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。     

秸秆还田配施氮肥对稻田增产及田面水氮动态变化的影响

针对我国南方稻田氮素流失污染严重问题,为明确高产稻田秸秆还田下氮肥施用效应,采用田间试验,研究秸秆全量还田下不同氮肥用量对水稻产量及稻田田面水氮素动态变化的影响,以期为长江下游径流易发地区探寻兼顾产量与环境效益的秸秆还田配施氮肥措施。结果表明:(1)秸秆还田下配施氮肥可显著提高水稻产量,但当氮肥用量过高则增产效应降低,连续秸秆还田4年以上可以发挥秸秆部分替代氮肥的增产效应;(2)稻田田面水总氮TN、NH₄⁺-N在每次施肥后1～2 d达到峰值,之后迅速下降至相对低浓度水平,施肥后一周内是氮素径流损失的风险期,秸秆还田可有效降低水稻生育前期稻田田面水TN浓度,但同时一定程度增大了可溶性有机氮(DON)的流失潜力;(3)秸秆还田下搭配减氮施肥(SN1)较推荐氮肥(SN2)与常规施肥(SN3)可分别减少25%、40%氮肥用量,同时可分别降低田面水中9.6%、20.8%TN含量(P <0.05),是兼顾产量与环境效益的最佳措施。因此,推荐长江中下游径流易发的水稻种植区,对秸秆长期全量还田,配施氮肥用量180～225 kg·hm^–2     

控灌条件下稻田田面水含氮量、土壤肥力及水氮互作效应试验研究

通过田间试验,研究了不同控制灌溉模式下不同氮素用量稻田田面水铵态氮、硝态氮的变化特征,综合评价了试验区稻田土壤肥力等级,并分析了水分与氮素用量对水稻产量和产量构成因素的互作效应。结果表明:在水稻整个生长过程中,过量施肥对土壤最后残留的氮含量影响较大;土壤肥力等级的高低、每次施氮后所取水样铵态氮与硝态氮浓度的均值同相应的施氮水平有较高的因果效应。施返青肥后田面水铵态氮浓度最高值在施氮后第3天出现,施穗肥后田面水铵态氮浓度最高值在施氮后第2天出现,田面水硝态氮浓度出现最高值的时间要滞后于铵态氮1天。氮肥对水稻产量及其构成因子均表现为正效应,且高施氮量的正效应大于中施氮量的。控水效应和土壤水分胁迫与氮素互作效应对产量及其构成因素的影响多数为负效应,表明进行水分胁迫会影响产量构成因素进而降低水稻的产量。     

有机无机肥配施对水稻氮素利用率与氮流失风险的影响

农田土壤–作物系统对畜禽粪便有一定的消纳作用,有机粪肥与无机氮肥配施是未来农业生产中进一步增加产量、减少化肥施用和保护环境的重要生产模式。本研究采用盆栽试验,分析在施用一定量有机粪肥基础上,不同无机氮肥用量对水稻产量、氮素利用率和氮流失风险的影响,探讨有机肥与无机氮肥的最优比例,为有机肥施用条件下稻田无机氮肥的合理施用提供科学依据。结果表明:与单施有机肥(M)相比,配施0.8倍的无机氮肥效果最佳,水稻产量、株高、分蘖数、籽粒吸氮量和氮肥利用率达最高。有机肥作底肥时,水稻生长前期田面水无机氮浓度随配施无机氮肥量的增加而增加,而后期配施无机氮肥各处理田面水氮素浓度则随着氮肥施用量的增加呈现先降低后升高趋势,其中,增施0.4倍、0.6倍和0.8倍无机氮肥时稻田田面水氮素浓度较单施有机肥处理分别降低17.5%、11.9%和9.3%,差异达显著水平(P0.05)。与单施无机氮肥处理(N)相比,同样以0.8倍无机氮肥+有机肥处理作物产量和氮肥利用率最高,田面水氮浓度降低了30.2%,差异达显著水平(P0.05)。综上,消纳有机肥基础上,在满足作物需氮量的前提下,无机氮肥与其配比为1︰1时,既可以提高水稻增产潜力,又降低稻田氮素流失风险和适当减少稻田无机氮肥施用量。     

聚天门冬氨酸尿素对水稻产量及田面水氮素变化的综合影响

为探究聚天门冬氨酸(PASP)尿素对水稻产量及田面水氮素变化的综合影响,以聚天门冬氨酸钙盐(PASP-Ca)与尿素复配为供试材料,通过水稻大田试验研究基于减量施氮下PASP-Ca尿素对水稻生长、氮吸收利用及田面水氮素浓度变化的影响,并利用灰色关联度法评价PASP-Ca尿素的控污效果。结果表明,与常规施氮量处理相比,减量施氮处理降低了水稻田面水氮素浓度,尤其在施基肥、蘖肥后第1 d,田面水总氮(TN)浓度降低了12.70%、17.23%。减量施氮后,水稻产量增加了0.78%、氮累积吸收量增加了0.39%,氮肥表观利用率提高了9.35个百分点,差异不显著。减量施氮处理满足了水稻生长的养分需求,节约了氮肥,保证了水稻稳产。与常规尿素处理相比,减量施氮下各PASP-Ca尿素处理降低了田面水氮素浓度,尤其施基肥1~7 d内,基、蘖肥和穗肥施氮比例50%、30%和20%处理的田面水铵态氮(NH_4~+-N)浓度降低了24.94%~68.66%,其中第5、7 d显著降低。施蘖肥1~7 d内,基、蘖肥施氮比例80%、20%处理的田面水NH_4~+-N浓度降低了2.72%~51.30%。施用PASP-Ca尿素有利于水稻生长、养分吸收及产量提高,使水稻产量增加了0.87%~7.27%,氮累积吸收量增加了7.05%~35.20%,氮肥表观利用率提高了6.11~30.26个百分点,其中基、蘖肥施氮比例80%、20%处理的籽粒氮吸收量显著增加了30.08%,秸秆氮吸收量显著增加了46.27%,氮肥表观利用率显著提高了30.26个百分点。综合评价水稻产量、氮吸收量、氮肥利用率以及田面水氮素浓度,减量施氮处理效果优于常规施氮量,减量施用PASP-Ca尿素处理效果优于常规尿素,且最佳基、蘖肥施氮比例为80%、20%。     

稻田化肥减量施用的环境效应

在太湖地区宜兴市水稻田采取田间试验与室内分析相结合的方法,研究了适当减少化肥用量(优化施肥)对水稻产量、田面水与渗漏液中氮、磷养分的影响.结果表明:优化与常规两种施肥处理下水稻产量差异不显著,但优化施肥节省22%氮肥,减少30%～40%氮素径流损失,减少32.3%氮素渗漏损失.田面水与渗漏液中溶解性总氮(TDN)浓度与施肥量呈正相关,在施肥后的1～2 d内达到峰值,不同施氮处理TDN浓度在一周内差异显著,以后渐趋一致.施肥后田面水中溶解性总磷(TDP)浓度高达15.7 mg·L-1,整个稻季均高于导致水体富营养化的临界值,存在着污染附近水体的风险;稻田对灌水中的磷有净化作用.适当减少化肥用量、加强稻田水肥管理,是控制农田面源污染的重要措施.     

纳米碳增效尿素对水稻田面水氮素流失及氮肥利用率的影响

为了探讨纳米碳增效尿素对水稻田面水氮素流失特征及肥料利用率的影响,以普通尿素处理为对照,对水稻田面水氮素浓度、氮素径流流失特征、产量及氮肥利用率进行了试验研究。结果表明,施用氮肥后,田面水全氮浓度迅速增加,且施氮量越高,田面水全氮浓度越大。纳米碳增效尿素处理与普通尿素处理比较,其田面水全氮浓度下降速度较快,氮素随排水流失风险期短。应用对数方程模型预测,纳米碳增效尿素田面水安全排放期为施肥后11.5～15.9 d,普通尿素田面水安全排放期为施肥后12.5～17.3 d,纳米碳增效尿素处理与普通尿素处理比较,其遇雨引起氮素流失期限缩短1.0～1.5 d。该研究同时得出,总氮素径流流失量随施氮量的增加而增加,相同施氮量的两肥料处理间比较,纳米碳增效尿素处理氮素随降水流失量显著小于普通尿素处理,仅为普通尿素的70.6%～74.3%。该研究进一步表明,纳米碳增效尿素处理籽粒产量、氮肥农学利用率亦显著大于普通尿素处理,产量最大提高幅度达10.2%,氮肥农学利用率最大提高幅度达44.5%。总之,与普通尿素处理比较,纳米碳增效尿素处理遇雨引起氮素流失期限缩短、氮素径流流失量小,产量、氮肥农学利用率均较高,是优于普通尿素的新型高效肥料,其中施氮量为225 kg/hm2的处理,是该试验条件下的氮肥运筹的高产、高效、安全模式。     

洱海北部地区水稻氮肥投入阈值研究

为了研究洱海北部地区水稻合理的氮肥投入阈值。本试验通过连续两年的大田定点监测和室内分析, 研究了不同施氮处理条件下对水稻产量、 水稻氮肥利用率、 田面水可溶性总氮（DTN）、 土壤氮素表观盈余率（SNASR）等的影响。结果表明,施氮量对水稻产量的影响呈二次曲线关系,施氮能显著提高水稻产量,但当施氮量达到304.34 kg/hm2后,水稻有减产风险;增施氮肥能显著提高水稻地上部分器官对氮素的吸收,但收获指数逐渐减少;在施入氮肥后的9 d内,施氮量与田面水DTN浓度相关系数在0.609**以上;当施肥量在228.26~304.34 kg/hm2时,水稻产量范围在9969~10212 kg/hm2,SNASR在50.05%~79.65%之间,田面水DTN在施肥后9 d内的平均含量为78.40 mg/L~108.58 mg/L。因此,在当前生产条件下,水稻推荐施氮量为228.26~304.34 kg/hm2,能保证水稻稳定高产,且环境可承受。     

太湖地区稻田绿肥固氮量及绿肥还田对水稻产量和稻田土壤氮素特征的影响

通过田间试验,利用15N自然丰度法,研究了太湖地区水稻土冬季绿肥的固氮量,以及绿肥还田后配施氮肥对水稻产量、稻田土壤供氮能力及土壤氮素淋失特征的影响。试验结果表明,紫云英和蚕豆当季分别能固定氮约32.8和68.8 kg km-2进入稻田生态系统以培肥土壤和供下季水稻利用。蚕豆秸秆还田后基本能满足水稻生长所需的氮,紫云英和蚕豆还田施氮120 kg km-2时,既可保证水稻较高产量,又节约当季化学氮肥45%～55%。紫云英和蚕豆还田不施氮肥处理,整个生长期耕层土壤溶液NH+4-N、NO-3-N和TN浓度均低于配施氮肥的处理;蚕豆还田处理土壤溶液TN浓度高于紫云英还田处理。随氮肥用量增加,NH+4-N、NO-3-N和TN浓度有增加趋势,不同施氮量间差异不显著。绿肥-水稻轮作,紫云英和蚕豆还田土壤氮素淋溶显著降低。配施氮肥增加了土壤氮的淋失量,尤其施氮300 kg km-2处理,土壤淋溶液NH+4-N、TN浓度显著高于施氮0～240 kg km-2的处理。     

前氮后移对水稻产量形成和田面水氮素动态变化的影响

通过田间小区试验,在施氮量180 kg/hm~2水平下,设置4个氮肥运筹比例,基肥∶分蘖肥∶穗肥的比例分别为10∶0∶0(T1),4∶3∶3(T2),2∶3∶5(T3),0∶3∶7(T4),研究氮肥后移对水稻产量形成和稻田田面水氮素动态变化的影响。结果表明:与氮肥全部作为基肥施用的处理相比,将前期氮肥的30%甚至50%后移到穗肥施用,对水稻产量没有明显影响,而氮肥后移70%至穗肥会使水稻产量显著下降。田面水中总氮(TN)和可溶性总氮(DTN)浓度在每次施肥后1天达到峰值,铵态氮(NH_4~+-N)浓度在基肥和分蘖肥后1天达到峰值,穗肥后3天达到峰值,随后逐渐降低至与不施氮肥处理相当。整个基肥期、分蘖肥后20天内和穗肥后9天内是防止稻田氮素流失的关键期。施尿素后,DTN是田面水氮素的主要部分,DTN以无机氮(IN)为主,而NH_4~+-N在IN中所占比例达64.0%以上。比较水稻生育过程中氮素流失风险期内的TN、DTN和NH_4~+-N三氮浓度,相比T1,T2的三氮浓度分别降低了2.9%,1.6%,3.1%,T3的三氮浓度分别降低了15.5%,14.7%,22.3%,T4的三氮浓度分别降低了16.1%,22.9%,34.1%,结合产量,确定基肥∶分蘖肥∶穗肥比例为2∶3∶5的氮肥后移措施能够在保证水稻产量不下降的同时,有效降低稻田氮素的流失风险。     

有机无机配施对水稻产量及氮肥残效的影响

为揭示有机无机配施条件下15N尿素在稻田土壤中的残效状况,在我国北方棕壤性水稻土上进行盆栽试验,结合土壤氮素供应及水稻对肥料氮的吸收利用,探寻最佳的施肥方式.设置空白(CK)、尿素(N)、秸秆+尿素(NS)、猪粪+尿素(NM)、稳定性尿素(NI)、秸秆+稳定性尿素(NIS)、猪粪+稳定性尿素(NIM)7个处理.结果 表...     

减氮配施抑制剂及鸡粪提高尿素氮在稻田土壤中的转化及利用

[目的]探究氮肥减量配施氮肥抑制剂和鸡粪的情况下土壤及肥料氮素供应和利用状况,及其对土壤肥力和水稻产量的影响,为我国东北地区水稻生产中提高氮肥利用效率、实现节肥增效提供理论基础.[方法]采用15N同位素示踪技术,盆栽试验设不施氮肥处理(CK)、常规氮肥(15N示踪尿素)处理(N)、80％尿素氮+20％鸡粪氮处理(NM)...     

绿肥轮作还田对稻田土壤溶液氮素变化及水稻产量的影响

通过研究利用绿肥等改变轮作制度及N素管理后稻田土壤溶液中溶解性N素的动态变化及水稻产量的变化,评价了利用绿肥参与水稻轮作系统,减少无机N肥的施用量,促进水稻生长的同时降低环境负荷的可行性。研究表明,在总N量相当的情况下,冬绿肥还田或冬季休闲稻季土壤溶液中NH4 -N浓度均比稻麦轮作单施化肥的处理低。溶液NO3--N浓度随还田有机物料的C/N增加显著降低。利用豆科紫云英轮作还田,可降低44％的无机N肥用量,溶解性N浓度显著降低,是减小稻季N肥流失环境风险的有效途径。     

不同氮肥管理对吉林春玉米生长发育和养分吸收的影响

针对吉林春玉米氮肥施用中存在氮肥用量偏大,且具盲目性的现状,采用田间试验研究农民习惯施氮量和推荐施氮量下氮肥不同施用方式对春玉米干物质积累、子粒产量、氮素吸收和利用效率的影响。结果表明,推荐施氮量下,苗期和灌浆期春玉米干物质积累量显著高于习惯施肥,有机无机配合提高了春玉米干物质积累速率。施氮处理与不施氮相比均显著增加玉米子粒产量,增产11.2%～16.8%; 推荐施氮量下玉米子粒产量与习惯施氮量相当,但显著提高氮素的偏因子生产力和农学效率。在氮磷钾用量一致的基础上,用30%有机肥氮替代化肥氮与100%化肥氮处理的产量相当,对氮素利用效率也没有影响,并降低收获期土壤无机氮含量。说明合理施用氮肥不但能够维持玉米产量,还可减少氮肥投入,提高氮肥利用效率;有机肥部分替代化肥氮是吉林春玉米氮素管理的有效途径之一。     

壮秧影响不同节氮水平下早稻产量及氮肥吸收利用

【目的】培育壮秧和施用分蘖肥是促进水稻早发的重要措施,但增施分蘖肥易导致水稻无效分蘖增加和氮素流失。研究双季稻区早稻壮秧和分蘖肥节氮条件下产量形成和氮素吸收利用特性,以期为早稻节氮控污和丰产栽培提供科学依据。【方法】以超级杂交早稻‘淦鑫203’为材料,采用壮苗育秧(状秧)和普通育秧(普秧)两种方式培育秧苗。于2014-2015年进行大田试验,设置壮秧常规施氮(VS+100%N)、节氮10%(VS–10%N)、节氮20%(VS–20%N)、节氮30%(VS–30%N) 4个处理,以普秧常规施氮(NS+100%N)处理和不施氮空白(NS+0N)处理分别作对照,共6个处理。减施的氮肥均在分蘖肥中扣除,除不施氮对照外,各处理基肥氮(72 kg/hm^2)和穗肥氮(54 kg/hm^2)均保持不变。分析早稻拔节期、齐穗期和成熟期SPAD值、光合速率、硝酸还原酶活性和各器官氮素含量,并测定成熟期水稻产量及其构成,明确了植株总氮积累量、氮素转运量、氮表观转运率、氮素利用效率等。【结果】与NS+100%N处理相比,壮秧条件下分蘖肥节氮10%~30%对叶片SPAD值和光合速率无显著影响,但壮秧能促进分蘖发生和成穗,在生育中后期可逐渐弥补分蘖肥节氮对分蘖期干物质积累的不利影响,成熟期VS–10%N和VS–20%N处理干物质积累量较对照NS+100%N增加,产量分别增加了8.5%和1.5%;VS–30%N处理干物质积累量和产量则呈下降趋势。同时,壮秧有利于提高早稻叶片硝酸还原酶活性、各器官氮含量和氮积累量,与NS+100%N处理相比,VS+100%N处理成熟期氮素积累量显著增加了6.9%,VS–10%N和VS–20%N处理无显著变化,VS–30%N处理显著下降了9.7%。壮秧处理氮素回收率和氮素农学效率较NS+100%N处理分别显著提高了12.1%~22.4%和9.9%~24.7%(P <0.05)。【结论】双季稻区早稻壮秧可以促进分蘖早发,提高叶片的干物质生产能力和氮代谢性能,弥补分蘖肥减氮后对水稻前期生长的不利影响,提高后期的干物质生产量和氮运转量。通过培育壮秧,分蘖肥减施总施氮量的20%以内,早稻产量不会下降,可实现水稻的节氮、丰产和节本栽培,有利于提高氮素利用效率和减少氮素流失对环境的污染。     

氮肥后移对引黄灌区水稻产量和氮素淋溶损失的影响

通过田间小区试验研究在优化施肥条件下氮肥后移技术对引黄灌区水稻籽粒产量和氮素渗漏淋失量的影响。结果表明:与农民常规施肥处理(N300)比较,氮肥后移各处理在氮素投入降低20%的基础上水稻产量没有降低,显著提高了氮肥利用率,N240/3处理的氮肥利用率达到40.5%,比N300处理提高了8.8%。田面水中TN和NH4+浓度施肥后1～3d达到最大,而NO3-极大值出现在施肥后3～5d内,之后逐渐降低,施肥后的前9d做好水肥管理是防止氮素流失的关键时期。N300处理氮素渗漏淋失主要发生在分蘖期,氮肥后移处理主要发生在分蘖期和孕穗期,TN渗漏淋失量在29.78～44.51kg/hm2之间,N240/3处理TN淋失量比N300处理降低了33.1%;氮素淋失形态以NO3-为主,占TN淋失量的74.14%～79.44%。综合考虑水稻产量和环境效益,氮肥后移技术N240/3处理可作为一种资源节约和环境友好的施肥技术在水稻种植上应用。     

机械侧深施控释掺混肥提高寒地水稻的产量和效益

【目的】追肥表施是稻田氮效率低的主要原因,本研究探讨了深施控释掺混肥对水稻产量和氮效率的影响。【方法】以机插水稻为供试作物,于2013~2015年在黑龙江农垦大兴农场进行田间试验,在肥料总量和底肥用量相同的条件下,设置了常规追肥（在分蘖期和抽穗期追施尿素两次,追施方法为地表撒施,FFP）和机械插秧的同时,在水稻根系侧深5 cm施控释尿素和复合肥处理,供试控释尿素为理论控释期50天（OPT1）和60天（OPT2）两种。在实验室和田间测定了控释尿素的释放情况,调查了水稻氮素积累、产量等指标。【结果】在25℃条件下,两种控释尿素水中释放期（释放率为80%）分别约为40天和70天;在田间对应值分别为50天和80天。与常规施肥相比,OPT1和OPT2促进了水稻快速返青,增加了早期分蘖和最高分蘖数,在水稻分蘖成穗率稍有提高的条件下,OPT1和OPT2处理较FFP处理水稻收获穗数提高了15.8%~21.1%（P 0.05）,水稻产量提高了13.4%~18.7%（P 0.05）。OPT1和OPT2虽然肥料投入稍有增加,由于增产使每公顷增收3000元以上,施用释放期长的控释肥增收效果更好。【结论】机插侧深施用控释掺混肥能保证水稻整个生育期对氮素的需求,成熟期氮积累和干物质积累显著增加。机插侧深施用控释掺混肥实现肥料的深施,增加了水稻产量和氮效率。     

施用控释氮肥对减少稻田氮素径流损失和提高水稻氮素利用率的影响

采用渗漏池模拟研究了洞庭湖区双季稻种植条件下施用控释肥料对氮素径流损失、水稻产量和稻株氮素含量的影响。结果表明,施用等N量控释氮肥 (CRNF) 和70%N量控释氮肥 (70% CRNF) 的处理总氮 (TN) 径流损失量比施用尿素处理 (CF) 分别降低了24.5%和27.2% (P0.05)。主要是施用控释氮肥显著降低了水稻前期 (施肥后10 d内)的径流水中氮素浓度。与施用尿素相比,两种土壤上施用控释肥的早、晚稻产量均明显提高,特别是在河沙泥上,稻谷总产量以70% CRNF处理最高,比尿素处理增产4.95% (P0.05)。控释氮肥能明显提高水稻生长后期的植株和子粒中的N含量;在水稻增产显著的河沙泥上,70% CRNF处理的早、晚稻子粒N含量较CF处理提高了9.4% (P0.05)和23.3%(P0.01);其氮素利用率高于施用全量尿素的CF处理。