王夢姣，鄧百萬，彭 浩

輪作區(qū)不同品系水稻根際土壤元素變化趨勢研究

王夢姣1，2，3，鄧百萬2，3，彭 浩2，3

(1.陜西理工大學(xué)陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西漢中 723000;2.陜西理工大學(xué)陜西省食藥用菌工程技術(shù)研究中心，陜西漢中 723000;3.陜西理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西漢中 723000)

【目的】研究陜西南部水稻-油菜輪作制種植方式下，不同品系水稻在其不同生長時(shí)期根際土壤元素含量的變化趨勢?！痉椒ā勘疚睦秒姼旭詈系入x子體發(fā)射光譜法的實(shí)驗(yàn)方法，對該地區(qū)3個(gè)采樣點(diǎn)(安康、城固、寧強(qiáng))2個(gè)水稻品種在水稻3個(gè)重要生長時(shí)期(五葉期、分蘗期、孕穗期)根際土壤的P、K、Ca、Mg、Na、Fe 6種營養(yǎng)元素及Mn、Zn、Cr、Cu 4種重金屬元素的含量變化進(jìn)行了研究和對比?！窘Y(jié)果】這10種元素含量范圍分別是41.6～2189.2，10 301.2～32 141.2，198.7～6517.3，6101.3～30 021.0，2761.2～15 293.2，8907.6～106 080.0，165.4～790.4，6.2～39.4，39.4～91.3，3.3～43.3 mg/kg;營養(yǎng)元素彼此具有顯著相關(guān)性，重金屬之間呈相關(guān)或顯著相關(guān)性。通過對土壤含水量及酸堿性的研究發(fā)現(xiàn)，土壤含水量符合水稻水田生長特性，在水稻孕穗期含水量均較高，個(gè)別采樣地還能達(dá)到50%;除安康地區(qū)為偏酸性水稻土(pH5.5～6.5)，其余采樣地均為中性土壤，均適合水稻生長。【結(jié)論】本研究揭示了水稻根際土壤元素的變化趨勢，為合理施肥及水土保持方面起理論支持的作用。

水稻;根際土壤;金屬元素;土壤微環(huán)境

【研究意義】水稻正常生長發(fā)育需要多種營養(yǎng)元素(碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅等)，除碳、氫、氧從水和空氣中獲得，其它均需要從土壤中獲得。一旦土壤中能夠被水稻吸收的營養(yǎng)元素不能滿足水稻生長發(fā)育需求，水稻就會(huì)出現(xiàn)各種缺乏元素的現(xiàn)象，比如水稻缺鈣會(huì)導(dǎo)致其根系生長差、莖和根尖的分生組織受損，根尖細(xì)胞腐爛、死亡等[1-2];缺鎂會(huì)使水稻葉尖、葉緣出現(xiàn)色澤褪淡變黃，穗枝?；坎粚?shí)粒增加，導(dǎo)致減產(chǎn)[3-4];當(dāng)水稻出現(xiàn)苗期僵苗不發(fā)，分蘗期推遲時(shí)很有可能是缺鋅;當(dāng)水稻缺錳時(shí)，葉脈會(huì)出現(xiàn)間斷失綠的現(xiàn)象，還會(huì)出現(xiàn)褐色細(xì)小斑點(diǎn)。因此，對作物適當(dāng)?shù)氖┮苑柿夏軌驇椭魑锪己蒙L，達(dá)到高質(zhì)高產(chǎn)的目的[5]。另一方面，重金屬元素對水稻也有顯著影響:錳脅迫下，水稻敏感品種莖和根干重分別降低了17.4%和20.8%，產(chǎn)量顯著下降[6];高濃度的鉻對水稻種子的萌發(fā)及幼苗生長均有一定抑制作用，對根的抑制作用最明顯[7]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】一般情況下，作物能夠直接吸收利用的各種營養(yǎng)元素主要來源于土壤膠體表面的吸附元素，比如，作物吸收利用的鈣元素主要來源于膠體表面的吸附鈣[8];作為作物利用的主要有效鎂，代換態(tài)鎂(能夠被一般代換劑代換出來的鎂元素)一般也吸附在土壤膠體表面[9]。而作為植物能夠利用的營養(yǎng)元素的主要存在介質(zhì)土壤膠體，具有保持土壤黏度結(jié)構(gòu)、含蓄水份、保持土壤肥力等特點(diǎn)，在水土保持過程中起重要作用。人為改變土壤含水量、土壤酸堿性會(huì)直接影響土壤膠體表面能及膠體帶電性，使土壤膠體固有的凝集作用發(fā)生變化，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)劇烈變化，較原始土壤更易出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象。因此有針對性的合理施用肥料不僅能夠保證作物的正常生長發(fā)育還能夠起到防止水土流失，保護(hù)土壤資源的目的。輪作，即在同一塊田地上，有順序地在季節(jié)間或年間輪換種植不同的作物或復(fù)種組合的一種種植方式，具有用地、養(yǎng)地的特點(diǎn)，能夠減少病蟲害、改善土壤膠體結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力等。輪作制耕種能夠顯著降低通過土壤侵染作物的病蟲害(如煙草的黑脛病、蠶豆根腐病、甜菜褐斑病、西瓜蔓割病等);如將感病的寄主作物與非寄主作物實(shí)行輪作，便可消滅或減少這種病菌在土壤中的數(shù)量，減輕病害。對為害作物根部的線蟲，輪種不感蟲的作物后，可使其在土壤中的蟲卵減少，減輕危害。陳丹梅等在研究土壤理化生物學(xué)性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)種植模式與作物土傳真菌病害的發(fā)生密切相關(guān)，輪作種植能顯著作物感染病蟲害的幾率[10]。此外，輪作種植方式還能使植物均衡利用土壤養(yǎng)分、調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)土壤肥力:不同作物從土壤中吸收的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量和比例不同，不同作物輪換種植，可保證土壤養(yǎng)分的均衡利用，避免其片面消耗?！緮M解決的關(guān)鍵問題】陜西南部地區(qū)是陜西省水稻的主產(chǎn)區(qū)，也是我國重要的水稻主產(chǎn)區(qū)[11]，該地區(qū)的水稻種植方式屬于油菜-水稻輪作制耕種。本文用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP OPTICAL EMISSION，ICP-OES)對陜南輪作制水稻主產(chǎn)區(qū)(安康和漢中地區(qū))的2個(gè)不同水稻品系(K優(yōu)082、先豐優(yōu)901)在不同生長時(shí)期(五葉期、分蘗期、孕穗期)的根際土壤中6種主要金屬營養(yǎng)元素和4個(gè)重金屬元素含量進(jìn)行了分析，結(jié)合土壤含水量和土壤酸堿性結(jié)果，探索水稻3個(gè)重要生長時(shí)期根際土壤的肥力狀況，為該地區(qū)合理施用肥料起基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)支持，同時(shí)，還能達(dá)到避免因過渡使用肥料對土壤造成的不必要的水土流失現(xiàn)象?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】本實(shí)驗(yàn)在陜西南部地區(qū)水稻主要種植區(qū)安康、城固和寧強(qiáng)[12]，這3個(gè)采樣地氣候情況分別亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候、北亞熱帶濕潤季風(fēng)區(qū)和暖溫帶山地濕潤季風(fēng)氣候，年平均溫度分別為15.2、14.3、13.0℃，年均降水主要都集中在9月，經(jīng)度分別為109。01′E、107。13′E、105。60′E，緯度分別為32。42′N、32。75′N、32。55′N，海拔高度分別為260、480、820 m，土質(zhì)均為儲育性水稻土，灌溉水源類型分別為河水、河水、泉水，土地使用肥料均為尿素、復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)。水稻K優(yōu)082為平原地區(qū)主栽品種[13]，在安康、城固、寧強(qiáng)3個(gè)地區(qū)的水稻株高分別是115.6、115.6、110.6 cm，水稻穗數(shù)分別為17.3、16.7、16.9，水稻粒數(shù)分別為180.8、160.6、161.4，水稻結(jié)實(shí)率分別為84.3%、85.8%、82.6 %，農(nóng)作方式均為單季稻。先豐優(yōu)901為山區(qū)地區(qū)主栽品種[13]，在安康、城固、寧強(qiáng)3個(gè)地區(qū)的水稻株高分別是118.3、111.2、112.4 cm，水稻穗數(shù)分別為18.1、17.4、16.2，水稻粒數(shù)分別為182.5、170.0、169.1，水稻結(jié)實(shí)率分別為86.9%、84.7%、80.7 %，農(nóng)作方式均為單季稻。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本實(shí)驗(yàn)采用5點(diǎn)采樣法進(jìn)行土壤樣品采集，將水稻根系從土壤中挖出，用抖落法[14]抖掉與根系松散結(jié)合的土體，然后將土壤連帶植物組織包裹帶回實(shí)驗(yàn)室后迅速進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)處理。在同一塊實(shí)驗(yàn)田的沒有種植水稻的土壤部分，取5～20 cm的土壤，去除表面植被、沙石等，帶回實(shí)驗(yàn)室后過2 mm篩，充分混勻后作為對照土壤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2 土壤含水量

稱取10 g的土壤(記下準(zhǔn)確的重量g，經(jīng)105℃烘干后直至恒重(兩次稱重相差不大于3 mg)，冷卻稱重，記錄每個(gè)樣品的重量(g)，設(shè)置3個(gè)重復(fù)，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差。

1.3 土壤pH值測定方法

稱取過20目篩的風(fēng)干土壤10 g，置于100 mL燒杯中;用容量瓶量取50 mL餾水，加入燒杯中(土∶水=1∶5)后用玻璃棒攪拌約1 min，靜置半小時(shí)左右，澄清。插入pH計(jì)(上海精科PHS-3C)的電極球至懸液面下，待pH讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄pH值。測定3個(gè)樣品后，用pH標(biāo)準(zhǔn)溶液校正1次。對每個(gè)樣品的3個(gè)重復(fù)均進(jìn)行測定后求取平均值，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)誤差的計(jì)算，用星號(*)表示顯著性(*:P＜0.05，**:P＜0.01)。

1.4 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定土壤中營養(yǎng)元素及重金屬元素含量

1.4.1 儀器與試劑 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)PE Optima8000，萬分一天平、烘箱等;硝酸、高氯酸、氫氟酸、超純水等。

1.4.2 樣品消解(濕法消解) 準(zhǔn)確稱取0.2500～0.2509 g土至坩堝中，加入10 mL混酸(硝酸∶高氯酸=9∶1)，靜置過夜后加熱消化，同時(shí)加入氫氟酸至溶液呈無色透明或略帶黃色且殘留量不超過1 mL，冷卻并定容至26mL，混勻待測，設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 準(zhǔn)確吸取5.00 mL單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 mg/L)置于50 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液稀釋至刻度，混勻，配置成混合標(biāo)準(zhǔn)使用液。再將該混合標(biāo)準(zhǔn)使用液逐級稀釋成不同濃度系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液(稀釋濃度分別為0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、1、2、10 mg/L)，待測。

1.4.4 樣品數(shù)據(jù)處理 設(shè)定好儀器參數(shù)后，對每個(gè)樣品的3個(gè)重復(fù)均進(jìn)行測定后求取平均值，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)誤差的計(jì)算，并用星號(*)表示顯著性(*:P＜0.05，**:P＜0.01)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地區(qū)水稻根際土壤6種營養(yǎng)元素變化趨勢分析

實(shí)驗(yàn)對不同地區(qū)2個(gè)不同水稻品系在其不同生長時(shí)期的根際土壤中6種營養(yǎng)元素(P、K、Ca、Mg、Na、Fe)含量進(jìn)行分析(圖1)，在安康地區(qū)采樣點(diǎn)處(圖1-A)，2個(gè)品系水稻根際的P、K、Na元素含量均隨水稻的生長發(fā)育逐漸降低，Ca、Fe元素含量均隨水稻的生長發(fā)育逐漸升高，Mg元素含量均隨水稻的生長發(fā)育先升高后降低;兩個(gè)品系水稻根際的P、Ca、Fe元素含量在城固地區(qū)均隨水稻的生長發(fā)育逐漸升高，K優(yōu)082品系水稻根際的K、Mg和先豐優(yōu)901水稻根際的Mg元素含量均隨水稻的生長發(fā)育先升高后降低，Na元素含量均隨水稻的生長發(fā)育逐漸降低(圖1-B);寧強(qiáng)地區(qū)2個(gè)品系水稻根際的P、 Mg元素含量均隨水稻的生長發(fā)育先升高后降低，K、Na元素含量均隨水稻的生長發(fā)育逐漸降低，Ca元素含量均隨水稻的生長發(fā)育逐漸升高，F(xiàn)e元素含量均隨水稻的生長發(fā)育先升高后降低。這些變化均具有一定顯著性(圖1-C)。

2個(gè)品系水稻在五葉期時(shí)，3個(gè)采樣點(diǎn)根際土壤的P、K、Ca、Mg、Na、Fe這6種營養(yǎng)元素含量分別為41.6～884.0，16 655.6～32 141.2，198.7～2735.2，6101.3～12 716.0，5132.4～15 293.2，8907.6～71 531.2;在分蘗期含量分別為332.8～962.0，12 261. 6～21 507.0，2031.5～4738.9，9748.3～30 021.0，4331.6～6758.0，25 464.4～64 355.0;在孕穗期含量分別為379.6～2189.2，10 301.2～19151.6，4236.3～6517.3，7325.1～10 559.5，2761.2～3603. 6，44 501.6～106 080.0 mg/kg。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)前文施肥時(shí)期為水稻移栽前期，只進(jìn)行了氮肥、磷肥和鉀肥的混合肥施用，參考土壤肥力等級標(biāo)準(zhǔn)[15]和水稻生長時(shí)期營養(yǎng)元素需求研究[16]發(fā)現(xiàn)，這些地區(qū)水稻根際土壤中所含的元素含量均能滿足水稻在主要生長發(fā)育時(shí)期的需求，即不用在另外施加其他元素的肥料，以免造成因過渡施肥引起土壤膠體結(jié)果變化而導(dǎo)致的水土流失及土壤鹽堿化問題。

同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在同一采樣地的不同水稻品系根際土壤元素含量隨著水稻生長發(fā)育過程變化趨勢一致。

綜合以上發(fā)現(xiàn)，陜南輪作區(qū)水稻根際土壤元素變化趨勢主要和該地區(qū)土質(zhì)本身關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，肥料的施用及水稻品種的變化對土壤元素變化趨勢沒有顯著影響。

2.2 4種重金屬在不同地區(qū)水稻根際土壤中的分布特性研究

2.2.1 4種重金屬在不同地區(qū)的水稻不同生長時(shí)期的累積特性分析 前人對于水稻根際土壤重金屬概念有較多分歧，故本文將Mn[17-18]、Zn[19]、Cr[19]、Cu[20]4種元素均作為重金屬元素進(jìn)行分析和研究，但在其他關(guān)于水稻根際土壤元素的實(shí)驗(yàn)研究中，可能需要考慮其在水稻實(shí)際生長發(fā)育過程具有重要作用[21]。

由表1可以看出，3個(gè)采樣點(diǎn)2個(gè)水稻品種在其不同生長時(shí)期根際土壤的4種重金屬含量均存在一定變化趨勢:土壤總Mn含量隨水稻的生長發(fā)育逐漸降低，這可能是由于水稻在生長發(fā)育時(shí)期需要吸收土壤中的Mn(易被植物吸收的二價(jià)離子狀態(tài))[22]，導(dǎo)致土壤總Mn量下降;由于水稻生長發(fā)育需要從土壤中吸收Zn和Cu，待生長后期需要度下降及外源水中離子的補(bǔ)充，導(dǎo)致土壤中總Zn和總Cu先降低后上升;Cr變化不顯著。

圖1 不同地區(qū)水稻根際土壤6種營養(yǎng)元素變化趨勢分析Fig.1 Tendency of six nutrient elements in rice rhizosphere soil of different rice strains

總體而言，Mn、Zn、Cr、Cu的含量分別為165.4～790.4，6.2～39.4，39.4～91.3，3.3～43.3 mg/ kg。其中五葉期和孕穗期水稻土壤的Zn變異系數(shù)與同一時(shí)期其他元素變異系數(shù)相比最大，分別為48.86%和61.74%，在分蘗期變異系數(shù)也達(dá)到了35.16%，這可能與鋅直接參與水稻光合作用與孕穗過程相關(guān)。在分蘗期Cu元素的變異系數(shù)最大51.79%。重金屬Zn、Cr、Cu含量均小于國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[16]，且在這2個(gè)指標(biāo)處，土壤均為一級土壤(總鋅含量小于100 mg/kg，總鉻含量均小于90 mg/kg，總銅含量小于35 mg/kg)。這說明，3個(gè)采樣點(diǎn)的土壤中含有重金屬，但重金屬含量較低。我國對土壤全錳元素含量沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)等級，一般我國農(nóng)業(yè)土壤中全錳的自然含量是42～3000 mg/kg，平均為710 mg/kg[23-24]。本實(shí)驗(yàn)采樣地的全錳含量低于我國農(nóng)田土壤平均水平，對水稻的生長和發(fā)育沒有顯著影響。

表1 水稻根際土壤中4種重元素含量Table 1 Concentrations of four heavy-metal elements in rice rhizosphere soil

2.2.2 不同水稻生長時(shí)期4種重金屬元素與營養(yǎng)元素的相關(guān)性分析 從表2可以看出，五葉期的P元素與Mn和Zn元素呈顯著負(fù)相關(guān)，同時(shí)，P與其他5種營養(yǎng)元素彼此均具有顯著相關(guān)性，其余五葉期4種重金屬元素彼此均具有顯著相關(guān)性。從表3可以看出，在分蘗期4種重金屬元素與營養(yǎng)元素大部分均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，但重金屬之間均呈現(xiàn)相關(guān)或顯著相關(guān)性;營養(yǎng)元素間相關(guān)性較五葉期顯著下降，其中P和K元素由顯著正相關(guān)變?yōu)轱@著負(fù)相關(guān)，Ca和Mg元素依然保持顯著正相關(guān)，Na和Fe元素保持顯著負(fù)相關(guān)。從表4可以看出，到孕穗期營養(yǎng)元素相關(guān)性逐漸升高，重金屬元素之間的顯著性下降。

本實(shí)驗(yàn)土壤屬于油菜-水稻輪作種植區(qū)，在種植水稻前期，土壤整體營養(yǎng)成分較高，同時(shí)，在水稻移栽前給水稻土壤中進(jìn)行了施肥，此時(shí)水稻土中P、K含量高，故在五葉期土壤營養(yǎng)元素大部分成顯著相關(guān);土壤中重金屬元素含量低，與營養(yǎng)元素相比屬于微量元素，彼此呈現(xiàn)顯著關(guān)系，但不與營養(yǎng)元素相關(guān)。水稻經(jīng)過一段時(shí)期生長，對營養(yǎng)元素及部分重金屬元素[25]有不同程度的吸收，導(dǎo)致土壤中元素含量不同程度的發(fā)生變化，進(jìn)而使其彼此相關(guān)性降低。在水稻由營養(yǎng)生長變?yōu)樯成L的孕穗期，這一過程需要大量P、K、Fe等元素參與水稻的幼穗分化、抽穗的生理過程[26]，這使該時(shí)期營養(yǎng)元素相關(guān)性有了個(gè)別回升現(xiàn)象，但重金屬元素與營養(yǎng)元素相關(guān)性依然不高。

表2 五葉期水稻根際土壤元素含量間的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficient between elements of rice rhizosphere soil in five-leaf stage

表3 分蘗期水稻根際土壤元素含量間的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficient between elements of rice rhizosphere soil in tillering stage

表4 孕穗期水稻根際土壤元素含量間的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficient between elements of rice rhizosphere soil in booting stage

2.3 土壤含水量分析

水稻生長周期大部分時(shí)間都是浸泡在水里，因此，水份能夠直接影響水稻的生長發(fā)育級根系伸長等[27]，同時(shí)土壤含水量也會(huì)直接影響土壤微生物的種類和分布，及土質(zhì)類型等，進(jìn)而間接影響土壤礦質(zhì)元素含量和分布。因此，對土壤含水量的分析有助于分析土壤營養(yǎng)元素變化趨勢的原因。

通過對水稻根際土壤含水量變化趨勢分析發(fā)現(xiàn)，隨著水稻的生長發(fā)育，土壤含水量顯著升高，有的地區(qū)在孕穗期土壤含水量超過50%(表5)。這復(fù)合水稻水田生長的特點(diǎn)。同時(shí)，大量灌溉水的使用，可能會(huì)帶來部分可溶性礦質(zhì)元素，這可能導(dǎo)致在孕穗期水稻土壤營養(yǎng)元素的相關(guān)性略有上升

表5 水稻根際土壤含水量Table 5 Water content in rice rhizosphere soil(%)

圖2 水稻根際土壤酸堿度變化Fig.2 pH of rice rhizosphere soil

2.4 土壤酸堿度分析

土壤pH是土壤許多化學(xué)性質(zhì)特別是鹽基狀況的綜合反映，對土壤中微生物的活性、養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與釋放、微量元素的生物有效性以及元素的遷移等均有重要影響[25]。在不同pH值時(shí)，土壤中各種元素會(huì)以不同形式出現(xiàn)，因此，研究土壤pH值對探索土壤元素變化規(guī)律有重要作用。

圖2表明，在3個(gè)采樣地的2種水稻品系的根際土壤pH值都隨著水稻生長發(fā)育過程逐漸降低，這可能是由于隨著水稻逐漸生長，其根系分泌物與土壤微生物互作的結(jié)果。就采樣點(diǎn)而言，安康水稻根際土壤pH值較低(5.5～6.5)，城固和寧強(qiáng)采樣地pH偏中性。這個(gè)結(jié)果與土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[29]對照，采樣地土壤酸堿性復(fù)合水稻種植要求。

3 結(jié) 論

本文通過研究發(fā)現(xiàn)，陜南水稻-油菜輪作區(qū)3個(gè)不同采樣點(diǎn)在水稻不同生長發(fā)育時(shí)期(五葉期、分蘗期、孕穗期)中根際土壤P、K、Ca、Mg、Na、Fe 6種營養(yǎng)元素及Mn、Zn、Cr、Cu 4種重金屬元素含量范圍分別是41.6～2189.2，10 301.2～32 141.2，198.7～6517.3，6101.3～30 021.0，2761.2～15 293.2，8907.6～106 080.0，165.4～790.4，6.2～39.4，39.4～91.3，3.3～43.3 mg/kg。參考土壤肥力等級標(biāo)準(zhǔn)[15]和水稻生長時(shí)期營養(yǎng)元素需求研究[16]發(fā)現(xiàn)，這些地區(qū)水稻根際土壤中所含的元素含量均能滿足水稻在主要生長發(fā)育時(shí)期的需求，即不用在另外施加其他元素的肥料。同時(shí)，3個(gè)采樣地含有Mn、Zn、Cr、Cu 4種金屬元素，但含量均較低，滿足我國農(nóng)田土壤要求標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對水稻生長造成顯著影響。通過對土壤含水量及酸堿性的研究發(fā)現(xiàn)，土壤含水量符合水稻水田生長特性，在水稻孕穗期含水量均較高，個(gè)別采樣地還能達(dá)到50%;除安康地區(qū)為偏酸性水稻土(pH 5.5～6.5)，其余采樣地均為中性土壤，均適合水稻生長。

4 討 論

前人分別從不同角度對水稻根際土壤元素進(jìn)行了研究，比如李松松等人對8種礦質(zhì)元素在苗期水稻的積累特性進(jìn)行了研究[30]，王秋菊等人對不同類型土壤對水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收特性進(jìn)行了分析[31]，高盼還研究土壤下層元素含量與水稻生長特性關(guān)系[32]等，但均沒有針對我國西北西區(qū)水稻主產(chǎn)區(qū)-陜西南部地區(qū)進(jìn)行土壤元素分析，該地區(qū)屬于水稻-油菜輪作區(qū)，土壤元素含量、變化趨勢、酸堿性等于我國其他水稻產(chǎn)區(qū)有一定差異，對該地區(qū)的水稻根際土壤元素變化趨勢及土壤理化性質(zhì)進(jìn)行分析，首先有助于了解輪作區(qū)土壤元素變化規(guī)律，可以幫助我們建立輪作區(qū)水稻田施肥方案，防止過渡施肥引起土壤膠體結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而導(dǎo)致不同程度的水土流失;其次，該地區(qū)重金屬元素含量在一定程度上是對該地區(qū)污染與否及污染程度的指示，是保證水稻品質(zhì)的重要指標(biāo);再次，前人研究發(fā)現(xiàn)，土壤元素含量與土壤根際微生物顯著相關(guān)[33]。本文的實(shí)驗(yàn)研究是后續(xù)分析該地區(qū)根際微生物多樣性的一方面影響因素，為進(jìn)一步探討該地區(qū)微生態(tài)環(huán)境建立了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

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(責(zé)任編輯 陳 虹)

Variation Tendency of Elements'Contents in Rice Rhizosphere Soil of Rotation Areas

WANG Meng-jiao1，2，3，DENG Bai-wang2，3，PENG Hao2，3
(1.Shaanxi Sci-Tech University，Key Laboratory of Biological Resources in Shaanxi Province，Shaanxi Hanzhong 723000，China;2.Shaanxi Sci-Tech University，Shaanxi Provincial Engineering Research Center of Edible and Medicinal Microbes，Shaanxi Hanzhong 723000，China; 3.Shaanxi Sci-Tech University，School of Biological Science and Engineering，Shaanxi Hanzhong 723000，China)

【Objective】The present study aims to analyze the variation tendency of elements in rice rhizosphere soil under the rape-rice rotation system in Southern shaanxi.【Method】The distributions of P，K，Ca，Mg，Na，F(xiàn)e，Mn，Zn，Cr and Cu of different rice strains in different stages at three sampling sites by inductively coupled plasma emission spectrometry method were studied.【Result】The concentration ranges of P，K，Ca，Mg，Na，F(xiàn)e，Mn，Zn，Cr，Cu were 41.6-2189.2，103 01.2-32 141.2，198.7-6517.3，6101.3-30 021.0，2761.2-15 293.2，8907.6-106 080.0，165.4-790.4，6.2-39.4，39.4-91.3，3.3-43.3 mg/kg，respectively.Significant difference was found in the concentrations of nutrientelements.There were good correlations betweenmetal elements.The results ofwater content and pH of soil showed that soilwater contentwas in accordance with the growth characteristics of rice.Water content at the booting stage of rice was higher，and the sampling area could reach at50%.In addition to the Ankang area(pH5.5-6.5)，the restof sampling siteswere neutral soil，which were all suitable for rice growth.【Conclusion】This study revealed the trend of soil elements in rhizosphere of rice and played a theoretical role in rational fertilization and soil and water conservation.

Rice;Rhizosphere;Metal elements;Soilmicroenvironment

S143.7

A

1001-4829(2017)8-1814-08

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.020

2016-09-12

陜西理工人才啟動(dòng)項(xiàng)目“不同品系水稻根際微生物物種多樣性分析研究”(SLGKYQD2-19);陜西理工大學(xué)研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目“安康地區(qū)輪作制水稻根際土壤微生物多樣性分析”(SLGYCX1618);陜西省科技廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目“復(fù)合微生物菌群固定化模型建立及其對漢江漢中段水質(zhì)凈化效果研究(2015SZS-15-07)”;陜西省教育廳重點(diǎn)科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“陜南水稻根際微生物多樣性分析及抗性微生物篩選研究”(15JS021)

王夢姣(1987-)，女，陜西寶雞人，博士研究生，講師，研究方向:水稻與根際微生物互作關(guān)系研究，E-mail: amy133253@126.com，Tel:18291699362。