施N对不同水稻品种N肥利用率及根际硝化作用和硝化微生物的影响

发生在水稻根际的硝化作用对水稻的氮素(N)营养受到人们越来越大的关注。在田间条件下研究了不同N效率粳稻品种(4007、武运粳7号和Elio)在无肥(0kgN/hm2)、中肥(180kgN/hm2)和高肥(300kgN/hm2)水平下籽粒产量、吸N量、N肥利用率、根际土壤铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)含量、硝化强度和氨氧化细菌(AOB)数量。结果表明不同水稻品种的籽粒产量在3个N处理中差异极显著,4007在中肥处理中获得最高产量11117kg/hm2,而Eilo在所有处理中籽粒产量均最低。各品种地上部吸N量随施N量增加而增加,但各品种之间差异不显著。不同水稻品种N肥利用率差异显著,4007显著高于武运粳7号和Elio。本试验根据不同品种水稻在不施N肥水平下的籽粒产量与N肥利用率的大小,将3个品种分为N肥高效敏感型(4007)、N肥高效不敏感型(武运粳7号)和N肥低效不敏感型(Elio)。在水稻中后期干湿交替的水分管理条件下,无肥和中肥区的水稻根际土壤以NO3--N为主;而在高肥区则以NH4+-N为主。随着施N量增加,水稻根际土壤铵、硝态N含量也随之增加。NH4+-N含量在无肥、中肥和高肥水平下分别为0.88、0.94mg/kg和13.5mg/kg,而NO3--N含量分别为1.61、1.73mg/kg和2.33mg/kg。不同水稻品种根际土壤硝化强度之间差异极显著,在3个施N水平下均表现为4007>武运粳7号>Elio。其平均值分别为6.94、5.46μg/(kg·h)和2.42μg/(kg·h)。在3个施N水平下,Elio根际土壤AOB数量均显著低于4007和武运粳7号。4007根际土壤AOB数量在高肥水平下达最大值2.02×106个/g土,而最小值为中肥水平下Elio的根际土壤(1.89×105个/g土)。相关性分析表明,水稻根际土壤硝化强度在无肥、中肥和高肥条件下与产量呈极显著正相关关系(r=0.799,0.877,0.934),而且在中肥条件下与水稻N肥利用率显著相关(r=0.735)。水稻根际土壤AOB数量分别和硝化强度以及水稻籽粒产量呈极显著正相关关系。试验结果表明,水稻根际的硝化作用较大程度上决定着水稻籽粒产量或水稻N肥利用率。