水稻是稻田生態(tài)系統(tǒng)中主要生產(chǎn)作物，氮素是影響水稻生長(zhǎng)的一個(gè)重要營(yíng)養(yǎng)元素，磷和鉀是除氮素外對(duì)水稻生長(zhǎng)具有同等重要作用的營(yíng)養(yǎng)元素。植物體內(nèi)碳幾乎全部是由植株自身光合作用同化 CO2 形成碳水化合物，而光合碳代謝與氮素的投入、植株氮素同化之間關(guān)系非常密切。因此，研究稻田生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)耦合關(guān)系具有一定的理論意義。本研究以稻田生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)為對(duì)象，分析等氮投入不同氮源、不同氮磷鉀施肥配比二種施肥方式下水稻植株體內(nèi)碳、氮的積累與分配特征，探討不同施肥水平下水稻植株碳氮累積關(guān)系，為稻田生態(tài)系統(tǒng)中碳氮循環(huán)耦合機(jī)制提供一定的理論依據(jù)。
使用定氮儀檢測(cè)得到如下主要結(jié)果：
　?。?）基于等氮投入、不同氮源施肥長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，分析水稻植株碳、氮積累與分配。結(jié)果表明，水稻各器官的碳含量在不同處理之間沒(méi)有明顯差異（P>0.05），但氮含量有明顯的差異。有機(jī)–無(wú)機(jī)配施處理的莖葉、籽實(shí)中氮含量分別為 8.9? ~ 10.2 g.kg-1 和 11.9 ~ 14.8 g.kg-1，比施用化肥處理的高 13% ~ 53%和 9% ~ 19%，比對(duì)照（不施肥）高 12% ~ 77%和 23% ~ 32%。水稻碳、氮儲(chǔ)量大部分積累在植株的地上部分，其中，有機(jī)–無(wú)機(jī)施肥處理的籽實(shí)中碳、氮儲(chǔ)量較大，分別為 3467.8 ~ 4323.9 kg.hm-2和 120.3 ~ 135.2 kg.hm-2，比施用化肥處理分別高 13% ~ 23%和 26% ~ 45%。莖葉和籽實(shí)中碳儲(chǔ)量占整個(gè)植株中儲(chǔ)量的 34% ~ 38%和 51% ~ 60%；氮儲(chǔ)量占總氮儲(chǔ)量的 28% ~ 34%和 61% ~ 68%。結(jié)果表明，籽實(shí)是水稻植株主要的碳、氮匯，有機(jī)–無(wú)機(jī)肥料配施有利于水稻氮的吸收和積累，對(duì)于水稻碳氮固定和累積有一定的促進(jìn)作用。
　?。?）基于我國(guó)南方雙季稻田區(qū) 20 a 施肥處理長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，分析不同氮磷鉀施肥水平對(duì)水稻碳、氮積累與分配。結(jié)果表明，水稻籽實(shí)和莖葉中的碳含量普遍高于根部碳含量；籽實(shí)碳含量在 N 處理下最高，為 432.79 g.kg-1，其余施肥處理下籽實(shí)碳含量的差異不顯著。而氮含量在不同施肥處理下差異較大，以 N 處理下最高，為 18.90 g.kg-1，其次是 NPK 處理，為 17.93 g.kg-1。水稻碳、氮儲(chǔ)量大部分積累在植株地上部分的籽實(shí)和莖葉中，分別是地下儲(chǔ)量的 6.8~9.2 和 9.8~14.1 倍。隨著施氮水平的增加，水稻籽實(shí)中的碳儲(chǔ)量也相應(yīng)增加，而在相同的施氮水平下，偏施氮肥處理水稻籽實(shí)中的碳氮儲(chǔ)量明顯低于 NPK 處理，NC 處理的籽實(shí)碳氮含量低于 NPKC。因此，與偏施氮肥相比，氮磷鉀三大元素的綜合施用更有利于水稻生長(zhǎng)過(guò)程中碳氮的累積和分配。
　?。?）利用等氮投入不同氮源和不同氮磷鉀投入兩種施肥方式對(duì)不同生育期水稻植株生長(zhǎng)過(guò)程中碳氮的積累與分配分析表明，在水稻分蘗期和孕穗期，相對(duì)于其它施肥處理單施化肥處理顯著增加水稻植株體內(nèi)氮含量，如孕穗期時(shí)，寧鄉(xiāng)點(diǎn)根部和地上部分水稻氮含量在NPK處理下最高，分別為11.87 g.kg-1和20.06 g.kg-1；從抽穗期至成熟期時(shí)，有機(jī)-無(wú)機(jī)結(jié)合的施肥方式有效促進(jìn)了水稻植株對(duì)氮素的吸收和碳氮的積累，如寧鄉(xiāng)點(diǎn)晚稻成熟期籽實(shí)氮含量在 LOM 和 HOM 處理下顯著最高，分別為 20.36 g.kg-1和 21.22 g.kg-1。研究表明，合理的施肥能在水稻不同生長(zhǎng)時(shí)期有效促進(jìn)植株內(nèi)碳氮的吸收和累積。
　?。?）在等氮投入不同氮源的條件下，有機(jī)-無(wú)機(jī)結(jié)合配施顯著降低了成熟期籽實(shí)碳氮比，其比值為 28.0~35.0，是 NPK 處理的 84%左右；不同氮磷鉀配施下，除CK 處理外，籽實(shí)碳氮比在其余施肥處理下沒(méi)有顯著性差異，莖葉 C/N 以 N 處理下顯著最高，為 67.6。在水稻各個(gè)生育期，有機(jī)肥-無(wú)機(jī)結(jié)合配施均降低了植株中碳氮比，不同氮磷鉀投入下，添加有機(jī)物循環(huán)的處理（NPC 和 NPKC）下水稻植株碳氮比均低于無(wú)循環(huán)處理（NP 和 NPK），主要是因?yàn)榕涫┯袡C(jī)肥增加了水稻植株體內(nèi)氮素的含量。
　　在介紹了以上的介紹后，我們了解到稻植株地上部分是主要的碳氮匯，其中籽實(shí)碳氮儲(chǔ)量較高。隨著施氮水平的增加，水稻籽實(shí)中的碳儲(chǔ)量也相應(yīng)增加，在相同的施氮水平下，氮
磷鉀綜合施用比偏施氮肥處理更有利于水稻生長(zhǎng)過(guò)程中碳氮的累積。在等氮投入不同氮源下，有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施顯著提高了水稻植株體內(nèi)氮素的含量；在不同氮磷鉀投入下，添加有機(jī)物循環(huán)處理下水稻植株體內(nèi)碳氮含量及儲(chǔ)量均普遍高于無(wú)有機(jī)物循環(huán)處理，可見(jiàn)添加有機(jī)養(yǎng)分能促進(jìn)了生長(zhǎng)過(guò)程中水稻碳氮的同化與吸收。研究表明，合理的施肥能有效促進(jìn)水稻植株碳氮的固定和累積，有機(jī)–無(wú)機(jī)肥料配施有利于水稻氮的吸收和積累，對(duì)于促進(jìn)水稻植株碳氮的固定和累積還具有一定的潛力。