化肥减量配施菌肥对氮素矿化利用的影响

为实现海河流域农田增效减负和氮素利用率的提高,通过设置不同氮磷化肥减量配施菌肥与有机肥处理,即对照(N 200 kg·hm^-2,P₂O₅120 kg·hm^-2,CK)、B₁N₂P₂(菌肥17.5 kg·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量25%)、B₁ON₁P₁(菌肥1为7.5 kg·hm^-2,有机肥为3 t·hm^-2, N、P₂O₅均较CK减量50%)、B₂N₂P₂(菌肥2为7.5 kg·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量25%)、B₂ON₁P₁(菌肥2为7.5 kg·hm^-2,有机肥为3 t·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量50%)。研究夏玉米各生育期的土壤氮素矿化特征和利用情况以及夏玉米产量构成因素。结果表明,菌肥和有机肥配施显著增加了土壤氮矿化量,在拔节期和抽雄期尤为明显,B₁ON₁P₁的氮矿化量较B₁N₂P₂分别高出151.29%、120.09%,B₂ON₁P₁的氮矿化量较B₂N₂P₂分别高出56.28%和245.04%。菌肥与中量化肥组合能促进玉米增产,菌肥1和菌肥2较对照分别增产9.01%和7.94%,B₁N₂P₂的产量和穗粒数最高,产量达9 960.24 kg·hm^-2,穗粒数较CK高出29.99%,B₂N₂P₂的千粒重较CK高出2.28%;菌肥的施用能明显减少玉米的秃尖长度,以B₂N₂P₂的降幅最大,较CK减少了73.29%。菌肥1能提高玉米氮素生理利用率和氮素收获指数,B₁N₂P₂的吸氮总量明显高于B₁ON₁P₁,这与产量构成因素是一致的。综上,化肥减量25%并配施菌肥能维持稳定的氮矿化量并提高产量及其构成因素。本研究为海河流域农田氮素科学管理和减少因过量施肥而造成的农业面源污染提供了理论依据。     

Effect of Application of Rice Straw and Cellulose on Methane Emission and Biological Nitrogen Fixation in a Subtropical Paddy Field

A field experiment was conducted to evaluate the effect of the incorporation of rice straw and cellulose on methane flux, soil-acetylene reduction activity (ARA) and rice plant growth under a subtropical climate. Rice straw and cellulose (as paper) were applied at the rates of 4 and 10 t ha^-1. Emission rates of CH₄ from the paddy field without and with straw and cellulose amendments were measured by using the closed chamber method. Stimulation of N₂-fixation by the amendments was measured as soil-ARA under anaerobic conditions. The measurements indicated that the application of 10 t ha^-1 cellulose resulted in a relatively high emission of CH₄, with an average flux of 106.7 mg CH₄ m^-2 h^-1, followed by 10 t ha^-1 straw, 51.7 mg m^-2 h^-1, compared with the control, 5.3 mg m^-2 h^-1. Application of straw and cellulose at the rate of 10 t ha^-1 to the paddy field increased the CH₄ emission 10 and 21 fold over the values of the control, respectively as estimated seasonal emissions. The soil-ARA levels in the treatments during the cultivation period were positive. The stimulation of ARA by the amendment with 10 t ha^-1 cellulose occurred at the early stage of rice growth, while the maximum ARA-peak occurred in the 10 t ha^-1 straw-amended soil at around the heading stage. Amendment with straw at 10 t ha^-1 significantly increased the total dry matter weight of rice, whereas growth inhibition was induced by cellulose incorporation. The differences in CH₄ flux, and soil-ARA among the treatments were most evident at the heading stage.     

Utilization of BNF Technology Supplementing Urea N for Sustainable Rice Production

The critical nitrogen (N) requirement of rice crops for maximum yields is well known. To overcome acute N deficiency in rice soils as a result of an increasing yield per unit area in the past 50 years of almost three-fold, this element has been usually supplied to the rice crop as the chemical fertilizer ‘urea’. Unfortunately a substantial amount of the urea-N is lost through different mechanisms, causing environmental pollution problems. In principle, utilization of biological nitrogen fixation technology can supplement the use of urea-N, reducing the environmental problems to a considerable extent by improving nitrogen use efficiency. Different biological nitrogen fixation (BNF) systems have different potentials to provide an N supplement. It is necessary to design appropriate strategies to obtain more sustainable N supply to the rice crop. This paper reviews research to evaluate the potential of different BNF systems to supply N for the rice crop, assessing the current information.     

分次施氮对水稻根际土壤微生物生态效应的影响

研究了分次施氮条件，施氮对水稻根际土壤微生物生态效应的影响，结果表明：水稻根际土壤微生物生态效应不仅仅受到根际土壤微生物的影响，同时也受到水稻生长状态的影响。一般来说，水稻生长旺盛的时候，水稻根系与根际土壤微生物竞争营养元素，导致水稻根际微生物活性的下降。在水稻生长周期内，水稻根际土壤微生物生物量C与根际土壤酶等变化不一致。分次施氮条件下，施氮对根际微生物生物量C、磷酸酶、脲酶、总蛋白和总酚有一定的影响，尤其是在水稻生长的后期，4次施氮全部完成后，施氮与不施氮表现出明显的差异。     

不同氮肥运筹模式对稻田田面水氮浓度和水稻产量的影响

通过构建包括不同氮肥类型、氮肥用量、施肥方式和施肥次数的6种氮肥运筹模式,分析了不同氮肥运筹模式对稻田田面水各形态氮浓度变化和水稻产量的影响。结果表明:不同时期施用缓控释肥和尿素后,总氮和铵态氮浓度均在1天达到峰值,硝态氮浓度在2～3天达到峰值,之后逐渐下降趋于稳定。铵态氮为各处理施肥后初期的主要氮形态,1天时铵态氮占总氮比例达50.6%～92.8%,而硝态氮仅占3.8%～22.6%。田面水总氮和铵态氮峰值浓度大小与氮肥类型、施用用量和施肥方式均存在相关性,等氮量施用条件下,田面水总氮和铵态氮峰值浓度大小顺序为撒施尿素处理撒施缓控释肥处理侧深施缓控释肥处理,在N施用量48 kg/hm~2条件下,撒施尿素处理、撒施缓控释肥处理、侧深施缓控释肥处理的总氮和铵态氮平均峰值浓度分别为38.44,16.44,7.55 mg/L和34.39,13.00,3.82 mg/L。等氮施用量和相同施肥次数条件下,基肥采用侧深施缓控释肥的处理4,5,6比相应的撒施缓控释肥的处理1,2,3的产量分别提高2.8%,3.5%,2.7%。基肥采用侧深施缓控释肥和一基一穗2次施肥的处理6的水稻产量,在氮肥总施用量减少30%条件下,仅比基肥采用撒施缓控释肥和一基一蘖一穗3次施肥的处理1的水稻产量减少0.3%。侧深施缓控释肥可以有效降低施肥初期田面水铵态氮峰值浓度,从而减少氨挥发和降低径流流失风险,并在一定程度减量条件下不会对水稻产量产生影响。     

氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平（0、150、240kgN·hm^-2）和两种不同施肥比例（基肥：分蘖肥：穗粒肥：40％：30％：30％、基肥：分蘖肥：穗粒肥=30％：20％：50％）,研究了氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度的影响。结果表明,稻田渗漏液中NH4＋-N、NO3--N和总N浓度在施肥后第3d达到最大、随后降低,在施氮后的第7d,分别降为峰值的5．6％～16．9％、13．8％～22．5％、22．5％～34．5％。施氮水平处于0—240kgN·hm^-2时,水稻产量、氮素积累总量（totalNaccumulation,TNA）和稻田渗漏液Nm—N、N0i—N和总N浓度随着氮素水平的提高而显著增加;在较高氮肥水平（240kgN·hm^-2）下,与氮肥前移相比（基肥：分蘖HE：穗粒肥=40％：30％：30％）,采用氮肥后移（基肥：分蘖肥：穗粒肥=30％：20％：50％）的施肥比例,水稻产量和成熟期TNA分别增加6．2％和16．4％,稻田渗漏液NO3--N及总N浓度分别降低8．9％和4．8％,而对NHZ—N浓度影响不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量和氮素吸收,减少氮素渗漏损失。     

合理氮肥运筹提高双季机插稻产量及氮肥利用率

为明确双季机插稻合理氮肥运筹,2013—2014年在长江中游双季稻地区(江西上高)研究了氮肥施用量、施用比例及施用时期对双季机插稻产量与氮素吸收利用效率的影响。结果表明,适量施氮可同步增加有效穗数和每穗粒数,从而扩大群体库容量,机插早、晚稻分别在施氮量为180,195kg/hm2时即可达到较高产量,同时保持较高的氮素吸收利用率。在适宜施氮量下,施氮比例及追氮时期对双季机插稻产量及氮素吸收利用具有显著影响,基蘖肥与穗肥比例早稻8∶2至7∶3、晚稻7∶3,移栽后7天+倒2叶抽出期追施氮肥有利于分蘖成穗,中后期维持较高的叶面积指数(LAI)和干物质积累量,粒叶比协调,穗数充足,穗型较大,总颖花量高,并同步提高产量及氮素吸收利用率。     

Plant Nitrogen Accumulation Dynamics in Rice in Response to Nitrogen Management

This study investigates the effect of rice nitrogen (N) management on the dynamics of plant nitrogen accumulation (PNA) during internodal elongation (IE) in relation to grain yield. Four field experiments were conducted in two soils with six preflood N treatments. The PNA was monitored for 3 weeks, starting at the beginning of IE (BIE). The PNA explained 54–72% of yield variability. The effect of midseason N application on yield varied with fields, indicating a need for assessing midseason N requirement for each field. One week after BIE was a better time to assess the N requirement of rice crop. The greatest grain yields in Cocodrie and Wells cultivars corresponded to PNA of 10.9 and 11.1 g m^?2 at BIE. A midseason application of 50 kg N ha^?1 as urea at 7–10 days after BIE increased the rice yield in the Glossaqualfs field when the PNA at BIE was less than 8.3 g m^?2.     

NAM添加剂对水稻减氮施肥的影响效果研究

通过田间小区试验,研究NAM添加剂在水稻减氮施肥的情况下,对土壤NH4+-N、NO3--N含量、水稻产量以及氮肥利用率的影响,旨在验证利用NAM添加剂减少当地水稻施氮量的可行性。结果表明,施用NAM添加剂,在一定的时间内,使土壤NH4+-N保持较高的水平,延缓土壤NH4+-N向NO3--N的转化,减少氮素损失,从而保证总有效氮能够满足作物后期的生长需要。NAM添加剂能够有效地增加水稻产量,常规施肥不添加NAM处理的产量为9676.93 kg hm-2,与常规施肥添加NAM的处理差异显著,而与减氮20%添加NAM处理差异不显著。与常规施肥氮肥利用率33.94%相比,NAM添加剂能够将氮肥的利用率提高到40.58%,并且氮肥的利用率随着施氮量的减少而增加。研究试验表明,在欲节氮减肥的水稻生产中,NAM不失为一种理想的添加剂。     

穗肥施用时期对优质稻产量、氮素积累及品质的影响

为了探明优质晚籼稻(Oryza sativa L. subsp. xian)产量和品质协同提升的适宜的穗肥施用时期,采用大田微区¹⁵N示踪技术,以优质晚籼稻Y两优911和野香优莉丝为材料,设置3个穗肥施用时期(D₁：倒4叶期施肥;D₂：倒3叶期施肥;D₃：倒2叶期施肥),研究穗肥施用时期对优质稻产量、籽粒氮素积累及食味品质的影响。结果表明,随着穗肥施用时期的推迟,两个优质晚籼稻品种的产量先升高后降低,在D₂达到最高产量,较D₁、D₃显著增产4.30%～6.39%;籽粒总氮积累量、¹⁵N标记肥料氮素积累量及其占比、¹⁵N标记肥料氮素回收利用率、¹⁵N标记肥料氮素收获指数表现为增加趋势,D₂和D₃较D₁显著增加19.16%～21.26%、32.54%～50.75%、0.91～2.49、12.42～23.34和...     

施用包膜尿素对水稻生长和氮磷流失的影响

施用新型肥料是减少养分径流损失的重要途径。采用田间试验研究了施用包膜尿素对水稻生长和径流氮磷损失的影响,试验设置CK(习惯施肥)、PU1(减磷41%、减氮20%、施普通尿素)、PU2(PU1基础上减氮13%)、UR1(PU2基础上施包膜尿素)和UR2(UR1基础上减氮13%)5个处理。结果表明:PU1和UR1处理水稻氮磷含量与CK处理相近,PU1成熟期氮、磷总积累量比CK增加11.21,2.69kg/hm~2。PU1和UR1处理成熟期地上部生物量和籽粒产量高于CK处理,籽粒产量分别提高7.68%,5.77%。PU1、PU2、UR1和UR2处理径流总磷含量和累积流失量比CK处理低,减少13.18%~21.51%。施用包膜尿素(PU1、PU2)处理径流总氮、铵氮和硝氮含量低于施用普通尿素(CK、UR1、UR2)处理;稻田径流总氮、铵氮和硝氮累积流失量分别减少12.90%~26.91%,54.52%~49.38%和4.03%~15.95%,其中包膜尿素处理铵氮累积流失量显著(P0.05)小于普通尿素处理。施用包膜尿素和优化施肥能促进水稻对氮磷养分的吸收,提高水稻籽粒产量,显著减少稻田氮磷流失量,值得在水稻生产中推广应用。     

麦秸还田及水稻氮肥配施技术研究

通过麦秸直接还田和水稻氮肥配施技术的研究表明 :经过三熟作物秸秆连续还田 ,土壤有机质、全氮、速效钾显著地增加 ;秸秆全量还田 ,水稻产量随秸秆还田量增加而提高 ,秸秆还田量 5 4 0 0 kg/ hm2 的产量比不还田的增产 6 .6 % ;全生育期氮肥配比以前∶中∶后期为 6 .5∶0 .5∶ 3为最佳。     

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。     

浙北地区秸秆全量还田下氮肥用量对单季晚粳稻生长和土壤养分、碳库的影响

为了明确浙北地区秸秆全量还田下单季晚粳稻适宜的施氮量,通过大田试验,采用随机区组设计,根据当地农户施肥习惯,设置4种施氮水平(以纯氮计,N 0,不施氮;N L,165 kg/hm²;N M,240 kg/hm²;N H,315 kg/hm²),研究了浙北地区秸秆全量还田下氮肥调控对单季晚粳稻生长和土壤养分、碳库的影响。结果表明:N M和N H的水稻分蘖数、株高、叶面积系数、叶绿素含量及地上部分干物质重均高于其他处理。在稻田土壤方面,N M的土壤速效磷和速效钾含量较N 0,N L和N H处理分别显著(p<0.05)增加了43.16%,30.13%,13.13%和31.86%,22.13%,15.81%;N M的可溶性有机碳和微生物有机碳含量较N 0和N L处理分别显著(p<0.05)增加了88.47%,13.99%和37.10%,15.39%。在产量方面,N M的产量最高,较N 0,N L和N H处理分别增产51.70%,15.39%,9.45%。综上所述,在本试验条件下,秸秆全量还田施用240 kg/hm²纯氮为浙北地区单季晚粳稻最佳氮肥调控模式。     

Se肥施用方式和施用时期对水稻含Se量及产量的影响

在田间小区的试验条件下研究不同硒(Se)肥的施用方法及施用时期对水稻植株和籽粒中Se的吸收与富集的影响。研究表明:水稻在生长前期和旺盛时期对Se的吸收和积累有很大差异。与对照相比,苗床施Se、土壤施Se和叶面喷Se 3种方式均能明显提高各生育期水稻植株和籽粒中Se的含量,富Se效果达到差异极显著水平。从稻米富Se效果看,富Se含量在0.163~0.207 mg·kg-1之间,Se含量增加了5.8~7.6倍,且都在安全范围内。从水稻富Se的方式上,不同施Se方式富Se效果依次为水稻扬花期喷Se土壤施Se育苗期喷Se对照。从叶面喷施Se的时间上,稻米富Se效果依次是扬花期喷Se育苗期喷Se灌浆期喷Se齐穗期喷Se对照。从水稻富Se类型上看,外源无机Se和有机Se都能明显促进水稻对Se的积累。水稻育苗期和扬花期叶面喷Se在提高水稻稻米中含Se量的同时,并没有降低水稻产量。因此水稻叶面喷Se是一条安全、简单、易操作的途径。     

垄作冷渍型稻田氮、磷、钾化肥适宜施量及施用方法研究

通过垄畦栽冷渍型稻田早、中稻化肥不同施量及施用方法的田间试验,建立氮、磷、钾化肥施用量与产量的回归方程,推导出早、中稻氮、磷、钾化肥最佳施用量;在施肥量相等情况下,深施比表施肥效好,钾肥不足情况下,以稻草代钾肥同样取得较好增产效果。     

不同生育期类型水稻对稻田土壤基础供氮量的响应

以长江中下游地区5种生育期类型水稻为材料,于大田条件下研究了不施氮肥水平下不同生育类型水稻对土壤氮吸收的差异.以明确不同生育类型水稻对稻田土壤基础供氮能力的响应.结果表明,土壤基础供氮量随着水稻生育期的延长而增加,中熟晚粳分别比早熟中粳、中熟中粳、迟熟中粳和早熟晚粳高28.99%,18.18%,9.27%和6.06%,表明生育期长的晚粳较中粳对土壤氮素的吸收能力强.土壤氮素利用效率和土壤氮素收获指数,在中粳间的变化规律一致,即随生育期的延长呈先增加后降低的趋势;在晚粳间的变化趋势则表现为,随生育期的延长土壤氮素利用效率增加,土壤氮素收获指数类型问的差异较小.相关分析表明,土壤基础供氮量与基础产量呈极显著的正相关关系,与土壤氮素利用效率和土壤氮素收获指数呈显著或极显著负相关关系.说明土壤基础供氮能力的高低决定着基础产量水平,同时制约着土壤氮素利用效率和氮素收获指数的大小.     

不同控释氮肥减量施用对双季水稻产量和氮素利用的影响

研究不同控释氮肥在减氮量施用条件下早、晚稻产量效应、氮素吸收利用、土壤氮素养分特性和养分释放规律的差异,为南方双季稻区控释氮肥在水稻高产节肥栽培上的应用提供参考。采用静水溶解试验和田间小区试验研究了2种控释氮肥(树脂包膜尿素和硫包膜尿素)的养分释放特性和在常规尿素施氮量基础上节氮15%和30%对早、晚稻产量、产量构成因素、氮素养分吸收利用及土壤氮养分含量的影响。结果表明,2种控释氮肥的氮素累积释放曲线均为"S"形,但在培养期间硫包膜尿素氮素累积释放率均高于树脂包膜尿素。在田间条件下,与常规尿素处理相比,早稻减氮15%和30%施用硫包膜尿素和树脂包膜尿素均表现为增产,而晚稻施硫包膜尿素增产,施树脂包膜尿素减产。株高、每穗实粒数、结实率和千粒重的增加是早、晚稻增产的主要原因。施用2种控释氮肥均能促进早、晚稻水稻植株氮素养分的吸收积累,施用相同种类控释氮肥早晚稻稻谷、稻草和植株氮养分积累量随施氮量提高而提高。减氮15%和30%施用2种控释氮肥有利于氮肥回收利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率的提高,在同一施氮水平下,硫包膜尿素的提高效果优于树脂包膜尿素。常规尿素处理、减15%氮的2种控释氮肥处理均能保持较高的土壤氮素水平,减30%氮的控释氮肥处理土壤氮素肥力较试验前有所降低。适当降低氮用量施用控释氮肥,能促进双季水稻增产、增加氮素利用效率、维持或提高土壤氮素肥力和可持续生产力,控释氮肥养分释放规律的差异是导致其作用效应不同的主要原因。     

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。     

非包膜缓释复合肥对水稻氮素营养的效应研究

采用盆栽试验研究了非包膜缓释复合肥(SRCF)、包膜缓释复合肥(Multicote)和普通复合肥(CCF)对水稻植株生长和氮素营养的影响。结果表明,盆栽试验施用SRCF的水稻茎叶重、根冠比、含氮量、对肥料氮的吸收量和利用率与Multicote处理的相应指标较为相近,明显优于普通无机复合肥,这表明SRCF的氮素养分具有缓慢释放性能,并能满足水稻不同生长期的氮素需要。