应用~(15)N示踪技术研究控释尿素在稻田中的去向及利用率

【目的】在氮、磷、钾肥合理供应下,比较控释尿素和普通尿素中氮素在土壤-植物系统中的转化特点,挖掘控释尿素氮肥利用潜力和减少氮素损失的作用,定量研究控释尿素在稻田的去向和利用率,为高效施用控释肥料提供依据。【方法】通过田间微区试验,设置不施氮肥(CK)、~(15)N标记的粉末状普通尿素(U)和控释尿素(CRU)3个处理,研究不同生育时期水稻对肥料氮的吸收、分配和转运及肥料氮在稻田的去向和利用率。【结果】随生育期的推进,水稻植株茎和鞘的干物质量及~(15)N积累量逐渐增加,开花期达到最大值。开花期,与U处理相比,CRU处理水稻植株茎的干物质量提高13.8%,鞘的干物质量无明显变化,茎和鞘的~(15)N积累量分别提高62.5%和25.5%,随后由于营养器官干物质和~(15)N向籽粒的不断转移而降低。随着叶片的衰老脱落,叶的干物质量及~(15)N积累量从抽穗期开始逐渐下降,成熟期达到最小值。而穗的干物质量及~(15)N积累量从孕穗期开始不断增加,到成熟期达到最大值。成熟期,与U处理相比,CRU处理水稻茎、鞘、穗和地上部的干物质量及~(15)N积累量分别增加17.3%、13.2%、3.5%、3.7%和25.0%、20.0%、15.8%、13.3%,叶的干物质量及~(15)N积累量分别降低14.6%和15.2%。开花期到成熟期,CRU处理的水稻干物质及~(15)N转运量、转运率、对籽粒的贡献率分别为286.78 g·m~(-2)、32.3%、30.8%和2.69 g·m~(-2)、67.2%、83.8%,与U处理相比略有增加,但统计上差异不显著。但灌浆期到成熟期,CRU处理养分供应充足,促进了水稻籽粒的灌浆速率,促进了籽粒中干物质的积累及氮素的同化和营养器官中养分向籽粒的迅速转运。等氮量下,与U处理相比,CRU处理水稻产量和植株吸氮量略有增加,但差异不显著;施用CRU提高水稻植株~(15)N吸收量13.3%,提高水稻~(15)N利用率3.2个百分点,增加水稻植株氮素来自~(15)N肥料的百分比(Ndff)2.9个百分点,增加~(15)N土壤残留率0.9个百分点,提高~(15)N总回收率4.0个百分点,减少~(15)N损失率4.0个百分点。无论施用控释尿素还是普通尿素,土壤氮素均是水稻生长发育所需氮素的主要来源,水稻生育期吸收氮素来自土壤的氮素约占70%以上。肥料氮在土壤中的残留量随土层深度的增加而显著下降,水稻收获后,肥料~(15)N主要残留在0—20 cm土层中,约占总残留量的78%。其次是20—40 cm和40—60 cm土层,这两层土壤中肥料~(15)N残留量相近,约占总残留量的19%左右。而在60 cm土层以下,仍有微量的肥料~(15)N残留,占总残留量的4%以下。【结论】施用控释尿素可以增加水稻各生育期的干物质量和氮素吸收量,增加花后(尤其是灌浆期到成熟期)干物质和氮素的转运,在稳产的情况下,既提高了肥料氮利用率,也减少了肥料氮的损失。     

不同供氮水平橡胶树幼苗氮素利用及来源特征

采用盆栽试验,应用15N同位素尿素标记,研究了不同供氮水平(每盆2.0、4.0、6.0 g)下云研774橡胶树幼苗氮素的吸收利用及来源特征。结果表明,随供氮水平的提高,呈现橡胶树幼苗氮素和干物质积累量增加、对肥料氮素的吸收利用率下降(N2 37.45%N4 26.33%N6 21.22%),土壤肥料氮素残留量及残留率增加的趋势。不同供氮水平橡胶树幼苗各器官的干物质积累均呈现茎根叶,肥料氮的积累量呈现叶茎根;氮肥利用率表现为叶最大,其次为茎、根;叶片积累的肥料氮、全氮最多,对肥料氮的吸收竞争能力最强。     

施氮量对晋南旱地冬小麦干物质及氮素积累转移的影响

通过2008—2010年2个年度的大田试验,研究了不同施氮量对晋南雨养区小麦生育期地上部干物质和氮素积累转移的影响。结果表明,旱作小麦干物质积累主要发生在返青期后,占最大积累量的80%以上;苗期和返青至抽穗期是冬小麦氮素吸收累积的2个高峰期,分别占最大累积量的20%～38%和44%～56%;在施氮0～180 kg/hm2范围内,花前和花后干物质累积量以及成熟期氮素积累量均随施氮量增加而显著增加;当施氮量超过180 kg/hm2时,成熟期生物量及氮素积累量则不再显著增加;施氮量对干物质转移效率和贡献率影响不明显;籽粒氮素累积主要来自于茎叶向籽粒的转移(占到籽粒氮素累积量的82%～98%),只有少部分氮素来自土壤吸收。     

施氮量对甘蔗氮素吸收与利用的影响

在土壤低氮(碱解氮68.85 mg/kg)条件下,以新台糖22号(ROC22)为试材,分别施用15N标记的尿素2.5、5.0、7.5 g/盆,研究了氮肥施用量对甘蔗氮素吸收与利用的影响。结果表明,随着氮肥施用量的增加,甘蔗干物质积累、氮素积累、来源于肥料氮素的比率及土壤有效氮含量不同程度增加,但甘蔗氮肥利用率显著下降;施氮量明显影响甘蔗各器官的干物质分配、氮素分配、氮肥利用率及氮素在不同土层的分布;甘蔗主要吸收20~40 cm土层的氮素。甘蔗施用氮肥应考虑适宜的量和土层深度。     

冬水田施氮对杂交中稻氮、磷、钾含量及干物质积累与分配的影响

以18个杂交中稻组合为材料,在施氮与不施氮条件下,研究了施氮对杂交中稻氮、磷、钾及干物质积累与分配的影响。结果表明,肥料稻谷生产效率表现为磷素(292.47~328.04 g grain/g P)＞钾素(95.39~107.12 g grain/g K)＞氮素(57.35~70.35 g grain/g N),氮、磷、钾素的稻谷生产效率与籽粒收割指数间呈极显著正相关;施氮后植株的氮、磷、钾和干物质积累量均随之增加,且磷的增加量高于钾,但增加量均以分配到茎鞘和叶片为主。施氮植株比不施氮植株内氮、磷、钾积累量提高是生物产量和氮、磷、钾含量共同作用的结果,而且因氮、磷、钾含量提高的作用（66.30%~80.16%）大于生物量增加的作用（19.84%~33.70%）。植株氮、磷、钾含量分别与其稻谷生产效率呈极显著负相关,18个杂交中稻组合地上部植株氮、磷、钾的积累量比为1∶0.20~0.21∶0.61~0.66,其中73%~80%的氮和磷被籽粒吸收,73%~75%钾分配到茎叶。     

氮素形态对小麦花后干物质积累与分配的影响

为探明氮素形态对小麦生育后期干物质生产特性的影响,采用随机区组试验研究了铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态处理下小麦花后干物质积累与分配的特性,结果表明:(1)小麦花后籽粒干重及地上部总干重随生育进程不断增加,而旗叶、穗下节、穗下鞘、颖壳的干重均随着生育进程呈下降趋势;(2)氮素形态对小麦花后干物质积累与分配有显著影响.硝态氮处理下小麦花后地上部总干物质量最高,并且随着生育进程,干物质在旗叶、穗下节、穗下鞘、颖壳中分配比例降低,在籽粒中的分配比例高于其他2个处理.(3)铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态处理下小麦产量分别为7250.0,7575.3和7156.2 kg/hm2.在此试验条件下,硝态氮处理增产效果最佳,较酰胺态氮处理增产5.8%.     

绿肥配施生物炭基肥对水稻产量和氮素利用的影响

旨在探究绿肥配施生物炭基肥对水稻干物质积累、产量及氮素利用率的影响,为秸秆、绿肥资源利用和氮肥减施提供理论依据。采用田间试验,设置不施氮肥(CK)、常规施氮(FN)、减施20%氮肥-绿肥还田处理(MV)、生物炭基肥处理(BF)、绿肥还田配施生物炭基肥处理(BMV),分析水稻各生育期的土壤及植株样品。结果表明,与常规施氮处理相比,减氮20%后,MV、BF处理可以有效提升土壤养分含量,从而提高水稻有效穗数、穗粒数,使水稻保持稳产;BMV处理提高了水稻在全生育期的干物质积累量,有效改善了其产量构成;BMV处理的水稻氮素积累量分别比FN、MV、BF处理提高了34.0%、15.0%、12.0%,同时与FN处理相比,可以使穗部氮素积累量提高16.97%;BMV处理显著增加了植株的氮素积累量,使得氮素分配偏向生殖器官,促进了作物产量的提升。同时,BMV处理提高了氮素收获指数、氮素表观利用率。BMV处理能够有效调控土壤氮素含量,提升土壤养分的有效性,促进水稻对氮素的吸收利用,有利于有效穗数的形成及千粒质量的增加,从而提高水稻产量。研究结果可为水稻减氮及高效高产栽培提供技术支撑和理论依据。     

紧凑型与平展型玉米品种氮素吸收利用特征研究

试验采用盆栽方式,选取紧凑型品种登海605(DH605)和平展型品种鲁单981(LD981)为供试材料,以不施氮为对照(N0),设置3个供氮(N)水平:6 g/株(N1)、12 g/株(N2)、18 g/株(N3),研究不同株型玉米品种的产量形成及氮素吸收利用对不同供氮水平的响应特征。结果表明,DH605在N1处理而LD981在N2处理下产量最高,且两品种最高产量差异不显著;在不施氮(N0)条件下,DH605产量较LD981显著提高44.98%(P0.05);高氮处理(N3)的DH605产量较N1、N2处理显著降低(P0.05)。随着施氮量的增加,两个品种的氮吸收效率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力均逐渐降低。不施氮条件下,DH605穗期根系干物质积累量及氮素积累量、成熟期地上部干物质积累量较LD981分别显著提高24.73%、37.57%、13.80%(P0.05);氮素转运总量及对籽粒贡献率较LD981分别显著提高0.85 g/株和57.95个百分点(P0.05),但高氮(N3)处理较N1和N2处理显著降低(P0.05)。较大的根系生物量保证紧凑型品种DH605在低氮条件下依然有较强的氮素吸收及物质生产能力,但其在高氮条件下营养器官代谢过旺,而氮素向籽粒的转运减少,导致产量和氮素利用效率降低。     

不同播期条件下高产冬小麦品种氮素吸收利用及转运效率分析

探讨和分析不同播期条件下高产冬小麦(Triticum aestivum)品种的氮素吸收利用、转运和高效利用特征,确定不同高产小麦品种的适宜播期.采用大田试验方法,系统分析早播(10月3日)、适播(10月12日)和晚播(10月30日)3个水平对不同品种高产小麦主要生育期植株含氮率、氮素积累量、花前和花后植株营养器官氮素积累和分配、氮素再分配等特征及产量、品质和氮素利用效率等的影响.结果表明,播期影响生育期小麦植株的含氮率、氮的吸收和积累.小麦地上部营养器官氮积累量、氮再分配量、转运氮素对籽粒氮的贡献率花前高于花后.晚播条件下籽粒氮素的积累量主要依赖于花前氮吸收;适播和早播条件下花后吸收的氮素对籽粒氮素的积累占有较大比例.高产不同基因型小麦品种在不同生育期的氮素吸收强度和相对累积速率不同,花前氮素积累量、花前吸收氮素向籽粒的再分配以及转运率、花后氮素同化量以及花后吸收氮素对籽粒的贡献率等在不同小麦品种间差异显著.早播和适播条件下,不同品种小麦均获得比晚播较高的籽粒产量.氮素收获指数和籽粒吸氮量适播条件下较高,随播期的延迟籽粒吸氮量显著降低,相反,氮素利用效率晚播条件下最高.综合考虑,在农业生产中,3个高产小麦品种均适宜早播和适播;在晚播条件下应优先选择‘周麦22’.     

花生干物质积累、养分吸收及分配规律

采用田间小区试验的方法,研究了花生不同生育时期干物质积累量、氮磷钾养分吸收量及在不同器官的分配规律。结果表明,干物质积累量在苗期最少,至结荚期积累量达到生育期总干物质量的57.70%。根系和叶片干物质积累主要在生育前期,茎干物质积累主要在生育中期,结荚期是荚果干物质积累的关键时期。花生对氮磷钾养分吸收量为氮>钾>磷,形成100 kg荚果产量需要N 4.01 kg、P2O51.56 kg、K2O2.65 kg。随着生育期的推进,根、茎、叶的氮磷钾养分吸收量所占比例逐渐降低,荚果的吸收量所占比例逐渐增加,结荚期是养分吸收的关键时期。生产中应结合花生的生理需肥特性和肥料性质合理施肥。     

杂交水稻氮钾素吸收积累特性及氮素营养诊断

以特优63为材料,研究了杂交水稻氮钾素吸收积累特性及氮素营养诊断.结果表明,N、K养分吸收积累总量与施肥量的平方根值呈线性相关.随施肥量提高,化肥养分吸收量增加,但当季吸收利用率降低.N素积累中心抽穗前为叶片和茎鞘,抽穗后为穗.抽穗后叶片有55％左右、茎鞘有40％左右的氮化物分解转运入穗,对籽粒充实的表观转变率达90％...     

紫云英营养特性、栽培要点和肥效

本文是在国际紫云英学术讨论会上简介的内容。用同位素~(15)N试验表明:紫云英对氮肥的回收率,返青后施用的为71.1％,高于冬前施用的32.1％;植株的养分和吸收的标记氮肥约3/5分布在茎叶中;dff值表明,在花序、顶心、绿叶生理功能旺盛器官,比茎干和衰老器官低,说明生物固氮或土壤供氮对紫云英功能器官发育的重要性。植株N/P_2O_5比值表明,紫云英对于磷肥的反应不敏感。紫云英北移后的生态环境不同于南方,栽培技术要点归纳为接菌、早播、密植、灌水和施肥。配合施用磷肥能有效地提高绿肥肥效,使每公斤绿肥氮增产稻谷从5.2公斤提高到11.2公斤。     

氮、磷、钾、硅肥配施对水稻产量及其构成因素的影响

在大田条件下 ,应用四因素五水平二次正交回归组合设计方法 ,研究了山西石灰性草甸土壤合理施用氮、磷、钾、硅肥对水稻产量及其构成因素的影响。结果表明 :氮、磷、钾、硅肥的合理配施对水稻产量的形成有极显著的促进作用 ,四因素与产量的主效应回归方程为y =6973.5+2 4 89x 1+7.912x 2 +7.388x 3 +7.0 4 72x 4 。氮肥主要是通过影响有效穗、穗粒数、结实率、千粒重而促进产量的形成 ,磷肥主要是通过影响有效穗、穗粒数而促进产量的形成 ,钾肥主要是通过影响有效穗、结实率而促进产量的形成 ,硅肥主要是通过影响千粒重、结实率、穗粒数、有效穗而促进产量的形成     

不同施肥水平对水稻9741物质生产和冠层特性及产量的影响

以沈农9741为材料,探讨不同肥料处理对超级稻物质生产、冠层特性及对产量构成的影响。结果表明,在N2P2K3和N2P2K2处理下,都达到了超高产量。氮、磷、钾肥施用水平与穗数显著或极显著相关。在成熟期,氮肥、磷肥、钾肥施用水平与物质积累总量极显著正相关。在灌浆期,氮肥、钾肥施用水平与叶片净光合速率显著和极显著相关。氮肥、磷肥、钾肥施用水平与细胞间CO2浓度显著或极显著负相关。产量与幼穗分化期、抽穗期、成熟期叶面积指数和干物质积累总量显著或极显著相关,与透光率显著或极显著负相关。     

不同有机无机肥氮投入比例对双季水稻生理特性与产量的影响

为探明不同有机肥氮素占总氮投入的百分比处理对双季稻区早稻和晚稻各个生育时期植株生理特性及产量的影响，以大田定位试验为平台，系统分析了无N对照（M0）、施用化肥N（M1）、30%有机肥N（M2）、50%有机肥N（M3）、100%有机肥N（M4）5个不同施肥处理双季水稻植株叶片保护性酶活性、光合特性及产量的差异。结果表明：早稻和晚稻各个主要生育时期，M1、M2、M3和M4处理均提高了植株叶片超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）活性，降低了丙二醛（malondialdehyde，MDA）和脯氨酸（proline，Pro）含量。其中，M1和M2处理植株叶片SOD、POD和CAT活性均显著高于M0处理，而MDA和Pro含量均显著低于M0处理。早稻和晚稻各个主要生育时期，M1、M2、M3和M4处理植株叶片净光合速率、蒸腾速率和叶片气孔导度均显著高于M0处理。2017和2018年两年的早稻产量均以M1和M2处理最高，分别比M0处理显著增加2 0408和1 9728 kg·hm-2；晚稻产量分别以M1和M4处理最高，分别比M0处理显著增加2 1724和2 0060 kg·hm-2。采取不同有机肥氮素占总氮投入百分比施肥处理均有利于提高双季水稻叶片保护性酶活性和光合特性，为水稻获得高产奠定了生理基础。     

双季两系杂交稻高产营养特性和施肥技术

采用田间试验方法研究了施肥水平与双季两系杂交稻的产量关系,以及不同生育阶段的营养特征。结果表明：两系杂交早稻产量为８４３０ｋｇ／ｈｍ２,需吸收氮１８９ｋｇ、磷３５．６ｋｇ、钾１９５ｋｇ、锌８８７．８ｇ。两系杂交晚稻产量为８４３０ｋｇ／ｈｍ２,需吸收氮１７７．３ｋｇ、磷４７．８ｋｇ、钾２０１ｋｇ、锌８１７．８ｇ。同一施肥水平,两系杂交早稻吸Ｎ量高于两系杂交晚稻６．６０％,两系杂交晚稻吸Ｐ量高于两系杂交早稻３４．００％,吸Ｋ量基本相近。两系杂交稻与三系杂交稻比较,两系杂交早稻需Ｎ、Ｐ高出９．６０％和６．９０％;两系杂交晚稻需Ｐ高出４６．００％,但需Ｎ、Ｋ量却分别低２５．７０％和１５．２０％。两系杂交稻在生育前期对Ｎ、Ｐ、Ｋ的吸收明显高于三系杂交稻２０．００％～５０．００％。     

不同化肥施用量对冷浸田水稻产量效应的研究

于2011~2012年研究了氮、磷、钾肥不同施用量对赣南冷浸田水稻生长发育和产量的影响。试验结果表明:早稻的最佳施肥量为氮144.5~161.1 kg/hm2、磷(P2O5)76.8~78.1 kg/hm2、钾(K2O)119.4~163.1 kg/hm2;晚稻的最佳施肥量为氮167.8~172.6 kg/hm2、磷77.0~99.5 kg/hm2、钾159.5~160.7 kg/hm2;早稻的合理施肥比例为氮∶磷(P2O5)∶钾(K2O)=1∶(0.48~0.53)∶(0.82~1.01),晚稻为氮∶磷(P2O5)∶钾(K2O)=1∶(0.46~0.58)∶(0.93~0.94)。     

氮素营养对水稻干物质和氮分配的影响及氮肥需求量

研究了氮素营养对杂交水稻 51 8的干物质和氮素分配的影响,结果表明:在营养生长期高氮肥用量显著增加了叶片干物质重。叶片干物质的分配量随着叶片氮含量的减少而减少。与干物质相比,在营养生长早期叶片氮素的分配量高,并且变化很小。但从幼穗分化开始叶片氮素的分配量可能因叶片、茎和颖穗发育的竞争而显著减少。采用Stanford模型估计和预测了水稻氮肥的需要量,发现Stanford模型可作为我国南方水稻生产施用氮肥的一个实用工具。     

生活污水氮磷浓度对水稻生长及氮磷利用的影响

通过设置不同N、P浓度的生活污水进行水稻盆栽实验,研究了生活污水灌溉对水稻生长、产量以及氮磷吸收利用的影响。结果表明,在正常灌溉和不施肥条件下,污水灌溉明显降低了水稻施肥期的田面水氮磷浓度,水稻移栽后70 d左右田面水N、P浓度与不施肥处理田面水N、P浓度趋于一致;污水TN、TP浓度与水稻的生长指标和产量密切相关,生活污水灌溉提高了穗粒数、千粒重和结实率,但穗数明显减少,导致产量下降;当污水中总氮浓度达20~25 mg·L~(-1)、总磷浓度达1.0~1.5 mg·L~(-1)时,不施任何化肥条件下水稻产量即可达到常规化肥处理的95%,差异不显著,此时污水灌溉中带入的氮仅为常规施肥处理氮用量的64.1%和磷肥用量的23.2%。与常规化肥处理相比,污水灌溉提高了水稻的N、P利用效率,水稻对N、P的吸收利用与污水中的N、P浓度成正相关,且污水中的N、P存在着正交互作用,即提高P浓度促进了N的吸收利用,提高N浓度促进了P的吸收利用。在应用生活污水进行稻田灌溉时,需在分蘖期配施一定的化肥从而保证水稻高产。