不同氮效率水稻生育后期根表和根际土壤硝化特征

通过田间试验研究了不同氮效率粳稻品种4007(氮高效)和Elio(氮低效)生育后期在N0(0kgNhm-2)、N180(180kgNhm-2)和N300(300kgNhm-2)水平下根表、根际和土体土壤pH值、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)含量、硝化强度和氨氧化细菌(AOB)数量。结果表明无论是齐穗期、灌浆期还是成熟期,根表土壤pH值均显著低于根际和土体土壤。土壤pH值范围在5.95至6.84之间变化。土壤NH4+-N含量随水稻生长显著下降,且随施氮量增加而显著增加。根表土壤NH4+-N有明显亏缺区,且随距水稻根表距离增加,NH4+-N含量逐渐升高。土壤NO3--N含量随水稻生长显著增加,施氮处理均显著高于不施氮处理,但N180和N300处理差异不显著。NO3--N含量表现为根际>土体>根表。水稻根表和根际土壤硝化强度随水稻生长显著下降,而土体土壤硝化强度随时间延长小幅增加。施氮显著提高4007水稻根表土壤在齐穗和收获期硝化强度以及Elio在齐穗期根际硝化强度,但在施氮处理N180和N300中无显著差异。在整个采样期间,土壤硝化强度均表现为根际>根表>土体。水稻根表和根际AOB数量随水稻生长而显著降低,而土体土壤AOB数量无显著变化。例如,根表土壤AOB数量在齐穗期、灌浆期和收获期分别为16.7×105、8.77×105个g-1drysoil和8.01×105个g-1drysoil。根表和根际土壤AOB数量无显著差异,但二者显著高于土体土壤AOB数量。就两个氮效率水稻品种而言,土壤pH值基本无差异。4007土壤NH4+-N含量均显著高于Elio。在齐穗期水稻根表、根际和土体土壤NO3--N含量在N180水平下均表现为Elio显著高于4007。而在灌浆期和收获期,水稻根表、根际和土体土壤则表现为4007显著高于Elio。在所有采样期,两个水稻品种土体土壤硝化强度和AOB数量在3个施氮量下均无显著差异。Elio根表和根际土壤硝化强度和AOB数量在水稻灌浆期之前一直显著高于4007,而在灌浆期之后则显著低于4007,且最终产量和氮素利用率(NUE)显著低于4007,这可能是由于4007灌浆期后硝化作用强,根际产生的NO3--N含量高,从而4007根吸收NO3--N的量也高造成的。因此水稻灌浆期和收获期根表和根际硝化作用以及AOB与水稻高产及氮素高效利用密切相关。