圆褐固氮菌对春小麦产量和氮肥利用效率的影响

1、核 农 学 报 2010,24(3 :599 604Journal of Nuclear Agricultural Sciences文章编号 :1000-8551(2010 03-0599-06圆褐固氮菌对春小麦产量和氮肥利用效率的影响卢秉林王文丽李娟车宗贤(甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所 , 甘肃 兰州730070摘要 :利用盆栽和田间试验 ,探讨了圆褐固氮菌 Azotobacter chroococcum beijerinck N45及用其研制的生 物氮肥对春小麦产量和氮肥利用效率的影响 , 旨在为生物氮肥的研制及其与化学氮肥的最佳配比用量 提供理论依据 。 结果表明 , 盆栽试

2、验中供试菌株 N45具有对春小麦的增产作用和对氮肥利用效率的促 进作用 。 将其研制为生物氮肥后 ,其效果在田间得到了很好的再现 , 盆栽与田间试验均是与半量化学氮 肥配施效果最佳 ,相比同量化肥处理分别提高春小麦秸秆产量 12. 70%和 16. 34%; 籽粒产量 15. 31%和 11. 77%; 氮素 收 获 指 数 0. 68%和 0. 13%; 氮 肥 农 学 利 用 率 30. 37%和 59. 39%; 氮 素 吸 收 利 用 率 26. 53%和 88. 66%; 氮肥偏生产力 15. 27%和 11. 77%; 氮肥生理利用率 12. 24%和 35. 24%, 同时还能

3、够提高秸秆和籽粒中全氮 、 全磷和全钾的累积量 。关键词 :春小麦 ; 圆褐固氮菌 ; 生物氮肥 ; 氮肥利用效率EFFECTS OF Azotobacter chroococcum BEIJERINCK ON YIELD ANDFERTILIZER N USE EFFICIENCY OF SPRING WHEATLU Bing-lin WANG Wen-li LI Juan CHE Zong-xian(Institute of Soil , Fertilizer and Water Saving Agriculture , Gansu Academy of Agricultural Scie

4、nces , Lanzhou , Gansu730070Abstract :Pot and field trials were conducted to study effects of Azotobacter chroococcum beijerinck N45and the developed biological nitrogen fertilizer on the yield and fertilizer N use efficiency of spring wheat , and aimed to provide a theoretical basis on developing b

5、iological nitrogen fertilizer and determine the best ratio of biological nitrogen fertilizer with chemical nitrogen. Results showed that the developed Azotobacter chroococcum beijerinck N45biological nitrogen fertilizer could increase spring wheat yield and improve the ues efficiency of nitrogen fer

6、tilizer in the pot trial , and the most significant effect was found at the application combined with half amount of chemical nitrogen in the pot and field trials. Compared with the same amount of chemical nitrogen treatment , spring wheat straw yield 15. 31%and 11. 77%, grain yield increased by 12.

7、 70%and 16. 34%, nitrogen harvest index 0. 68%and 0. 13%, N agronomy efficiency 30. 37%and 59. 39%, fertilizer N use efficiency 26. 53%and 88. 66%, partial factor productivity from applied N 15. 27%and 11. 77%, physiological efficiency of applied N 12. 24%and 35. 24%in the pot and field trials , res

8、pectively. Meanwhile , it improved the in total nitrogen , total phosphorus and total potassium in spring wheat straw and grain.Key words :spring wheat ; Azotobacter chroococcum beijerinck ; biological nitrogen fertilizer ; fertilizer N use efficiency收稿日期 :2009-09-30接受日期 :2009-12-25基金项目 :国家绿色农业科学研究与

9、示范项目 (2007-12-2 , 甘肃省农业科学院农业科技创新专项 (2009GAAS27作者简介 :卢秉林 (1979- , 男 , 甘肃民勤人 , 助研 , 主要从事土壤和环境微生物的研究工作 。 Tel E-mail :lblhappy163. com固氮细菌是土壤生态系统中十分重要的功能群之 一 , 在土壤氮素循环中发挥着 不 可 替 代 的 作 用1, 将其作为微生物肥料的接种剂 , 相比化肥具有成本低 、 使 用安全 、持续效果好 、 增产稳定 、 非再生能源消耗少 、 对 995环境和食品安全 、 经济效益高等特 点 2。 利用固氮菌 作为田间接 种

10、 剂 的 研 究 在 世 界 各 地 广 泛 开 展 2, 3, 并 取得了一些可喜的成绩 。 许 多 研 究 结果显示 , 接种联 合固氮菌对植物的生长具有促 进作用 , 并伴随一定的 增产效应 4, 5, 但由于菌株与寄主植物的专一性较强 , 不同生境与植物固氮菌的种类和特性不同 , 因此 , 从特 定生境和植物根际分离获得高效固氮菌株以研制适合 不同生境和 植 物 的 专 用 生 物 菌 肥 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。 本文首先通过盆栽试验 , 在不同化学氮肥用量下 , 接种本研究室从当地小麦根际 分离所得的 Azotobacter chroococcum beijerinc

11、k N45, 研究其对春 小 麦 产 量 及 其 养分利用效率的影响 , 并在盆栽试验结束后 , 将其研制 成生物氮肥 , 结合盆栽试验所得的最佳化肥配比用量 , 通过田间试验 , 对它于春小麦的肥效进行进一步验证 , 旨在为生物氮肥的研制及其与化肥的最佳配比用量提 供理论依据 。1材料与方法1. 1盆栽试验试验在甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研 究所温室 进 行 。 供 试 土 壤 取 自 兰 州 市 刘 家 堡 农 户 大 田 , 取土时先除去 0 40cm 表层土壤 , 挖取 40 70cm 土层土壤 , 风干 、 混匀过筛 。 土壤肥力偏低 , 含有机质 2. 29g ·

12、kg 1, 全氮 0. 24g ·kg 1, 全磷 0. 56g ·kg 1, 全钾24. 9g ·kg 1, 速效氮 18. 2mg ·kg 1, 速效磷 (P 2 O 515. 1mg ·kg 1, 速 效 钾 (K2O 41. 0mg ·kg 1, 全 盐 0. 43g ·kg 1, pH 为 8. 28。 试验盆钵 为直径 20cm , 高 23cm 的 塑料花盆 , 播种前称取土样 4. 0kg 与肥料 充 分 混 匀 后 装盆 。 供试作物为春小麦 3412, 每盆播种 15粒 , 出苗 后第 5天定苗为 10株

13、 。 试 验 于 2007年 9月 17日 播 种 , 2008年 1月 30日收获 。 收获时进行常规考种 , 并 在籽粒和秸秆风干后进行全氮 、 全磷和全钾含量测定 。 菌液 制 备 时 采 用 固 氮 菌 液 体 培 养 基 :甘 露 醇20. 0g 、 KH 2 PO40. 2g 、 K2HPO40. 8g 、 FeCl30. 01g 、 MgSO 4·7H 2 O 0. 2g 、 NaMoO4·2H2O 0. 03g 、 K2SO40. 1g 、CaCO31. 0g 、 蒸馏水 1000ml , pH 为 7. 2。 首先取 1支供 试菌种的冻存管 , 在无菌 操

14、作 条 件 下 用接种环取一环 接种到预先制备好的无菌液体 培养基中 , 然后放入恒 温震荡仪 , 30 恒温 , 180r /min 摇培 3d 后接菌 , 接菌前 测得有效活菌数超过 1 109ml 1。试验在磷 、 钾化肥用量一致的条件下 , 设置不施氮肥 (N 0 、 施 1/4氮肥 (N0. 25、 施 1/2氮肥 (N0. 5、 施 3/4氮肥 (N 0. 75 和施全量 氮 肥 (N15个 施 氮 水 平 , 每 个施氮水平下设 置 不 接 菌 和 接 菌 2个 处 理 , 另 外 设 有 1个不施肥也不接菌剂的对照处理 CK1, 共 11个处理 , 5次重 复 。 其 中 全

15、量 处 理 按 施 纯 N 0. 15g ·kg 干 土 1、P2O50. 1g ·kg 干土 1、 K2O 0. 1g ·kg 干土 1的常规用量 计算 , 氮肥用尿素 , 磷肥用重过磷酸钙 , 钾肥用氯化钾 , 化 肥 作 为 基 肥 一 次 性 施 入 。 供 试 菌 种 Azotobacter chroococcum beijerinck N45(简 称 N45 为 本 研 究 室 从 甘肃春小麦根际土壤分离筛选所得 , 菌剂在小麦播种 和苗期分 2次接入 , 每次每盆接种 50ml 。1. 2田间试验盆栽试验结束后 , 将 N45用载体 (Z 吸附 ,

16、其中载 体为菌种吸附剂 , 制成固体生物氮肥 (Nb , 其 有 效 活 菌数超过 1 109g 1, 结合盆栽试验所得的最佳化肥配 比用量 , 进一步通过田间试验对它在春小麦上的肥效 进行验证 。 试验设在甘肃省农业科学院土肥所白云试 验站 。 供试土壤为石 灰 性 灌 漠 土 , 耕 层 (0 20cm 土 壤 pH 值为 8. 01, 含有机质 20. 65g ·kg 1、 全氮 1. 43g ·kg 1、 全 磷 0. 69g ·kg 1、 全 钾 30. 20g ·kg 1、 速 效 氮70. 0mg ·kg 1、 速 效 磷 (P2

17、O538. 6mg ·kg 1, 速 效 钾(K2O 139. 52mg ·kg 1。 田间前茬作物为单作油葵 。试验在磷肥 用 量 一 致 的 条 件 下 , 设 置 半 量 (N 0. 5 和全量 (N12个化学氮 肥施用水平 , 每个施氮水平下 设置生物氮肥和载体 2个配施处理 , 同时为了判断所 研制肥料对小麦的增产效果来自载体还是菌株 , 增设 1个 载 体 处 理 和 1个 不 添 加 任 何 肥 料 的 对 照 处 理(CK2, 共 6个处理 , 3次重复 , 采用随机区组排列 , 小 区面积为 18m 2(4. 5m 4m 。 供试小麦品种为永良四 号 ,

18、播量为 450kg ·hm 2。 试验氮素用尿素 、 磷素 用 重过磷酸 钙 , 施 肥 全 量 按 N 150kg ·hm 2, P2O5120kg ·hm 2计算 , 其中磷肥和 70%氮肥作为基肥于播种前施 入 , 其余氮肥在第一次灌水时施入 , 生物氮肥和载体的 施用量均为 120kg ·hm 2, 采用土施法随种子一起施入 播种沟 , 并及时覆土 , 避 免阳光暴晒 。 试 验 于 2008年 3月 23日播种 , 7月 10日收获 。 小麦成熟后 , 各小区 收获中央 3m 3m , 脱 粒 风 干 计 产 , 并 随 机 收 获 20株 进

19、行常规考种 。1. 3测定与计算方法春小麦籽粒和秸秆中全氮 、 全磷和全钾含量分别采用 H2SO4-H2O2消煮 , 奈氏比色法 、 钒钼黄比色法和 火焰光度计法进行测定 , 有关养分累积量 、 氮素收获指 数和氮肥利用效率按照以下公式计算 :养分累积量 =干物质量 养分含量 (N 、 P 、 K 6氮素收 获 指 数 NHI (% =(籽 粒 吸 氮 量 /植 株 吸 氮量 1007氮肥农学利用 率 NAE (kg ·kg 1 =(施 氮 处 理 产 量 不施氮处理产量 /施氮量 7氮肥吸收利用率 NUR (% =(施氮处理吸氮量 不施氮处理吸氮量 /施氮量 1007氮肥偏生产力

20、PFP (kg ·kg 1 =施氮处理产量 /施 氮量 8氮素生理利 用 率 NPE (kg ·kg 1 =(施 氮 处 理 产 量 不施氮处理产量 /吸氮量 81. 4数据处理试验数据采用 Excel 2003进行统计 , DPS 3. 01进 行方差分析 。2结果2. 1盆栽试验2. 1. 1圆褐固氮菌对盆栽春小麦 产量及构成因素的 影响 由表 1看出 , N45与化学氮肥配施时对春小麦 籽粒和秸秆增产效果显著 , 其中与半量化学氮肥配施 时增幅最大 , 分别为 15. 31%和 12. 70%, 而 且 与 全 量 氮肥处理之间差异不显著 , 其 增 产 作 用 主

21、要 表 现 在 增 加千粒重 、 穗 粒 数 和 穗 长 , 对 株 高 无 明 显 影 响 , 其 中 与半量化学 氮 肥 配 施 时 的 千 粒 重 、 穗 粒 数 和 穗 长 显 著高于同量 化 肥 处 理 12. 31%、 5. 29%和 7. 29%, 而 且 千 粒 重 和 穗 粒 数 与 全 量 化 学 氮 肥 处 理 之 间 差 异 不 明显 。2. 1. 2圆褐固氮菌对盆栽春小麦秸秆和籽粒中全氮 、 全磷和全钾累积量的影响 从表 2看出 , 接种 N45能 够提高春小麦秸秆和籽粒中全氮 、 全磷和全钾 的累积 量 , 与同量化肥处理相比 , 籽粒中全氮 、 全磷和全钾累 积量

22、分别提高 6. 02% 25. 13%、 4. 54% 35. 23%和 2. 74% 32. 12%; 秸秆中全氮 、 全磷和全钾累积量 分别提高 14. 29% 40. 44%、 36. 25% 88. 33%和 9. 74% 14. 33%; 整 个 地 上 部 分 (秸 秆 +籽 粒 的 全 氮 、 全 磷 和 全 钾 累 积 量 分 别 提 高 13. 75% 25. 41%、 3. 73% 39. 75%和 10. 17% 18. 67%。表 1圆褐固氮菌对盆栽春小麦产量及构成因素的影响Table 1Effects of A. chroococcum beijerinck on y

23、ield and yield components of spring wheat in pot experiment处理 treatment千粒重1000-grain weight (g 穗粒数grains per Panicle籽粒产量grain yield (g ·pot 1株高plant height (cm 穗长panicle length (cm 秸秆产量 straw yield (g ·pot 1CK129. 36 0. 89e 16. 18 0. 76f 4. 75 0. 24g 56. 95 2. 28bc 7. 29 0. 25f 6. 52 0. 12

24、efN24. 32 2. 96f 14. 04 0. 65g 3. 41 0. 49h 55. 42 1. 79c 7. 28 0. 52f 5. 93 0. 48fNN4524. 16 0. 72f 13. 92 0. 69g 3. 36 0. 31h 56. 94 2. 84bc 7. 54 0. 24f 6. 73 0. 39eN0. 2530. 68 1. 75de 19. 22 1. 33e 5. 91 0. 72f 57. 85 1. 83abc 9. 51 0. 26e 8. 40 0. 42dN0. 25N4532. 49 0. 80cd 20. 62 0. 69d 6. 70

25、 0. 29e 59. 84 6. 68abc 9. 74 0. 97de 9. 45 1. 08cN0. 531. 02 2. 26de 21. 54 0. 46d 6. 86 0. 42de 60. 87 4. 80ab 10. 49 0. 33cd 9. 53 0. 52cN0. 5N4534. 84 1. 01ab 22. 68 0. 83c 7. 91 0. 49b 60. 21 3. 52ab 11. 04 0. 34ab 10. 74 0. 56abN0. 7532. 32 1. 52cd 22. 74 1. 11c 7. 34 0. 36cd 57. 89 4. 41abc 1

26、0. 60 0. 30bc 9. 79 0. 54cN0. 75N4535. 43 0. 50a 23. 86 0. 59ab 8. 45 0. 25a 61. 29 4. 48ab 11. 21 0. 35a 10. 76 0. 41abN133. 54 0. 51bc 22. 80 0. 86bc 7. 65 0. 33bc 60. 49 3. 22ab 10. 26 0. 55cd 10. 57 0. 51bN1N4535. 87 0. 55a 24. 22 0. 88a 8. 68 0. 19a 62. 29 2. 04a 11. 28 0. 24a 11. 42 0. 69a注 :C

27、K 1 :不施肥料 ; N:不施化学氮肥 ; N0. 25:施 1/4化学氮肥 ; N0. 5:施 1/2化学氮肥 ; N0. 75:施 3/4化学氮肥 ; N1:施全量化学氮肥 ; N45:供试圆褐固氮菌 。 同列不同字母表示处理间差异显著 (P <0. 05 。 下同 。Note :CK 1 :No fertilizer ; N:No chemical nitrogen fertilizer ; N0. 25:A quarter of chemical nitrogen fertilizer application ; N0. 5:An half of chemical nitrog

28、enfertilizer application ; N 0. 75 :Three quarters of chemical nitrogen fertilizer application ; N1:Full of chemical nitrogen fertilizer application ; N45:Azotobacterchroococcum beijerinck N45. Different letters in the same column meant significant difference among treatments at 0. 05level. The same

29、 as following tables. 2. 1. 3圆褐固氮菌对盆栽春小麦 氮素收获指数和氮素利用效率的影响 从表 3看出 , 无论是否接菌 , 氮素收获指数均随施氮水 平 的提 高 而 降 低 , 但 是 接 种 N45可以提高春小麦的氮素收获指数 , 说明接种 N45能促使更多的氮素在籽粒中累积 。 氮素生理利用率随施氮量的增加而增加 , 接种 N45可提高春小麦氮素生理利用率 2. 57% 17. 56%, 其中在低氮水平 (N 0. 25 和 N 0. 5 下的提高幅度相对较大 , 分别 为 17. 56%和 12. 24%。 而氮肥农学利用率 、 氮素 吸收利用率和氮肥偏生产力

30、 均随施氮水平的提高而降低 , 但是接种 N45能提高氮 肥农学利用率 24. 50% 30. 37%, 其中与 1/2化学氮 肥配施时增 幅 最 高 ; 提 高 氮 肥 吸 收 利 用 率 21. 44% 32. 55%, 其中与 3/4化学氮 肥 配 施 时 增 幅 最 高 ; 提 高 氮肥偏生产力 13. 26% 15. 27%, 其中与 1/2化学氮 肥配施时增幅最高 。2. 2田间试验2. 2. 1生物氮肥对田间春小麦产 量及构成因素的影 响 在盆 栽 试 验 结 束 后 , 将 N45研 制 成 固 体 生 物 氮 肥 , 并结合盆栽 试 验 所 得 的 最 佳 化 肥 配 比 用

31、 量 (半 量 化学氮肥 , 进 一 步 通 过 田 间 试 验 对 它 在 春 小 麦 上 的 肥效进行验证 , 结果表明 (表 4 , 生物氮肥与半量化学氮肥配施 (N 0. 5 P1Nb 时 , 春小麦 籽粒 和秸 秆 产 量 显 著高于同量 化 肥 与 载 体 配 施 处 理 (N 0. 5 P1Z 11. 77%和16. 34%, 而且其秸秆产量与全量化肥处理 (N 1 P1Z 之间差异不显著 , 其中增产效果主要表现在增加穗粒数和穗长 , 显著 高 于 同 量 化 肥 处 理 (N0. 5P1Z 13. 82%和 6. 20%, 而对春 小 麦 的 穗 数 、 千 粒 重 和 株

32、高 无 明 显 影响 。 在与全量化学氮肥配施 (N1P1Nb 时 , 对春小麦籽 粒和秸秆产量的影响不明显 。 而且从表 4还可看出 , 单独以载体处理 (Z 的籽粒和秸秆产量均要显著高于不施肥处理 (CK2, 说明固 体 生 物 氮 肥 研 制 时 所 选 用 的载体在一定程度上能够增强供试菌株的肥效 。表 2圆褐固氮菌对盆栽春小麦养分累积量的影响Table 2Effects of A. chroococcum beijerinck on nutrients accumulation of spring wheatin pot experiments (mg ·pot 1处理 t

33、reatment全氮累积量total nitrogen accumulation全磷累积量total phosphorus accumulation全钾累积量total potassium accumulation 秸秆 straw 籽粒 grain 总和 sum 秸秆 straw 籽粒 grain 总和 sum 秸秆 straw 籽粒 grain 总和 sumCK2 38. 36 0. 70hi92. 13 4. 60f130. 49 4. 49g1. 17 0. 02g42. 45 2. 12e43. 63 2. 12h340. 55 6. 24f21. 84 1. 09e362. 40

34、6. 08fN 0 33. 20 2. 68i72. 23 10. 42g105. 43 12. 94h6. 22 0. 51e31. 60 2. 95f37. 82 2. 91i345. 00 27. 86f15. 70 1. 47f360. 69 27. 66fN 0 N4543. 34 2. 53h76. 58 7. 14g119. 93 9. 59gh7. 54 0. 44d31. 69 2. 95f39. 23 3. 38hi411. 90 24. 00e16. 13 1. 50f428. 03 25. 44eN 0. 25 73. 47 3. 61g129. 83 15. 87e2

35、03. 30 18. 69f10. 58 0. 52b52. 70 6. 44bcd63. 28 6. 83ef539. 04 26. 50d28. 39 3. 47d567. 43 29. 15dN 0. 25 N4584. 69 9. 68f148. 58 6. 42d233. 27 14. 81e19. 85 2. 27a50. 31 2. 17d70. 16 4. 07cd616. 26 70. 47c37. 51 1. 62b653. 77 71. 58cN 0. 5 95. 30 5. 22e155. 98 9. 62cd251. 28 12. 88d5. 62 0. 31ef54

36、. 46 3. 36bc60. 09 3. 51fg611. 83 33. 52c32. 93 2. 03c644. 75 34. 50cN 0. 5 N45133. 84 5. 68d181. 28 11. 25b315. 12 11. 16c6. 02 0. 31ef69. 10 4. 29a75. 11 4. 21ab689. 62 35. 99b40. 32 2. 50a729. 94 35. 41bN 0. 75 137. 08 7. 52c165. 50 8. 15c302. 58 9. 67c4. 80 0. 26f51. 32 2. 52cd56. 12 2. 48g609.

37、03 33. 42c33. 78 1. 66c642. 80 33. 06cN 0. 75 N45159. 65 6. 13b207. 09 6. 22a366. 74 10. 20a9. 04 0. 35c69. 40 2. 09a78. 43 2. 23a679. 91 26. 11b40. 57 1. 22a720. 48 26. 58bN 1 153. 93 7. 50b166. 40 7. 18c320. 34 13. 49b10. 04 0. 49b56. 74 2. 45b66. 79 2. 81de678. 75 33. 05b35. 18 1. 52bc713. 93 34.

38、 12bN 1 N45175. 93 10. 66a190. 51 4. 27b366. 44 13. 86a6. 40 0. 39e66. 77 1. 50a73. 17 1. 78bc744. 86 45. 11a41. 68 0. 94a786. 54 45. 74a注 :CK 2 :不施肥料 ; Z :载体 ; P1:施全量化学磷肥 ; Nb :供试固体生物氮肥 。 下同 。Note :CK 2 :No fertilizer ; Z :Carrier ; P1:Full of chemical phosphate fertilizer application ; Nb :Solid b

39、iological nitrogen fertilizer was developed by Azotobacterchroococcum beijerinck N45. The same blow.表 3圆褐固氮菌对盆栽春小麦氮素收获指数和氮素利用效率的影响Table 3Effects of A. chroococcum beijerinck on nitrogen harvest index and fertilizer N use efficiency of spring wheat in pot experiments处理 treatment 氮素收获指数NHI (%氮肥农学利用率NA

40、E (kg ·kg 1氮肥吸收利用率NUR (%氮肥偏生产力PFP (kg ·kg 1氮素生理利用率 NPE (kg ·kg 1N0. 2563. 71 2. 31a 16. 69 6. 11b 65. 25 13. 62b 39. 43 4. 82b 18. 79 5. 64cN0. 25N4563. 78 2. 02a 21. 91 2. 82a 85. 23 13. 05a 44. 66 1. 93a 22. 09 2. 29bcN0. 562. 06 1. 50a 11. 49 2. 15cd 48. 62 5. 06cd 22. 86 1. 41d 21

41、. 97 3. 20bcN0. 5N4562. 48 2. 11a 14. 98 2. 62bc 61. 52 5. 86b 26. 35 1. 64c 24. 66 2. 77abN0. 7554. 70 2. 00b 8. 73 1. 03de 43. 81 2. 28de 16. 32 0. 80ef 23. 72 2. 13bN0. 75N4556. 47 0. 95b 11. 20 0. 92d 58. 07 2. 18bc 18. 78 0. 57e 24. 33 1. 63abN151. 95 0. 93c 7. 06 0. 79e 35. 82 2. 14e 12. 75 0.

42、 55g 25. 42 2. 21abN1N4552. 02 1. 21c 8. 79 0. 77de 43. 50 3. 30de 14. 47 0. 33fg 27. 64 1. 90a2. 2. 2生物氮肥对田间春小 麦养分 积累的影响 从 表 5可以看出 , 供试生物氮肥 (Nb 能够促进春小麦中 全氮 、 全磷和全钾的累积 , 而且与半量化学氮肥配施时的促进 效 果 要 优 于 与 全 量 化 学 氮 肥 配 施 (N 1 P1N b。其中和半量化学氮肥配施时 , 与同量 化肥和载体的配施处理 (N 0. 5 P1Z 相 比 , 秸 秆 中 全 氮 、 全 磷 和 全 钾 累 积量提

43、高 16. 83%、 25. 00%和 24. 39%, 籽 粒 中 全 氮 、 全 磷和全钾累积量提高 17. 84%、 14. 36%和 11. 78%, 整 个地 上 部 分 全 氮 、 全 磷 和 全 钾 累 积 量 提 高 19. 51%、 15. 99%和 22. 95%。 和 全 量 化 学 氮 肥 配 施 (N1P 1N b 时 , 与同量化肥和载体的配施 (N1P1Z 处理相比 , 秸秆 中全 氮 、 全 磷 和 全 钾 累 积 量 提 高 6. 51%、 12. 91%和 10. 57%, 籽 粒 中 全 氮 、 全 磷 和 全 钾 累 积 量 提 高 15. 76%、 3

44、. 74%和 3. 77%, 整 个 地 上 部 分 全 氮 、 全 磷 和全钾累积量提高 14. 30%、 5. 17%和 9. 84%。表 4生物氮肥对田间春小麦产量及构成因素的影响Table 4Effects of biological nitrogen fertilizer on yield and yield components of spring wheat in field experiments处理 treatment穗数spike No.(104·hm 2穗粒数grains No.千粒重1000-grainweight (g 株高plant height(cm 穗

45、长panicle length(cm 籽粒产量grainyield(kg ·hm 2秸秆产量 straw yield (kg ·hm 2CK2530. 83 145. 84a 19. 27 2. 84c 44. 83 8. 94a 65. 55 5. 03ab 5. 51 0. 27e 4114. 81 195. 73e 3953. 45 330. 11d Z 558. 89 121. 18a 22. 23 0. 64bc 45. 72 0. 81a 60. 46 5. 00b 6. 13 0. 40d 5170. 37 373. 89d 4967. 61 111. 14c

46、N 0. 5 P1Z 572. 50 114. 88a 24. 75 2. 81b 47. 35 1. 47a 69. 83 7. 39a 7. 26 0. 15c 6448. 15 344. 50c 6195. 28 251. 80bN 1 P1Z 639. 17 68. 57a 29. 28 0. 46a 48. 05 2. 20a 72. 62 5. 37a 7. 86 0. 04b 7896. 30 191. 27a 7586. 64 464. 32aN 0. 5 P1Nb 626. 11 88. 33a 28. 17 0. 45a 47. 76 0. 50a 71. 26 4. 14

47、a 7. 71 0. 21bc 7207. 41 367. 56b 7207. 41 99. 80aN 1 P1Nb 646. 11 77. 62a 30. 70 0. 85a 48. 16 1. 40a 73. 18 3. 32a 8. 37 0. 29a 8192. 59 273. 15a 7562. 39 287. 03a 表 5生物氮肥对田间春小麦秸秆和籽粒养分累积量的影响Table 5Effects of biological nitrogen fertilizer on nutrients accumulation ofspring wheat straw and grain in

48、 field experiments (kg ·hm 2处理 treatment全氮累积量total nitrogen accumulation全磷累积量total phosphorus accumulation全钾累积量total potassium accumulation 秸秆 straw 籽粒 grain 总和 sum 秸秆 straw 籽粒 grain 总和 sum 秸秆 straw 籽粒 grain 总和 sumCK 2 8. 46 0. 70f59. 34 2. 82f67. 80 2. 97f1. 66 0. 14e9. 30 0. 44e10. 96 0. 48e1

49、16. 59 8. 61f14. 81 0. 70e131. 40 8. 82fZ 12. 77 0. 28e79. 00 5. 71e91. 77 5. 46e2. 24 0. 05d12. 77 0. 92d15. 01 0. 88d161. 62 4. 01e19. 65 1. 42d181. 27 3. 75eN 0. 5 P1Z15. 92 0. 65d98. 72 5. 28d114. 64 5. 21d3. 00 0. 13c16. 64 0. 89c19. 64 1. 01c210. 86 1. 40d27. 08 1. 45c237. 94 1. 99dN 1 P1Z24.

50、28 1. 49b130. 37 3. 16b154. 65 3. 58b3. 95 0. 24b21. 40 0. 52a25. 35 0. 67a278. 51 15. 01b33. 16 0. 80a311. 67 14. 47bN 0. 5 P1Nb18. 60 0. 26c116. 33 5. 93c137. 01 5. 75c3. 75 0. 06b19. 03 0. 97b22. 78 0. 96b262. 28 1. 78c30. 27 1. 55b292. 55 2. 73cN 1 P1Nb25. 86 0. 99a150. 91 5. 03a176. 77 4. 71a4.

51、 46 0. 17a22. 20 0. 74a26. 66 0. 91a307. 94 6. 51a34. 41 1. 15a342. 35 7. 56a2. 2. 3生物氮肥对田间春小麦氮 素收获指数和氮素 利用效率的影响 从 表 6可 以 看 出 , 生物氮肥与半量 化学氮肥配施时 , 能够显 著提 高 春 小 麦氮肥农学利用 率 59. 39%、 氮肥吸收利 用 率 88. 66%、 氮肥 偏 生 产 力 11. 77%、 氮 肥 生 理 利 用 率 35. 24%, 其 增 幅 均 高 于 与 全量化学氮肥配施 。 虽然生物氮肥与半量化学氮肥配 施时春小麦的氮素收获指数与同量化肥处理之

52、间差异 不显著 , 但数值上仍高于同量化肥处理 。表 6生物氮肥对田间春小麦氮素收获指数和氮素利用效率的影响Table 6Effects of biological nitrogen fertilizer on nitrogen harvest index and fertilizer N use efficiency of spring wheat in field experiments处理 treatment 氮素收获指数NHI (%氮肥农学利用率NAE (kg ·kg 1氮肥吸收利用率NUR (%氮肥偏生产力PFP (kg ·kg 1氮肥生理利用率 NPE (kg

53、·kg 1N 0. 5 P1Z 86. 09 0. 89a 17. 04 1. 67c 30. 50 3. 13c 85. 98 4. 60b 12. 97 1. 52cN 1 P1Z 84. 30 0. 86b 18. 17 1. 67bc 41. 92 3. 22b 52. 64 1. 27c 20. 93 2. 20aN 0. 5 P1Nb 86. 20 0. 75a 27. 16 0. 09a 57. 54 0. 40a 96. 10 4. 90a 17. 54 0. 97bN 1 P1Nb 85. 36 0. 76ab 20. 15 1. 15b 56. 67 2. 09a

54、 54. 62 1. 82c 20. 05 1. 55ab604 Journal of Nuclear Agricultural Sciences 2010 ， 24 （ 3 ） ：599 604 这与姚拓 磷和全钾的累 积 量， 9 16 、 张国霞 等的研究 3 讨论 试 验 结 果 表 明，盆 栽 试 验 中 圆 褐 固 氮 菌 结果相符 。 究其解磷 机 理， 是因为这些联合固氮菌具 醋 酸、 丙 酸、 乙 醇 酸、 延胡索 有分 泌 有 机 酸 （ 如 甲 酸 、 酸、 乳酸和丁二酸等） 的能力，而这些酸可使土壤中不 溶性磷素转变 为 可 溶 性 磷 素，同 时 一 些 羟 酸 可

55、与 钙 、 铁等形成螯合物，使 磷 有 效 地 溶 解 和 被 植 物 吸 收 赵记军等 18 17 （ Azotobacter chroococcum beijerinck N45 ） 对春小麦的 增 产作用和对氮肥利用效率的促进作用在其研制为生物 氮肥后， 在 田 间 得 到 了 很 好 的 再 现。 这 与 韩 文 星 姚拓 9 5 。 、 从海 南 省 陵 水 普 通 野 生 稻 中 分 离 所 得 的 、 席琳乔 10 等人关于固氮菌能够促进作物生长 11 固氮菌 Whr50 不仅具有较强的固氮能力，而且还具有 钾的特性， 这进一步验证了本研 促进水稻植株吸收磷 、 究中固氮菌可以同时提高春小麦中全磷和全钾累积量 的结果 。 过量 施 用 氮 肥， 不 仅 浪 费 资 源， 而且造成环境污 染， 因此