稻田生態(tài)種養(yǎng)模式氮素轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究.pdf

1、氮(N)是作物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素，然而過(guò)量的N肥施用不僅帶來(lái)肥效的降低，而且導(dǎo)致一系列不良的環(huán)境反應(yīng)，研究稻田N素的轉(zhuǎn)化及動(dòng)態(tài)規(guī)律，對(duì)提高N的有效利用及其降低N的環(huán)境危害具有重要意義。本研究通過(guò)野外采樣、室內(nèi)分析測(cè)定、室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)和田間小區(qū)實(shí)驗(yàn)，利用靜態(tài)箱技術(shù)、自制測(cè)滲計(jì)技術(shù)和密閉式酸吸收法等手段，對(duì)稻鴨和稻魚(yú)共作生態(tài)系統(tǒng)稻田N的礦物固定與固定態(tài)銨的釋放；稻田土壤可溶性有機(jī)N的生態(tài)學(xué)效應(yīng)；田面水N庫(kù)與土壤N庫(kù)相互轉(zhuǎn)化；作物生長(zhǎng)與N素轉(zhuǎn)化

2、的聯(lián)系及其系統(tǒng)N素?fù)p失進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)果如下： 1、相對(duì)于常規(guī)稻作，由于鴨和魚(yú)的存在，稻鴨、稻魚(yú)共作降低了土壤pH，顯著提高了0.02-1mm的砂粒和細(xì)砂粒含量，顯著降低了<0.002mm粘粒的含量，使得稻田土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體數(shù)量增加，土壤團(tuán)聚化程度加強(qiáng)，因此改善了土壤質(zhì)地。稻鴨、稻魚(yú)共作提高了土壤全N、全P含量，增幅分別為4％～7％和4％～13％，顯著地增加了土壤NH4+、速效P含量，而對(duì)土壤NO3-影響不大。

3、 2、土壤固定態(tài)銨受鴨、魚(yú)活動(dòng)，施肥和水稻生長(zhǎng)多種因素影響。施肥促進(jìn)土壤對(duì)銨的固定，土壤固定態(tài)銨含量隨著土壤交換性NH4+和pH增加而增加；相對(duì)于常規(guī)稻作，鴨和魚(yú)的存在顯著地提高了土壤固定態(tài)銨含量，其增幅為4％～5％；土壤固定態(tài)銨含量與>0.2mm的砂粒含量和<0.002mm的粘粒含量成極顯著或顯著相關(guān)；水稻吸N量與土壤固定態(tài)銨呈顯著負(fù)相關(guān)，與土壤固定態(tài)銨的釋放量呈顯著正相關(guān)，水稻吸收促進(jìn)土壤固定態(tài)銨的釋放。因此，相對(duì)于常規(guī)稻作，

4、稻鴨、稻魚(yú)共作提高了土壤N含量和水稻吸N量，降低了土壤固定態(tài)銨的釋放，為創(chuàng)造了一個(gè)對(duì)作物潛在有效的N庫(kù)。 3、在水稻全生育期，土壤微生物量N表現(xiàn)為先升后降，并于成熟期有所回升；土壤脲酶、脫氫酶和蛋白酶活性表現(xiàn)為先升后降，過(guò)氧化氫酶活性變化不大。相對(duì)于常規(guī)稻作，由于鴨子和魚(yú)的活動(dòng)及其生活糞便作用，稻鴨、稻魚(yú)共作顯著提高了土壤微生物量N含量、土壤脲酶活性、脫氫酶活性和蛋白酶活性，其增幅分別為7％～8％、8％～13％、13％～17％和

5、10％～14％。 相關(guān)分析表明，土壤微生物量N與土壤速效N、土壤全N、全P和水稻吸N量之間不相關(guān)，土壤脲酶和脫氫酶活性與土壤速效N負(fù)相關(guān)，土壤酶活性與土壤全N、全P不相關(guān)，土壤脲酶、脫氫酶和蛋白酶活性與水稻吸N量呈顯著相關(guān)，土壤微生物量N與土壤酶活性不相關(guān)。 4、稻田土壤SON是水稻吸收、微生物吸收和N淋失的交互作用的綜合反映。在水稻全生育期，土壤SON與土壤無(wú)機(jī)N呈顯著正相關(guān)，與水稻吸N量呈顯著負(fù)相關(guān)；而由于水稻對(duì)N的

6、吸收和N的下滲淋失，土壤SON與土壤微生物量不相關(guān)。相對(duì)于常規(guī)稻作，由于鴨和魚(yú)的存在，稻鴨、稻魚(yú)共作生態(tài)系統(tǒng)土壤SON含量顯著降低了7％～12％。DON是稻田滲漏水的主要N形態(tài)。相對(duì)于常規(guī)稻作，稻鴨、稻魚(yú)共作減少了土壤SON的潛在淋失。 5、NH4+是田面水無(wú)機(jī)N素的主要形態(tài)；同時(shí)，相對(duì)于處理常規(guī)稻作，稻鴨稻魚(yú)共作顯著降低田面水pH，顯著提高NH4+濃度，而TN濃度有所增加，而對(duì)NO3。無(wú)明顯影響；稻鴨共作顯著提高了DO濃度，而

7、稻魚(yú)共作顯著降低了DO濃度。田面水中NH4+/TN在施肥后第3天達(dá)到最大，隨后降低，而所有處理NH4+/TN的均值相當(dāng)，表明稻鴨、稻魚(yú)共作不會(huì)增加TN中NH4+的比重，因此不會(huì)提高氨N為形態(tài)的相對(duì)流失潛力。 滲漏水中NO3-是無(wú)機(jī)N淋失的主要形態(tài)；相對(duì)于處理常規(guī)，稻鴨、稻魚(yú)共作滲漏水NO3-和TN濃度降低，而滲漏水NH4+無(wú)明顯變化。稻鴨、稻魚(yú)共作肥料N潛在淋失率分別為2.72％、2.58％，低于處理常規(guī)稻作(2.99％)，表明

8、稻鴨、稻魚(yú)共作可以減少施入N肥潛在的下滲淋失，同時(shí)稻魚(yú)共作減少N肥淋失的效果好于稻鴨共作。 6、由于鴨子和魚(yú)的存在，相對(duì)于常規(guī)稻作，稻鴨、稻魚(yú)顯著提高稻田田面水總P濃度、溶解P濃度和土壤速效P含量及水稻植株對(duì)P的吸收，而土壤全P有所增加。在水稻全生育期，稻鴨、稻魚(yú)共作系統(tǒng)田面水總P濃度、溶解P濃度、土壤全P和速效P含量在施肥后達(dá)到最大值，此后隨水稻的生長(zhǎng)逐漸降低，表明施P肥后一周是控制稻田P流失的關(guān)鍵時(shí)期；同時(shí)，對(duì)P的環(huán)境效應(yīng)分

9、析表明，在稻鴨、稻魚(yú)共作期間，要注意避免農(nóng)田排水和防止因降雨引起的田面水外溢。此外，由于鴨子和魚(yú)的活動(dòng)提高了土壤有效養(yǎng)分含量，降低化肥的施用量，進(jìn)而降低了化肥損失所造成的環(huán)境危害。 7、各處理N2O排放具有類似的變化模式；N2O排放峰值出現(xiàn)在施肥后2星期和稻田落干期。與常規(guī)稻作相比，由于鴨魚(yú)的存在，稻鴨共作生態(tài)系統(tǒng)N2O釋放量顯著增加為8％～13％，稻魚(yú)共作生態(tài)系統(tǒng)N2O釋放量則顯著減少了4％～5％。在稻田淹水期，N2O排放與溫

10、度變化不相關(guān)，與土壤有效N和pH相關(guān)；稻田排干后，N2O排放與溫度變化、土壤有效N和pH不相關(guān)，表明在稻田淹水期，N2O排放受土壤氧化.還原層的硝化.反硝化作用影響，而在稻田落干期，N2O排放受土壤溫度、水分含量和pH共同影響。稻鴨共作提高了系統(tǒng)N2O的增溫效應(yīng)，而稻魚(yú)共作降低了系統(tǒng)N2O的增溫效應(yīng)。 8、尿素的施用促進(jìn)NH3的揮發(fā)，尿素施用后一周NH3揮發(fā)量占總揮發(fā)量的79％～87％，說(shuō)明了施肥后一周是控制NH3揮發(fā)的關(guān)鍵時(shí)期

11、。對(duì)影響NH3揮發(fā)的因子分析表明，NH3通量與土壤pH、田面水pH、田面水NH4+濃度呈顯著或極顯著相關(guān)，與溫度和土壤脲酶活性不相關(guān)。相對(duì)于常規(guī)稻作，由于鴨子和魚(yú)的存在降低了田面水pH，稻鴨、稻魚(yú)共作降低了稻田NH3揮發(fā)。因此，稻田養(yǎng)鴨養(yǎng)魚(yú)能夠降低N肥的損失率，進(jìn)而提高N肥的利用率。 9、施肥和水稻吸N是影響N平衡最主要的因素，NH3揮發(fā)、降雨和灌溉水也是影響N平衡的重要因素，而N2O釋放、N淋失和鴨和魚(yú)N的輸出對(duì)平N衡的貢獻(xiàn)不