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作物杂志, 2026, 42(2): 90-97 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.02.011

生理生化·植物营养·栽培耕作

铵、硝营养条件下不同酸碱度对水稻苗期生长和养分吸收的影响

陆楚盛,1,2, 赖嘉俊,1,2, 唐偲1,2, 梁开明1, 覃元钰1,2, 钟旭华1, 潘俊峰1, 刘彦卓1, 胡香玉1, 胡锐1, 李妹娟1, 王昕钰1, 尹媛红1, 叶群欢1, 沈宏,2, 傅友强,1

1广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻科学技术重点实验室/农业农村部华南优质稻遗传育种实验室（部省共建）， 510640， 广东广州

2华南农业大学资源环境学院， 510642， 广东广州

Effects of Different pH on Rice Seedling Growth and Nutrient Uptake under Ammonium and Nitrate Nutrition

Lu Chusheng,1,2, Lai Jiajun,1,2, Tang Cai1,2, Liang Kaiming1, Qin Yuanyu1,2, Zhong Xuhua1, Pan Junfeng1, Liu Yanzhuo1, Hu Xiangyu1, Hu Rui1, Li Meijuan1, Wang Xinyu1, Yin Yuanhong1, Ye Qunhuan1, Shen Hong,2, Fu Youqiang,1

1Rice Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences / Guangdong Key Laboratory of Science and Technology in Rice / Key Laboratory of Genetics and Breeding of High Quality Rice in Southern China (Co-Construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Guangzhou 510640, Guangdong, China

2The College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong, China

通讯作者: 傅友强，主要从事水稻高产高效栽培理论与应用研究，E-mail：fyq040430@163.com；沈宏为共同通信作者，主要从事植物营养理论与应用研究，E-mail：hshen@scau.edu.cn

收稿日期: 2025-01-15   修回日期: 2025-02-26   网络出版日期: 2025-03-14

基金资助: 国家自然科学基金面上项目(32172109)
广东省自然科学基金面上项目(2021A1515010566)
广东省水稻科学技术重点实验室(2023B1212060042)

Received: 2025-01-15   Revised: 2025-02-26   Online: 2025-03-14

作者简介 About authors

陆楚盛，主要从事水稻高产高效栽培研究，E-mail：lcs2450345066@163.com；

赖嘉俊为共同第一作者，主要从事水稻高产优质高效栽培技术研究，E-mail：laijiajun2001@163.com

摘要

为探究不同氮形态条件下酸碱度对水稻生长发育和养分吸收的影响机制，以“广恢751”为试验材料，采用水培方式，设置5个酸碱度梯度（pH=3.5、4.5、5.5、6.5和7.5），研究其对铵、硝营养条件下水稻生物积累量、根系形态和养分吸收等的影响。结果表明，铵态氮条件下，pH=6.5处理的水稻生物积累量最高，与pH=3.5处理相比，其地上部和整株生物积累量分别增加了146.6%和142.5%；株高和最大根长显著增加；总根长、根表面积和根体积分别增加了612.6%、317.8%和147.1%；氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌、铁和锰吸收量分别增加了159.5%、114.3%、181.9%、241.4%、124.4%、74.9%、173.4%、366.2%和3058.0%。硝态氮条件下，pH=4.5处理的水稻生物积累量最高，与pH=3.5处理相比，其地上部、根系和整株生物积累量分别增加了36.7%、49.6%和38.6%；株高和最大根长显著增加；总根长、根表面积和根体积分别增加了129.9%，83.0%和47.5%；氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌、铁和锰吸收量分别增加了40.0%、27.7%、51.0%、78.5%、71.2%、53.9%、292.1%、1449.5%和695.1%。综上所述，铵态氮条件下的最适pH为6.5，硝态氮条件下的最适pH为4.5。在各自的最佳pH条件下，铵态氮和硝态氮主要通过促进根系生长发育增加养分吸收，进而提高水稻的生物积累量。

关键词： 水稻; 铵态氮; 硝态氮; 根系形态; 养分吸收

Abstract

In order to investigate the influence mechanism of pH level on the growth and development of rice and nutrient uptake under different nitrogen forms, rice cultivar Guanghui 751 was grown with five pH treatments (pH 3.5, 4.5, 5.5, 6.5, and 7.5) to study the effects on the biomass accumulation, root morphology, and nutrient uptake of rice under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions hydroponically. The results showed that under ammonium-nitrogen conditions, the highest rice biomass accumulation was found at pH 6.5 treatment; compared with the pH 3.5 treatment, the shoot and whole-plant biomass accumulation increased by 146.6% and 142.5%, respectively. Plant height and maximum root length increased significantly; total root length, root surface area, and root volume increased by 612.6%, 317.8%, and 147.1%, respectively. The uptake of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), and manganese (Mn) increased by 159.5%, 114.3%, 181.9%, 241.4%, 124.4%, 74.9%, 173.4%, 366.2%, and 3058.0%, respectively. Under nitrate-nitrogen conditions, the highest rice biomass accumulation was found at pH=4.5 treatment; compared with the pH=3.5 treatment, the shoot, root, and whole-plant biomass accumulation increased by 36.7%, 49.6%, and 38.6%, respectively. Plant height and maximum root length increased significantly; total root length, root surface area, and root volume increased by 129.9%, 83.0%, and 47.5%, respectively. The uptake of N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, and Mn increased by 40.0%, 27.7%, 51.0%, 78.5%, 71.2%, 53.9%, 292.1%, 1449.5%, and 695.1%, respectively. In conclusion, the optimum pH values for rice under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions were 6.5 and 4.5, respectively. Under their respective optimum pH conditions, ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen primarily increased rice biomass accumulation by promoting root growth and development and increasing nutrient uptake.

Keywords： Rice; Ammonium-nitrogen; Nitrate-nitrogen; Root morphology; Nutrient uptake

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本文引用格式

陆楚盛, 赖嘉俊, 唐偲, 梁开明, 覃元钰, 钟旭华, 潘俊峰, 刘彦卓, 胡香玉, 胡锐, 李妹娟, 王昕钰, 尹媛红, 叶群欢, 沈宏, 傅友强. 铵、硝营养条件下不同酸碱度对水稻苗期生长和养分吸收的影响. 作物杂志, 2026, 42(2): 90-97 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2026.02.011

Lu Chusheng, Lai Jiajun, Tang Cai, Liang Kaiming, Qin Yuanyu, Zhong Xuhua, Pan Junfeng, Liu Yanzhuo, Hu Xiangyu, Hu Rui, Li Meijuan, Wang Xinyu, Yin Yuanhong, Ye Qunhuan, Shen Hong, Fu Youqiang. Effects of Different pH on Rice Seedling Growth and Nutrient Uptake under Ammonium and Nitrate Nutrition. Crops, 2026, 42(2): 90-97 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2026.02.011

水稻是我国的主要粮食作物之一，对保障国家粮食安全与推动经济发展具有重要作用。土壤是人类赖以生存的基础资源，土壤酸碱度（pH）是调控土壤生物、化学及物理过程的关键因素[1]。研究[2]表明，土壤pH变化可引发养分有效性、重金属活性、微生物群落结构及土壤理化性质等变化，进而影响水稻生长发育与产量形成。因此，适宜的土壤pH对促进水稻生长发育和提高稻谷产量等具有重要意义。

土壤pH变化是人为因素与自然因素共同作用的结果，其中，不合理施肥是导致土壤pH变化的主要人为因素[3]。研究[4]显示，氮肥的不合理施用对土壤酸化的贡献率达66.5%，其关键在于形态选择不当。铵态氮（NH4+-N）与硝态氮（NO3--N）是水稻吸收无机氮的2种主要形态，前者属生理酸性盐，后者属生理碱性盐，二者施用会显著改变土壤pH。研究[3]表明，硫酸铵和氯化铵的致酸能力高于碳酸铵、硝酸铵及硝酸钾，这是因为作物吸收NH4+-N时会释放等当量H+[5]，导致土壤pH下降[6]；而作物吸收NO3--N时则会释放等当量OH-，使土壤pH上升。土壤过酸或过碱均不利于水稻根系的生长发育，易引发根系活力降低、土壤养分钝化、致病菌滋生及生长受阻等问题[7-9]。因此，调节土壤pH以促进水稻健康生长具有重要意义。近年来，虽在耐酸碱性水稻品种培育、土壤酸性调理剂研发及水稻抗酸栽培技术等方面开展了大量研究[10-12]，但从铵、硝营养吸收角度探究不同pH对水稻生长影响的研究鲜有报道。

我国土壤pH自南向北呈不均匀递增趋势。本研究以华南优质籼稻品种“广恢751”为材料，采用水培试验，设置5个pH梯度（3.5、4.5、5.5、6.5和7.5），系统探究了铵态氮与硝态氮营养条件下，不同pH处理对水稻生物量积累、根系形态建成及养分吸收特性的影响，研究结果可为不同土壤酸碱度地区水稻施用合适氮形态肥料提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地与试验材料

试验于广东省农业科学院水稻研究所温室内进行。供试材料为水稻品种“广恢751”。

1.2 试验设计

将水稻种子于25~28 ℃浸种48 h，期间每24 h换水1次，之后催芽48 h，待种子根长至半粒谷长时转移至1/3剂量的无氮营养液中培养。待水稻长至两叶一心期，将其移栽至装有不同氮形态营养液的水培盒（长31 cm，宽29 cm，高18 cm，容量12 L）中进行处理。无氮营养液配方采用国际水稻所的配方[13]并略作改进，含0.32 mmol/L KH2PO4、0.70 mmol/L K2SO4、1.43 mmol/L CaCl2、1.65 mmol/L MgSO4·7H2O和0.10 mmol/L Na2SiO3，微量元素包括9.10 μmol/L MnCl2·4H2O、0.52 μmol/L (NH4)6Mo7O24·4H2O、18.50 μmol/L H3BO3、0.15 μmol/L ZnSO4·7H2O、0.16 μmol/L CuSO4·5H2O和35.80 μmol/L EDTA-Fe。为防止NH4+-N向NO3--N转化，在各氮素形态处理的营养液中添加2 mg/L双氰胺作为硝化抑制剂。

分别制备NH4+-N和NO3--N营养液，总氮浓度均为0.95 mmol/L，硝态氮以Ca(NO3)2形式加入，铵态氮以(NH4)2SO4形式加入，为排除硝态氮营养液中Ca(NO3)2所含Ca2+的影响，在铵态氮营养处理中添加等量的CaCl2。然后用0.1 mmol/L HCl或NaOH调节出5个pH处理梯度，不同氮形态营养液中pH分别为3.5（T1）、4.5（T2）、5.5（T3）、6.5（T4）和7.5（T5）。每个处理设置3个重复。营养液每4 d更换1次，每日于19:00左右记录pH，当营养液中pH上升或下降时，用0.1 mmol/L HCl或NaOH调至处理对应的pH。由图1可知，各处理pH基本保持在对应的pH附近，确保了试验数据的真实可靠性。处理14 d后，分别测定水稻叶绿素相对含量（SPAD值）、生物量、总根长、根表面积、平均根直径、根体积，以及氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铜（Cu）、锌（Zn）、铁（Fe）和锰（Mn）等养分的吸收量。

图1

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图1   铵态氮和硝态氮条件下营养液pH变化

Fig.1   The pH change of nutrient solution under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions


1.3 测定项目与方法

1.3.1 株高、最大根长和SPAD值

每个重复选取8株具有代表性的水稻幼苗，分别测定株高、最大根长和SPAD值。用尺子量取茎基部到最长叶尖的距离和茎基部到最长根尖的距离，即为株高和最大根长。用SPAD-502 Plus叶绿素仪（柯尼卡美能达，日本）测量每株第1片完全展开叶，在叶片上、中和下部均匀取3个点进行测量，取平均值作为水稻叶片的SPAD值。

1.3.2 根系形态

每个重复选取8株具有代表性的水稻幼苗，先将根系洗净，然后用剪刀将根系和地上部分离，将每株的根系不重叠地放置于盛有少量水的透明塑料盘内，用Expression 12000XL根系扫描仪（爱普生，日本）及LA2400专业版WinRhizo根系分析系统（Regent，加拿大）测定总根长、根表面积、平均根直径和根体积等指标。

1.3.3 生物积累量

每个重复选取8株具有代表性的水稻幼苗，将水稻根系洗净，将地上部与根部分开，于105 ℃下杀青30 min，然后于75 ℃烘干至恒重，测量各部位干重。

1.3.4 养分含量

将烘干的各部位样品磨成粉末状，一部分用H2SO4-H2O2法消煮测定N、P和K含量，采用定氮仪法测定N含量，采用钼锑抗比色法测定P含量，采用火焰光度计法测定K含量；另一部分用干灰化法处理，用原子吸收光谱法分别测定Ca、Mg、Cu、Zn、Fe和Mn等养分含量[14]。

1.4 数据处理

使用IBM SPSS Statistics 26进行数据处理和统计分析，采用Duncanʼs新复极差法进行处理间多重比较，使用Origin 2022作图。

2 结果与分析

2.1 铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理的水稻生物积累量

如图2所示，各处理水稻的生物积累量均随pH的升高呈先增后减的变化趋势。在铵态氮条件下，T4处理的水稻地上部和整株干重最大，与T1处理相比分别增加了146.6%和142.5%。在硝态氮条件下，T2处理的水稻地上部、根系和整株干重均最大，与T1处理相比分别增加了36.7%、49.6%和38.6%。在各自的最佳pH条件下，与硝态氮处理相比，铵态氮处理的地上部和整株干重分别增加了44.5%和36.0%，但根系干重下降了9.2%。

图2

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图2   铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理对水稻生物积累量的影响

不同小写字母表示不同pH处理间差异显著（P < 0.05）。下同。

Fig.2   Effects of different pH treatments on rice biological accumulation under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions

Different lowercase letters indicate significant difference among different pH treatments (P < 0.05). The same below.


2.2 铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理的水稻株高、最大根长和SPAD值

如图3~4所示，各处理水稻的株高和最大根长均随pH的升高呈先增后减的变化趋势。在铵态氮条件下，T4处理的株高最高，与T1处理相比增加了60.8%；T3处理的最大根长最长，与T1处理相比增加了128.0%。在硝态氮条件下，T2处理的水稻株高和最大根长最大，与T1处理相比分别增加了27.4%和59.4%。除T5处理外，其他处理的SPAD值均无显著差异。在各自的最佳pH条件下，与硝态氮处理相比，铵态氮处理的株高增加了12.0%，但最大根长下降了26.5%。

图3

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图3   铵态氮(a)和硝态氮(b)条件下不同pH处理的水稻株高

Fig.3   Rice plant height under different pH treatments under ammonium-nitrogen (a) and nitrate-nitrogen (b) conditions


图4

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图4   铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理对水稻株高、最大根长和SPAD值的影响

Fig.4   Effects of different pH treatments on rice plant height, maximum root length, and SPAD value under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions


2.3 铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理的水稻根系形态

如图5所示，各处理总根长、根表面积和根体积均随pH的升高呈先增后减的变化趋势，平均根直径则呈逐渐下降的变化趋势。在铵态氮条件下，T4处理的总根长最大，与T1处理相比增加了612.6%；T3处理的根表面积和根体积最大，与T1处理相比分别增加了350.3%和270.0%。在硝态氮条件下，T2处理的水稻总根长、根表面积和根体积最大，与T1处理相比分别增加了129.9%、83.0%和47.5%。在各自的最佳pH条件下，与硝态氮处理相比，铵态氮处理的总根长增加了28.3%，但平均根直径和根体积分别下降了20.4%和20.1%。

图5

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图5   铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理对水稻根系形态的影响

Fig.5   Effects of different pH treatments on rice root morphology under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions


2.4 铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理的水稻营养元素吸收量

为探明铵态氮或硝态氮条件下pH对不同类型营养元素的吸收变化，分析N、P和K等大量营养元素以及中、微量营养元素（Fe、Mn和Cu等）对铵态氮或硝态氮条件下pH的响应（图6）。在铵态氮条件下，养分吸收量随pH的升高呈先增后减的变化趋势，T4处理的N、K、Ca、Cu和Mn的吸收量最大，与T1处理相比分别增加了159.5%、181.9%、241.4%、74.9%和3058.0%，除T1处理外，其他pH处理的P、Mg、Zn和Fe吸收量均随pH的升高呈逐渐下降的趋势。在硝态氮条件下，T2处理的水稻N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn和Fe吸收量最大，与T1处理相比分别增加了40.0%、27.7%、51.0%、78.5%、71.2%、53.9%、292.1%和1449.5%，但Mn吸收量随着pH的升高而增加。在各自的最佳pH条件下，与硝态氮处理相比，铵态氮处理的N、P、K、Ca、Cu和Mn吸收量分别增加了51.3%、52.8%、35.3%、14.2%、12.1%和165.8%，但Mg、Zn和Fe吸收量分别下降了8.9%、25.2%和58.5%。

图6

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图6   铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理对水稻养分元素吸收量的影响

Fig.6   Effects of different pH treatments on nutrient uptake in rice under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions


2.5 水稻干重与各指标的相关性分析

由图7可知，整株干重与地上部干重、根系干重、株高、总根长、根表面积和根体积等形态特征指标呈极显著正相关，与N、P、K、Ca、Mg和Cu等养分吸收量呈极显著正相关。

图7

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图7   生物积累量与形态特征（a）和营养元素吸收量（b）的相关性分析

WPDW：整株干重；ADW：地上部干重；RDW：根系干重；PH：株高；MRL：最大根长；TRL：总根长；SA：根表面积；AD：平均根直径；RV：根体积；各元素化学符号表示其吸收量。“*”表示相关性达显著水平（P < 0.05），“**”表示相关性达极显著水平（P < 0.01）。

Fig.7   Correlation analysis between biomass accumulation and morphological characteristics (a) and nutrient element absorption (b)

WPDW: whole plant dry weight; ADW: aboveground dry weight; RDW: root dry weight; PH: plant height; MRL: maximum root length; TRL: total root length; SA: root surface area; AD: average root diameter; RV: root volume; the chemical symbol of each element indicates its absorption.“*”indicates significant correlation (P < 0.05); “**”indicates extremely significant correlation (P < 0.01).


3 讨论

3.1 添加铵、硝营养对植物应对pH的影响

N是植物体内蛋白质、核酸、叶绿素等多种重要生物分子的组成成分，参与植物的生长发育及各项生命活动，其有效性及其形态对植物的生长发育与生理特征具有重要影响[15]。植物可吸收利用的无机氮源主要有2类，即铵态氮与硝态氮。目前，越来越多的研究[16-19]表明，水稻在实际生产中一直处于铵、硝态氮的混合营养中，这主要归因于水稻根系自身的泌氧功能，以及先进的栽培管理技术（干湿交替和好氧栽培等），这些因素可将根际或土壤中的铵态氮氧化为硝态氮。研究[20]显示，水稻根系吸收的硝态氮量可占其总氮吸收量的30%以上。段英华等[21]发现，不同基因型水稻品种均具备吸收利用硝态氮的能力。鉴于此，开展铵态氮或硝态氮条件下最佳pH的研究，对于优化水稻氮素吸收和促进其生长发育均具有重要意义。

本研究中，于最佳pH条件下，铵态氮处理的水稻地上部干重、株高、总根长以及N、P、K、Ca、Cu和Mn的吸收量均高于硝态氮处理；而根系干重、最大根长、根直径、根体积以及Mg、Zn和Fe的吸收量则低于硝态氮处理，表明铵态氮主要发挥营养功能，硝态氮则具有激素调控功能[22]。已有研究[23]表明，铵态氮与硝态氮促进作物生长发育的最适pH存在明显差异，介质pH高于或低于最适值均会抑制作物生长。孙园园等[24]研究发现，单一铵态氮处理后1 d内介质pH持续下降，单一硝态氮处理后1 d内介质pH持续上升，而铵硝混配营养（50:50）处理后1 d内介质pH先升后降，表明不同氮源对介质pH的响应存在明显差异。黄亚楠等[25]研究指出，大豆和菜豆吸收铵态氮会导致根际环境酸化，进而限制植株生长。司江英等[26]也发现，植物吸收NO3-和NH4+的最适pH分别为4.5~6.0和6.7~7.0，即中性pH有利于根系吸收NH4+，而低pH有利于吸收NO3-。本研究结果也表明，铵态氮条件下的最适pH为6.5，硝态氮条件下的最适pH为4.5。虽然本试验以苗期水稻为研究对象，但在不同气候条件下，不同水稻品种在各生育期或全生育期，于不同氮形态条件下的最适pH可能与本研究结果相近，这与NH4+和NO3-的理化性质及植物根系的吸收利用机制有关[27]。当作物根系吸收NH4+-N时，会释放等当量的H+[5]，导致根际周围pH降低[6]。因此，在实际施用铵态氮肥时，需提高介质pH以缓解酸化；而作物根系吸收NO3--N时，会释放等当量的OH-，导致根际周围pH升高，故实际施用硝态氮肥时需降低介质pH以中和碱化。此外，T1处理时，铵态氮培养下的水稻各项指标几乎为所有处理中最差。这是因为当介质pH<4.0时，根系会受到损害，表现为根系变短、变厚以及根数量减少；严重时会导致根尖死亡，地上部生长迟缓；根系严重受损后，生长受阻乃至死亡[28]。因此，研究[29-30]认为，对于水稻等喜铵态氮肥的作物可考虑适量施用硝态氮肥。

3.2 pH对水稻生长及养分吸收的影响

研究[31]表明，土壤pH影响水稻生长发育的根本原因在于根系养分吸收受阻。植物对养分的吸收能力主要取决于根系，而根系形态特征如根表面积和根体积等在其中起决定性作用[32]。因此，水稻根系形态的变化程度可作为衡量水稻生长及养分吸收对pH响应的重要指标。本研究结果显示，在不同氮形态培养条件下，处于最适pH处理的水稻，其根系形态表现更优，总根长、根表面积及根体积均高于其他pH处理，且有助于增加对N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe和Mn等营养元素的吸收利用，进而促进株高增长和生物积累量增加。相关性分析也表明，生物积累量与根系形态、养分吸收等指标呈极显著正相关，说明最适pH处理能够改善水稻根系形态结构，扩大根系吸收养分的范围，增强对有益营养元素的吸收利用，最终促进水稻生物积累量的提升。研究[1]表明，植物根系形态会随介质pH的变化而改变，在最适pH条件下根系活力和养分吸收量才能达到最大值。介质过酸或过碱均不利于植物生长发育，当介质过酸时易引发介质酸化，破坏根系生长点，阻碍水分和养分的吸收，减缓光合产物向根系的运输，从而抑制植物生长；当介质过碱时易导致介质中的营养元素，如P、Cu、Fe、Zn和Mn等发生沉淀，降低根系对这些营养元素的吸收利用效率，进而抑制植物生长[33]。

4 结论

本试验条件下，铵态氮条件下的最适pH为6.5，硝态氮条件下的最适pH为4.5。pH对水稻的生长发育有显著影响，适宜的pH有利于水稻根系的形成，进而促进水稻的生长发育和营养吸收。铵态氮和硝态氮均可调节土壤pH，一定程度上可改善土壤微环境，促进水稻的生长发育。

参考文献

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Soil acidification is a major problem in soils of intensive Chinese agricultural systems. We used two nationwide surveys, paired comparisons in numerous individual sites, and several long-term monitoring-field data sets to evaluate changes in soil acidity. Soil pH declined significantly (P < 0.001) from the 1980s to the 2000s in the major Chinese crop-production areas. Processes related to nitrogen cycling released 20 to 221 kilomoles of hydrogen ion (H+) per hectare per year, and base cations uptake contributed a further 15 to 20 kilomoles of H+ per hectare per year to soil acidification in four widespread cropping systems. In comparison, acid deposition (0.4 to 2.0 kilomoles of H+ per hectare per year) made a small contribution to the acidification of agricultural soils across China.

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中国农业科学, 2019, 52(8):1400-1412.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.08.010      [本文引用: 1]

【目的】以湖南省祁阳县为例,定量化分析整个县域不同土地利用方式下土壤的致酸因素,为我国的红壤酸化防治提供理论依据。【方法】通过搜集大量公开发表的文献、统计年鉴等,获取施肥量、主要农作物产量和林木生物量,以及地上部不同部位的养分含量等数据,基于经典的H <sup>+</sup>产生量的计算方法,解析氮循环过程、盐基离子吸收和酸沉降等三个关键过程的相对贡献大小。 【结果】对于整个祁阳县域,氮循环（N）过程致酸贡献率为66.5%（65.3%—68.8%）,盐基（BC）吸收为33.0%（30.1%—34.4%）,酸沉降则仅为0.5%（0.3%—1.7%）。无论是农田还是林地,氮循环过程都是产生H <sup>+</sup>的主要来源,是土壤酸化的主要驱动因素。3种土地利用方式中,单位面积旱地农田的H <sup>+</sup>净产量（产酸量）最高,达到19.0 kmol·hm <sup>-2</sup>·a <sup>-1</sup>,其次为水田（16.5 kmol·hm <sup>-2</sup>·a <sup>-1</sup>）,林地的产酸量（3.2 kmol·hm <sup>-2</sup>·a <sup>-1</sup>）最低,旱地农田产酸量约为林地产酸量的6倍。6种主要农作物体系产酸量存在很大差异,从10.1 kmol·hm <sup>-2</sup>·a <sup>-1</sup> 到 30.0 kmol·hm <sup>-2</sup>·a <sup>-1</sup>不等,产酸量从大到小依次为：大豆>油菜>花生>水稻>玉米>甘薯,油料作物（油菜、花生、大豆）产酸量普遍大于粮食作物（水稻、玉米、甘薯）的产酸量;6种不同农作物的氮循环过程和盐基吸收的致酸贡献差异较大,氮循环过程致酸贡献率范围为45.3%— 78.3%,盐基吸过程为21.4%—54.2%。7种主要林地体系产酸量也存在很大差异,从2.0 kmol·hm <sup>-2</sup>·a <sup>-1</sup>到27.8 kmol·hm <sup>-2</sup>·a <sup>-1</sup>不等,柑橘>板栗>油茶林>马尾松>杉木>竹>湿地松,经济林（柑橘、板栗、油茶林）产酸量普遍大于用材林（马尾松、杉木、竹、湿地松）的产酸量;7种林木体系的氮循环过程和盐基吸收的致酸贡献率差异较大,氮循环过程致酸贡献率范围为46.1%—80.8%,盐基吸过程为19.0%—53.3%。采用“长期定位试验+土壤缓冲曲线”相结合的方法验证了本研究采用的H <sup>+</sup>产生量的计算方法,土壤pH的模拟值和实测值呈极显著正相关,均方根误差（RMSE）为0.15,两者之间吻合度较高。 【结论】氮循环过程是祁阳县域土壤酸化的主控因素。土壤酸化过程总产酸量差异和致酸因素贡献的大小主要取决于土地利用方式、农作物种类和林地类型。

Wang H, Zhang H, Zhao Y, et al.

Soil acidification of Alfisols influenced by nitrate and ammonium nitrogen level in tea plantation

International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2018, 11(4):168-172.

[本文引用: 2]

曾清如, 沈杰, 周细红, 等.

施用尿素对温室内NO2和NH3气体积累的影响

农业环境科学学报, 2004, 23(5):857-860.

[本文引用: 2]

Hou Z W, Zhou B, Yang J M, et al.

Effects of soil pH on growth and dry matter accumulation of tobacco plants

Agricultural Science & Technology, 2017, 18(8):1443-1447.

[本文引用: 1]

赵雅曼, 陈顺钰, 张韵, 等.

酸、Cd胁迫对宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及亚细胞结构的影响

农业环境科学学报, 2019, 38(1):60-69.

李家辉. 土壤酸度对不同烤烟品种生长发育及土壤性状的影响. 郑州: 河南农业大学, 2023.

[本文引用: 1]

杨翼飞, 李青萍, 朱世平, 等.

6份枳种质耐酸碱胁迫能力的比较

中国南方果树, 2017, 46(2):1-6.

[本文引用: 1]

张瀚曰, 胡斌, 包维楷, 等.

攀枝花地区芒果园土壤pH现状及变化趋势

应用与环境生物学报, 2020, 26(1):63-73.

胡现荣, 范存敏, 吴萍萍, 等.

石灰用量对酸化稻田土壤酸度和水稻产量的影响

安徽农业科学, 2023, 51(8):22-25.

[本文引用: 1]

Fu Y Q, Zhong X H, Lu C S, et al.

Growth, nutrient uptake and transcriptome profiling of rice seedlings in response to mixed provision of ammonium- and nitrate-nitrogen

Journal of Plant Physiology, 2023, 284:153976.

DOI:10.1016/j.jplph.2023.153976      URL     [本文引用: 1]

杨剑虹, 王成林, 代亨林. 土壤农化分析与环境监测. 北京: 中国大地出版社, 2008.

[本文引用: 1]

张秦泽, 郝广, 李洪远.

外源输入氮的有效性及形态对植物生长与生理影响的研究进展

生态学杂志, 2024, 43(3):878-887.

[本文引用: 1]

Dai H Y, Wu B B, Chen B L, et al.

Diel fluctuation of extracellular reactive oxygen species production in the rhizosphere of rice

Environmental Science & Technology, 2022, 56(12):9075-9082.

DOI:10.1021/acs.est.2c00005      URL     [本文引用: 1]

禇光, 陈松, 徐春梅, 等.

我国水稻栽培技术的研究进展及展望

中国稻米, 2019, 25(5):5-7.

DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2019.05.002     

水稻是我国重要的粮食作物，栽培技术对实现水稻高产、优质、高效、生态、安全的目标具有至关重要的作用。本文首先阐述了近年来我国水稻栽培技术的研究进展，包括高产栽培技术、机械化生产技术、绿色栽培技术以及灾害防控技术等；其次，从机械化生产、节水灌溉以及保护性耕作三个方面简要介绍了国外水稻栽培技术的发展，并就相关栽培技术开展了国内外横向比较；最后，就我国水稻栽培技术的发展进行了展望。

Majumder S, Powell M A, Biswas P K, et al.

The role of agronomic factors (rice cultivation practices and soil amendments) on Arsenic fractionation: a strategy to minimise Arsenic uptake by rice, with some observations related to cadmium

Catena, 2021, 206:105556.

DOI:10.1016/j.catena.2021.105556      URL    

胡锐, 胡香玉, 傅友强, 等.

氮肥运筹对水稻根系生长发育的影响及其与氮肥吸收利用的关系

作物杂志, 2023(5):179-186.

[本文引用: 1]

Kirk G J D.

Plant-mediated processess to acquire nutrients: nitrogen uptake by rice plants

Plant and Soil, 2001, 232(1/2):129-134.

DOI:10.1023/A:1010341116376      [本文引用: 1]

段英华, 张亚丽, 沈其荣, 等.

增硝营养对不同基因型水稻苗期氮素吸收同化的影响

植物营养与肥料学报, 2005, 11(2):160-165.

[本文引用: 1]

Hachiya T, Sakakibara H.

Interactions between nitrate and ammonium in their uptake, allocation, assimilation, and signaling in plants

Journal of Experimental Botany, 2017, 68(10):2501-2512.

DOI:10.1093/jxb/erw449      PMID:28007951      [本文引用: 1]

Nitrogen (N) availability is a major factor determining plant growth and productivity. Plants acquire inorganic N from the soil, mainly in the form of nitrate and ammonium. To date, researchers have focused on these N sources, and demonstrated that plants exhibit elaborate responses at both physiological and morphological levels. Mixtures of nitrate and ammonium are beneficial in terms of plant growth, as compared to nitrate or ammonium alone, and therefore synergistic responses to both N sources are predicted at different steps ranging from acquisition to assimilation. In this review, we summarize interactions between nitrate and ammonium with respect to uptake, allocation, assimilation, and signaling. Given that cultivated land often contains both nitrate and ammonium, a better understanding of the synergism between these N sources should help to identify targets with the potential to improve crop productivity.© The Author 2016. Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Experimental Biology. All rights reserved. For permissions, please email: journals.permissions@oup.com.

陈亚华, 沈振国, 刘友良. 低温、

高pH胁迫对水稻幼苗根系质膜、液泡膜ATP酶活性的影响

植物生理学报, 2000, 26(5):407-412.

[本文引用: 1]

孙园园, 孙永健, 秦俭, 等.

适度水分胁迫下增硝对不同基因型水稻苗期生长及生理特性的影响

干旱地区农业研究, 2013, 31(4):144-151.

[本文引用: 1]

黄亚楠, 王登良, 苏彦华.

低pH影响大豆和菜豆对氮素形态的响应

土壤, 2021, 53(5):929-936.

[本文引用: 1]

司江英, 汪晓丽, 陈冬梅, 等.

不同pH和氮素形态对作物幼苗生长的影响

扬州大学学报(农业与生命科学版), 2007, 28(3):68-71.

[本文引用: 1]

马道承, 庞艳萍, 田湘, 等.

植物不同氮素形态配比施肥及其分子机制研究进展

西部林业科学, 2022, 51(5):164-170.

[本文引用: 1]

陈平. 介质pH与不同氮素形态对作物幼苗氮素吸收的影响. 扬州: 扬州大学, 2005.

[本文引用: 1]

徐聪, 张辉, 唐忠厚, 等.

减量氮肥配施有机肥及硝化抑制剂对土壤pH值、甘薯产量及构成的影响

江苏师范大学学报(自然科学版), 2021, 39(2):26-30.

[本文引用: 1]

李平, 聂浩, 郎漫, 等.

不同氮肥配施生物炭对镉污染土壤青菜镉吸收的影响

环境科学, 2023, 44(8):4489-4496.

[本文引用: 1]

易亚科, 周志波, 陈光辉.

土壤酸碱度对水稻生长及稻米镉含量的影响

农业环境科学学报, 2017, 36(3):428-436.

[本文引用: 1]

Lynch J P S U.

Root architecture and plant productivity

Plant Physiology, 1995, 109(1):7-13.

DOI:10.1104/pp.109.1.7      PMID:12228579      [本文引用: 1]

潘瑞炽. 植物生理学. 北京: 高等教育出版社, 2012.

[本文引用: 1]

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