有机氮部分替代无机氮对水稻产量和氮素利用率的影响

研究等氮条件下,不同比例有机肥氮替代化肥氮对稻田土壤氮素动态、水稻氮素吸收累积、水稻产量和氮肥利用率的影响.结果表明:与对照相比,各施肥处理均能显著改善土壤矿质氮的供应和水稻生长状况.有机肥氮100%替代化肥氮的处理水稻籽粒产量较不施肥对照增加,但显著低于全化肥氮处理和有机肥氮部分替代化肥氮处理.25%有机肥氮与75%化肥氮配合处理水稻籽粒产量最高,氮肥利用率高于其他施肥处理,为48.6%.说明有机肥氮可以在一定范围内部分替代化肥氮.     

不同灌溉和施肥方式对水稻效益及氮肥利用率的影响

为比较不同灌溉和施肥方式对水稻水分利用率、氮肥利用率、稻米品质和经济效益的影响，开展了不同灌溉方式（沟灌和水肥一体化）及施肥方式对水稻效益及氮肥利用率的影响试验，较为全面地分析了不同施肥方式下稻田应用水肥一体化技术的效益。结果表明，稻田应用水肥一体化技术可有效节水，农田灌溉水有效利用系数可达0.95～0.97。在氮肥利用率方面，当施氮量低于一定值时，随着施氮量的增加，氮肥利用率提高；当施氮量过高（270 kg/hm2）时，氮肥利用率降低，会对水稻产量造成不利影响；在施氮量为189 kg/hm2时，全部肥料作基肥一次性施用，氮肥利用率最大。综合分析成本、产值情况可知，在施氮量为189 kg/hm2时，产值增加明显，能明显提高水稻收益，如采用全部肥料作基肥一次性施用技术，可进一步提高水稻品质，有利于增加收益。综上，在本试验中，运用水肥一体化技术，施氮量控制为189 kg/hm2且全部肥料作基肥一次性施用是提高水稻效益的最佳种植模式。     

氮肥实时实地管理对水稻产量及氮素利用率的影响

为了以降低氮肥施用量、提高氮肥利用率,减少氮肥对环境的污染,以黔两优58杂稻为材料,贵州省中低产稻田面积最大的黄泥田为研究对象,研究了不同氮肥施用量和氮肥实时、实地管理对水稻叶绿素含量、产量、植株吸收氮素含量和氮肥利用率等的影响。结果表明:氮肥实时、实地处理水稻叶片在抽穗灌浆期叶绿素含量(SPAD值)较高;产量显著高于常规施氮水平(N8、N12和N16);实时、实地处理水稻植株氮素吸收量在主要生育时期介于N8和N16处理之间;氮肥生理利用率、氮肥农学利用率和氮收获指数均最高,与3种常规施肥水平存在显著差异。     

水稻“定产定氮”节氮施肥技术探讨

我国是世界上氮肥使用量最多的国家,氮素引发的环境问题十分突出。大幅度节氮施肥是解决途径。本文在水稻＂仿森栽培＂实践的基础上,试图将地力差减法定氮引入到移栽水稻大幅度节氮施肥技术中,使之规范化,具体对目标产量、基础产量、单位经济产量吸氮量、氮肥当季利用率等参数的取得及确定进行了探讨。同时也指出了目前常规＂定产定氮＂技术存在的问题;强调科学施肥必须以高利用率为前提。     

不同灌溉和施肥方式下稻田应用水肥一体化技术的效益分析

本研究比较了水肥一体化条件下,不同灌溉和施肥方式对水稻水分利用率、氮肥利用率、稻米品质和收益等生态和经济效益指标的影响,较为全面的分析了不同灌溉和施肥方式下稻田应用水肥一体化技术的效益,认为稻田应用水肥一体化技术有效节水,农田灌溉水有效利用系数可达0.95以上。在对氮肥利用率方面,当施氮量低于一定值时,随着施氮量的增加,氮肥利用率提高,当施氮量过高（270 kg/hm2）,反而使氮肥利用率降低,会造成不利影响。在施氮量为189 kg/hm2时,基肥一次性施用,氮肥利用率最大。综合分析成本、产值情况,认为施氮水平为189 kg/hm2时,产值增加明显,能显著提高水稻收益,如采取基肥一次性施用技术,可进一步增强水稻品质,有利于提高收益。综上,在本试验中,基肥一次性施用运用水肥一体化技术,施氮水平控制在189 kg/hm2,且基肥一次性施用,是提高效益的最佳种植模式。     

我国水稻氮肥利用现状及对策

水稻是我国最重要的粮食作物,建国以来,我国水稻总产和单产都取得了大幅的提高,同时水稻生产中氮肥施用量也在不断的增加,但氮肥利用率一直较低,氮肥损失严重,并由此带来了很多环境问题。氮肥施入稻田主要以淋洗、硝化-反硝化、径流和挥发等途径流失,通过氮高效水稻育种、新型氮肥的研发与应用、氮肥运筹等技术措施,能显著的提高水稻氮肥利用率,减轻环境污染。     

提高中国稻田氮肥利用率的研究策略

 介绍了中国水稻生产氮肥使用及利用率概况。中国氮肥消费量占世界氮肥总量的 30 %,水稻生产所消耗的氮肥占世界水稻氮肥总消耗量的 37%。与主要产稻国相比 ,中国水稻生产氮肥施用量较高而利用率较低 ;介绍了国际上公认的氮肥利用率的概念和相应的定量方法 ;总结了国内外水稻氮肥的施用方法 ,肥料种类 ,计算机推荐施肥以及实时施氮管理模式等对降低氮素损失 ,提高氮肥利用率的研究概况和研究进展 ;从水稻品种耐肥性、土壤供肥能力、施肥技术及水分管理等多方面分析了中国水稻氮肥利用率低的可能原因 ;提出了通过改善水稻品种对氮肥的敏感反应 ,以作物氮素状况为指导适时和适量施用氮肥 ,以及合理调节土壤背景氮来降低氮素损失 ,提高水稻的氮肥利用率的研究策略。     

化肥减量与有机肥替代对水稻产量与养分利用率的影响

通过田间小区试验,研究了减氮施肥与有机无机配施对水稻产量与养分利用率及其径流损失的影响。结果表明:施用氮肥可以显著增加早稻的单位有效穗数、每穗实粒数、株高和穗长,但对早稻千粒重及结实率无明显影响。各减氮施肥处理虽然相比于常规施肥处理早稻产量有所下降,但是氮肥利用率均高于常规施肥处理,提高了6.18~15.9个百分点。有机肥替代20%化肥处理的早稻产量较常规施肥处理增加了1.58%,且氮肥利用率提高了7.84个百分点。控释氮肥处理稻田田面水总氮、可溶性氮、铵态氮浓度均于施肥后缓慢升高,而其他施氮处理的于施肥后第1天达到最高峰,然后浓度迅速下降,其中减氮施肥处理的均明显低于常规施肥处理。由于减氮处理稻田田面水氮素含量较低,因此当暴雨等因素而产生径流时可有效降低稻田氮素流失的风险。     

不同氮肥施用量对水稻生产及稻田氮元素排放的影响

以南粳5055为试验材料,探讨不同氮肥施用量对水稻生长、产量及氮肥当季利用率的影响,同时开展水稻田灌排水氮元素含量监测,摸清稻田养分排放情况。结果表明,与常规施肥相比,氮肥施用量减少30%对水稻产量减产3.31%,氮肥当季利用率提高2.67%,氮肥农学效率提高31.34%,并减少稻田氮元素排放量14.96%；氮肥施用量增加30%的增产增排效果不明显。水稻生产中适当减少化肥施用更有推广价值。     

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。     

Challenge and Opportunity in Improving Fertilizer-nitrogen Use Efficiency of Irrigated Rice in China

Today, about 30% of world nitrogen (N) fertilizer is consumed by China. Rice crops in China consume about 37% of the total N fertilizer used for rice production in the world. Average rate of N application for rice production in China is high and fertilizer-N use efficiency is low compared with other major rice growing countries. Research progresses have been made internationally and domestically on the application method, fertilizer-N sources, computer-based decision support systems, and real-time N management in order to reduce N losses and increase fertilizer-N use efficiency. In addition to continuous increase in N rate and lack of adoption of new knowledge and technology in N management by farmers, we hypothesize that high indigenous soil N supply, adoption of hybrid and super rice cultivars, improper timing of N application, and practice of mid-season drainage could be the causes for the low fertilizer-N use efficiency in China. Future research work on improving fertilizer-N use efficiency of rice crop in China should focus more on improving cultivar‘s N responsiveness, optimizing the timing and rate of N application based on crop N status, and achieving optimal soil N supply capacity.     

氮肥利用率的研究进展

为了提高作物的氮肥利用率，减少资源浪费、降低环境污染和提高作物产量提供科学依据。文章回顾了国内外近年来氮肥利用率的研究成果，从氮肥利用率的研究方法及影响因素等方面分析了氮肥利用率的研究历史、现状和存在问题。归纳得出中国氮肥利用率较低，施肥缺乏科学性，具体表现为氮肥施用量过大、氮肥挥发及硝化反硝化损失严重、施肥时期及施用量与作物氮素吸收规律不协调、肥料品种较单一等。建议结合测土配方施肥、实时监控管理等技术，合理地确定氮肥种类、用量、施用方式及时期，加强新型肥料及肥料增效剂等新技术的研发和推广，并注重作物氮高效品种资源的挖掘和应用，进而从土壤、肥料、品种、管理方式等多方面提高氮肥利用率。     

肥料增效与控释技术在黑土水稻上的应用效果初探

为探索新技术、新材料的应用效果,研究了肥料增效与控释技术对水稻的生育性状、产量、品质以及氮肥利用率的影响。结果表明：采用肥料增效和控释技术能促进水稻生长发育、提高水稻产量和氮肥利用率。特别是在减施氮肥30%的条件下,采用肥料增效和控释技术的处理均比常规施肥增产,这说明通过新技术、新材料的应用,在保证水稻不减产的条件下减少化肥施用是完全可行的。     

猪粪化肥配施对稻田土壤氮素含量及氮肥利用效率的影响

化肥有机肥在农田的配施对改良土壤性质、提高养分利用率具有较好的效果,还提升了有机废弃物的循环利用效率。为此,为明确猪粪化肥配施对南方典型双季稻田土壤氮素含量及氮肥利用效率的影响,在双季稻田系统进行田间定位试验。试验共设置了4个处理,即不施氮肥处理(N0)、50%化学氮肥处理(1/2N)、100%化学氮肥处理(N)和猪粪替代50%氮肥处理(1/2N+M)。测定了稻田土壤全氮、有效氮(铵态氮和硝态氮)、微生物生物量氮、水稻氮含量并计算氮吸收量。结果表明:在定位试验开展后第5~6年,猪粪替代50%氮肥处理土壤全氮含量较100%化学氮肥处理显著提高15%;而不施氮肥导致土壤全氮含量显著下降达20%。猪粪化肥配施显著增加晚稻季土壤铵态氮含量。水稻氮肥吸收主要与氮肥用量、土壤全氮含量、铵态氮含量和微生物生物量氮成正相关。2年内猪粪化肥配施较全量氮肥显著提高了晚稻季水稻氮素吸收及氮肥利用率,提升幅度分别为9.2%~18.0%和19.6%~43.0%,且水稻产量略有提升。早稻季猪粪化肥配施较全量氮肥水稻籽粒产量、水稻氮素吸收及氮肥利用率无显著差异或出现显著下降。研究表明,双季稻体系猪粪替代50%氮肥可提高晚稻季稻田土壤氮素有效性,减少化肥施用并提高氮肥利用率。     

Effect of Nitrogen Regimes on Grain Yield,Nitrogen Utilization,Radiation Use Efficiency,and Sheath Blight Disease Intensity in Super Hybrid Rice

Poor nitrogen use efficiency in rice production is a critical issue in China. Site-specific N managements (SSNM) such as real-time N management (RTNM) and fixed-time adjustable-dose N management (FTNM) improve fertilizer-N use efficiency of irrigated rice. This study was aimed to compare the different nitrogen (N) rates and application methods (FFP, SSNM, and RTNM methods) under with- and without-fungicide application conditions on grain yield, yield components, solar radiation use efficiency (RUE), agronomic-nitrogen use efficiency (AE_N), and sheath blight disease intensity. Field experiments were carried out at Liuyang County, Hunan Province, China, during 2006 and 2007. A super hybrid rice Liangyou 293 (LY293) was used as experimental material. The results showed that RTNM and SSNM have great potential for improving agronomic-nitrogen use efficiency without sacrificing the grain yield. There were significant differences in light interception rate, sheath blight disease incidence (DI) and the disease index (ShBI), and total dry matter among the different nitrogen management methods. The radiation use efficiency was increased in a certain level of applied N. But, the harvest index (HI) decreased with the increase in applied N. There is a quadratic curve relationship between grain yield and applied N rates. With the same N fertilizer rate, different fertilizer-N application methods affected the RUE and grain yield. The fungicide application not only improved the canopy light interception rate, RUE, grain filling, and harvest index, but also reduced the degree of sheath blight disease. The treatment of RTNM under the SPAD threshold value 40 obtained the highest yield. While the treatment of SSNM led to the highest nitrogen agronomic efficiency and higher rice yield, and decreased the infestation of sheath blight disease dramatically as well. Nitrogen application regimes and diseases control in rice caused obvious effects on light interception rate, RUE, and HI. Optimal N rate is helpful to get higher light interception rate, RUE, and HI. Disease control with fungicide application decreased and delayed the negative effects of the high N on rice yield formation. SSNM and RTNM under the proper SPAD threshold value obtained highyield with high efficiency and could alleviate environmental pollution in rice production.     

SOIL NITROGEN CYCLING AND ENVIRONMENTAL IMPACTS IN THE SUBTROPICAL HILLY REGION OF CHINA: EVIDENCE FROM MEASUREMENTS AND MODELING

● Soil nitrogen fluxes and influencing factors were reviewed in the subtropical hilly regions. ● Fertilizer application and atmospheric deposition contributed largely to soil nitrogen input. ● High gaseous, runoff and leaching losses of soil nitrogen were measured. ● Soil nitrogen cycles are well modelled with the Catchment Nutrients Management Model. The subtropical hilly region of China is a region with intensive crop and livestock production, which has resulted in serious N pollution in soil, water and air. This review summarizes the major soil N cycling processes and their influencing factors in rice paddies and uplands in the subtropical hilly region of China. The major N cycling processes include the N fertilizer application in croplands, atmospheric N deposition, biological N fixation, crop N uptake, ammonia volatilization, N₂O/NO emissions, nitrogen runoff and leaching losses. The catchment nutrients management model for N cycle modeling and its case studies in the subtropical hilly region were also introduced. Finally, N management practices for improving N use efficiency in cropland, as well as catchment scales are summarized.     

长江流域水稻-油菜轮作体系氮肥增产增效综合调控

长江流域是我国水稻、油菜主要产区,水稻-油菜轮作是主要种植模式。施肥是维持和提升轮作系统生产力的物质基础,肥料尤其是氮肥的施用对提高产量起着至关重要的作用,但过量或不合理施用不仅造成作物抗逆能力弱、氮肥利用率低、品质和经济效益差,而且导致养分在环境中累积,影响大气、水体质量和人畜健康。本文针对长江流域水稻-油菜轮作体系耕层土壤碳氮含量低,氮肥用量高、损失严重、氮肥利用率低的问题,通过水稻-油菜轮作体系周年养分运筹、土壤碳氮协同调控、缓/控释肥料施用对氮损失的阻控、施肥方法的改进、高产高效栽培等技术协同优化建立综合调控模式,以期为长江流域水稻-油菜轮作体系氮肥增产增效提供理论与技术支撑。     

氮肥不同基追比例对水稻产量和氮素吸收利用的影响

以水稻"盛湘1号"为供试材料,在基础地力和施氮量相同的条件下,采用大田试验研究了氮肥不同基追比例对早稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明:足够的分蘖肥能够通过促进植株分蘖数增多来提高早稻产量,平衡施用基-蘖-穗-籽肥则可通过增加有效穗数和籽粒数来保证水稻的高产;提高分蘖肥比例和穗肥比例以及平衡施用基-蘖-穗-籽肥均可以提高氮肥农艺利用率、氮肥生理利用率、土壤氮素依存率,但对氮肥偏生产力的影响不显著,与氮肥表观利用率呈现出负相关;氮肥不同基追分施比例处理间各时期植株体内氮素积累量差异显著,分蘖期、孕穗期和抽穗期是水稻吸收氮素养分的高峰期。     

相同气候背景下南北方稻田土壤上水稻生长及氮响应差异研究

【目的】土壤是影响作物产量和氮肥吸收利用的因素之一,深入研究南北方稻田土壤对水稻生长及氮效率的影响,以期为调控区域水稻高产优质提供参考。【方法】2018—2019年,以黑龙江省黑土型水稻土,江苏省乌栅土型水稻土为试验材料,在黑龙江省哈尔滨市进行水稻盆栽试验。每种土壤设置3个施氮水平,即N0：不施氮肥;N1：0.87 g N/pot（相当于150 kg N·hm^-2）;N2：1.74 g N/pot（相当于300 kg N·hm^-2）。测定水稻分蘖、SPAD值、分蘖成穗率、土壤矿化氮量、水稻产量和氮效率。【结果】黑土型水稻土的早期分蘖对施氮有响应,分蘖数随施氮量增加而增加,而乌栅土型水稻土的分蘖在拔节期后才对施氮有响应。土壤对水稻分蘖的影响存在年际间差异,2018年土壤类型对分蘖数有显著影响,不施氮时乌栅土型水稻土的分蘖数比黑土型水稻土高4.41%—43.04%,而施氮后乌栅土型水稻土比黑土型水稻土的分蘖数低8.25%—12.98%;2019年黑土型水稻土的分蘖数多数高于乌栅土型水稻土4.41%—46.53%。两种水稻土的分蘖成穗率与叶片SPAD值在2018年有显著差异,乌栅土型水稻土的叶片SPAD值比黑土型水稻土高19.28%—21.19%,乌栅土型水稻土的分蘖成穗率比黑土型水稻土高23.89%—40.53%,2019年土壤类型对水稻分蘖成穗率与叶片SPAD值均无显著影响。28 d淹水培养试验表明,两种土壤的无机氮总量基本相同,乌栅土型水稻土的初始矿化速率比黑土型水稻土高,但后期矿化速率比黑土型水稻土低,黑土型水稻土的矿化势更高,有更大的矿化潜力。黑土型水稻土的AE_N（氮肥农学效率）比乌栅土型水稻土高,而乌栅土型水稻土的PFP_N（氮肥偏生产力）比黑土型水稻土高,乌栅土型水稻土的Y₀/Nr（Y₀为无肥区产量,Nr为施氮量）更高,供氮与施氮更加协调。2018年黑土型水稻土的RE_N（氮肥吸收利用率）和PE_N（氮肥生理利用率）均显著高于乌栅土型水稻土,2019年土壤类型对RE_N和PE_N无显著影响。【结论】土壤差异不是南北方稻田氮效率差异的决定性因素,氮效率差异是土壤、气候和品种等因素共同作用的结果。相对于黑土型水稻土而言,前期养分供应能力强的乌栅土型水稻土应减施基、蘖肥,适当增施穗肥,以保证后期供氮促进水稻高产。     

粪肥增施对水稻产量和氮素利用效率的影响

为探究不同用量粪肥增施对水稻生产的影响,在等氮施用化肥的基础上开展盆栽试验,通过系统分析水稻产量、氮素利用效率、水稻收获后土壤理化性质等指标,以及水稻叶片叶绿素相对含量（SPAD值）、田面水无机氮素浓度的动态变化特征,对粪肥增施的最佳用量进行了研究。结果表明：在施用尿素（192.8 kg·hm^-2,以N计）的基础上,增施0.75倍粪肥（相当于增施N 115.1kg·hm^-2）的效果最佳,秸秆产量、籽粒产量、穗数、分蘖数、株高、秸秆吸氮量和籽粒吸氮量等指标均达到最高,与单施尿素相比,分别提高36.2%、46.4%、12.1%、16.1%、0.7%、48.5%和56.3%;氮素利用指标（氮素利用率、氮肥贡献率、氮肥农学效率和土壤氮素依存率）得到显著优化（P<0.05）;追施穗肥后田面水中铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）的平均浓度分别下降10.4%和10.3%,表明适量增施粪肥会有效降低田面水中氮素的流失风险。另外,增施粪肥对土壤养分含量具有促进作用,其中土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和铵态氮含量随粪肥增施量的增加而提高。研究表明,在施用化肥基础上增施0.75倍粪肥,可最大程度实现水稻增产和氮素利用效率的提升,同时降低氮素流失风险。研究结果可为水稻生产中有机无机肥配施比例的确定提供参考。