤氮亏缺对籼粳杂交稻甬优 12 的影响均远大于籼型杂交稻中浙优 1 号，意味着籼型杂交稻中浙优 1 号花后对土壤速效氮需求明显降低，而籼粳杂交稻甬优 12 减数分裂期后对土壤速效氮存在更高需求。 

 

施氮是目前提高水稻产量最直接、有效的途径之一。然而，我国水稻栽培普遍存在氮肥施用量过高，施用方式不合理、养分损失严重等问题[1,  2]，氮肥利用率仅为 28.3%[3]，远低于国际水平，同时造成严重环境污染[4-6]，直接威胁着人们的健康。优化氮肥投入技术，减少氮肥损失，实现农业节氮减氮、提高氮肥利用率的同时做到稳产增产，是农业生产和环境和谐共存、可持续发展的必然趋势。

 

目前学者主要通过调整氮肥总量[7]、分期调控[8]、同位素示踪[9]、水肥一体化技术、测土配方施肥、新型肥料施用[10, 11]、选育氮高效品种[12]、增密减氮[13, 14]等方法，研究水稻生长生理、产量形成和氮素积累、转运、再利用的关系，以及氮效率提高的可能途径。

 

一般认为，水稻籽粒中氮素主要来源于花前植株积累的氮素转运以及花后植株对土壤氮素的吸收[15, 16]，其中，花前积累氮素转移量可占到籽粒总氮的 80%以上[17]，而随着籼粳杂交稻研究的兴起，其灌浆期和叶片超长保绿期与花后土壤氮的吸收、再转运特征的关系成为重点。

 

研究表明，拔节至抽穗期是水稻吸氮高峰期[18, 19]，穗分化期特别是减数分裂期至始穗期对氮素非常敏感[20]，此时供氮或亏氮，会对颖花退化、功能叶片生理、源库器官非结构性碳水化合物(nonstructural  carbohydrate, NSC)积累[21]，甚至植株生育进程产生重要影响。 

 

土壤氮素淋溶流失源于地表径流的向下渗漏和土壤水的向下移动，是稻田可用氮的主要损失方式。有研究者通过土壤渗漏池[22]、排水采集器[23]、土柱淋溶[24]等方式来研究肥料养分淋溶损失，而通过土壤渗漏淋洗的方式主动降低土壤中速效氮含量，快速抑制土壤供氮能力，以此来分析土壤氮亏缺对水稻花后氮素积累、转运影响的研究尚未见报道。

 

本研究拟探索一种简易、有效的土壤速效氮淋洗方法，并分别于花前 14  d 和 3  d 进行淋洗处理，探讨水稻花前不同时期土壤氮亏缺对籼型杂交稻和籼粳型杂交稻主功能叶及植株花后氮积累的影响，以期为阐明水稻花后氮素积累及转运特征，并为大田生产减氮技术应用提供研究基础。