稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的研究

通过田间的观测研究,明确了稻田中氨发速率与田面水的氨分压和田面水以上的风速之间,存在着一定的函数关系。本试验主要研究降低田面水表面的氨向大气逸夫,研究稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的作用及对水稻产量的影响。     

脲胺氮肥对太湖地区稻田氨挥发及氮肥利用率的影响

采用田间小区试验,以普通尿素和氯化铵为对照,研究脲胺氮肥对太湖地区稻田氨挥发及氮肥利用率的影响。结果表明:氮肥施入后,氨挥发损失主要发生在施肥后5~7天内,氨挥发损失量与田面水NH4+-N浓度呈线性正相关关系。不同氮肥的氨挥发损失差异显著(P0.05),脲胺氮肥的氨挥发损失分别比普通尿素和氯化铵减少了2.71和6.41 kg/hm2,并且该氮肥对水稻有增产的趋势,氮肥利用率分别比普通尿素和氯化铵显著提高了10.43%和10.64%。此外,综合考虑经济和环境效益,该氮肥净收益高于尿素和氯化铵。因此,脲胺氮肥值得在太湖地区推广。     

稻田氮肥施用技术的改进

在黄淮海平原的稻田上,采用"有水层混施"作基肥,"有水层撒施"作追肥(习惯法)时,氮肥的损失率高达63-71%。改用"犁沟条施"作基肥、"以水带氮"法作追肥时,损失降为28-41%;比习惯法减少30-35%。氮肥的增产效果由习惯法的4.1-7.3(kg稻谷/kg化肥N,下同),提高到5.0-13.3,净增0.9-6.0。随氮肥施用量的提高,改进法的增产效果趋于降低。     

氮肥不同施用方法对小麦生长、养分吸收利用的影响

以超高产强筋小麦为试验材料,探讨返青、拔节与孕穗肥施用比例对氮、磷、钾吸收利用、籽粒产量的调节效应。结果表明:拔节期追施氮肥,产量提高,后期施氮有利于磷、钾素吸收效率和运转效率提高。施氮量为300kghm-2条件下,以基肥、拔节肥比例为7∶3较为适宜。     

不同氮肥施用对双季稻产量及氮肥利用率的影响

通过田间小区试验,研究了不同氮肥处理对双季稻产量及氮肥利用率影响。结果表明:增施氮肥处理比不施氮肥处理双季稻的有效穗数、每穗粒数均显著提高,早稻产量增产77.0%~127.1%,晚稻增加62.9%~108.0%;早稻中等量控释氮肥处理较普通尿素处理水稻单位有效穗数、每穗粒数、农学利用率均增加,同时增产5.0%,氮肥利用率提高18.0个百分点;减量控释氮肥处理与普通尿素处理比有效穗数、每穗粒数、产量、氮肥农学利用率有所下降但氮肥利用率提高18.6~20.2个百分点,晚稻中各控释氮肥处理较普通尿素处理每穗粒数增加、产量增产,增产率为9.7%~27.7%,氮肥利用率提高28~31.1个百分点,且农学利用率显著提高;不同用量控释氮肥处理间早稻有效穗数、产量随氮肥用量增加而增加,晚稻中当施氮水平≤162 kg/hm2(按纯氮算)时,水稻单位有效穗、每穗粒数、结实率、产量随氮肥增加而增加;当施氮水平162 kg/hm2(按纯氮算)时,随施氮量增加而减少。     

不同深施方式对太湖地区稻田氨挥发和氮肥利用率的影响

本研究以太湖地区稻田为研究对象开展连续两年的田间试验，通过设置不施氮肥（CK）、常规施氮（CN）、减氮表施（RN）、减氮侧深施（RNS）和减氮穴施（RNP）5种施氮处理，探究不同深施方式对稻田氨挥发与氮肥利用率的影响。结果表明，与表施处理（CN和RN）相比，RNS和RNP通过降低田面水NH₄⁺-N浓度和pH分别减少30.95%~41.54%和66.71%~72.23%的氨挥发排放（P<0.05）。相较于RN处理，RNP促进水稻根系生长并增加根区土壤有效氮含量，进而增加水稻产量（6.23%），提高氮肥利用率（50.15%），降低土壤氮盈余（63.92%）（P<0.05）。与CN处理相比，RNS显著降低土壤氮盈余（29.20%）（P<0.05），但水稻吸氮量和氮肥利用率均未显著增加。相较于RNS，RNP进一步降低氨挥发损失（50.84%）和土壤氮盈余（51.07%），提高氮肥利用率（40.40%）（P<0.05）。综上所述，RNP的农学和环境效益最高，但因穴施机械及肥料造粒技术等因素的限制，尚难应用于实际生产；而侧深施肥在我国水稻大规模集约化生产中效益较高且切实可行。     

氮肥运筹下不同种植方式水稻对氮素的吸收、转运和利用

为改进江汉平原地区中稻氮肥施用方法。采用田间小区试验,设置当地常规施肥(FFP)、缓控释肥与尿素配施(CRF)、海藻多糖氮肥替代(HTN)及不施氮对照(CK)4个氮肥管理,研究不同氮肥运筹对机插稻、直播稻氮素吸收、转运及氮肥利用率的影响。结果表明:水稻分蘖前期机插稻的干物质积累量FFP处理比CRF、HTN处理分别高41.83%、19.89%,直播稻CRF处理比FFP处理高4.84%;分蘖盛期-拔节期机插稻干物质积累量、氮素积累量占总干物质积累量、氮素积累量的比例比直播稻分别高12.58%～17.21%、15.24%～67.24%;拔节期-成熟期各处理的干物质积累量表现为CRF>HTN>FFP,且直播稻的干物质积累量占总干物质积累量的比例比机插稻高12.72%～17.61%,CRF处理机插稻和直播稻的穗部干物质积累分别比FFP处理增加了19.71%和14.82%,HTN处理分别增加了13.10%和3.93%。在氮素的积累、转运、利用上机插稻与直播稻具有相似性,均表现为CRF>HTN>FFP,CRF处理下机插稻和直播稻氮肥表观利用率分别比FFP处理增加了38.02%和34.57%,HTN处理分别增加了11.82%和13.33%。缓控释肥与尿素配施、施用海藻多糖氮肥,都有利于提高杂交中稻氮素的积累、转运和利用,同时氮肥适当后移有助于直播稻的氮素吸收。     

太湖地区稻田不同轮作制度下的氮肥减量研究

通过设置不同轮作制度及施氮量, 研究其对稻季的田面水氮素含量、氮素径流损失、产量及土壤养分的影响, 结果表明: 在江苏宜兴地区, 冬季种植紫云英或黑麦草替代小麦种植, 从而减少稻季化学氮肥的施用是可行的。紫云英或黑麦草参与轮作还田, 提高了土壤的供氮水平, 促进了水稻对氮素的吸收利用, 产量显著提高, 且冬季种植无需施用氮肥, 减少了冬季旱地土壤的氮素损失, 降低了环境负荷; 在总施氮量相等的情况下, 提高肥料中有机肥比例可以降低稻田田面水中的总氮含量, 降低了因田面水外排导致的氮素径流损失,且绿肥种植成本低, 尤其是紫云英对无机氮肥的替代性强, 可以有效降低稻季的施肥成本。在江苏宜兴地区,如适当地将传统的小麦?水稻轮作制度改为紫云英?水稻轮作制度, 并在稻季减少120 kg·hm?2 的纯氮投入, 则可兼顾经济效益、产量效益和环境效益。     

氮肥运筹对水稻养分吸收特性及稻米品质的影响

以水稻品种扬两优6号为材料,研究了田间条件氮肥运筹对水稻养分吸收及产量和品质的影响。结果表明,高氮处理(N240)成熟期氮素积累总量、磷素积累总量和钾素积累总量分别比中氮(N150)和低氮处理(N0)增加了21.5%、18.5%1、8.3%和134.6%、127.0%和82.7%;产量增加了10.4%和39.6%。在相同氮素水平下,采用B种施肥比例(基肥∶分蘖肥∶穗粒肥=30%∶20%∶50%),水稻成熟期氮素积累总量比A处理(基肥∶分蘖肥∶穗粒肥=40%∶30%∶30%)增加了15.4%,产量提高了7.3%。在高氮处理(N240)条件下,采用B施肥比例,蛋白质含量显著提高,直链淀粉显著降低,但提高了稻米的垩百度而使稻米外观品质变劣。     

直播旱作和水作水稻的氮素吸收利用特征研究

淡水资源的不足和大量耗竭将严重影响农业的可持续发展，因此，人们对消耗我国农业用水80％左右的传统水稻栽培提出了挑战，水稻旱作也就越来越多地受到关注。其中，地膜覆盖旱作和利用半腐解秸秆替代地膜的覆盖旱作都受到了广泛的重视。目前，旱作水稻的研究往往是以移栽后旱种的方式为主，     

秸秆还田和氮肥施用对夏玉米氮肥利用率的影响

本文研究了秸秆还田和N肥施用对夏玉米N肥利用率的影响。结果表明,秸秆还田和N肥施用都有助于夏玉米N肥利用率的提高,尤其是优化施N大大提高了夏玉米的N素利用率,并且提出了在京郊地区适宜推广的一种可行的培肥地力、增加产量的模式。     

太湖地区稻田氨挥发及影响因素的研究

应用微气象学方法研究太湖地区水稻三个不同施肥期施用尿素后的氨挥发损失 ,并对其影响因素 (气候、田面水中NH 4 N浓度和作物覆盖等 )的作用进行了分析研究。结果表明 ,水稻施用尿素后的氨挥发损失为各时期施氮量的 18 6 %～ 38 7% ,其中以分蘖肥时期损失最大 ,其次为基肥 ,穗肥氨挥发损失最小。氨挥发损失主要时期是在施肥后 7d内。在水稻不同生长期 ,各因素对氨挥发的影响能力大小并不一样 ,三个施肥期的氨挥发损失通量与施肥后田面水中铵态氮浓度呈显著正相关。     

太湖地区稻田缓冲带在减少养分流失中的作用

选取苏南太湖地区宜兴市和常熟市的水稻田为试验点,研究了不同施肥水平下缓冲带降低稻田田面水、渗漏水、灌溉水中N、P浓度的效果,以及对水稻产量的影响。结果表明:缓冲带与施肥处理的水稻产量差异不显著;稻季缓冲带拦截N、P径流损失效果明显,总氮净拦截量在20.6~51.8 kg hm-2之间,占田面水中总氮的31.7%~50.9%,总磷净拦截量在4.7~5.1 kg hm-2之间,占田面水中总磷的1/2多,缓冲带对渗漏水中N、P的水平迁移具有同样明显的拦截效果,减少了N、P向水体的输入量;土壤剖面中N、P养分呈上高下低的趋势,稻田生态系统能净化灌溉水中的磷。     

太湖地区黄泥土的粘闭对作物生长的影响

本试验是以太湖地区两种不同质地的黄泥土为对象,通过盆栽和田间小区试验,研究了粘闭土壤和团聚土壤对水稻生长的影响,并对粘闭土壤回旱后,如何减轻对旱作物生长的危害做了初步探索。其结果表明:土壤粘闭对水稻生长的影响与水位和渗漏等因素密切相关,在淹水不渗漏的盆钵条件下,粘闭土壤对水稻生长的效果优于团聚土壤,特别是对于粘质黄泥土更是如此。但是这种优势在田间自然条件下,由于渗漏以及其它因素的参与,又可能被模糊。粘闭土壤不利于旱作物生长的主要原因是粘闭土壤回旱后,适于作物生长的土壤湿度、通气以及机械强度难以协调。减轻粘闭土壤对旱作物生长的危害,首先考虑通过耕作来恢复土壤结构,但在较高的含水量(大于塑限)时,应以排水增加通气为主,而不能指望通过机械耕作来调节,因为机具的作用只能导致土壤的进一步粘闭。较为适中的措施是免耕结合排水。     

太湖地区氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮和地下水的影响

利用矿化培养与田间试验的方法,探讨了太湖地区长期施氮条件下,氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮与环境的影响。初步试验结果表明:多年施用氮肥能够提高土壤的供氮能力,并随施N量的增加而增加。增加氮肥用量能够提高稻株含氮量和吸氮量,但氮素向谷粒的转移率降低,试验区水稻氮肥用量以225～270kghm-2左右为佳。稻田田面水和渗漏液的N素养分动态变化显示,施N会造成田面水NH4 N和NO3-N含量的短暂升高,但不同施N量之间相差并不显著。稻田渗漏液中的氮以硝态氮为主,通常在淹水泡田后的7d内有一个NO3-N含量的峰值期,NO3-N含量在1.62～2.75mgL-1之间,约10d后降至0.5mgL-1以下;NH4 N含量变化有随施N量而增加的趋势,高峰期通常出现在分蘖末期,其余时间NH4 N含量在0.2mgL-1以下。     

渗育性水稻土渗滤液中的磷组分研究

本试验在太湖地区长江岸边砂质渗育性(漏水型)水稻土上进行,研究在麦稻轮作条件下连续两年施用不同磷肥(每季P 0、30、70、150和300 kg hm-2),稻季各层次土壤溶液中(30、60和90 cm)磷的组分,以探讨磷素在剖面中垂直纵向移动的规律。结果表明:施肥处理在施肥初期提高了30 cm处土壤溶液中溶解磷浓度,对60 cm处溶解磷浓度影响不大,对90 cm处溶解磷浓度没有影响。各处理60 cm和90 cm处土壤溶液中溶解磷的浓度几乎全部超过水体富营养化磷的阈值,故在研究该地区水体富营养化时,要注意渗漏磷排放可能的贡献。特别应指出的是,除6月13日对照处理外,各处理90 cm处土壤溶液中的磷均以溶解有机磷为主,占总溶解磷的56%~100%,表明有机磷(外源加入或内源残留的)比无机磷对环境的潜在威胁将更大。     

太湖水稻土中的芳基硫酸酯酶活性

选取了 1 2个太湖地区的水稻土表土及其剖面 ,分析芳基硫酸酯酶活性变化。耕作层芳基硫酸酯酶活性平均为PNP 1 60 μgg- 1h- 1。大多数土壤其酶活性在PNP 1 0 0～ 2 0 0 μgg- 1h- 1之间。最低值和最高值分别为PNP 75 ,31 5 μgg- 1h- 1。犁底层土壤芳基硫酸酯酶活性明显低于耕作层 ,60 %的土壤其酶活性低于PNP 5 0 μgg- 1h- 1。犁底层酶活性与耕作层酶活性之间没有相关性。土壤芳基硫酸酯酶活性与土壤有机碳有显著正相关 (R2 =0 .5 33) ;与土壤pH关系较为复杂 ,在pH小于 5 .2时 ,随pH升高 ,酶活性增加 ,大于 5 .2时 ,酶活性则明显下降。除个别土壤外 ,大多数土壤芳基硫酸酯酶活性沿剖面下降 ,在大于 60cm的土层中基本上没有芳基硫酸酯酶存在。不同土壤芳基硫酸酯酶活性的剖面分布有所不同。根据酶活性变化下降趋势 ,其剖面分布基本上可以归结为四个类型。     

太湖地区氮磷肥施用对稻田氨挥发的影响

在太湖地区乌栅土上,采用田间小区试验连续两年研究了施氮(N)量为0、180、255、330kg hm-2,施磷(P2O5)量为0、309、0、180 kg hm-2的6个组合(对照N0P0、低氮N180P90、优化N255P90、低磷N255P30、高磷N255P180、高氮N330P90)以及三个施肥时期对稻田氨挥发损失的影响,氨挥发采用密闭室间歇通气法测定。结果表明,稻田氨挥发损失主要发生在施肥后6d内,基肥和第一次追肥后各处理氨挥发量占施氮量的0.4%~11.5%,而第二次追肥后氨挥发损失比例较大,对照、低氮、优化、低磷、高磷和高氮处理的氨挥发在2002年稻季分别占施氮量的5.8%、9.7%、25.6%、15.6%和11.6%,在2003年稻季则分别为27.4%、26.2%、30.0%、35.1%和27.6%。若施肥后遇阴雨天气或正值水稻拔节孕穗期,氨挥发量便降低。田面水中的NH4 -N浓度是氨挥发的决定因素之一,与氨挥发通量呈正相关。施磷量相同时,氨挥发随施氮量增加而增加;施氮量相同时,高磷和低磷处理氨挥发均高于优化处理,表明在氮磷不平衡施用时,氮肥氨挥发损失会加剧,从氨挥发损失方面考虑,稻田推荐施磷量不宜超过P2O590 kg hm-2。     

太湖地区渗育性水稻土径流中磷组分的研究

本试验于 2 0 0 2年在太湖地区渗育性水稻土上进行 ,研究不同施磷水平下 (P 0、30、70、15 0和30 0kghm-2 )麦稻轮作中土壤径流磷的损失。研究结果表明 :在麦稻轮作期间 ,除最高施磷处理P 30 0kghm-2的径流磷损失达到P 0 75kghm-2 外 ,其余各施肥处理与对照无显著差异。虽然径流损失的磷最多也不足施磷量的 0 1% ;但径流中溶解磷浓度均已超过水体富营养化磷浓度的阈值 ( 0 0 2mgL-1) ,故农田径流携带的磷长期进入水体也会加重水体富营养化。径流携带的磷以产生第一次径流时为最多 ;径流磷中以颗粒磷为主占总磷的 6 0 %以上 ;溶解磷则在 4 0 %以下 ,而溶解磷中以有机磷为主 ,除P 30 0kghm-2 处理外 ,其余处理的径流中溶解有机磷占总溶解磷的 5 2 0 %～ 76 2 %之间。因此 ,仅测定溶解的无机磷作为溶解磷组分 ,必将低估径流溶解磷的数量及其贡献 ;施肥未增加当季径流中溶解有机磷的浓度     

太湖地区主要水稻土的大孔隙特征及其影响因素研究

土壤孔隙是土壤中水分与空气存在的场所,是植物根系与微生物的生活空间.土壤的孔隙特征是土壤的一项重要的物理性质,它对土壤肥力有多方面的影响.孔隙性质良好的土壤能够满足作物对水分和空气的需求,有利于养分的调节、合理供给以及作物的正常生长.但土壤是一个复杂的多相体系,其内部存在着形态各异、大小不同的孔隙.而土壤大孔隙是土壤中水分和空气的主要通道,它的存在可以导致土壤优先水流和溶质优先迁移的产生,并是水分和化学物质快速、远距离运移的主要甚至可能是唯一的途径.大孔隙流是发生在土壤大孔隙中的一种水分流动现象,它可以导致土壤水分的快速非平衡流动,使降水或灌溉水及其溶质（养分、盐分、污染物等）不能与绝大部分土体充分地相互作用,而是“直接”快速流出土体或补给地下水.因此,研究太湖地区主要水稻土的大孔隙特征及其影响因素对提高农田水分的利用效率、开展节水农业等具有十分重要的科学意义;同时对研究该地区化学氮肥和农药的施用量逐年递增,且淋溶流失极为严重,加剧地下水的污染等问题也有重要的实际意义.