安徽单季稻区紫云英翻压的氮肥替代效应

  【目的】  紫云英富含氮素营养,是重要的有机氮源。基于两地、两年田间试验,研究紫云英还田下氮肥减量对水稻产量、氮素吸收、氮肥利用率和土壤有机质组分的影响,分析稻田翻压紫云英对化肥氮的替代效应。  【方法】  试验于2017—2019年连续两年在安徽省贵池区和霍山县进行,均设置7个处理,分别是冬闲+不施氮肥(–N)和冬闲+常规施氮(100%N)两个对照,以及冬种紫云英条件下,施常规氮肥量的0% (Mv)、40% (Mv+40%N)、60% (Mv+60%N)、80% (Mv+80%N)和100% (Mv+100%N) 5个处理。2018和2019年水稻收获后,调查水稻产量和氮素吸收量,计算氮肥利用率。  【结果】  Mv+60%N处理两地、两年水稻产量平均为8349 kg/hm2,与Mv+80%N、Mv+100%N和100%N处理差异不显著,显著高于Mv+40%N和Mv处理(P< 0.05)。与100%N处理相比,Mv+60%N、Mv+80%N处理两年、两地水稻氮素吸收量差异不显著,Mv+40%N显著降低,Mv+100%N增加。与100%N处理相比,Mv+40%N、Mv+60%N、Mv+80%N和Mv+100%N处理的水稻季氮肥利用率分别平均提高了46.3%、31.6%、16.1%和4.4%,氮肥农学效率分别提高了61.6%、43.6%、23.2%和0.1%。试验开展两年后,与100%N处理相比,在种植紫云英基础上减施不同比例氮肥后土壤有机碳含量增加3.3%～13.8%,颗粒态有机碳增加14.9%～32.0%。  【结论】  综合产量、氮肥效率和土壤培肥效果,紫云英翻压还田下,减少常规氮量的40% (Mv+60%N)不仅可保证水稻氮素营养,维持高产,氮肥利用率和农学效率分别提高了31.6%和43.6%,还可以提高土壤碳和氮含量,是安徽稻田较好的施肥模式。     

紫云英翻压量对单季晚稻养分吸收和产量的影响

通过2年田间试验,研究了不同紫云英翻压量对单季晚稻养分吸收、 养分利用效率和产量的影响,并以此确定紫云英鲜草的最佳翻压量。试验设CK（不施肥）,CF（常规施化肥）和4个紫云英鲜草翻压量（30、 60、 90、 120 t/hm2）共6个处理。结果表明,在所有紫云英翻压处理中,稻谷中氮、 磷、 钾吸收量,水稻氮、 磷、 钾的养分农学利用效率和稻谷产量均以翻压紫云英鲜草60 t/hm2处理最高。与不施肥处理相比,施化肥和紫云英翻压处理分别增加稻谷产量11.8% 和7.4%1~3.5%。将紫云英作为单季晚稻的唯一肥源不会产生僵苗现象,并可获得高产。     

翻压紫云英对双季稻产量、镉吸收及转运的影响

  【目的】  探讨紫云英在水稻生产中的增产降镉（Cd）效应以及降Cd的生理机制。  【方法】  5年田间微区定位试验设4个处理:不施任何肥料(CK)、翻压紫云英(GM)、单施化肥(F)和紫云英翻压配施化肥(F+GM),翻压紫云英的处理冬闲田种植紫云英,作为绿肥在早稻插秧前翻压还田。在双季稻分蘖期、灌浆期和成熟期采集水稻植株样品,分为根、茎叶、籽粒3个部分,测定其Cd含量。  【结果】  1)与CK相比,F+GM与F处理5年水稻产量显著增加,GM处理从2017年起增产显著;与F处理相比,F+GM处理5年水稻均增产,其中2016与2020年显著增产。2）翻压紫云英对水稻同一部位在不同时期的降Cd效应不同。早稻GM处理根Cd含量在分蘖期、灌浆期和成熟期均显著低于CK,晚稻则无显著差异;早稻的GM处理茎叶Cd含量在灌浆期显著低于CK,晚稻的无显著差异;早稻的GM处理籽粒Cd含量在灌浆期和成熟期均显著低于CK（分别降低85.7%和57.6%）,晚稻的无显著差异。早稻的F+GM处理根Cd含量在分蘖期、灌浆期和成熟期均显著低于F处理,晚稻的则无显著差异;早稻的F+GM处理茎叶Cd含量在分蘖期显著低于F处理,晚稻的无显著差异。3）翻压紫云英下水稻不同时期Cd转运有差异。早稻分蘖期F+GM处理的根–茎叶Cd转运系数显著高于CK与F处理,成熟期GM处理的茎叶–籽粒Cd转运系数显著低于CK,降幅为52.2%;晚稻则无显著差异。4）F+GM和GM处理根与籽粒Cd累积量均较低,其根部累积量显著低于F处理;GM处理早稻籽粒Cd累积量显著低于F处理;而F+GM晚稻茎叶Cd累积量则显著高于CK。F+GM与GM处理籽粒Cd分配比例低于CK与F处理,F+GM处理的茎叶Cd分配比例高于F处理,GM处理的茎叶Cd分配比例高于CK。5）早稻各处理的土壤总Cd含量差异不显著,晚稻则表现为GM处理显著低于CK。早稻的GM与F+GM处理土壤有效Cd含量显著低于CK,晚稻的则无显著差异。  【结论】  翻压紫云英可增加水稻产量,同时具有较好的降Cd效应。翻压紫云英的降Cd生理机制为:一是可降低土壤有效Cd含量,从而降低水稻Cd含量;二是可降低茎叶–籽粒间的Cd转运系数,减弱向籽粒的转运能力,降低水稻籽粒中Cd的累积,进而生产出Cd含量低于国家安全限量的稻米。     

连续种植翻压紫云英减施化肥对江西早稻产量、品质及土壤肥力的影响

  【目的】  研究化肥减施下紫云英不同翻压量对南方双季稻区早稻产量和稻米品质的影响,以期为南方稻田化肥减施和优质稻米生产提供理论依据。  【方法】  多年定位试验始于2008年,试验点位于江西省鹰潭市余江区,设冬闲不施肥对照(CK)、冬种紫云英不施肥(MV)、施用100%化肥(F₁₀₀,常规施肥)、施用15000 kg/hm2紫云英+80%化肥(G₁F₈₀)、22500 kg/hm2 紫云英+80%化肥(G_1.5F₈₀)、30000 kg/hm2 紫云英+80%化肥(G₂F₈₀)、37500 kg/hm2 紫云英+80%化肥(G_2.5F₈₀)共7个处理。分析了减施化肥条件下翻压不同量紫云英对水稻多年产量、产量构成以及2020年早稻稻米外观品质、淀粉、蛋白质、脂肪含量以及氨基酸组分的影响。  【结果】  化肥减量20%条件下,翻压不同量的紫云英提高了水稻产量和有效穗数,G₂F₈₀和G_2.5F₈₀处理相对常规施肥处理(F₁₀₀)水稻多年平均产量分别增加了6.3%和8.0%,其中G_2.5F₈₀处理的产量达7.17 t/hm2,有效穗数较F₁₀₀处理显著提高7.4%。翻压不同量紫云英能够影响土壤理化性质,其中G₂F₈₀处理能在维持土壤速效养分含量的基础上,较F₁₀₀处理显著提高土壤有机质13.1%、全氮12.8%。减量化肥条件下紫云英翻压量较低时,会降低稻米外观品质和蒸煮食味品质,G_2.5F₈₀处理稻米外观品质与蒸煮食味品质与F₁₀₀处理无显著差异。相较F₁₀₀处理,G_2.5F₈₀处理稻米蛋白质含量和氨基酸总量分别提高了19.1%和59.4%,MV处理的人体必需氨基酸含量提高了49.8%;G_1.5F₈₀处理的赖氨酸和异亮氨酸含量最高,相较F₁₀₀处理分别增加了147.6%和145.7%。  【结论】  化肥减施下翻压紫云英能够有效改善土壤肥力,进而提高水稻产量和稻米的营养品质,但紫云英翻压量较低时在一定程度影响了稻米的外观品质和蒸煮食味品质。其中翻压37500 kg/hm2紫云英配施80%化肥综合效果最好。     

不同氮水平对甘蔗氮素利用及土壤氮素残留的影响

以新台糖22号(ROC22)为试材,设施用15N标记的尿素2.5 g pot-1、5.0 g pot-1及7.5 g pot-13个处理,研究施氮水平对甘蔗氮素利用效率及土壤氮素的影响。结果表明,随氮肥施用水平的提高,甘蔗干物质积累、氮素积累、来源于肥料氮素的比率不同程度增加,同时土壤碱解氮含量、硝态氮含量、肥料氮素残留量及肥料氮素残留率显著增加,但甘蔗氮肥利用率显著下降;施氮水平还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。本试验条件下,甘蔗氮肥施用土层深度为20 cm、尿素施用量为5.0 g pot-1较为适宜。     

翻压等量紫云英条件下不同化肥用量对土壤养分有效性及水稻产量的影响

在翻压等量紫云英条件下,研究了不同化肥用量对土壤养分有效性及水稻产量的影响.结果表明,早稻田翻压紫云英22500 kg/hm2后配施化肥,与施用100％化肥(MF100)相比,施用60％～80％化肥,土壤中碱解N、速效钾含量均有增加,增幅为10％～59％;施用40％化肥,土壤中有效磷含量显著增加25％ ～ 80％.翻压...     

种植翻压紫云英配施化肥对稻田土壤活性有机碳氮的影响

依托长期种植紫云英定位试验,以不施肥(CK)为对照,研究化肥(100%F)、紫云英配施100%、80%、60%和40%化肥(G+100%F、G+80%F、G+60%F、G+40%F)以及紫云英(G)对土壤活性有机碳氮、水稻产量、氮肥利用率及其他土壤养分的影响。结果表明,与对照不施肥相比,单施化肥对土壤水溶性有机碳(WSOC)的影响很小,土壤水溶性有机氮(WSON)和微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量分别增加了20.61%、10.49%和2.20%;单施紫云英处理土壤WSOC、WSON、SMBC和SMBN含量分别增加了25.52%、36.30%、19.16%和10.37%;紫云英配施化肥增加了土壤WSOC、WSON、SMBC和SMBN的含量,增幅分别为12.99%~22.80%、26.66%~56.61%、19.01%~29.56%和16.08%~32.90%。施肥提高了土壤活性有机碳氮占土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)的比例,紫云英配施化肥和单施紫云英效果优于单施化肥。土壤活性有机碳氮与水稻产量、SOC、TN和铵态氮(NH_4~+-N)呈显著或极显著正相关。施肥增加水稻产量,G+80%F最高(10026kg hm~(-2))。与100%F相比,化肥减施20%~40%水稻不减产,同时氮肥农学效率和氮肥偏生产力提高,增幅分别为11.64%~149.65%和2.66%~149.92%,土壤SOC、TN和NH_4~+-N含量增加,土壤有效磷和速效钾降低。综合考虑水稻产量、氮肥利用率和土壤肥力,紫云英翻压22500 kg hm~(-2)、磷钾肥常规用量、氮肥减施20%时最优。     

紫云英翻压对稻田土壤肥力和双季稻产量的影响

基于长期定位试验研究了紫云英翻压还田与化肥配施对土壤肥力以及双季稻产量的影响。结果表明,在肥力相对较低的桐城点,经过7年紫云英翻压配施70%化肥明显提高了土壤有机质(SOM)含量。在肥力相对较高的池州点,经过3年紫云英处理的土壤SOM和全氮(TN)都显著高于单施化肥处理;且紫云英配施化肥后SOM和TN分别比单施化肥提高13.08%和6.57%,但单施紫云英处理的碱解氮和速效钾含量却低于单施化肥处理。桐城点,减施30%化肥配合紫云英处理的早晚稻及周年产量高于单施化肥,早稻增产更为显著;且产量与TN呈显著正相关。池州点,单施紫云英的早晚稻及水稻周年产量与单施化肥相比,出现明显减产。综上认为紫云英翻压还田不能完全替代化肥,但与70%化肥配施既能提升土壤肥力、又能保证水稻产量。     

翻压不同量紫云英配施减量化肥对土壤肥力和水稻产量的影响

在豫南稻区,通过田间试验研究了翻压不同量紫云英配施减量化肥对土壤肥力和水稻产量的影响。本研究在化肥减量20%和40%条件下,将紫云英翻压量设22.5、30、37.5、45 t/hm~24个水平,另设仅施用100%化肥处理作为对照。结果表明,与对照相比,减施20%和40%化肥配施紫云英可使土壤碱解氮分别增加14.4%~20.9%和13.5%~26.5%,有机质分别增加4.5%~10.8%和4.2%~8.2%,差异均达到显著水平。水稻产量随着紫云英翻压量的增加出现先升后降趋势,在减量20%化肥条件下,翻压30 t/hm~2紫云英时水稻产量最高,比对照增产16.7%,差异极显著;而在减量40%化肥条件下,翻压37.5 t/hm~2紫云英时水稻产量最高,比对照增产15.3%,差异极显著;与对照比较,翻压紫云英极显著提高了水稻有效穗,但每穗实粒数较对照有所降低。     

紫云英不同翻压时期对土壤养分和水稻产量的影响

为了明确紫云英作为稻田绿肥利用的最佳翻压时期,通过田间试验,研究紫云英不同翻压时期配合常规施肥对土壤养分、水稻主要农艺性状及产量的影响。结果表明,在盛花期翻压紫云英,土壤耕层速效氮和速效钾含量,分别比常规施肥、盛花期前和盛花期后翻压紫云英高22.8%、11.0%、2.1%和23.2%、11.5%、4.4%,盛花期翻压紫云英为水稻的生长发育提供更多的氮钾养分;盛花期翻压紫云英水稻产量达到9 288.0 kg/hm2,比常规施肥、盛花期前和盛花期后翻压紫云英分别高16.3%、4.9%、3.1%。盛花期是翻压紫云英的最佳时期。     

氮肥和栽植密度对水稻产量及氮肥利用率的影响

针对部分地区水稻生产中氮肥用量过高及水稻移植密度越来越低的状况,选择2个早稻和2个晚稻品种为试验材料,设置施氮水平和移植密度互作试验,分析两因素及其互作对水稻产量和氮素利用率的影响。结果表明,氮水平和移植密度对水稻产量有显著影响,但其互作效应不显著;氮水平、移植密度及其互作对氮素利用率的影响均达显著水平。其中,低氮水平处理平均氮素利用率比高氮水平增加2.1%5~.6%;高密度的氮素利用率比低密度增加10.1%4~5.7%。说明提高移植密度,减少氮肥用量,既可通过大幅度增加有效穗来实现高产,又能显著提高氮素利用率。在资源日益短缺、生产成本渐高及面源污染越来越严重的形势下,密植少氮应是值得推广的水稻栽培技术。在本试验条件下,早稻移植密度在29.33~6.0万穴/hm2的基础上施N 153.11~69.4 kg/hm2、晚稻移植密度在23.13~0.0万穴/hm2的基础上施N 161.51~90.1 kg/hm2氮素是高产高效节氮的合理组合。     

Green manure application improves rice growth and urea nitrogen use efficiency assessed using 15N labeling

ABSTRACT

Green manure is an efficient nitrogen (N) source when used as an alternative to chemical fertilizer. However, the N taken up by rice derived from green manure, chemical fertilizers or soil native N in complex nutrient systems is unclear. A pot experiment with partial substitution of urea with Chinese milk vetch (a green manure) implemented with ¹⁵N-labeled urea and Chinese milk vetch was set up to study the sources of N in rice and the fate of the fertilizers. The dry weights, N contents, N uptake, and urea N use efficiency were notably higher (by 15–16%, 4–13%, 22–30% and 182%-203%, respectively) in the Chinese milk vetch applied with urea treatment than in the urea alone treatment. The uptake of N from Chinese milk vetch and the use efficiency of Chinese milk vetch N were increased with reductions in the urea input amount. The application of Chinese milk vetch substantially changed the fate of urea: higher amounts of urea N were taken up by rice (approximately 29%) and remained as residue in the soil (approximately 15%) in the related treatments than in the treatment with urea alone (10% and 9%). More urea N than Chinese milk vetch N was taken up by rice (29% vs 20%, respectively) and lost (56% vs 14%, respectively), but less urea N than Chinese milk vetch N remained as residue in the soil (15% vs 66%, respectively). The partial substitution of chemical fertilizer with green manure is an effective method of promoting rice growth by supplying N for rice uptake and promoting more efficient N use.     

秸秆还田下氮肥运筹对白土田水稻产量和氮吸收利用的影响

【目的】研究小麦秸秆直接还田条件下不同氮肥基追比例运筹方式对白土稻田水稻产量和氮素吸收利用的影响, 为华中低产白土稻田水稻合理施肥提供科学依据。【方法】设置2种小麦秸秆还田量(0和3000 kg/hm2)及3种氮肥基肥-分蘖肥-穗肥施用比例(80-0-20、 60-20-20 和40-30-30)和不施氮的对照, 共7个处理, 分别为N80-0-20、 N60-20-20、 N40-30-30、 N80-0-20+S、 N60-20-20+S、 N40-30-30+S和CK。水稻收获期采集代表性样品考察水稻产量结构性状, 同时测定水稻籽粒和秸秆产量, 分析籽粒和秸秆氮素含量, 计算水稻氮素吸收量和氮肥利用效率。【结果】基肥-分蘖肥-穗肥施用比例60-20-20的处理水稻籽粒产量最高, 两年试验较不施分蘖肥的对照分别增产9.4%~12.9%和7.4%~8.9%。实施小麦秸秆直接还田后, 水稻籽粒产量较不施秸秆的对照分别提高10.2%~23.4%和0.8%~5.5%。不施秸秆条件下, 基-蘖-穗肥施用比例60-20-20的处理水稻籽粒含氮量最高, 较不施氮的对照提高11.3%, 而秸秆含N量随中后期追肥比例的加大而提高。秸秆还田条件下, 氮肥后移能明显提高水稻籽粒和秸秆含氮量。水稻籽粒氮素吸收量, 基-蘖-穗肥比例60-20-20处理最多, 2011年较对照N80-0-20分别增加13.7%和24.8%, 2012年提高14.5%和9.2%; 秸秆氮素积累量则随中后期追肥用量的增加而增多, 基-蘖-穗肥比例40-30-30处理最多。不施秸秆条件下, 基-蘖-穗肥比例60-20-20的处理氮素干物质生产效率、 氮素稻谷生产效率、 氮收获指数均最高, 百公斤籽粒吸氮量最低。秸秆还田条件下, 氮素干物质生产效率和氮素稻谷生产效率均随中后期追肥量的增加而下降, 而百公斤籽粒吸氮量则最高。氮素农学效率、 氮肥回收利用率和偏生产力也是60-20-20比例的处理最高, 较对照N80-0-20农学效率分别提高4.90和2.44 kg籽粒/kg N, 氮肥利用率提高7.82和21.29个百分点, 偏生产力提高4.90和2.44个百分点。【结论】综合水稻产量、 氮素吸收量以及氮肥利用效率, 安徽省江淮丘陵低产白土地区, 小麦秸秆直接还田条件下, 单季中稻氮肥的基肥-分蘖肥-穗肥施用比例, 以60-20-20运筹方式较为适宜。     

氮肥分期施用对机插稻产量构成及氮肥利用率的影响

通过田间试验,对分蘖肥、穗肥氮素一次和分次施用时机插水稻的产量构成、氮肥利用效率以及与二者紧密相关的茎蘖动态、高光效叶面积和叶片SPAD值进行了研究。结果表明:分蘖肥氮素分次施用对产量形成无显著影响,而穗肥氮素分次施用使产量增加6.1%~6.5%,氮肥利用率提高10.0%~11.6%。主要原因在于:分蘖肥氮素分次施用对水稻生育前期茎蘖动态和叶龄进程基本无影响。但是,穗肥氮素分次施用显著增加开花时倒一叶和倒二叶叶面积,较穗肥一次施用分别增长10.1%~13.7%和32.1%~39.9%,并减缓了开花后20 d内倒二叶SPAD值降解速率,为水稻后期光合物质累积提供良好物质基础,使水稻成穗率提高5.1%~6.1%,且大幅提高实粒数。因而,机插秧水稻分蘖肥一次施用,穗肥分次施用有利于增加产量,提高氮肥利用效率,同时一定程度降低劳动投入量。     

Impact of top-pruning time on the fertilizer N use efficiency of flue-cured tobacco as assessed by 15N tracing technique

To evaluate the impact of top-pruning time on fertilizer N use efficiency (NUE) of flue-cured tobacco, we adopted ¹⁵N tracing technique and conducted a 2-year experiment from 2014 to 2015 in eastern China. The experiment included three top-pruning points of time: 5th, 25th and 45th day after flowering (DAF), abbreviated, respectively, as TP5, TP25 and TP45. The amounts of plant N derived from fertilizer (Ndff) and soil (Ndfs) were observed during 0–55th DAF. Results showed that top-pruning slowed down the increase of Ndff in tobacco organs, particularly in the leaf, but accelerated the increase of Ndfs dramatically. The proportion of Ndff (%) accounted for the total N reduced dramatically after top-pruning. This reduction might attribute to the selectivity of plant to different N sources as influenced by top-pruning while had little relationship with soil N supply, according to the analysis on the soil total mineral N and mineral ¹⁵N. The average NUE for the 2 years was 32%, 41% and 47%, respectively, for TP5, TP25 and TP45, showing significant (p < 0.05) differences. We concluded that the tobacco preferred to uptake soil N rather than fertilizer N after top-pruning; thus, optimizing the top-pruning time might be one of the approaches to improve the in-season NUE of flue-cured tobacco.     

Effect of long-term fertilization on 15N uptake and retention in soil

We did a pot experiment with three different fertilized soils (no fertilizer (No-F), inorganic fertilizer nitrogen, phosphorus and potassium (NPK), manure plus inorganic fertilizer (MNPK)) from a 19-year fertilizer trial. Three N treatments, (1) no N, (2) 100 mg/kg urea-¹⁵N (N), (3) 50 mg/kg urea-¹⁵N + 50 mg/kg corn straw-N (1/2N + 1/2S), were applied to each soil. The residual soil from the same treatments was used to grow second wheat crop. The MNPK soil had significantly higher nitrogen use efficiency (NUE) in the first growing season, and lower N loss than the NPK, and No-F soils. The 1/2N + 1/2S treatment decreased NUE on each soil, even though the MNPK soil still had highest NUE and lowest N loss. The residual ¹⁵N use efficiency (RNUE) in 1/2N + 1/2S treatment of MNPK soil was higher than NPK and No-F soils. We concluded that long-term application of manure plus inorganic fertilizer increased NUE and decreased N loss.     

麦茬长秧龄条件下氮肥对机插水稻氮素利用效率及产量影响的研究

为弥补秧苗超龄对长秧龄机插稻生长产生的负效应,以杂交中稻品种冈优906为材料,设置施氮量和氮肥基、追配比两因素试验,研究了氮肥运筹对机插水稻产量及氮素利用率的影响。结果表明:长秧龄机插稻植株氮素积累动态符合logistic曲线增长规律。随施氮量增加,植株氮素积累总量增加,稻谷生产效率、氮素收获指数、氮素农学效率和氮素生理利用率均减小,氮素当季利用率呈先增后减的趋势。同一施氮水平下提高穗肥比例,氮素运转效率、收获指数、农学效率、生理利用率和氮素当季利用率增加,稻谷生产效率降低。长秧龄机插稻产量随施氮量的增加而增加,施氮量对有效穗和每穗实粒数有显著影响,成穗率、每穗实粒数、充实率、充实度随后期施氮比例的增加而增加,施氮量为225 kg/hm2,基:蘖:穗肥比为4:3:3的氮肥运筹方式下长秧龄机插稻产量最高。     

基蘖肥氮量与寒地水稻产量和氮效率的关系

在固定穗肥氮量(35 kg·hm~(-2))的条件下,研究基蘖肥氮量与寒地水稻产量和氮效率的关系。2011~2012年,设置基蘖肥氮量分别为30、65、85和115 kg·hm~(-2)的处理,并以不施氮为对照。测定了主要生育期水稻干物质、氮积累、产量和氮效率。结果表明:随着基蘖肥氮量的增加,水稻抽穗期前或拔节前的干物质积累量和氮积累量也相应增加,两者为显著的正相关;成熟期干物质积累量、氮积累与基蘖肥氮量呈显著的二次曲线关系,基蘖肥氮量太高反而不利于后期干物质和氮素积累;水稻产量和基蘖肥氮量呈二次曲线关系,收获指数亦随氮肥用量增加呈先增加后减小的趋势;氮素吸收效率、氮肥偏生产力和基蘖肥氮量呈显著负相关关系。2012年温度较高,因此产量和总氮积累均高于2011年。在试验的土壤条件下,平均基蘖肥氮量为64 kg·hm~(-2)较为适宜,基蘖肥用量增加虽没有造成减产,却使氮素大量损失,使氮效率降低,适宜的基蘖肥氮量是水稻高产和氮素高效利用的关键。     

根际注射施肥对黄土高原苹果氮素吸收利用及产量和品质的影响

【目的】在西北黄土高原地区,春季干旱少雨和肥料利用率低限制着生产优质苹果。国外通常应用水肥一体化技术来克服水肥利用率低的问题,但由于其硬件设施要求高,投资大,短期内在我国难以推广。近年来我国采用的根际注射施肥可利用施肥枪将肥料溶液直接注入根际土壤中,施肥成本低且技术简单。本研究利用同位素15N示踪技术,研究根际注射施肥对苹果氮素吸收利用及产量品质的影响,可为黄土高原果园水肥高效利用提供依据。【方法】以9年生富士/M26/新疆野苹果为试验材料,利用15N尿素标记肥料去向,最后通过MAT-251质谱计测15N丰度,得出果树各器官和土壤的肥料利用率。同时利用叶绿素仪(SPAD-502)测定标记叶片的SPAD值,用浸以磷酸甘油溶液的海绵进行田间原位测定,得到土壤氨挥发的量,用静态箱—气相色谱法测定土壤的N2O逸失量。综合对比分析黄土高原传统环状开沟撒施肥与根际注射施肥对苹果吸收利用氮素、肥料氮在土壤中残留及果实产量和品质的影响。【结果】黄土高原苹果园根际注射施肥的优越性体现在:1)施肥后一个月内,果园土壤的气态氮素损失发生变化,根际注射施肥比传统环状开沟施肥的氨挥发总量低54.9%,同时N2O的排放通量低5.0%。2)根际注射施肥后,促进了肥料在土壤中的扩散范围,扩大了根系肥水吸收容积,叶片和果实吸收的肥料氮比例(Ndff%)在整个生长季始终处于较高水平。生长季末期,根际注射施肥的整株氮素当季吸收率为53.04%,比环状开沟施肥提高12.25个百分点,表明根际注射施肥有利于氮素更快地被吸收利用,显著提高苹果树的氮素当季利用率。3)生长季末,在0—60 cm土层内,根际注射施肥的土壤氮素残留率为36.55%,而环状开沟施肥为43.13%,前者显著低于后者。4)在整个生长季内,根际注射施肥处理下的树体新梢叶片内叶绿素含量(SPAD)值一直高于环状开沟施肥。根际注射施肥能提高苹果单株产量和单果重,其单果重和单株产量分别比环状开沟施肥处理提高了3.8%和19.7%。【结论】黄土高原地区推广的果树根际注射施肥技术可以有效提高苹果树体氮素的利用率,降低了土壤中的氮素残留。此外注射施肥的深度、注射量、密度和时间均可根据不同时期的养分需要随时调整,使水肥在土壤中均匀分布,达到节水节肥的目的。同时可避免传统施肥时挖坑作业对浅土层吸收根的损伤,降低劳动力成本。综合来看,根际注射施肥是提高黄土高原区旱地苹果树肥水利用率、产量和品质的有效方式之一。     

Fate of nitrogen derived from 15N-labeled plant residues and composts in rice-planted paddy soil

Pot experiments that lasted for 3 y were conducted to investigate the dynamics of nitrogen derived from plant residues (rice root, hull, straw, corn root, and rapeseed pod-wall), and composts (rice straw compost, cattle manure compost, and cattle manure sawdust compost), which were labeled with ¹⁵N. The rates of nitrogen uptake by rice (=N efficiency), denitrification, and immobilization derived from the organic materials incorporated before the first year of cultivation were investigated throughout 3 y of cultivation. At the end of the first year of cultivation, relatively high rates of N efficiency were obtained for rapeseed pod-wall (24.6%), rice straw (19.1%), and rice hull (18.6%), while corn root and cattle manure sawdust compost displayed a noticeably high denitrification rate. Corn root, cattle manure sawdust compost, rice hull, and rapeseed pod-wall exhibited remarkably high N mineralization rates ranging from 60 to 75% of the organic materials N applied. Cumulative rates of N efficiencies from the organic materials applied before the first year of cultivation fitted well to a first-order kinetic model and their asymptotes were compared among the organic materials. The asymptotic rates of N efficiency tended to depend on the rates at the end of the first year of cultivation.