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生化抑制剂和腐植酸联合添加对尿素在黑土水稻种植中氮素供应稳定性的影响

肖富容 李东坡 杜艳娣 薛妍 宋玉超 张可 李永华 郑野 张金明 崔永坤

肖富容, 李东坡, 杜艳娣, 薛 妍, 宋玉超, 张 可, 李永华, 郑 野, 张金明, 崔永坤. 生化抑制剂和腐植酸联合添加对尿素在黑土水稻种植中氮素供应稳定性的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1113 − 1122 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021061301
引用本文: 肖富容, 李东坡, 杜艳娣, 薛 妍, 宋玉超, 张 可, 李永华, 郑 野, 张金明, 崔永坤. 生化抑制剂和腐植酸联合添加对尿素在黑土水稻种植中氮素供应稳定性的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1113 − 1122 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021061301
XIAO Fu-rong, LI Dong-po, DU Yan-di, XUE Yan, SONG Yu-chao, ZHANG Ke, LI Yong-hua, ZHENG Ye, ZHANG Jin-ming, CUI Yong-kun. Effects of Combined Addition of Biochemical Inhibitors and Humic Acids on Nitrogen Supply by Stability Urea for Rice in Black Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1113 − 1122 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021061301
Citation: XIAO Fu-rong, LI Dong-po, DU Yan-di, XUE Yan, SONG Yu-chao, ZHANG Ke, LI Yong-hua, ZHENG Ye, ZHANG Jin-ming, CUI Yong-kun. Effects of Combined Addition of Biochemical Inhibitors and Humic Acids on Nitrogen Supply by Stability Urea for Rice in Black Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1113 − 1122 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021061301

生化抑制剂和腐植酸联合添加对尿素在黑土水稻种植中氮素供应稳定性的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021061301
基金项目: 国家重点研发计划项目(2017YFD0200707)资助
详细信息
    作者简介:

    肖富容(1997−),男,满族,辽宁本溪人,硕士研究生,主要从事植物营养与新型肥料研究。E-mail: xiaofurong0911@163.com

    通讯作者:

    E-mail: lidp@iae.ac.cn

  • 中图分类号: S511

Effects of Combined Addition of Biochemical Inhibitors and Humic Acids on Nitrogen Supply by Stability Urea for Rice in Black Soil

  • 摘要:   目的  研究同时添加不同种生化抑制剂和腐植酸后尿素在黑土区水田的施用效果,为黑土区稻田新一代高效稳定性尿素肥料的研制提供理论依据。  方法  采用盆栽方法,以不施氮肥(CK)及施用尿素(N)为对照,通过测定水稻土中的氮素转化特征及水稻生理指标、产量及氮肥利用效率等的影响,探究添加腐植酸(HA)、N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和2-氯-6-三甲基吡啶(CP)及腐植酸分别与三种生化抑制剂组合制成的7种稳定性尿素肥料改善氮素供应稳定性的差异。  结果  ①相比单施普通尿素,添加腐植酸及NBPT、DMPP、CP均能提高水稻产量、吸氮量及尿素氮肥利用效率。② 相比单独施用NBPT,尿素联合添加NBPT和腐植酸后能有效抑制土壤硝化作用,分别提高水稻株高、分蘖数和叶绿素含量1.84%、13.38%和2.80%,但会降低水稻产量、叶面积指数、水稻吸氮量、氮肥利用率及偏生产力。③ 相比单独施用DMPP,尿素联合添加腐植酸、DMPP能分别提高水稻株高、分蘖数和叶绿素含量3.04%、5.20%和3.71%,显著降低土壤硝化抑制率、水稻产量、水稻吸氮量、氮肥利用率及偏生产力(P < 0.05)。④ 相比单独施用CP,尿素联合添加腐植酸、CP提高了土壤速效氮含量、水稻株高、分蘖数、叶绿素含量、生物产量,显著提高水稻籽粒产量、水稻吸氮量、氮肥利用率及偏生产力(P < 0.05)。  结论  腐植酸与CP联合添加制成新型稳定尿素肥料用于在东北黑土区水稻栽培,有利于作物增产及氮肥利用率的提高。
  • 图  1  水稻不同生育时期不同处理土壤表观硝化率(%)

    Figure  1.  Apparent nitrification rates (%) of soil at different growth stages of rice under different treatments(%)

    图  2  不同处理水稻分蘖期土壤硝化抑制率(%)

    图柱不同字母表示表示差异达5%为显著水平。

    Figure  2.  Nitrification inhibition rates (%) of soil in rice tillering stage under different treatments(%)

    图  3  不同处理水稻地上部及地下部干物质分配比例

    Figure  3.  Proportion of dry matter distribution between aboveground and underground parts of rice under different treatments

    表  1  水稻不同生育时期不同处理土壤铵态氮含量(mg kg−1

    Table  1.   Contents of soil ammonium nitrogen at different growth stages of rice under different treatments(mg kg−1

    处理
    Treatment
    分蘖期
    Tillering
    抽穗开花期
    Heading and flowering
    灌浆期
    Filling
    成熟期
    Mature
    CK 19.67 ± 0.30 e 17.60 ± 1.26 bc 13.95 ± 0.27 c 13.54 ± 1.22 b
    N 20.22 ± 0.43 e 15.02 ± 0.03 d 12.38 ± 1.12 d 11.51 ± 0.49 c
    H 49.59 ± 2.41 a 20.40 ± 0.53 a 11.80 ± 0.69 de 13.52 ± 0.51 b
    NBPT 24.57 ± 1.28 cd 20.28 ± 0.20 a 15.08 ± 0.38 bc 13.16 ± 0.75 b
    DMPP 27.46 ± 1.45 bc 18.84 ± 1.12 ab 12.75 ± 0.59 d 12.48 ± 0.90 bc
    CP 28.67 ± 1.33 b 17.98 ± 1.64 bc 15.76 ± 1.13 b 12.48 ± 0.10 bc
    NBPT + H 25.83 ± 2.67 bcd 17.73 ± 1.49 bc 10.87 ± 0.47 e 13.35 ± 0.93 b
    DMPP + H 23.12 ± 0.58 d 16.59 ± 0.34 cd 12.47 ± 0.10 d 12.86 ± 0.29 b
    CP + H 47.82 ± 2.17 a 20.22 ± 1.24 a 17.14 ± 0.53 a 15.62 ± 0.17 a
      注:同列不同字母表示差异达5%为显著水平。
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    表  2  水稻不同生育时期不同处理土壤硝态氮含量(mg kg-1

    Table  2.   Contents of soil nitrate nitrogen in different growth stages of rice under different treatments(mg kg-1

    处理
    Treatment
    分蘖期
    Tillering
    抽穗开花期
    Heading and flowering
    灌浆期
    Grouting
    成熟期
    Mature
    CK 2.63 ± 0.22 b 5.33 ± 0.03 ab 4.58 ± 0.07 a 2.58 ± 0.03 e
    N 2.37 ± 0.03 cd 4.74 ± 0.48 c 2.40 ± 0.10 d 3.14 ± 0.07 d
    H 3.05 ± 0.03 a 4.94 ± 0.28 bc 1.72 ± 0.02 e 2.76 ± 0.19 e
    NBPT 2.41 ± 0.00 c 4.97 ± 0.37 bc 2.67 ± 0.23 c 3.25 ± 0.05 d
    DMPP 2.14 ± 0.01 ef 4.63 ± 0.41 cd 2.40 ± 0.03 d 2.70 ± 0.24 e
    CP 2.11 ± 0.01 f 4.94 ± 0.22 bc 2.85 ± 0.15 bc 4.35 ± 0.12 b
    NBPT + H 2.26 ± 0.01 de 4.53 ± 0.02 cd 1.76 ± 0.09 e 5.33 ± 0.09 a
    DMPP + H 2.14 ± 0.01 ef 4.15 ± 0.11 d 2.83 ± 0.05 bc 2.17 ± 0.16 f
    CP + H 2.22 ± 0.01 ef 5.80 ± 0.22 a 2.94 ± 0.15 b 3.62 ± 0.21 c
      注:同列不同字母表示差异达5%为显著水平。
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    表  3  不同处理水稻生长指标

    Table  3.   Growth index of rice under different treatments

    处理
    Treatment
    株高(cm)
    Plant height
    分蘖数(个)
    Tiller number
    叶绿素(SPAD)
    Chlorophyll content
    叶面积指数(cm2
    Leaf area
    CK 71.98 ± 1.94 c 7.53 ± 0.31 d 7.43 ± 0.31 e 24.33 ± 2.46 c
    N 84.32 ± 1.20 a 10.27 ± 0.31 c 19.52 ± 0.07 d 25.56 ± 0.83 c
    H 79.16 ± 4.73 b 11.67 ± 0.12 ab 21.70 ± 1.63 a 29.60 ± 0.73 b
    NBPT 82.67 ± 2.25 ab 10.47 ± 0.81 c 20.95 ± 0.14 abc 29.92 ± 3.78 b
    DMPP 79.06 ± 0.59 b 11.53 ± 0.61 ab 21.27 ± 0.88 ab 30.13 ± 0.41 b
    CP 84.20 ± 0.21 a 11.13 ± 0.61 bc 19.86 ± 0.04 cd 34.45 ± 1.85 a
    NBPT + H 84.19 ± 4.62 a 11.87 ± 0.76 ab 21.53 ± 0.81 ab 27.53 ± 0.79 bc
    DMPP + H 81.46 ± 1.65 ab 12.13 ± 0.50 a 22.06 ± 0.05 a 27.31 ± 0.94 bc
    CP + H 84.68 ± 0.66 a 11.67 ± 0.12 ab 20.30 ± 0.33 bcd 29.75 ± 1.02 b
      注:同列不同字母表示差异达5%为显著水平。
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    表  4  不同处理水稻产量、吸氮量及氮肥利用效率

    Table  4.   Yield, nitrogen uptake, nitrogen use efficiency of rice under different treatments

    处理
    Treatment
    生物产量(g pot−1
    Total biomass
    籽粒产量(g pot−1
    Grain yield
    籽粒吸氮量(g pot−1
    Grain N uptake
    总吸氮量(g pot−1
    Total N uptake
    氮肥利用率(%)
    NUE

    氮肥偏生产力(g g−1
    NPFP
    CK 182.91 ± 4.23 d 58.76 ± 1.33 g 0.66 ± 0.05 f 1.28 ± 0.09 d
    N 306.12 ± 15.77 c 76.29 ± 2.22 f 0.90 ± 0.08 e 2.39 ± 0.04 c 26.54 ± 1.03 c 18.17 ± 0.53 e
    H 306.99 ± 18.72 c 104.01 ± 4.61 bc 1.23 ± 0.07 bc 2.45 ± 0.12 c 27.75 ± 2.79 c 24.76 ± 1.10 ab
    NBPT 317.63 ± 14.62 bc 99.82 ± 2.29 cd 1.15 ± 0.01 c 2.67 ± 0.12 b 33.19 ± 2.88 b 23.77 ± 0.55 bc
    DMPP 363.89 ± 5.28 a 111.24 ± 2.26 a 1.36 ± 0.05 a 3.00 ± 0.07 a 40.84 ± 1.57 a 26.49 ± 0.54 a
    CP 329.38 ± 2.12 bc 98.74 ± 5.61 cd 1.17 ± 0.11 c 2.73 ± 0.10 b 34.46 ± 2.47 b 23.51 ± 1.34 bc
    NBPT + H 310.72 ± 16.24 bc 85.03 ± 2.85 e 1.02 ± 0.08 d 2.60 ± 0.07 b 31.45 ± 1.56 b 20.25 ± 0.68 d
    DMPP + H 307.00 ± 8.84 c 94.23 ± 3.32 d 1.14 ± 0.04 c 2.68 ± 0.07 b 33.40 ± 1.76 b 22.44 ± 0.79 c
    CP + H 333.13 ± 18.03 bc 109.62 ± 6.64 ab 1.33 ± 0.06 ab 3.09 ± 0.03 a 43.01 ± 0.80 a 26.10 ± 1.58 a
      注:同列不同字母表示差异达5%为显著水平。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-16
  • 录用日期:  2022-02-22
  • 修回日期:  2022-02-17
  • 刊出日期:  2022-09-30

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