Page 22 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第6期

第41卷 第6期 华 中 农 业 大 学 学 报 Vol.41 No.6
2022年 11月 Journal of Huazhong Agricultural University Nov. 2022，16~26

碳、微生物量碳以及易氧化有机碳含量；肖小平等 ［15］ 验前各小区土壤肥力均匀一致，每小区施肥量见表
胡启良，杨滨娟，刘宁，等.绿肥混播下不同施氮量对水稻产量、土壤碳氮和微生物群落的影响［J］.华中农业大学学报，2022，41（6）：16‐26.
DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2022.06.002 研究表明稻草还田下短期内的减氮不会显著降低土 1，两边设有保护行，保护行宽度为30 cm。
壤的全氮含量，但会显著降低土壤的碱解氮含量。 紫云英于 2020年 9月 29日撒播，不施肥；油菜于
绿肥混播下不同施氮量对水稻产量、 土壤 C/N 变化会影响土壤微生物量和有机肥中的元 2020 年 11 月 11 日撒播，不施肥。早稻于 2021 年 3 月

土壤碳氮和微生物群落的影响 素固定与释放，进而影响土壤肥力和土壤碳氮循 25 日播种，5 月 3 日移栽，7 月 21 日收获；晚稻于 6 月
环 ［16-17］ 。佀国涵等 ［18］ 研究表明，长期种植绿肥能够 27日播种，7月28日移栽，10月24日收获。化肥种类
2
提高农田土壤中细菌、真菌和放线菌的丰度以及土 及其用量参照当地常规施肥：氮肥（N）150 kg/hm ，
胡启良，杨滨娟，刘宁，黄国勤
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壤微生物量碳的含量。不同的施肥措施不仅影响着 钾肥（K 2 O）120 kg/hm ，磷肥（P 2 O 5 ）90 kg/hm 。氮
江西农业大学生态科学研究中心，南昌 330045 土壤的理化性质，也影响着微生物生长发育所需要 肥（N 46%）按 基 肥∶分 蘖 肥∶穗 肥 =3∶4∶3，钾 肥
的养分、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等；绿肥 （K 2 O 60%）按分蘖肥∶穗肥=7∶3 施入，钙镁磷肥
摘要 为探究绿肥混播与氮肥配施对水稻产量、土壤碳氮和微生物群落的影响，明确影响微生物群落结构 翻压还田与减施氮肥改变能够改变土壤“碳”源和 （P 2 O 5 12%）全部做基肥施入。
的主要环境因子，在紫云英与油菜混播的条件下，设置不施氮（CK）、常规施氮（MRN）与减施氮肥常规量 20%、 ［20］
“氮”源 ，从影响土壤微生物群落结构。 表1 紫云英油菜混播与减氮试验设计
40%、60%（MRN1、MRN2、MRN3）共 5个处理，测定水稻产量及构成要素、土壤碳组分、土壤氮组分和微生物群 Experimental design of mixed sowing of
目前关于绿肥还田与减施氮肥的研究，大多关 Table 1
落相对丰度，分析碳氮对微生物群落的影响。结果显示：与 CK 相比，早稻产量增加 24.42%~39.23%，晚稻增产 Chinese milk vetch and rapeseed and reduced
注后茬作物产量和土壤养分，而关于土壤碳氮和微
19.34%~31.59%，处理 MRN1 早稻和晚稻的产量最高；与 CK 相比，MRN1 处理的硝态氮、铵态氮、碱解氮含量 application of nitrogen fertilizer kg/hm 2
生物群落结构的研究较少。本研究探讨在绿肥混播
分别显著高出 22.07%、19.05%、11.20%（P<0.05）。土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳的含量随施氮减少而增
还田下，减施氮肥对土壤活性有机碳组分和氮组分
加；土壤硝态氮和碱解氮含量随施氮量的减少而降低。优势细菌是绿弯菌门、变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、厚
的影响及微生物多样性和群落结构的变化，旨在为
壁菌门；增施氮肥增加了细菌群落的均匀度指数。碱解氮、硝态氮、铵态氮与优势菌群呈负相关关系；微生物量
提升稻田产量、土壤肥力和维持生态系统平衡提供
氮、易氧化有机碳、可溶性有机碳与优势菌群呈正相关关系；对细菌群落结构影响最大的环境因子是碱解氮、微
科学依据。
生物量氮和可溶性有机碳。以上结果表明，绿肥混播与减氮 20% 提升了水稻产量和土壤无机氮含量，增加了优
势细菌群落丰度，有利于稻田减排增效，并维持稻田生态系统稳定。 1 材料与方法
关键词 绿肥混播还田；水稻产量；减施氮肥；土壤碳氮；微生物群落；稻田生态平衡
1.1 试验地概况
中图分类号：S142；S154.1 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2022）06-0016-11
试验于 2020 年 9 月-2021 年 11 月，在江西农业
注 Note：CK：紫云英、油菜混播+不施氮肥 Mixed sowing of Chi‐
我国农业生产每年大约使用 0.3 亿 t 氮肥，约占 与油菜混播，充分利用光、温、水资源和生态位差，较 大学科技园水稻试验田（28°46′N，115°55′E）进行。 nese milk vetch and rapeseedseed+no nitrogen；MRN：紫云英、油菜
［1］
全球农业氮肥使用量的 30% 。有研究表明，我国 单播绿肥养分供给、提高水稻产量和培肥土壤效果 试验地属于亚热带季风性湿润气候，年均太阳总辐 混播+100% 氮肥 Mixed sowing of Chinese milk vetch and rapeseed‐
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［7］
的氮肥利用率仅有 30% ［2］ ，远低于西方发达国家。 更好。黄建余等 研究表明，紫云英与油菜混播的鲜 射量为 4.79×10 J/hm ，年均日照时数为 1 852 h， seed+conventional nitrogen application；MRN1：紫 云 英 、油 菜 混
年均 日 温 ≥0 ℃ 的 有 效 积 温 达 6 450 ℃ ，年 降 水 播 + 减 施 20% Mixed sowing of Chinese milk vetch and rapeseed‐
过量施用氮肥，不仅导致大量氮素盈余和地下硝酸 草还田总量较紫云英单播处理高出了 7 395~9 795
量 1 665.7 mm，年平均气温17.1~17.8 ℃。供试验土 seed+ reduced nitrogen application by 20%；MRN2：紫云英、油菜混
［3］
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盐污染 ，破坏了农田生态环境，而且会降低作物产 kg/hm 。张秋丽等 ［8］ 研究表明，紫云英与油菜以合 播 + 减 施 40%Mixed sowing of Chinese milk vetch and rapeseed‐
壤为发育于第四纪的红黏土，为亚热带典型红壤分
［4］
量和农产品品质 ，目前我国农业生产特别是在水稻 适的比例混播可显著提升后茬水稻产量。绿肥间作 seed+ reduced nitrogen application by 40%；MRN3：紫云英、油菜混
布区。试验开始时有机质含量（34.93±0.41）g/kg， 播+减施60%氮肥 Mixed sowing of Chinese milk vetch and rapeseed‐
生产中普遍存在过量施用氮肥和氮肥利用率偏低的 能显著提高土壤养分利用效率和土壤微生物量，影
全氮含量（2.00±0.02）g/kg，有效磷含量（15.58± seed+reduced nitrogen application by 60%.下同 The same as follows.
状况，严重影响了稻田生态系统的稳定性和可持续 响微生物活性和群落结构 ［9-10］ 。有研究表明在保证
1.41）mg/kg，速效钾含量（41.73±1.08）mg/kg，pH 1.4 样品采集与测定
［5］
性 ，不利于农业的可持续发展。因此，如何提高氮 水稻稳产的前提下，紫云英能够代替 20%~40% 的
值4.98±0.02。 1）水稻测产及考种。于早晚稻成熟期，各小区
［7］
肥利用效率，缓解稻田农业环境压力，维持土壤健 化肥 。夏文建等 ［11］ 研究表明，绿肥还田能够有效
1.2 供试材料 普查 20 蔸作为有效穗计算的依据，用平均法在各小
康，是当前农业研究的重要方向。 增加表层土壤的有机碳和可溶性有机碳的含量，有
供试作物与品种：紫云英（余江大叶籽）、油菜 区随机选取有代表性的水稻植株 5蔸，风干后作为考
绿肥作为有机物还田为土壤增加丰富的养分、 研究表明，绿肥还田能增加土壤总有机碳、轻组有机
（中油5号）、早稻（中嘉早17）、晚稻（天优华占）。 种材料。用清水漂洗，去空秕粒晾干后，用 1/100 分
促进土壤中难溶性养分转化、改善土壤理化性状、增 碳和可溶性有机碳的含量 ［12-13］ ，张迪等 ［14］ 研究结果
1.3 试验设计 析天平测千粒重（干质量）；每小区单打实收作为实
［6］
加土壤微生物活动以及有利于水土保持 。紫云英 表明，增施有机肥可以显著增加水稻土可溶性有机
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在冬季种植紫云英 18.75 kg/hm +油菜 3.75 际产量。水稻考种项目包括有效穗数、结实率、每穗
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kg/hm 的条件下，设置0、150、120、90和60 kg/hm 5 个 粒数、千粒重。
收稿日期：2022-04-06
基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFD0300208）；国家自然科学基金项目（32160528；41661070）；江西农业大学生态学“十三五”校级 施 氮 水 平（CK、MRN、MRN1、MRN2、MRN3）共 2）土壤活性有机碳测定。于晚稻收获后，每小
重点（建设）学科专项
5 个处理，3个重复，15个小区，每小区面积为 16.5 m 2 区按 5 点法取土样，取 0~15 cm 的耕作层土壤，混合
胡启良，E-mail：hu_qiliang@163.com
通信作者：黄国勤，E-mail：hgqjxes@sina.com （5.5 m × 3 m），小区间用高 30 cm 的水泥埂隔开，试 均匀，一部分土壤自然风干，除去杂质过筛，存放于