聚天門冬氨酸/鹽對(duì)水稻田面水氮素變化及養(yǎng)分利用的影響

徐嘉翼，牛世偉，隋世江，張 鑫，葉 鑫，蔡廣興，王 娜

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境資源研究所，沈陽(yáng) 110161）

我國(guó)是世界第一大氮肥消費(fèi)國(guó)，也是全球水稻生產(chǎn)大國(guó)。我國(guó)水稻生產(chǎn)中氮肥消耗量約占世界氮肥消耗總量的7%[1]，遠(yuǎn)超其他國(guó)家稻田施肥水平，然而我國(guó)水稻氮肥當(dāng)季利用率僅為30%左右，低于世界平均水平[2]。研究表明，稻田施氮后，短期內(nèi)氮素很難被水稻秧苗充分吸收，田面水氮素濃度迅速上升[3-4]，加大氨揮發(fā)流失風(fēng)險(xiǎn)，若遭遇連續(xù)強(qiáng)降水或過(guò)量灌溉，極易引發(fā)水稻田面水氮素流失，這不僅造成氮肥經(jīng)濟(jì)損失，而且影響水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量，還會(huì)導(dǎo)致溫室氣體排放、農(nóng)田面源污染等一系列環(huán)境問(wèn)題[5-6]。面對(duì)我國(guó)耕地不斷減少而糧食需求量卻不斷增加的嚴(yán)峻形勢(shì)，研究如何提高氮肥的增產(chǎn)效果及作物利用率、減少氮肥向環(huán)境流失，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境改善具有重要意義。

聚天門冬氨酸/鹽（PASP）是一種環(huán)境友好型綠色聚合物，由天門冬氨酸單體的羧基和氨基進(jìn)行分子間脫水縮合而成，具有良好的螯合、分散和吸附等性能，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常被用作肥料增效劑和緩釋劑[7-8]。普通PASP性能有限，通過(guò)化學(xué)改性將PASP分子鏈上引入官能團(tuán)，使原來(lái)主鏈上無(wú)活性基團(tuán)的聚合物功能化，或者改變PASP分子鏈的空間分布，延長(zhǎng)分子鏈或形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[9-11]，合成后的改性PASP效能顯著增強(qiáng)。作為肥料增效劑，PASP可富集土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分供給植物，有利于作物養(yǎng)分吸收，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量與肥料利用率[8]。研究發(fā)現(xiàn)，與普通尿素相比，等量的PASP螯合尿素可使玉米盆栽生物產(chǎn)量增加13.4%[12]，且PASP螯合尿素減量30%條件下，玉米產(chǎn)量不減反而略有增加，增產(chǎn)0.9%～3%[13]。在小麥、生菜和黃瓜等多種作物上的應(yīng)用也表明[14-16]，PASP促進(jìn)了作物養(yǎng)分吸收，改善了作物養(yǎng)分平衡，提高了肥料利用率，對(duì)于產(chǎn)量提高和品質(zhì)改善具有明顯效果。目前，關(guān)于PASP對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量效應(yīng)及養(yǎng)分增效機(jī)制已有較多研究，但是針對(duì)PASP應(yīng)用于農(nóng)田面源污染的研究較少。董世杰等[17]研究了不同濃度水平的聚天門冬氨酸鈣鹽對(duì)田面水氮素濃度變化的影響，發(fā)現(xiàn)0.3%濃度水平的聚天門冬氨酸鈣鹽對(duì)田面水氮素濃度的控制效果較好。陳秉翼[14]通過(guò)室內(nèi)土柱淋溶模擬的方法研究了PASP對(duì)氮淋溶的影響，研究發(fā)現(xiàn)PASP處理有效降低了土壤銨態(tài)氮的淋溶濃度及流失量，同時(shí)抑制了銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化，延緩了硝態(tài)氮的淋溶發(fā)生。然而，PASP在主要糧食作物水稻種植上，尤其是經(jīng)過(guò)化學(xué)改性合成的高性能PASP，能否起到增產(chǎn)減排的作用效果尚未清楚。為此，本研究選用0.3%普通聚天門冬氨酸鈣/鋅鹽和0.3%改性聚天門冬氨酸鈣/鋅鹽，在干旱棚條件下通過(guò)桶栽水稻試驗(yàn)研究PASP對(duì)水稻生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收利用及田面水氮素動(dòng)態(tài)變化和土壤肥力的影響，旨在為肥料增效劑PASP應(yīng)用于水稻生產(chǎn)及氮素面源污染防控上提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤為水稻土，取自盤錦市盤山縣壩墻子鎮(zhèn)水稻田，耕層（0～20 cm）土壤理化性質(zhì)為總氮1.58 g·kg-1，總磷 1.17 g·kg-1，總鉀 28.7 g·kg-1，堿解氮 71.0 mg·kg-1，有效磷 18.9 mg·kg-1，速效鉀154 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)17.7 g·kg-1，pH 7.8。供試氮肥為尿素（N 46%），磷肥為過(guò)磷酸鈣（P2O512%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 50%）。選用德賽化工有限公司生產(chǎn)的PASP-Ca和PASP-Zn作為普通PASP材料，并在此基礎(chǔ)上由實(shí)驗(yàn)室合成改性PASP-Ca和改性PASP-Zn。栽種水稻品種為鹽豐47號(hào)。塑料桶規(guī)格為直徑30 cm、高40 cm，底部密封。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用桶栽水稻的方式，于2018年5月至10月在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院室外盆栽場(chǎng)干旱棚中進(jìn)行，降雨時(shí)期干旱棚起到防雨遮蔽作用，避免了降雨對(duì)田面水水深及氮濃度的影響，而在非降雨時(shí)期，所有處理均處于自然光照與氣溫條件下。試驗(yàn)所在地區(qū)位于遼河平原中部，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫8.2℃，年均降雨量706 mm，年平均日照時(shí)數(shù)2482 h。試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理（表1），T1為無(wú)氮空白處理，T2為常規(guī)尿素處理，T3為常規(guī)尿素+普通聚天門冬氨酸鈣鹽，T4為常規(guī)尿素+普通聚天門冬氨酸鋅鹽，T5為常規(guī)尿素+改性聚天門冬氨酸鈣鹽，T6為常規(guī)尿素+改性聚天門冬氨酸鋅鹽，每個(gè)處理4次重復(fù)，共24桶，隨機(jī)排列。氮、磷、鉀肥均按照田間施肥量（N 270 kg·hm-2、P2O590 kg·hm-2、K2O 90 kg·hm-2）的2.5倍一次性基施，每桶化肥用量為N 4.5 g，P2O51.5 g，K2O 1.5 g，其中T1處理僅施磷、鉀肥。所有PASP鹽添加量均按尿素施用量的0.3%計(jì)算。

將化肥與15.0 kg風(fēng)干水稻土混勻后裝入桶中，立即灌水浸泡，然后加入PASP鹽溶液并均勻攪拌表層水土（0～5 cm）。靜置1 d后，選擇長(zhǎng)勢(shì)良好且一致的秧苗進(jìn)行插秧，每盆3穴，呈三角形分布，苗間距15 cm。采用常規(guī)水分管理，即5月9日至6月25日保持3 cm水層，6月25日至7月10日采用干濕交替方式，7月10日至9月20日保持淺水層（2～3 cm），9月20日之后自然落干，且各處理田面水高度須保持一致。

表1 試驗(yàn)處理Table 1 Experiment treatments

1.3 樣品采集與測(cè)定

施肥后第1、2、3、5、7、9、12、15 d每日上午10：00使用注射器對(duì)田面水進(jìn)行取樣（25 mL），水樣經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后采用AA3流動(dòng)分析儀（Bran Luebbe，德國(guó)）測(cè)定總氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮濃度。水稻成熟后，沿土表收割地上部分，測(cè)量每桶水稻株高、有效穗數(shù)、秸稈生物量和籽粒生物量，并烘干粉碎秸稈和籽粒樣品，采用凱氏定氮法測(cè)定全氮、鉬銻抗比色法測(cè)定全磷、火焰光度法測(cè)定全鉀含量。水稻收獲后，采用3點(diǎn)混合法采集0～15 cm土層土樣，土壤鮮樣采用紫外分光光度計(jì)法測(cè)定硝態(tài)氮，靛酚藍(lán)比色法測(cè)定銨態(tài)氮，風(fēng)干土壤樣品通過(guò)凱氏定氮法測(cè)定全氮，NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定速效磷，NH4OAC浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定速效鉀[18]。每桶水稻的氮肥表觀利用率依據(jù)下式計(jì)算[19]：

氮肥表觀利用率=（施氮處理水稻氮吸收量-不施氮處理水稻氮吸收量）/施氮量×100%

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SigmaPlot 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與作圖，并采用SAS軟件對(duì)不同處理組之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，即采用方差分析法（ANOVA）處理數(shù)據(jù)并通過(guò)Tukey test檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯著性差異（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 PASP對(duì)水稻田面水氮素濃度的影響

2.1.1 PASP對(duì)水稻田面水NH+4-N濃度的影響

各施氮處理田面水NH+4-N濃度均在施肥后第3 d達(dá)到峰值，而后迅速下降，于第9 d降至峰值的15.1%～24.1%后趨于穩(wěn)定（圖1）。施肥后一周內(nèi)，添加PASP處理（T3～T6）田面水NH+4-N濃度比常規(guī)尿素處理（T2）降低5.82%～55.3%；尤其在NH+4-N峰值期，T3、T4、T5和T6處理NH+4-N濃度比T2處理顯著減少了16.8%、21.8%、44.7%和39.9%，說(shuō)明添加PASP有效降低了田面水NH+4-N濃度，這可能是因?yàn)镻ASP分子中的羧基基團(tuán)可與NH+4發(fā)生螯合，延緩了施肥后田面水NH+4-N濃度過(guò)快升高。

不同PASP處理之間，改性PASP處理田面水NH+4-N濃度低于普通PASP處理。施肥后一周內(nèi)，T5處理田面水NH+4-N濃度比T3處理減少了4.92%～45.9%，T6處理田面水NH+4-N濃度比T4處理減少了18.5%～42.2%，說(shuō)明改性PASP處理比普通PASP處理更有利于降低田面水NH+4-N濃度，這可能是因?yàn)楦男訮ASP分子結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，螯合性能更強(qiáng)。

圖1 施肥后田面水NH+4-N濃度變化Figure 1 NH+4-N concentrations in the surface water after fertilization

2.1.2 PASP對(duì)水稻田面水NO-3-N濃度的影響

與田面水NH+4-N濃度變化趨勢(shì)不同，各施氮處理田面水NO-3-N濃度峰值出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)滯后，于施肥后第5 d達(dá)到峰值，這與PASP抑制硝化作用有關(guān)，而后逐漸下降趨于平穩(wěn)（圖2）。施肥后第3 d，常規(guī)尿素處理（T2）田面水NO-3-N濃度高達(dá)峰值的94.5%，而添加PASP處理（T3～T6）田面水NO-3-N濃度為峰值的66.1%～76.8%，說(shuō)明PASP抑制了田面水NO-3-N濃度過(guò)快升高。

圖2 施肥后田面水NO-3-N濃度變化Figure 2 NO-3-N concentrations in the surface water after fertilization

施肥后一周內(nèi)，T3、T4、T5、T6處理田面水NO-3-N濃度比T2處理降低了20.4%～57.2%；尤其在NO-3-N峰值期，T3、T4、T5和T6處理比T2處理顯著減少了22.4%、20.4%、42.8%和39.1%，說(shuō)明添加PASP有效降低了田面水NO-3-N濃度。不同PASP處理之間，改性PASP處理田面水NO-3-N濃度低于普通PASP處理。施肥后一周內(nèi)，T5處理田面水NO-3-N濃度比T3處理減少了3.00%～26.4%，T6處理田面水NO-3-N濃度比T4處理減少了10.9%～32.7%，說(shuō)明改性PASP處理比普通PASP處理更有利于降低田面水NO-3-N濃度。

2.1.3 PASP對(duì)水稻田面水TN濃度的影響

各施氮處理TN濃度在施肥后第1 d迅速升至峰值的75.4%～84.2%，并在第3 d達(dá)到峰值，而后迅速下降，至第9 d后趨于穩(wěn)定（圖3）。施肥后一周內(nèi)，T3、T4、T5和T6處理田面水TN濃度比T2處理降低了9.50%～25.8%、5.42%～22.7%、8.36%～38.4%和2.96%～30.6%。改性PASP處理田面水TN濃度低于普通PASP處理，施肥后5 d內(nèi)，T5處理田面水TN濃度比T3處理減少了16.5%～24.8%，T6處理田面水TN濃度比T4處理減少了6.51%～16.2%。試驗(yàn)表明，添加PASP能夠降低田面水TN濃度，且改性PASP處理效果更好。

圖3 施肥后田面水TN濃度變化Figure 3 TN concentrations in the surface water after fertilization

2.2 PASP對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

施肥處理（T2、T3、T4、T5、T6）水稻株高、有效分蘗數(shù)、秸稈產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量均顯著高于無(wú)氮空白組（T1）（表2），說(shuō)明施用氮肥是水稻增產(chǎn)的關(guān)鍵因素。聚天門冬氨酸/鹽處理（T3、T4、T5、T6）水稻株高、有效分蘗數(shù)、秸稈產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量均高于常規(guī)尿素處理（T2），說(shuō)明聚天門冬氨酸/鹽促進(jìn)了水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量提高。

表2 不同處理水稻株高、有效分蘗數(shù)及產(chǎn)量Table 2 Rice height,effective tiller number,and yield among the different treatments

與T2相比，T3處理顯著增加了水稻株高（8.26%）和有效分蘗數(shù)（12.0%），秸稈和籽粒產(chǎn)量也有所提高（無(wú)顯著差異）；T5處理不僅顯著增加了水稻株高（12.0%）和有效分蘗數(shù)（13.8%），而且秸稈產(chǎn)量也顯著提高了9.26%。這表明，不論添加普通還是改性的聚天門冬氨酸鈣鹽均顯著提高了水稻株高和有效分蘗數(shù)，雖未實(shí)現(xiàn)籽粒顯著增產(chǎn)，但仍有助于水稻地上部生物量增加。T4和T6處理水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量指標(biāo)均高于T2，其中T6處理秸稈產(chǎn)量最高，這可能因?yàn)楸驹囼?yàn)水稻土有效鋅含量（0.88 mg·kg-1）較低，施用聚天門冬氨酸鋅鹽能夠補(bǔ)充土壤Zn2+養(yǎng)分供給不足，為水稻生長(zhǎng)提供所需營(yíng)養(yǎng)。

改性PASP處理（T5、T6）水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量指標(biāo)優(yōu)于普通PASP處理（T3、T4），其中T5處理水稻秸稈和籽粒產(chǎn)量比T3增加了5.36%和5.56%，T6處理水稻秸稈和籽粒產(chǎn)量比T4增加了5.26%和4.09%，且T5處理水稻生長(zhǎng)指標(biāo)總體表現(xiàn)最好，說(shuō)明改性聚天門冬氨酸/鹽更有利于促進(jìn)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量提高，尤其是改性聚天門冬氨酸鈣鹽的效果最好。

2.3 PASP對(duì)水稻養(yǎng)分吸收及氮肥利用率的影響

聚天門冬氨酸/鹽處理水稻籽粒和秸稈氮含量比常規(guī)尿素處理有所增加，尤其是T5處理籽粒氮含量顯著增加了8.32%（表3）；T3、T4、T5處理水稻籽粒和秸稈磷含量也有所增加，這表明在聚天門冬氨酸/鹽的施用下，水稻氮、磷含量呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，尤其改性聚天門冬氨酸鈣鹽顯著增加了籽粒氮含量，而水稻鉀含量受影響不大。水稻氮、磷、鉀吸收量也呈現(xiàn)出相似趨勢(shì)，T3、T4、T5、T6處理籽粒氮、磷、鉀吸收量比T2增加了 7.18%～18.9%、3.75%～17.3%、1.34%～5.38%，秸稈氮、磷、鉀吸收量也有所增加（圖4），說(shuō)明聚天門冬氨酸/鹽有利于水稻養(yǎng)分吸收利用。聚天門冬氨酸/鹽的施用提高了水稻氮吸收量，氮肥表觀利用率相應(yīng)地有所提高，T3、T4、T5、T6處理氮肥表觀利用率比T2提高了2.5%～8.4%，但未達(dá)到顯著水平（圖5）。T5處理水稻氮、磷、鉀吸收量最高，且氮肥表觀利用率最高（41.7%）。這表明聚天門冬氨酸/鹽具有提高氮肥表觀利用率的潛力，且改性聚天門冬氨酸鈣鹽在促進(jìn)水稻營(yíng)養(yǎng)吸收和改善氮肥利用率方面潛力最大。

表3 不同處理水稻氮、磷、鉀養(yǎng)分含量（g·kg-1）Table 3 Nitrogen（N）,phosphorus（P）,and potassium（K）concentrations in rice（g·kg-1）

2.4 PASP對(duì)水稻土壤養(yǎng)分含量的影響

施肥處理（T2、T3、T4、T5、T6）土壤 TN、NH+4-N和NO-3-N含量均高于無(wú)氮空白組（T1），見表4。與常規(guī)尿素（T2）相比，PASP處理（T3、T4、T5、T6）土壤NH+4-N含量顯著增加了28.4%～62.2%，這可能與PASP對(duì)土壤養(yǎng)分離子吸附密切相關(guān)。土壤NH+4-N含量增加為水稻提供了更多養(yǎng)分，正如2.2和2.3結(jié)果顯示PASP處理水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收量均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)；土壤TN、NO-3-N含量增加了0.69%～9.72%和5.81%～12.1%，但未達(dá)到顯著水平。

表4 不同處理水稻土壤養(yǎng)分含量Table 4 Soil nutrients concentrations among the different treatments

與土壤氮素養(yǎng)分變化不同，各處理間土壤有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量無(wú)顯著差異，且與T1、T2處理相比，PASP處理（T3、T4、T5、T6）土壤有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量有所降低，這可能是因?yàn)樘砑覲SAP促進(jìn)了水稻生長(zhǎng)及磷鉀養(yǎng)分吸收，加快了水稻對(duì)土壤有效磷、速效鉀養(yǎng)分的消耗利用，但總體上添加PASP處理對(duì)土壤有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量無(wú)顯著影響。

3 討論

施氮處理田面水氮素濃度（NH+4-N、NO-3-N和TN）顯著高于無(wú)氮空白處理，說(shuō)明氮肥投入是水稻田面水氮素增加的直接原因[20-21]。水稻施肥后，田面水TN、NH+4-N和NO-3-N濃度分別在第3 d和5 d達(dá)到峰值，而后下降至第9 d趨于穩(wěn)定，可將施肥后9 d內(nèi)設(shè)為控制水稻田面水氮素流失的關(guān)鍵時(shí)期，這與前人[17，22]研究結(jié)果一致。

圖4 不同處理水稻氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量Figure 4 N,P,and K uptake by rice among the different treatments

施肥后兩周內(nèi)，PASP處理田面水氮素濃度總體低于常規(guī)尿素處理，這可能是因?yàn)镻ASP分子中含有大量的氨基和羧基基團(tuán)，對(duì)陰陽(yáng)離子具有較強(qiáng)的結(jié)合作用，可與NO-3和NH+4發(fā)生螯合，減緩田面水氮素濃度過(guò)快升高[17]。PASP處理田面水NO-3-N平均濃度比NH+4-N低26.7%，且峰值出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)滯后，這可能與PASP對(duì)硝化作用產(chǎn)生抑制有關(guān)[14]。尿素施入土壤中首先水解成NH+4，隨后在硝化作用下轉(zhuǎn)化成NO-3，一方面PASP分子中的羧基與NH+4發(fā)生螯合作用，使硝化反應(yīng)中NH+4底物濃度降低，減少NH+4轉(zhuǎn)化成NO-3；另一方面，PASP分子中的羧基可與硝化反應(yīng)過(guò)程中所必需的胺氧化酶活性位點(diǎn)上的銅離子相結(jié)合[23]，致使酶活性受到抑制，延緩硝化反應(yīng)，起到緩釋作用。

與田面水氮素所受影響不同，PASP處理土壤氮素含量有所增加，尤其是土壤NH+4-N含量比常規(guī)尿素處理顯著提高了28.4%～62.2%，這可能與PASP極強(qiáng)的吸附能力密切相關(guān)[24]。PASP對(duì)養(yǎng)分離子的交換吸附力約為土壤膠體的100倍[8]，它能夠?qū)⒐潭ㄔ谕寥乐械腘H+4吸附解離，使土壤NH+4-N含量增加。這為作物生長(zhǎng)提供了更多養(yǎng)分，且PASP與尿素水解的NH+4及土壤解離的NH+4進(jìn)行螯合，可形成植物易吸收利用形態(tài)[25]，有利于水稻養(yǎng)分吸收，PASP的環(huán)狀多孔結(jié)構(gòu)還能夠富集更多養(yǎng)分供植物利用[8，26-28]，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，正如本試驗(yàn)結(jié)果顯示，PASP處理水稻株高、有效穗數(shù)、秸稈產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量及水稻氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量比常規(guī)尿素處理均有所增加。水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收量的增加還與PASP-Ca/Zn攜帶中微量營(yíng)養(yǎng)元素有關(guān)。

改性PASP是在普通PASP分子鏈上引入官能團(tuán)，使原來(lái)主鏈上無(wú)活性基團(tuán)的聚合物功能化，或者改變普通PASP分子鏈的空間分布，延長(zhǎng)分子鏈或形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其特性增強(qiáng)[9-11]。在本試驗(yàn)中，與普通PASP處理相比，改性PASP處理田面水氮素濃度下降，土壤氮素養(yǎng)分含量增加，水稻生長(zhǎng)指標(biāo)、養(yǎng)分吸收量、產(chǎn)量及氮肥利用率也得到了提升，這是因?yàn)楦男訮ASP具有更復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，其分子量增大、分子鏈延長(zhǎng)，羧基含量相應(yīng)增加，螯合、吸附等特性進(jìn)一步加強(qiáng)，使其螯合更多NO-3和NH+4，抑制氮素過(guò)快釋放，降低田面水氮素流失風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還能吸附富集更多的土壤養(yǎng)分，利于水稻營(yíng)養(yǎng)吸收，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量提高。在本試驗(yàn)中，無(wú)論在控制田面水氮素濃度，還是促進(jìn)水稻生長(zhǎng)方面，改性PASP-Ca處理均呈現(xiàn)出最佳效果，這一方面與改性PASP特性功能增強(qiáng)有關(guān)，另一方面Ca是植物必需的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素之一，其需求量?jī)H次于氮、磷、鉀，是植物代謝和發(fā)育的主要調(diào)控者[29]，對(duì)促進(jìn)水稻生長(zhǎng)發(fā)育、增強(qiáng)抗逆性、提高產(chǎn)量和品質(zhì)等具有重要作用[29-30]。陳秉翼[14]在玉米和生菜的盆栽試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)了PASP-Ca的增產(chǎn)效果更顯著。就本研究而言，可認(rèn)為改性PASP-Ca應(yīng)用在水稻中能夠?qū)崿F(xiàn)氮素流失風(fēng)險(xiǎn)降低及氮肥利用率提高的雙重效益，同時(shí)兼具經(jīng)濟(jì)效益。以盤錦地區(qū)為例，稻田常規(guī)施氮量為270 kg·hm-2，按照普通尿素（N 46%）與聚天門冬氨酸尿素（N 46%，PASP 0.3%）的市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算，施用聚天門冬氨酸尿素每公頃稻田投入成本增加47元；根據(jù)本試驗(yàn)研究結(jié)果（改性PASP-Ca處理水稻增產(chǎn)8.32%），以該地區(qū)水稻平均產(chǎn)量12 000 kg·hm-2和每公斤1.6元市場(chǎng)單價(jià)計(jì)算，每公頃稻田水稻收益增加1597元。據(jù)估算，施用聚天門冬氨酸尿素可增加凈收益1550元·hm-2，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中具有經(jīng)濟(jì)可行性。但由于本研究采用的是桶栽試驗(yàn)，相關(guān)結(jié)論在推廣應(yīng)用前還有待進(jìn)一步在田間驗(yàn)證。

4 結(jié)論

（1）施肥兩周內(nèi)，聚天門冬氨酸/鹽處理水稻田面水氮素濃度總體低于常規(guī)尿素處理，尤其在施肥后第3 d和5 d，田面水NH+4-N和NO-3-N濃度顯著降低，且改性聚天門冬氨酸/鹽處理更有利于田面水氮素濃度降低。

（2）聚天門冬氨酸/鹽處理提高了水稻土壤氮素含量，尤其是NH+4-N含量顯著增加，但對(duì)土壤有效磷和速效鉀含量影響不大。

（3）聚天門冬氨酸/鹽的施用促進(jìn)了水稻生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收，有利于提高水稻產(chǎn)量及氮肥利用率，且改性聚天門冬氨酸/鹽處理效果更加突出。

（4）綜合來(lái)看，改性聚天門冬氨酸鈣鹽處理促進(jìn)了水稻生長(zhǎng)，有效降低了水稻施肥后田面水氮素濃度，并能提升土壤肥力，在所有處理中表現(xiàn)最佳，對(duì)于稻田氮素面源污染控制具有應(yīng)用潛力。