秸秆还田下寒地水稻实现高产高氮肥利用率的氮肥运筹模式

[目的]秸秆还田是东北寒地水稻种植区培肥土壤的重要措施,研究调整水稻基蘖氮肥与穗氮肥比例,为促进寒地水稻氮肥的合理施用提供科学依据.[方法]田间试验于2016、2017年在吉林省进行,供试水稻品种为吉粳511.上一季水稻收获后,秸秆9000 kg/hm2粉碎至10 cm左右,翻压还田.在总施氮(N)量200 kg/hm...     

不同土壤肥力条件下水稻控释氮肥效应及其氮素利用的研究

田间试验在湖南的衡山县和长沙县进行,探讨了不同肥力水平水稻土上水稻控释氮肥对早、晚稻的增产效果和肥料氮利用率。结果表明,在肥力水平较低的水稻土上施用水稻控释氮肥对水稻的增产效果极为显著,应当增加施用量;在肥力水平较高的水稻土上,水稻吸收土壤氮较多,肥料氮的吸收量与增产作用自然减少,应适当减少施用量。不同肥力水平的土壤上水稻控释氮肥较等氮量尿素增产4.4%～16.4%。较无氮区增产13.8%～74.5%。水稻控释氮肥在不同肥力水平土壤中早、晚稻的利用率为69.7%～86.9%,平均比等N量尿素高37.6%,且水稻控释氮素利用率的高低与土壤肥力水平有关。水稻控释氮肥作一次性全量基肥施用,氮素生产效率明显高于尿素,是增产的主要原因。     

不同施氮处理对水稻产量、氮素吸收及利用率的影响

大田试验条件下研究了不同施肥处理对水稻产量、氮素吸收及利用率的影响,以期为肥料的合理施用提供依据。结果表明,与不施肥处理(CK)相比,各施肥处理均显著提高了稻谷产量,增产率为28.5%~40.0%;不同施肥处理间却无显著差异。施肥处理水稻产量的提高主要归因于有效穗和每穗粒数的增加,增幅分别为5.5%~26.1%,25.2%~57.0%。养分吸收结果表明,施氮处理显著提高了水稻的氮素吸收量,且主要分配于稻谷,所占比例为71.3%~79.0%。与习惯施肥处理(T1)相比,优化施肥(T2)、控释尿素(T3)、控释尿素与普通尿素配施(T4)处理在减少氮肥用量21.6%的条件下,稻谷产量没有降低,而氮肥农学利用率、氮肥偏生产力以及氮肥生理利用率和氮收获指数都有所增加,分别提高3.2~6.9 kg/kg、11.7~15.4 kg/kg、7.0~30.6 kg/kg、0.04~0.08,且均表现为控释尿素处理(T3)处理最高。可见,采用合理的肥料及科学的施用方法均可显著提高养分的利用效率。     

控释氮肥的氮素释放特征及其对水稻的增产效应

采用浸水释放试验和水稻田间试验方法研究了疏水性材料有机高分子聚合物包膜控释氮肥的释放特征,并以普通氮肥作对照研究了包膜控释氮肥对水稻的增产效应。研究结果表明,包膜控释氮肥养分释放达到了控释效果;与普通氮肥相比,施用控释氮肥有效提高了稻田土壤中碱解氮和铵态氮含量,促进了水稻植株和根系对氮素的吸收利用;两种处理的水稻总生物量差异不显著,但是在籽粒产量上,控释氮肥各处理两年的试验结果均比普通氮肥增产10%~40%,尤其是控释氮肥施用量为普通氮肥1/3时仍有增产效果,2003年高达15·1%;在当地稻田条件下,2002年控释氮肥氮素利用率最高达到了51·2%。采用疏水性包膜材料有机高分子聚合物包膜的控释氮肥比普通氮肥具有控制释放、促进水稻吸收氮素养分、提高籽粒产量和肥料的当季利用率与降低施肥量的优越性。     

不同轮作模式下基于机插粳稻稳产和氮肥高效的氮肥运筹方式

  【目的】  研究不同旱作茬口对水旱轮作系统中机插粳稻生长和产量的影响,探索不同轮作模式中机插粳稻氮肥减施方式,实现减肥不减产、节约成本、减少环境污染的目标。  【方法】  在云南省保山市隆阳区选择油菜–水稻、小麦–水稻和蚕豆–水稻3种主要轮作模式,以当地主推的粳稻品种隆科16号为试材,设置6个穗肥氮素用量 (N 0、90、120、150、180和210 kg/hm2) 处理,分别以N0、N90、N120、N150、N180、N210表示,按6∶4的比例用作促花肥和保花肥,并以当地高产施氮技术处理 (共施N 285 kg/hm2,基肥、蘖肥、促花肥和保花肥各1/4) 为对照 (CK),研究了机插粳稻产量及其构成因素和氮素吸收、运转及利用效率。  【结果】  前茬为油菜的稻田土壤含氮量最高,其次为小麦茬,最低的为蚕豆茬。3种轮作模式下,不同穗肥施用量间水稻产量和氮素利用效率差异达到极显著水平。相同氮素用量下,油菜茬口水稻的产量、氮素吸收量和氮肥表观利用率最高,其次是小麦茬口,最低的是蚕豆茬口。3个轮作茬口下,两年平均水稻产量均以N 180 kg/hm2处理最高,与CK相比,在施N减少36.84%的情况下,油菜和小麦茬口的稻谷产量基本保持稳定,蚕豆–水稻模式稻谷增产3.94%。但第二年继续同样处理,油菜、小麦和蚕豆茬口的水稻平均产量分别减少1.07、0.30和0.29 t/hm2。只施穗肥氮可增加水稻的有效穗,虽然有效穗的增加量略低于对照,但总颖花量与对照差异不显著。油菜–水稻模式中穗肥用量为N 180 kg/hm2的处理氮肥农学利用率最高。  【结论】  在水旱轮作系统中,油菜茬口残留的肥力要高于小麦和蚕豆茬口。小麦–水稻和蚕豆–水稻轮作,两年内水稻可不施基肥和分蘖肥,只施N 180 kg/hm2作穗肥,按促花肥∶保花肥为6∶4的比例施用,能够实现减肥不减产的目标。而油菜–水稻轮作体系采用此施肥方法,减氮效果明显,但持续减氮栽培可能会大幅降低水稻产量。     

硫膜和树脂膜控释尿素对水稻产量、光合特性及氮肥利用率的影响

本试验以控释期为90d的硫膜（SPCU）和树脂膜（PCU）控释尿素为材料,通过盆栽试验,研究了硫膜和树脂膜控释尿素对水稻产量、 光合特性及氮肥利用效率的影响。结果表明,与普通尿素（U）一次基施相比,控释尿素各处理均能显著提高水稻子粒产量、 氮肥表观利用率和农学效率,增幅分别达15.1%~51.4%、 64.5%~14.11%和5.4~18.2 kg/kg;显著提高水稻生育中后期叶片净光合速率;提高水稻生育中后期的SPAD值。与普通尿素分次施用相比,树脂膜控释尿素及硫膜控释尿素和普通尿素以7∶3比例一次性施入的处理能显著提高水稻子粒产量、 氮肥农学效率以及水稻收获后的土壤全氮和碱解氮含量,其增幅分别为7.9%~31.7%、 3.3~13.0 kg/kg、 2.2%~17.6%和13.2%~22.0%;显著提高叶片中后期的净光合速率,且以树脂膜控释尿素100%一次基施的处理最高。施用树脂膜控释尿素的各处理较普通尿素均能显著提高水稻的氮肥生理效率。树脂膜控释尿素比硫膜控释尿素表现出更好的水稻增产效应和氮肥利用效率,更能有效延缓叶片衰老,实现水稻氮素的高效利用。     

控释肥料氮素释放与水稻吸收动态研究

采用盆栽试验,研究了控释肥料与水稻专用肥不同施用方式的氮素释放规律及水稻吸收动态。结果表明,控释肥料一次施用处理氮素释放高峰期出现在第8～10d,此后所保持的充足供氮期晚造为40～50d,早造为50～60d。专用肥一次施用处理氮素在1～3d内即达释放高峰,土壤较充足的供氮期仅为30～35d。水稻生长后期控释肥处理供氮水平仍高于专用肥一次施用和分次施用处理。控释肥处理晚造土壤氮素供应水平明显比早造高。控释肥处理的水稻植株在全生育期对氮和磷的吸收速率均较高,对钾的吸收速率前期较高,中后期较低,收获期植株的氮磷钾吸收累积量均高于专用肥处理。两造试验中一次性施用控释肥料均明显提高了肥料氮利用率,较专用肥分次施用和一次施用处理分别提高12.2%～13.5%和20.0%～22.7%,磷钾利用率也有较明显的提高。     

氮肥追施时期及包膜控释氮肥对冬小麦产量和氮素吸收的影响

采用盆栽试验,研究了氮肥追施时期和包膜控释尿素对冬小麦产量、产量构成、氮肥利用率和土壤氮素表观损失等方面的影响。结果显示:冬小麦氮肥最佳追肥时期为拔节期;与40%普通尿素底施+60%普通尿素拔节期追施(F2)相比,30%普通尿素+35%控释期90d包膜尿素+35%控释期120d包膜尿素配合(F4、F6)一次性底施的氮素释放与冬小麦对氮素需求吻合较好,F4小麦植株总氮吸收量增加6.11%,减氮25%条件下(F6)增加8.48%;与F2相比,F4使冬小麦增产5.02%,经济系数提高6.43%,氮肥利用率提高10.22%,同时土壤氮素表观损失降低。F4通过提高千粒重和单穗重来提高产量,而F6通过维持穗粒数保证产量。     

控释氮肥侧条施用对东北地区水稻产量和氮肥损失的影响

为探索东北地区水稻种植过程中控释氮肥侧条施用对水稻产量和氮素损失的影响,设置对照不施氮肥(CK)、农民常规施肥(FP)、高量控释氮肥(HN)、中量控释氮肥(MN)和低量控释氮肥(LN)共5个处理,通过田间小区试验研究了控释氮肥侧条施用对水稻产量、氮素回收率、农学利用效率、径流损失和不同层次淋溶水中总氮浓度变化的影响。结果表明:HN处理和MN处理在氮肥用量降低10%~20%的条件下与FP处理比较水稻籽粒产量没有显著降低,HN处理的穗数和穗粒数分别比FP处理提高了10.79%和15.38%,当氮肥减量30%(LN处理)时,水稻籽粒产量降低明显。控释氮肥侧条施用显著提高了氮肥回收率和农学利用效率,HN处理与FP处理比较氮肥回收率提高了5.23个百分点,氮肥农学效率也比FP处理提高了6.48kg/kg。控释氮肥侧条施用降低了田面水中总氮浓度和径流损失,控释氮肥各处理氮素径流损失降低幅度在37.32%~47.10%。控释氮肥侧条施用降低了淋溶水体中总氮浓度,并延迟了总氮浓度峰值出现时间,减少了氮素淋洗损失的风险,是一种兼顾水稻产量的环境友好型施肥技术。     

缓控释氮肥对寒地水稻产量、氮肥利用率及氮在黑土中分布的影响

缓控释氮肥在寒地黑土水稻上的应用效果和施用技术尚不十分明确,采用定位试验方法进行为期3年的试验研究,明确不施氮肥(CK)、全部普通氮肥一次性基施(BU100%B)、全部缓控释氮肥一次性基施(CRU100%B)、农民习惯施肥(FP)、60%缓控释氮肥和40%普通氮肥混合一次性基施(MBC)条件下,水稻产量、效益、氮素吸收利用和无机氮在土壤剖面中累积与分布的差异。结果表明,与CK比较,各施氮处理产量、效益、氮素利用率和无机氮在土壤剖面中的累积显著提高。MBC处理在产量、效益、氮肥利用率和减少土壤无机氮积累方面效果最好。与FP处理相比,MBC处理3年水稻平均增产6.2%,经济效益增加17.7%,氮肥利用率增加16.9%,氮肥农学效率增加16.4%,差异显著(P<0.05)。施用缓控释氮肥减少了无机氮在剖面(0～90 cm)中的累积,MBC处理较FP土壤无机氮累积量平均降低7.9%,CRU100%B 较BU100%B处理平均降低10.7%,且差异显著(P<0.05)。无机氮在土壤剖面中的分布由上到下逐渐减少,0～30、30～60和60～90 cm土层分别占无机氮累积总量的38.3%～54.6%、28.8%～35.7%和14.0%～26.1%。施用缓控释氮肥增加了无机氮在土壤上层剖面(0～30 cm)的累积,减少了无机氮在土壤深层剖面(60～90 cm)的累积量。在0～30 cm剖面中,MBC较FP处理无机氮平均增加12.4%,在60～90 cm剖面中,无机氮平均降低19.7%。可见,施用缓控释尿素提高了氮肥利用率、增加了水稻产量和效益、降低了土壤无机氮在深层剖面的残留,进而降低了氮素淋失的环境风险。     

氮肥优化管理协同实现水稻高产和氮肥高效

【目的】 研究不同氮肥管理方式对水稻生长、氮累积分配和产量的影响,为通过氮肥优化管理提高水稻产量和氮肥利用率提供理论依据。 【方法】 以江苏省如皋市农业科学研究所的长期定位田间试验（2008 年至今）为研究平台,以江苏省沿江及苏南地区主推水稻品种‘镇稻 11 号’为供试材料,设 3 种氮肥管理模式,即:不施氮肥对照（CK）、农民习惯施氮（N 350 kg/hm2,氮肥运筹为基肥∶分蘖肥∶促花肥 = 4:4:2,FFP）和氮肥优化管理（氮肥运筹为基肥∶分蘖肥∶促花肥:保花肥 = 4:2:2:2,OPTs）,其中氮肥优化管理包括优化施氮处理（N 240 kg/hm2,OPT）、优化替氮处理（OPT 施氮基础上,有机肥氮替代 20% 化肥氮,OPT1）和优化减氮再替氮处理（OPT 施氮基础上,先减氮 20% 再用有机肥氮替代 20%化肥氮,OPT2）,通过在水稻最大分蘖期、拔节期、开花期和成熟期采集地上部植株样品,分析生物量、产量、氮累积和氮转运及其相互关系的差异。 【结果】 OPTs 处理较 FFP 处理平均增产 8.4%,其原因是提高了水稻花后的氮累积和生物量,进而提高了水稻的穗粒数、结实率和千粒重。水稻氮累积和转运的结果表明,FFP 处理主要是通过增加花后植株体内氮转运来提高籽粒氮累积,而 OPTs 处理则主要是通过提高花后水稻植株氮累积来增加籽粒氮累积。同时,水稻氮肥利用率随施氮量的增加而降低,与 FFP 处理相比,OPTs 处理的氮肥偏生产力（PFP_N）、氮肥农学效率（AE_N）和氮肥回收效率（RE_N）分别平均提高 99.4%、137.6% 和 70.0%;且优化替氮处理（OPT1）在稳定增产的基础上仍可进一步提高水稻的氮肥利用率。另外,分析不同氮肥管理模式对水稻的产量贡献阶段可知,相较于 FFP 处理与 CK 处理间的氮肥低产低效阶段,氮肥优化管理则可实现从 FFP 提升到 OPTs 的高产高效阶段。 【结论】 利用氮肥总量控制、分期调控和适量有机替代的氮肥优化管理措施,可协同实现水稻高产和氮肥高效。      

新型控释肥对水稻产量与氮肥利用率的影响探讨

以晚粳稻"秀水110"和"秀水11"为供试水稻品种,在田间条件下对金正大控释肥料对水稻产量及氮素利用效率的影响作了研究。控释肥掺混比例试验结果表明,与当地农民习惯施用普通尿素PU100%(N210kghm-2)处理相比,等氮量下一次性基施控释尿素CRU100%和CRU70%+PU30%处理产量为8242.3kghm-2和7694.2kghm-2,显著增产16.0%和8.2%;氮肥利用率为27.38%和26.57%,显著提高144.90%和137.66%。控释肥用量试验结果表明,与当地农民习惯施用普通尿素(N240kghm-2)相比,等氮量下一次性基施CRU100%产量为7021.4kghm-2,显著增产2.9%;氮肥利用率为36.80%,显著提高37.52%。     

缓释氮肥对水稻的增产效果及其氮素利用率

在潜育性粘壤质水稻土上研究了缓释性氮肥对水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明:4种供试缓释氮肥对水稻增产效果和吸氮量的顺序均为:IBDU>OM>U>GUS>CDU>CK;施肥后9d土壤中铵态氮含量最大,依次为:U>OM>IBDU>GUS>CDU>CK;在最大分蘖期前土壤硝态氮含量较多且相对稳定,至孕穗期急剧降低,抽穗至成熟期再度回升;相对于尿素,IBDU和OM能明显提高氮素利用率,分别比尿素的利用率增加了14.62%和8.57%。     

控释氮肥与尿素配施对单季稻产量及氮素利用率的影响

为探讨控释氮肥与尿素配合一次性基施对水稻产量及其氮肥利用效率的影响效应,通过田间小区试验研究了不同比例控释氮肥(CRNF)与尿素(UR)配施对水稻干物质积累、产量构成,以及氮肥表观、农学和生理利用率等的影响。结果表明：配施10%~80% CRNF较常规施氮(T1)处理,分别提高水稻籽粒干物质量和产量3.7%~13.9%和1.4%~13.4%;较全量施用CRNF(T6)处理,提高水稻籽粒干物质和产量6.3%~16.7%、2.8%~16.6%。一次性基施40%CRNF +60%UR(T4)较一次性基施全量CRNF显著提高水稻籽粒吸氮量24.2%,差异显著(P<0.05),氮肥表观利用率、农学利用率、生理利用率及氮肥偏生产力也处于较高水平。在本试验条件下,一次性基施40%CRNF +60%UR既提高了水稻产量和氮肥利用率,又减少了劳动投入,可在实际生产中推广应用。     

氮肥运筹对苏打盐碱地水稻产量和氮肥利用率的影响

为探究氮肥运筹对苏打盐碱地水稻产量和氮肥利用率的影响,在大田条件下,于2017-2018年,以粳稻品种垦粳7号和垦粳8号为供试材料,设置5种氮肥运筹,即不施氮肥(N0)、农民常规施氮(N1,纯N总量150 kg·hm^-2,基肥∶蘖肥∶穗肥=6∶3∶1)、平衡施氮(N2,纯N总量150 kg·hm^-2,基肥∶蘖肥∶穗肥=4∶3∶3)、平衡减氮施肥(N3,纯N总量135 kg·hm^-2,基肥∶蘖肥∶穗肥=4∶3∶3)、氮肥前移(N4,纯N总量150 kg·hm^-2,基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶3∶2),其中以N1为对照,研究不同氮肥运筹下其产量、产量构成因素、地上部分植株含氮量、穗部氮素积累量以及氮肥利用率的变化。结果表明,与N1相比,N2和N3的产量分别增加了11.45%和5.71%,且N2与N1间差异达显著水平,而N4的产量减少了10.43%;N2和N3齐穗期和成熟期地上部植株含氮量及穗部氮素积累量均得到显著提高,而N4显著降低;N2和N3显著提高了氮肥吸收利用率(NRE)、氮肥农学利用率(NAE)和氮肥...     

基于水稻养分专家系统的控释尿素适宜释放期研究

探索不同养分释放期的控释尿素在水稻上的施用效果,为区域作物高产高效专用肥的研制提供理论依据。2017～2018年在长江中游单季稻主产区,开展控释尿素释放期田间试验,共设置7个处理,分别为:不施氮(CK)、农民习惯施肥(FP)、普通尿素一次性施用(U)和4个释放期(30、60、90、120 d)的控释尿素一次性施用处理,基于养分专家系统对5个田块进行推荐施肥,研究水稻产量和氮肥农学效率对控释尿素不同释放期的响应。结果表明:与不施氮相比,农民习惯施肥两年的增产率平均分别为53.2%和41.8%,比普通尿素一次性施用处理高37.9%和31.4%。与普通尿素一次性施用相比,不同释放期控释尿素增产率普遍可以达到10%以上。经济效益分析结果显示,释放期超过60 d时,产投比低于农民习惯施肥处理。随着控释尿素释放期的延长,两年水稻产量均以60～90 d释放期产量水平更高,其主要原因是有效穗数和穗粒数的差异,对应的60～90 d释放期氮肥农学效率同样处于相对较高的水平。根据肥效模型推算得出,控制尿素释放期为70 d时,水稻产量可达到理论最高水平,两年分别为7.11和9.43 t/hm²。因此,在长江中游地区,实现一季中稻高产和氮肥高效的控释尿素适宜释放期为70 d。     

减量施肥对水稻生长及氮素利用率的影响

通过在不同肥力水平土壤上设置不同幅度的氮肥减量试验,研究其对水稻产量及氮肥利用率的影响,为巢湖流域坡岗地区氮肥的减量施用提供依据。结果表明:在巢湖流域坡岗地区中高肥力水平土壤上减少30%的常规施氮量、中低肥力水平土壤减少10%的常规施氮量,虽然单位面积有效穗数下降,但水稻结实率、每穗粒数和千粒重明显增加,不会造成水稻显著减产。两种肥力水平土壤上,氮素收获指数均以常规施氮量处理最低,减量施肥、分期施氮可以促进氮素从茎、叶、根部向谷粒的转移;减量施肥,中高肥力土壤上氮素回收率提高9.99～16.52个百分点,中低肥力水平土壤上提高6.0～12.15个百分点。     

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...     

根区一次施氮提高水稻氮肥利用效率的效果和原理

我国水稻氮肥施用量大,农民习惯氮肥表面撒施,氮肥通过氨挥发以及径流等途径损失严重,造成经济损失和环境污染。农村劳动力缺乏,土地流转迅速,省时省力、节肥高效的施肥方式亟待探索和推广。大田条件下,在环太湖水稻高施氮区,比较常规氮肥用量下(225 kg/hm2)的农民习惯分次施用(40%︰30%︰30%分次施用)与根区一次施用(偏根系5 cm,土表下10 cm穴施)两种施肥方式对水稻产量及氮肥利用率的影响。结果表明不种植水稻的前提下,习惯施氮处理表层土壤NH_4~+-N最高,自表层向下逐渐降低,各层养分均随时间推移而下降。根区一次施氮可显著提高施肥点周围土壤中的NH_4~+-N含量及其贮存时间,施肥后30,60和90 d,根区施氮处理NH_4~+-N最高值分别达到542.6、412.1和39.8 mg/kg。且根区一次施氮处理施肥点周围土壤高NH_4~+-N含量至少可保持60 d。种植水稻后,相对习惯分次施氮而言,根区一次施氮显著提高水稻分蘖数、各器官的氮含量、氮积累量及氮肥利用效率。根区一次施氮处理水稻氮积累量高达196.7 kg/hm2,相对习惯施氮增加34.9%。氮肥表观利用率分别达到59.8%(差值法)和42.5%(15N标记法),相对习惯施肥分别增加22.6和30.6个百分点。肥料氮损失由分次施用的73.0%下降到29.7%。根区一次施氮显著增加肥料养分在土壤中的贮存时间,降低肥料养分损失的风险,提高水稻氮肥利用效率,是一种节肥高效的施肥方式,值得进一步研发施肥机械和推广应用。