秸秆还田与深施氮肥对水稻叶片生理特征、氮素利用及产量的影响

以常规粳稻徐稻10号和新丰7号为材料,设置“深施氮肥+秸秆还田”（DS）、“土壤表层施氮+秸秆还田”（OS）、“深施氮肥+秸秆不还田”（DU）和“土壤表层施氮+秸秆还田”（OU）4个处理,以“不施氮肥+秸秆不还田”作为对照（CK）,探索秸秆还田和深施氮肥对水稻剑叶生理特征、籽粒产量及氮肥利用效率的影响。结果表明,与CK相比,DS、OS、DU、OU处理均在一定程度上提高了抽穗期剑叶的净光合速率（Pn）和PSII有效量子效率（Eq）,同时提高了水稻干物质累积量和氮素累积量,其中均以DS处理效果最佳;与OU处理相比,抽穗期DS处理的剑叶氮代谢相关酶活性（GS、GOGAT、NR、GDH）显著增加;徐稻10号和新丰7号的籽粒产量DS处理比OU处理分别显著提高46.78%和45.65%。此外,DS处理的氮肥利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮吸收效率以及氮收获指数在施氮处理中亦最高。以上结果表明,深施氮肥结合秸秆还田是提高河南地区水稻产量、氮肥利用效率的可行措施。     

施氮量对稻季氨挥发特点与氮素利用的影响

 在砂土和黏土两种土壤类型上,研究了施氮量对田面水NH4+ N浓度、氨挥发损失量、水稻产量、氮肥利用效率和土壤剖面氮素含量的影响。施氮后田面水NH4+ N浓度和氨挥发量都随着施氮量的增加而增加,且在施氮后1~3 d达到峰值,黏土要低于砂土;氨挥发损失量为分蘖肥时期＞倒4叶穗肥期＞基肥时期＞倒2叶穗肥期;黏土上稻季氨挥发总损失量为10.49~87.06 kg/hm2,占施氮量的10.92％~21.76％;砂土上稻季氨挥发总损失量为11.32~102.43 kg/hm2,占施氮量的11.32％~25.61％;施氮后氨挥发峰值和田面水铵态氮峰值同步出现,以分蘖肥时期最大,两者比值范围为23.76％~3365％;随着施氮量的增加,水稻产量增加,氮素积累量也增加,而氮肥利用效率降低;黏土上的水稻产量和氮素积累量要略高于砂土上的;土壤氮素含量在土壤深度40~50 cm处最低,相应各层土壤氮素含量随着施氮量的增加而提高,黏土要高于砂土。从氨挥发损失的角度来看,当施氮量超过250 kg/hm2时,氨挥发损失总量将跃增; 而从水稻获得高产的角度来看,施氮量应为300 kg/hm2左右,因此,试验条件下水稻高产且环境安全的适宜施氮量为250~300 kg/hm2。     

不同施氮量对单季稻养分吸收及氨挥发损失的影响

 以杂交晚粳浙优12为材料,研究了不同氮素用量对单季晚稻养分吸收和氨挥发损失的影响。结果表明,施氮量在0~330  kg/hm2范围内水稻植株氮积累量、磷积累量及钾积累量均表现为随施氮量的增加而增加,施氮水平超过270  kg/hm2后增施氮肥反而降低水稻对氮磷钾的吸收。施氮量在150  kg/hm2时增施有机肥有助于杂交粳稻浙优12对土壤中氮素、磷素以及钾素的吸收利用。水稻拔节期至抽穗期为吸氮量最大时期,施氮量在0~270  kg/hm2范围内杂交粳稻浙优12各生育期植株氮积累量随着施氮量增加而增加。相关分析表明,水稻产量与水稻植株全生育期氮积累量、磷积累量和钾积累量极显著正相关,其中,与水稻吸氮总量的相关系数最大。氨挥发速率、累计氨挥发量随施氮量的增加而增加,以施用基肥阶段氨挥发速率最快,累计氨挥发量最高。在基肥氮肥和分蘖肥氮肥施入后,高施肥水平(270  kg/hm2、330  kg/hm2)下氨挥发速率均远高于其他处理,其中,施氮量330  kg/hm2处理施基肥后测得的累计氨挥发量占基肥施氮量的23.9%。     

橡胶林氮肥穴施下的氨挥发和氮淋洗损失

氨挥发和氮淋洗是氮肥损失的重要途径,导致严重的环境污染。有关橡胶林氮肥穴施后的氨挥发和氮淋洗损失问题的研究鲜见报道。本研究设置0 kg/hm²（对照）、100 kg/hm²（低氮）、230 kg/hm²（中氮）、400 kg/hm²（高氮）的施氮水平,分别采用通气法和渗漏盘法研究橡胶林尿素穴施后的氨挥发和氮淋洗损失特征。结果表明,旱季氨挥发损失过程大致在14~20 d内完成,雨季基本在7~10 d完成;氨挥发峰值在旱季较雨季延迟,旱季大概施肥后6~13 d达到峰值,而雨季1~3 d即达到峰值;与对照相比,低氮、中氮和高氮处理的氨挥发损失大致为9.32~21.54 kg/hm²。氮淋洗损失主要发生在雨季（5—11月）,且以硝态氮淋洗为主;橡胶林氮肥穴施条件下的氮淋洗损失约为2.36~9.00 kg/hm²;随着施氮量的增加,氨挥发和氮淋洗损失均呈增加趋势。综上,橡胶林氮肥穴施后的氨挥发和氮淋洗损失并不高,其施氮量不宜超过230 kg/hm²。     

控释尿素减施对双季稻田氨挥发损失和氮肥利用率的影响

【目的】研究连续控释尿素减施对双季稻籽粒产量、N肥利用率和NH₃挥发损失的影响,以期为水稻稳产条件下减少双季稻田氮素损失提供理论依据和技术方法。【方法】以中早39（早稻）和泰优390（晚稻）为材料,设置不同控释尿素N用量的等N量控释尿素(CRU₁)、控释尿素减N 10%(CRU₂)、控释尿素减N 20%(CRU₃)、控释尿素减N 30%(CRU₄)以及尿素(U)和不施肥对照(CK)的6个处理,采用密闭室间歇通气法监测双季稻田NH₃挥发特征,同时测定水稻产量和N含量。【结果】普通尿素(U)处理和控释尿素(CRU)处理施基肥和分蘖肥后早稻NH₃挥发发生在施肥后的8~9 d内,峰值分别于第1~2天和第2~4天出现;晚稻NH₃挥发发生在施肥后的6~7 d内,峰值分别于第2~3 天和第3~4 天出现。早、晚稻生长季U处理总计NH₃挥发损失量(率)最高,分别为47.2 kg/hm² (26.4%)和61.9 kg/hm²(28.7%),产量分别为5.5 t/hm²和6.2 t/hm²,N肥利用率分别为23.0%和20.0%;早、晚稻生长季CRU处理总计NH₃挥发损失量(率)分别为22.8~32.3 kg/hm²(14.6%~16.5%)和30.4~42.1 kg/hm²(15.9%~17.6%),产量分别为5.8~6.3 t/hm²和6.6~7.5 t/hm²,N肥利用率分别为34.3%~40.5%和33.8%~39.2%;其中,CRU₂处理在早、晚稻生长季总计NH₃挥发损失量较U处理降低40.9%、38.3%,产量增加14.9%、20.9%,N肥利用率提高75.6%、96.0%。早、晚稻生长季及双季稻整个生长季CRU处理总计NH₃挥发损失量及籽粒产量与施N量呈显著线性关系。【结论】施用控释尿素显著减少双季稻田NH₃挥发损失,增加籽粒产量,提高N肥利用率,以减N 10%处理效果最明显。     

氮肥后移对春玉米产量、氮素吸收利用及土壤氮素供应的影响

采用田间试验,研究氮肥后移对春玉米产量、氮素吸收利用、土壤无机氮含量动态变化和氮素平衡的影响。结果表明,氮肥后移各处理两年玉米产量均显著高于100%基肥处理,提高幅度分别为27.0%～51.8%和37.9%～69.4%,其中30%基肥+50%拔节肥+20%开花肥处理玉米产量最高。与100%基肥处理相比,氮肥后移各处理氮素吸收利用率、农学利用率、偏生产力和生理利用率两年依次提高35.8%～49.6%、46.1%～92.2%、9.8%～19.5%、9.4%～24.8%和42.8%～64.2%、51.1%～83.0%、14.3%～22.9%、6.8%～11.7%,差异均达显著水平,且均以30%基肥+50%拔节肥+20%开花肥处理效果最佳。与100%基肥处理相比,氮肥后移各处理在提高玉米开花期至成熟期0～40 cm土壤无机氮含量的同时,降低玉米收获后41～100 cm土壤无机氮含量。     

氮肥运筹对水稻产量及氮素利用率的影响

以北方超级稻沈农265为材料,研究了氮肥运筹对水稻产量形成及氮素利用率的影响.结果表明:施纯氮210kg/hm2,且基蘖肥与穗粒肥比为6∶4时,由于单位面积有效穗数较其他处理提高2.4％～21.1％,致使产量提高3.3％～20.2％;同一基蘖肥与穗粒肥施用比例下,随施氮量的增加,沈农265的总吸氮量呈上升趋势,而氮素利用率有下降趋势;不同施氮量条件下,穗粒肥比例增加有利于总吸氮量和氮素利用率的提高;适宜施氮量和基蘖肥与穗粒肥比例,能为水稻整个生育期提供比较平衡的氮素供应,提高氮肥利用效率,协调产量构成因素,从而提高产量,节本增效.     

不同氮肥利用效率水稻品种开花后地上部分氨挥发研究

采用密闭生长箱法研究了4个不同氮肥利用效率水稻品种开花后地上部的氨挥发损失。结果表明：尽管单位时间内不同水稻品种叶片氨挥发的数量存在差异,但各品种均呈现类似的昼夜变化规律,即白天叶片氨挥发的数量较高,夜晚（0:00～8:00）叶片氨挥发量显著下降。开花期是水稻全生育期中叶片氨挥发量最大的时期,其释放的氨占总挥发量的14%～16%。开花至成熟期地上部氨挥发的动态和氨挥发总量,不同氮效率水稻品种间存在显著差异,且氨挥发总量（y）与水稻氮肥利用率（x）存在极显著负相关：y=13.075-0.00968x （r=-0.9913**, n=4）。锡稻11生物量最小,其氨挥发量却最大;而地上部生物量较大的3010和武粳4号氨挥发量却较小,暗示不同品种间氨挥发的差异并非源于水稻地上部生物量的不同。     

水稻高产和氮肥高效利用研究进展

实现水稻高产和氮肥的高效利用是当前水稻生产的迫切需求。本文综述了水稻氮肥的投入损失概况及氮肥利用的生理机制,介绍了提高水稻氮肥利用效率的研究进展和主要技术,讨论了氮肥利用存在的问题和今后研究的重点。     

施氮模式对砂质潮土氨挥发、夏玉米产量及氮肥利用率的影响

采用连续多年田间小区定位试验,在氮肥施用量200 kg/hm2下,观测夏玉米季不同施氮模式对夏玉米季土壤氨挥发、子粒产量及氮肥利用率的影响。结果表明,夏玉米季不同施氮处理土壤氨挥发损失量不同,当地常规施氮处理损失量最高,改变氮肥基追比处理次之,控释复合肥处理损失量最低。与不施肥对照相比,各施氮模式处理均能提高夏玉米产量,控释复合肥、改变氮肥基追比处理较当地常规施氮处理分别增产9.89%和7.14%。不同施氮模式下夏玉米季氮肥利用率以控释复合肥利用率最高,改变氮肥基追比处理次之,常规施氮最低。综合考虑,控释复合肥、改变氮肥基追比均可作为砂质潮土区推广的适宜氮肥施用模式。     

水稻高效利用氮素的生理机制及有效途径

阐述了水稻高效吸收和利用氮素的生理机制,分析了水稻高效利用氮素的遗传潜力和改良途径以及农田资源管理技术对氮素效率的影响,并提出了需要研究的重要课题。     

氮肥运筹对水稻植株不同形态氮素含量的影响

以桂朝2号和叠加占为试验材料,以总氮、蛋白氮、叶绿素氮、可溶性蛋白氮、Rubisco-N、游离氨基态氮为指标,研究了氮肥运筹对水稻植株不同形态氮素含量的影响。结果表明,上述形态氮素含量对氮肥运筹表现出相同的趋势,即水稻抽穗期和成熟期植株总氮、蛋白氮、叶绿素氮、可溶性蛋白氮、Rubisco-N、游离氨基态氮含量均随施氮水平提高而提高,在相同施氮量条件下,重施穗肥时其含量较高。氮肥运筹对不同形态氮素含量的影响程度是不同的,其中,对Rubisco-N和游离氨基态氮的影响明显。两个品种早晚季无论是抽穗期还是成熟期不同施氮水平下Rubisco-N和游离氨基态氮含量差异均达到显著或极显著水平。相关分析表明,早晚季抽穗期和成熟期水稻植株总氮含量与蛋白氮含量均呈极显著相关。     

控释氮肥适量减施对玉米产量和氮素利用效率的影响

通过连续两年田间试验,研究控释氮肥较农民习惯用量减施对玉米产量与产量构成因素、氮素吸收利用的影响。试验设5个处理,分别为不施氮肥(N0)、农民习惯施氮(FP)、80%控释氮肥(CRU1)、70%控释氮肥(CRU2)、60%控释氮肥(CRU3)。结果表明,与FP处理相比,CRU1和CRU2处理显著提高了玉米产量(P<0.05),两年平均产量分别提高7.0%和5.4%。CRU1、CRU2处理两年平均玉米氮素最大积累速率和平均积累速率较FP处理分别提高9.6%、6.5%和7.9%、6.2%,玉米氮素最大增长速率出现天数分别提前7.2 d、5.0 d。与FP处理相比,控释氮肥减量施用处理显著提高了氮素回收率、农学利用率和偏生产力(P<0.05),其中,氮素回收率和偏生产力随控释氮肥减施比例的增加显著增加,氮素农学利用率表现为先增后降,以CRU2处理最高。控释氮肥减量30%(193 kg/hm2)可实现玉米产量和氮素利用率同步提高。     

氮肥对水稻产量、品质和氮利用效率的影响研究进展

随着世界人口增长和耕地面积不断减少,及新冠肺炎疫情的蔓延,粮食安全更加引起人们广泛关注。过去50多年间,氮肥的使用虽提高了作物产量,但也对环境造成了诸多负面影响。随着生活和消费水平的不断提高,人们对高品质稻米的需求也日益提高。提高氮肥利用效率、优化氮肥最佳用量、培育优质稻米是目前农业科技工作者面临的主要任务。基于前人的研究基础,本文主要概述了目前我国氮肥使用情况、氮肥运筹对水稻产量、稻米品质和氮利用效率的影响,以及氮代谢生理及分子机理等方面取得的进展。提出并讨论了研究过程中存在的问题,进一步明确了今后的研究重点。     

不同氮肥模式对夏玉米产量、蛋白质品质和氮素利用特性的影响

以高产玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,在大田生产条件下设置4个施氮水平,研究不同氮肥模式对两个高产玉米品种子粒产量、蛋白质产量及氮素利用特性的影响。结果表明,两个玉米品种子粒产量随施氮量的增加显著增加,均以240 kg/hm~2处理最高,先玉335子粒产量显著高于郑单958;两个玉米品种子粒蛋白质含量及其产量随施氮量的增加显著增加,先玉335的蛋白质含量及其产量均高于郑单958;两个玉米品种氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率随施氮量的增加而显著降低,均以180 kg/hm2处理最高,先玉335的氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率均高于郑单958。综合分析认为,两个玉米品种均以240 kg/hm~2处理可以同步协调实现较高的子粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率,获得产量、品质和高氮素利用效率的协调统一。     

油稻稻秸秆还田下氮肥运筹对双季稻产量及氮素吸收利用的影响

为明确油稻稻三熟制秸秆还田条件下双季水稻适宜的氮肥运筹方式,2018年在长江中游三熟制区(江西进贤)开展5个处理(秸秆不还田+氮肥3次施用、秸秆还田+氮肥3次施用、秸秆不还田+氮肥2次施用、秸秆还田+氮肥2次施用、秸秆还田+高量氮肥3次施用)的田间试验,探究该模式下氮肥运筹对双季稻产量与氮素吸收利用的影响。结果表明,在油稻稻三熟制下,秸秆还田和氮肥运筹对水稻产量的影响在早稻季和晚稻季均存在显著的互作效应,而水稻基肥中增施20%氮肥对产量的影响不明显,氮肥2次施用(后氮前移)即可实现水稻高产和稳产。秸秆还田并配合氮肥2次施用(后氮前移)可以满足水稻生育期氮素需求,从而保证水稻正常生长,氮素吸收量能够达到甚至优于3次施氮处理水平,并明显提高氮肥利用率,增加氮肥用量则不利于氮肥偏生产力的提高。     

设施水稻氮肥投入与土壤氮素状况研究

氮肥用量过高或过低都会影响水稻的产量和品质,因此本项目选择典型的设施水稻生产农户,调查设施水稻土壤氮肥投入状况和水稻产量,并到田间实地调查采集土壤样品。基于肥料投入调查和产量调查数据及土壤碱解氮分析结果,综合分析设施水稻土壤氮素投入特征与土壤碱解氮含量状况,以期为水稻生产中科学施用氮肥提供科学依据。     

氮肥运筹对有序机抛晚稻产量及氮素利用率的影响

采用裂区设计,探究了不同氮肥运筹方式对有序机抛晚稻生长发育、产量和氮肥利用率的影响。主区为施氮量(N),设3个水平,分别为120 kg/hm²(N1)、150 kg/hm²(N2)和180 kg/hm²(N3);副区为氮肥分配比例(基肥:分蘖肥:穗肥),设4个水平,分别为1∶1∶1(T1)、0∶1∶1(T2)、1∶0∶1(T3)和1∶1∶0(T4)。以农民习惯施肥为对照(CK,氮肥用量120 kg/hm²,基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶3∶2),另设一不施氮处理(N0)。结果表明,相同施氮量下,T2处理的水稻产量显著低于T1、T3和T4处理及CK,T4处理的产量高于T1处理和CK。表明施用基肥有助于提高有序机抛晚稻的产量。氮肥利用方面,T2处理的氮肥利用率显著低于其他处理;T4处理的氮肥农学利用率(NAE)显著高于T1和T3处理,但与CK差异不显著;T1、T3、T4处理和CK在氮肥偏生产力(NPFP)、氮素籽粒生产效率(NUEg)、氮肥生理利用率(NPE)和氮素收获指数(NHI)等方面差异较小。可见,前期...     

氮肥对豆茬冬小麦氮素利用及产量的影响

为探明黄淮海地区大豆茬口（S）冬小麦的最佳施氮策略,以玉米茬口（M）为对照,研究了不同施氮水平（0、180、240、300 kg·hm^-2）下大豆茬口对冬小麦干物质积累动态、氮素吸收利用特征及产量的影响。结果表明,与玉米茬口相比,大豆茬口可显著提高不施氮处理下的小麦干物质积累速率及积累量,尤其在生育后期（开花至成熟期）;可以提高0和180 kg·hm^-2施氮水平下冬小麦植株氮素吸收量,成熟期小麦籽粒氮素积累量分别提高了32.1%和9.5%,但当施氮量达到300 kg·hm^-2后,豆茬小麦的生长及氮素积累均受到显著抑制,总体呈现"低氮促进,高氮抑制"的氮肥效应。两种茬口冬小麦产量均在240  kg·hm^-2施氮量达到最高;在0和180 kg·hm^-2施氮量下,大豆茬口较玉米茬口均显著增产（P<0.05,  25.8%和13.1%）,在240和300 kg·hm^-2施氮量下,减产幅度分别为5.13%和13.9%,后者差异显著。豆茬小麦的氮肥利用率、生理效率及产量效应均低于玉米茬口。综上,豆茬冬小麦的施氮量应适当低于玉米茬口,黄淮海地区推荐施氮量不宜超过240 kg·hm^-2,采用豆-麦部分替代玉-麦模式种植,可实现该地区减氮增效目标。