Biological nitrogen fixation (BNF) varies in different soils and is impacted by rice planting. This study was conducted to investigate the extent of BNF in acidic soil planted with rice and to explore if the light and flood layer thickness affected the BNF. Soil and rice together were incubated in a 15N2-labeled closed chamber for whole growth period, and light and water depth effects were measured by labeling aboveground parts of rice plants in a plastic bag and labeling air in bottle without rice plants, respectively. The results showed that the total N fixation of soil and plant was 11.65 kg ha−1; nevertheless, it was only 2.11 kg ha−1 under fallow soil. In planted soil, plants and soil accounted for 25.1% and 74.9% of total 15N fixed, correspondingly. Soil NH4+-N concentration decreased due to uptake by the rice plants. There was higher available iron (Fe2+) in soil with rice plantings than in the fallow soil which was beneficial for BNF. Furthermore, 15N atom% in the roots was found higher than in the aboveground plant parts or leaves whether from experiment with whole rice-soil labeled in 15N2-enriched closed chamber or from that only rice aboveground parts labeled by 15N2, whereas water depth above the soil surface insignificantly influenced BNF without rice planting. Rice planting may significantly increase the amount of N fixation in acidic paddy soils. Further work regarding the role of rice plant and thickness of the water layer in BNF is highly important to gain an improved understanding of the N cycle in the rice ecosystem.

中文翻译：

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水稻种植提高酸性土壤生物固氮能力及光照和洪水层厚度的影响

生物固氮（BNF）在不同的土壤中有所不同，并受水稻种植的影响。本研究旨在调查种植水稻的酸性土壤中 BNF 的含量，并探讨光照和洪水层厚度是否影响 BNF。将土壤和水稻一起在 15N2 标记的密闭室中培养整个生育期，分别通过在塑料袋中标记水稻植株地上部分和在没有水稻植株的瓶子中标记空气来测量光和水深的影响。结果表明，土壤和植物的总固氮量为11.65 kg ha-1；然而，在休耕土壤下只有 2.11 kg ha−1。在种植土壤中，植物和土壤分别占固定总15N的25.1%和74.9%。由于水稻吸收，土壤 NH4+-N 浓度降低。水稻种植土壤中的有效铁（Fe2+）高于休闲土壤，这对 BNF 有益。此外，无论是在富含 15N2 的密闭室中对整个水稻土壤进行标记还是从仅用 15N2 标记的水稻地上部分进行实验，都发现根中的 15N atom% 高于地上植物部分或叶子，而水深高于 15N2没有水稻种植，土壤表面对 BNF 的影响不显着。水稻种植可显着增加酸性稻田土壤的固氮量。关于水稻植株和水层厚度在 BNF 中的作用的进一步研究对于更好地了解水稻生态系统中的氮循环非常重要。无论是在富含 15N2 的密闭室中对整个水稻土壤进行标记还是从仅用 15N2 标记的水稻地上部分进行实验，都发现根中的 15N atom% 高于地上部植物部分或叶子，而土壤表面以上的水深在不种植水稻的情况下对 BNF 影响不显着。水稻种植可显着增加酸性稻田土壤的固氮量。关于水稻植株和水层厚度在 BNF 中的作用的进一步研究对于更好地了解水稻生态系统中的氮循环非常重要。无论是在富含 15N2 的密闭室中对整个水稻土壤进行标记还是从仅用 15N2 标记的水稻地上部分进行实验，都发现根中的 15N atom% 高于地上植物部分或叶子中在不种植水稻的情况下对 BNF 影响不显着。水稻种植可显着增加酸性稻田土壤的固氮量。关于水稻植株和水层厚度在 BNF 中的作用的进一步研究对于更好地了解水稻生态系统中的氮循环非常重要。而在没有种植水稻的情况下，土壤表面以上的水深对 BNF 影响不显着。水稻种植可显着增加酸性稻田土壤的固氮量。关于水稻植株和水层厚度在 BNF 中的作用的进一步研究对于更好地了解水稻生态系统中的氮循环非常重要。而在没有种植水稻的情况下，土壤表面以上的水深对 BNF 影响不显着。水稻种植可显着增加酸性稻田土壤的固氮量。关于水稻植株和水层厚度在 BNF 中的作用的进一步研究对于更好地了解水稻生态系统中的氮循环非常重要。