侧深施氮对机插水稻产量形成及氮素利用的影响

【目的】水稻机插同步侧深施肥是一项新兴的技术,正在迅速发展。深入探究不同类型氮肥机械侧深施用对机插水稻产量及氮素利用效率的影响,有利于提高水稻机械化种植水平,为机插水稻节本增效提供理论依据。【方法】2017年和2018年开展大田试验,采用完全随机区组试验设计,设置5种施氮处理,即不施氮肥（N0）、尿素撒施（CUB）、尿素机械侧深施（CUM）、控释尿素撒施（CRUB）和控释尿素机械侧深施（CRUM）,测定水稻物质生产特性、氮素积累分配、氮素利用效率、产量及产量构成因素。【结果】2年各施氮处理对水稻产量形成、氮素利用的影响基本一致。与尿素相比,控释尿素可以显著提高水稻干物质积累量、氮素积累量、氮肥利用率以及稻谷产量;2017年成熟期干物质积累量和氮素积累量、氮肥吸收利用率（NRE）、氮肥农学效率（NAE）和稻谷产量分别增加3.22%、17.50%、46.00%、17.79%和3.72%,2018年相应增幅分别为8.77%、13.27%、32.07%、12.74%和3.32%。与人工撒施相比,机械侧深施可以显著提高氮肥利用率,2017年NRE和NAE分别增加17.91%—43.14%和19.61%—37.39%;2018年NRE和NAE分别增加53.80%—54.10%和21.11%—35.11%。与人工撒施相比,机械侧深施肥处理的产量分别增加4.46%—6.95%（2017年）、5.55%—8.11%（2018年）;增产的主要原因是其具有更多有效穗数和颖花总量。齐穗至成熟期,CRUM处理茎叶鞘氮素积累量和茎叶氮素表观转移量（TNT）均显著高于其他施氮处理。此外,在穗分化期和齐穗期,相比其他施氮处理,CRUM处理的氮素积累量、SPAD值、干物质积累量均显著增加。【结论】控释尿素机械侧深施（CRUM）是一种能提高机插水稻产量和氮素利用的有效施肥方法。     

湖南双季稻田氮素去向及残效定量研究

【目的】研究不同施氮量下双季稻田氮素的吸收利用、损失残留和残效特征,定量化揭示湖南双季稻田肥料氮去向和残效规律,为制定科学合理的双季稻田氮肥施用措施提供理论依据。【方法】于2017—2018年在湖南双季稻区开展田间15N微区试验,按氮肥施用量设4个施氮量（以纯N计）处理:N0（不施氮）、N1（早晚稻均为90 kg/ha）、N2（早稻120 kg/ha,晚稻135 kg/ha）、N3（早稻150 kg/ha,晚稻180 kg/ha）。2017年施用15N标记尿素,研究各处理的15N吸收利用、15N在土壤中的残留及15N损失率,明确肥料15N的不同去向及其占比;2018年施用等量未标记尿素,分析各处理残留15N的吸收利用和损失率。【结果】差减法氮肥吸收利用率随施氮量的增加而显著下降（P< 0.05）,2017年早晚稻氮肥吸收利用率分别为42.14%～46.62%和35.45%～43.08%,2018年分别为37.93%～42.56%和37.20%～44.51%。示踪法2017年早稻15N回收率为24.49%～24.53%;晚稻15N回收率为25.32%～26.59%,晚稻略高于早稻;各处理15N回收率相近,无显著差异（P> 0.05）。各处理肥料15N去向基本一致,作物吸收、土壤残留和总损失分别约占25%、23%和52%。肥料15N主要残留在0～20 cm土层中,约占总残留量的77%,20～40 cm土层约占19%,40～60 cm土层约占4%。上一季水稻残留的氮肥,可供下一季水稻吸收利用,是土壤氮库的补充,0～20 cm土层残效最好,2018年两季水稻累积残留15N吸收率为8.13%～9.28%,累积损失率为38.68%～52.97%,最终残留率为38.90%～52.05%。【结论】双季稻田氮肥利用率较低,氮肥损失占比较大,早晚稻均达50%以上;水稻积累的氮素主要来自于土壤,土壤氮贡献率达71.00%以上。双季稻生产中应充分考虑土壤自身的供氮能力以及上季水稻的氮肥残效,适当降低当季水稻的施氮量,实现氮肥的高效利用。     

磷肥施用深度对夏玉米产量和养分吸收的影响

【目的】探明磷肥施用深度对夏玉米产量和养分吸收的影响。【方法】采用桶栽和大田试验相结合的方法,研究不同磷肥施用深度(5cm、15cm、5/15cm)对夏玉米产量及氮、磷、钾吸收和分配的影响。【结果】不同磷肥施用深度处理的玉米籽粒产量和植株养分吸收量由高到低依次为T15T5/15T5CK,其中,施用磷肥可以使夏玉米籽粒产量增加8.5%—20.0%;磷肥集中深施比浅施和分层施籽粒产量增加5.9%—10.6%,植株氮、磷、钾吸收量分别增加6.9%—14.7%、7.5%—17.1%、5.0%—13.4%,氮、磷、钾转移率分别降低10.4%—17.3%、8.4%—12.9%、12.9%—19.6%,磷素农学效率和表观利用率分别提高55.8%—88.0%和40.4%—181.4%。【结论】夏玉米施用磷肥增产效果显著,磷肥集中深施效果优于分层施,分层施效果优于浅施,且以磷肥集中深施在15cm土层时效果最好。     

控释肥和添加剂对双季稻温室气体排放影响和减排评价

【目的】稻田生态系统的温室气体排放一直是气候变化领域的研究热点,对发展低碳农业和缓解全球变暖具有重要意义。研究控释肥和添加剂对双季稻（Oryza sative L）温室气体排放和产量的影响,旨在综合评价其减排效果,筛选既能保证产量又能有效减排的施肥措施。【方法】以华中江汉平原地区双季稻为研究对象,设置6种不同控释肥或添加剂处理,包括①习惯施肥作为对照,②硫包膜控释尿素,③树脂包膜控释尿素,④缓释碧晶尿素,⑤尿素中加入质量分数1%的硝化抑制剂二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）,⑥施肥时泼洒与尿素等量的1：200倍稀释有效微生物菌剂培养液（EM菌剂）,采用自动静态箱-气相色谱法对温室气体排放通量进行长期连续监测,同步观测土壤无机氮素和产量,得出不同施肥处理的温室气体（CH4和N2O）排放特征,由内插加权法求得排放总量,最终计算出综合温室效应和排放强度。【结果】不同施肥处理下CH4和N2O排放通量具有较为明显的季节变化规律。早稻CH4排放总量以树脂包膜控释尿素最低,晚稻以碧晶尿素最低;而早稻和晚稻N2O排放总量均以硝化抑制剂DMPP最低。综合两个季节,各施肥处理的综合温室效应（以CO2当量100年算）差异显著（P＜0.05）,其中常规施肥＞硫包膜控释尿素＞硝化抑制剂DMPP＞EM菌剂＞碧晶尿素＞树脂包膜控释尿素;控释肥和添加剂处理对比常规均有不同程度的减排效果,其中树脂包膜控释尿素减排效果最高为56.2%,碧晶尿素次之为45.6%,且晚稻减排效果明显高于早稻。早稻控释肥和添加剂处理产量与常规施肥差异不显著,晚稻则存在显著增产,增产幅度为13.5%-16.2%。各处理的温室气体排放强度GHGI以树脂包膜控释尿素最低,与常规施肥差异极显著（P＜0.01）。【结论】双季稻不同施肥处理CH4和N2O的排放总量差异显著,控释肥和添加剂处理均能达到不同程度的减排。控释肥和添加剂处理对早稻增产效果差异不显著,对晚稻增产效果差异显著,减排效果也高于早稻。综合考虑经济效益和减排效果,可得出在当前的稻田管理条件下施用包膜控释肥、抑制剂和生物菌剂,能保证产量并有效降低温室气体排放,是水稻低碳高产可行的施肥措施。     

不同控释氮肥用量对早稻生长性状及产量的影响

【目的】探讨桂中双季稻区水稻氮肥施用效应,为当地水稻生产合理施用氮肥提供理论依据。【方法】2008~2009年在广西来宾市兴宾区进行了不同控释氮肥用量对该地区早稻生长性状、产量以及氮肥农学效率影响的大田试验。【结果】施氮对桂中稻区早稻的生长具有促进作用,能明显地改善水稻的产量结构,与不施氮（N0）相比,两年早稻施氮处理的株高与有效穗数分别平均提高16.07%与28.76%,与每穗总粒数与结实率分别平均提高12.54%与1.34%,产量平均提高41.26%,当氮肥施用量＞330 kg/ha时,水稻的有效穗数、每穗总粒数、结实率与产量均随着施肥量的增加而降低。【结论】桂中稻区早稻施氮165~330 kg/ha,既能确保水稻高产,又能保证肥料资源得到高效利用,是桂中地区早稻比较合理的施肥水平。     

不同施氮处理对水稻油菜轮作土壤氮素供应与作物产量的影响

【目的】探究不同施氮处理对水稻油菜轮作区土壤氮素养分及作物产量的影响,并重点分析不同处理在水稻油菜轮作间的差异及原因。【方法】2014—2015年在成都市典型水稻油菜轮作区进行连续两年小区定位试验,试验处理包括不施氮(CK)、单施尿素(UR)、40%控释氮肥+60%尿素(40%CRU)和单施控释氮肥(CRU)。研究不同处理对水稻油菜轮作条件下土壤无机氮、酶活性、作物产量及氮素利用率的影响。【结果】(1)相较UR处理,40%CRU处理能显著提高水稻生育中后期土壤无机氮含量;油菜蕾薹期到成熟期,土壤无机氮含量随控释氮肥添加量的增加而增大,40%CRU、CRU处理间无显著差异。(2)各施氮处理相比,在作物生育前期UR处理土壤脲酶和蛋白酶活性最高。随生育期推进,添加控释氮肥处理土壤酶活性均高于UR处理,但40%CRU、CRU处理间差异较小。两季作物相比,水稻季土壤脲酶和蛋白酶活性整体均呈升高-降低的趋势,孕穗期出现峰值;而油菜季土壤脲酶活性随生育期发展逐渐降低,添加控释氮肥处理蛋白酶活性先升高后降低。(3)水稻油菜产量均以40%CRU处理最大,两年水稻产量分别较UR处理增产597.04 kg·hm~(-2)(2014年)和582.61 kg·hm~(-2)(2015年),提高了7.50%—7.83%;油菜增产391.19 kg·hm~(-2)(2014年)和378.49 kg·hm~(-2)(2015年),提高了15.39%—16.70%。产量与构成因子的回归方程显示,水稻穗粒数和结实率与产量呈显著正相关,40%CRU处理穗粒数较UR处理提高15.17%(2014年)和17.72%(2015年),结实率提高4.49%(2014年)和4.44%(2015年)。油菜产量与每角粒数和总角果数相关性显著,40%CRU处理每角粒数最多,总角果数较UR处理两年分别增加8.98%(2014年)和13.80%(2015年)。(4)施氮显著提高水稻油菜成熟期地上部分氮积累量,且均以40%CRU处理最大。相较其余施氮处理,40%CRU处理的水稻成熟期氮积累量提高了6.21%—21.83%(2014年)、6.51%—20.74%(2015年),油菜成熟期氮积累量提高了8.42%—24.74%(2014年)、9.39%—22.77%(2015年)。施氮处理能有效提高水稻油菜作物的氮肥表观利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用率,且均以40%CRU处理最优,CRU处理次之。【结论】添加控释氮肥的处理可有效改善水稻油菜生育中后期的土壤酶活性与氮素供应,显著增加水稻和油菜作物产量,提高氮素利用率。其中,控释掺混尿素处理土壤的氮素供应适宜,能有效促进作物对氮素的吸收利用,产量水平更大。     

不同基础地力土壤优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响

【目的】研究江汉平原地区不同基础地力土壤和优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响。【方法】以江汉平原水稻主推品种丰两优香一号为试验材料,通过3年田间小区试验,考察分析土壤基础地力不同的稻田优化施肥、农民习惯施肥和不施肥处理的产量、氮肥贡献率、土壤氮素依存率和氮肥利用率等的差异。【结果】土壤基础地力不同的稻田均是优化施肥处理的产量最高,与农民习惯施肥处理比较,高地力和低地力稻田优化施肥处理的产量分别平均提高6.9%和5.0%;与不施肥处理比较,产量分别平均提高17.3%和30.3%。与农民习惯施肥处理比较,优化施肥处理的氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力均大幅度提高。高地力稻田土壤氮素依存率高、氮肥贡献率小、施肥增产的潜力小;低地力稻田土壤氮素依存率低、氮肥贡献率大、施肥增产的潜力大。【结论】优化施肥可以降低水稻产量对土壤基础地力的依赖,提高氮肥利用率。     

Effects of mechanized deep placement of nitrogen fertilizer rate and type on rice yield and nitrogen use efficiency in Chuanxi Plain,China

This paper investigates the yield and nitrogen use efficiency (NUE) of machine-transplanted rice cultivated using mechanized deep placement of N fertilizer in the rice–wheat rotation region of Chuanxi Plain, China. It provides theoretical support for N-saving and improves quality and production efficiency of machine-transplanted rice. Using a single-factor complete randomized block design in field experiments in 2018 and 2019, seven N-fertilization treatments were applied, with the fertilizer being surface broadcast and/or mechanically placed beside the seedlings at (5.5±0.5) cm soil depth when transplanting. The treatments were: N0, no N fertilizer; U1, 180 kg N ha^–1 as urea, surface broadcast manually before transplanting; U2, 108 kg N ha^–1 as urea, surface broadcast manually before transplanting, and 72 kg N ha^–1 as urea surface broadcast manually on the 10th d after transplanting, which is not only the local common fertilization method, but also the reference treatment; UD, 180 kg N ha^–1 as urea, mechanically deep-placed when transplanting; M1, 81.6 kg N ha^–1 as urea and 38.4 kg N ha^–1 as controlled-release urea (CRU), mechanically deep-placed when transplanting; M2, 102 kg N ha^–1 as urea and 48 kg N ha^–1 as CRU, mechanically deep-placed when transplanting; M3, 122.4 kg N ha^–1 as urea and 57.6 kg N ha^–1 as CRU, mechanically deep-placed when transplanting. The effects of the N fertilizer treatments on rice yield and NUE were consistent in the 2 yr. With a N application rate of 180 kg ha^–1, compared with U2, the N recovery efficiency (NRE), N agronomic use efficiency (NAE) and yield under the UD treatment were 20.6, 3.5 and 1.1% higher in 2018, and 4.6, 1.7 and 1.2% higher in 2019, respectively. Compared with urea alone (U1, U2 or UD), the NRE, NAE and yield achieved by M3 (combined application of urea and controlled-release urea) were higher by 9.2–73.3%, 18.6–61.5% and 6.5–16.5% (2018), and 22.2–65.2%, 25.6–75.0% and 5.9–13.9% (2019), respectively. Compared with M3, the lower-N treatments M1 and M2 significantly increased NRE by 4.0–7.8% in 2018 and 3.1–4.3% in 2019, respectively. Compared with urea surface application (U1 or U2), the yield under the M2 treatment was higher by 4.3–12.9% in 2018 and 3.6–10.1% in 2019, respectively. Compared with U2, the NRE and NAE under the M2 treatment was higher by 36.9 and 36.3% in 2018, and 33.2 and 37.4% in 2019, mainly because of higher N uptake. There was no significant difference in the concentration of nitrate in the top 0–20 cm soil under U1, U2 and M2 treatments during the full heading and maturity stages. During the full heading stage, U2 produced the highest concentration of nitrite in 0–20 cm and 20–40 cm soil among the N fertilizer treatments. In conclusion, mechanized deep placement of mixed urea and controlled-release urea (M2) at transplanting is a highly-efficient cultivation technology that enables increased yield of machine-transplanted rice and improved NUE, while reducing the amount of N-fertilization applied.     

15N标记和土柱模拟的夏玉米氮肥利用特性研究

 【目的】定量分析夏玉米氮肥利用特性以及肥料氮的去向。【方法】采用15N标记和土柱模拟技术,设置4个施氮水平（0、90、180、270 kgN·hm-2）,在人工防雨棚条件下对平水降雨年型进行了模拟研究。【结果】施氮处理均显著提高了玉米的生物量和籽粒产量,植株和籽粒吸氮量也显著增加。氮肥生理利用效率表现为随施氮量增加先升高后降低,但处理间差异不显著。氮肥农学效率与氮肥表观利用率则随施氮量增加而显著降低。夏玉米对15N标记氮肥的回收率为41.2%—47.8%,2 m土体各土层中的15N残留量随施氮量的增多而显著增加（P＜0.05),15N残留率为40.7%—47.5%。在空间分布上,土壤中残留15N总体表现为随土壤层次加深而明显下降。15N的损失量随施氮量的增加而显著增加,损失率为9.0%—13.1%。【结论】施氮量90—180 kg·hm-2有利于提高玉米籽粒产量和氮肥利用率,减少土体（尤其是深层土壤）中的肥料氮残留量,从而减轻对生态环境的压力。     

江苏省水稻减肥增产的潜力与机制分析

【目的】 明确当前江苏省水稻种植区域的施肥现状与问题,定量研究化学氮肥减量对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响,以评估氮肥减量优化在水稻生产中的适用性。【方法】 以江苏省为研究对象,通过对1 502家农户进行调查,分析水稻施氮量（化肥氮）、产量与氮效率（氮肥偏生产力）现状。同时结合文献检索获得的 49篇大田试验文献共 195 组试验数据,采用整合分析方法（Meta-analysis）,定量分析氮肥减量对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响特征。【结果】 农户调研数据表明,江苏省农户水稻生产的平均产量、氮肥用量和氮肥偏生产力分别为8 273 kg·hm ^-2、358.10 kg·hm ^-2和 25.12 kg·kg ^-1。文献数据整合分析表明,在江苏地区,与传统/常规施氮相比,氮肥减量显著降低植株氮素吸收量（-5.8%—-14.0%）,在一定程度上抑制了穗数的产生（-2.09%—-5.46%）,同时通过增加穗粒数（3.96%—6.79%）、结实率（2.00%—3.88%）以及千粒重（0.89%—2.10%）来提高水稻产量（2.8%—5.7%）和氮肥偏生产力（52.4%—77.0%）。氮肥减量优化下,籼稻的产量与氮效率的提升效果优于粳稻。减量方式以氮肥减量后进行合理养分运筹同时增施有机肥（秸秆）对水稻增产增效的效果最显著。 减量比例以≤25%最佳。高基础地力条件下更有利于在保证水稻产量的前提下实现氮肥减量。综合分析得出,江苏省水稻的氮肥减量可以通过调控运筹与增施有机肥实现,其推荐减量空间为31%,其中基、蘖肥是其主要的减量方向。 【结论】 江苏省水稻化学氮肥减量可行,基肥与分蘖肥为主要的减量方向。将氮肥减量控制在31%以内,同时进行优化管理,能够合理调控水稻各产量构成因素,实现水稻增产增效。