缓控释氮肥施用技术在水稻上应用研究进展与展望

缓控释氮肥作为一种新型肥料，兼顾增产和环境友好两大特点，在提高水稻产量与氮素利用率以及缓解环境污染方面展现出了显著优势。在前人研究基础上，总结了缓控释氮肥的概念、分类、不同缓控释氮肥作用机理，及缓控释氮肥在水稻生产上形成的不同施肥技术的特征及其效果，如缓控释氮肥一次性施肥、与速效尿素混合一次性基施、不同的缓控释氮肥相互混合一次施用，以及与速效尿素分次施用的施肥技术。介绍了缓控释氮肥不同施用技术对水稻产量形成的影响，以及施用缓控释氮肥对土壤和大气环境的影响。明确缓释氮肥在水稻生产应用中的优势，进一步指出缓控释氮肥在水稻生产应用中存在的问题并且提出相关建议，为推动缓控释氮肥在水稻生产上的广泛应用提供一定的参考依据。     

我国水稻氮肥高效利用的研究进展

综述了我国水稻氮肥使用现状和存在的主要问题,从高产水稻推广应用、土壤氮背景值、施氮时期和比例以及中期晒田等方面分析了影响我国水稻氮肥利用率的可能因素,提出了通过选育氮肥利用率高的水稻品种,施用新型氮肥并改善施肥技术,氮肥与其他肥料平衡施用,使用脲酶抑制剂和硝化抑制剂,采用适时适地氮肥管理模式和水肥调控技术等方法提高水稻氮肥利用率.     

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。     

寒地水稻氮肥用量对产量及肥料利用率的影响

研究了氮肥用量对黑龙江水稻产量和肥料利用率的影响。结果表明,氮肥促进了水稻的生长发育,增加了植物体内物质积累和生物量。但氮肥施用过多可导致水稻倒伏及水稻千粒重的下降。通过数学模拟得到氮肥效应方程,确定当地水稻适宜氮肥用量为6.33 kg/667 m~2,此时水稻产量最高为774.3 kg/667 m~2。从氮肥用量对水稻氮肥利用率影响来看,随着氮肥用量的增加,总吸氮量增加,同时氮肥的收获指数、氮肥农学效率、氮肥偏生产力是下降的。而氮肥的吸收利用率和生理利用率说明只有氮肥的合理施用才能实现水稻高产高效的目的。     

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。     

控释氮肥对寒地粳稻产量及氮肥利用率的影响

控释氮肥因其具有比普通肥料养分释放慢的优势越来越受到重视,但控释氮肥在黑龙江省水稻生产上应用的研究报道较少.笔者在庆安县对控释肥在水稻生产上的应用效果进行了研究,结果表明,在等氮量条件下,在水稻上施用控释尿素都比施用普通尿素增产,在70%氮量条件下,施用控释尿素处理产量比施用普通尿素增产1.13%～1.88%,在100...     

氮肥缓速配施对水稻氮素吸收和氮肥利用率的影响

为进一步提高水稻氮肥利用率,提高水稻产量,探究氮肥缓速配施对水稻氮素吸收和氮肥利用率的影响,通过田间小区试验,设N0（不施用氮肥）,N1(100%缓释肥一次性基施),N2(70%缓释肥做基肥+30%尿素做穗肥)和N3(70%缓释肥做基肥+20%尿素和10%缓释肥做穗肥)4种氮肥施用模式,研究各模式下水稻产量、产量构成因素及氮肥利用率的特征。结果表明,N3处理的产量与氮肥利用率均为最高,达到9.74 t·hm-2和18.75%,与穗肥全部为速效肥的N2处理相比,产量和氮肥利用率提高了1.35%和7.88%。说明在穗肥中加入一定比例的缓释肥,可以延长抽穗期到成熟期的氮肥供应周期,提高抽穗期到成熟期的氮肥吸收量,提高氮肥利用率,增加产量。     

吉粳302双减栽培技术研究

吉林省是我国三个优势水稻产业带之一。水稻单产、总产及输出位居粳稻产区前列。但近年来水稻生产氮肥和农药施用过大,带来极大的安全隐患。由于高产、超高产的要求,使吉林省水田氮肥施用量由上世纪90年代的公顷不足150 kg,到现在的200 kg,甚至250 kg以上的可怕地步,氮肥的过高施用,使吉林省水稻发展存在巨大危机,带动品种抗性急速下降和施药量的快速增长,严重制约了水稻产业发展,适于双减栽培水稻的推广是产业发展的必然需求。。     

土壤背景氮供应对水稻营养元素吸收和籽粒中营养元素含量的影响

 通过对前茬作物小麦设置施用氮肥与不施用氮肥处理研究它对土壤肥力及后茬作物水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明, 麦季氮肥的施用明显提高了稻季土壤全氮、铵态氮和硝态氮的含量，造成土壤背景氮偏高。与低土壤背景氮相比，在高土壤背景氮下水稻产量对氮肥的反应明显降低，氮肥利用率的各个指标均有不同程度下降。这些结果表明土壤背景氮过高是水稻氮肥利用率低的重要原因之一。在高土壤背景氮下，施用氮肥有使稻米品质变劣的趋势。     

Nitrogen Responses and Nitrogen Management in Potato

Innumerable experiments have been carried out to establish the yield response of potato to the rate of nitrogen (N) supply. Given the continuing change in production level of potato and because of the need to maximise the nutrient use efficiency and to reduce losses of harmful nitrogenous compounds to the environment, such research is still necessary and topical. This minireview addresses dose–response curves of fertiliser N input; the development of N fertiliser recommendation systems; the so-called three-quadrant diagram of fertiliser N response which dissects the ‘agronomic response’ into the underlying components; the concept of critical nitrogen concentration as a function of crop biomass; environmental aspects of fertiliser nitrogen supply; and the strategy of the potato plant to cope with nitrogen limitation. European legislation sets limits on the input of nitrogen and sets norms on water quality, making nitrogen use efficiency (NUE) a critical issue. Precision agriculture may help to maximise NUE, provided an adequate diagnostic system is developed that distinguishes between nitrogen deficiency and other causes of spatially divergent crop performance.     

氮肥运筹对玉米氮素动态变化和氮肥利用的影响

通过氮肥运筹对雨养条件下玉米氮素动态变化和氮肥利用的影响研究表明,氮素积累量在吐丝后45d前后达到最大;高密度有利于氮量积累;植株总氮量与产量呈正相关,高密度下相关系数大;高密度下子粒氮含量和氮收获指数均与产量呈显著正相关;吐丝期氮肥比例相对高有利于叶片和穗部(子粒+苞叶+穗轴)氮素在生育后期的积累及茎鞘氮素的转运,前期氮肥比例大易造成穗部氮代谢延后。氮素吸收高峰在吐丝到吐丝后15 d;吐丝期氮肥比例高的施肥方式提高了生育后期的氮素吸收速率,在较高密度下吸收速率前移。氮肥施用比例适当后移有利于氮肥利用;前期氮素累积太多对后期氮素吸收利用有抑制作用。     

氮高效玉米基因型氮素生产效率研究

通过田间试验,在高氮和低氮条件下对不同氮效率的27个玉米自交系氮素生产效率进行研究。结果表明,高氮和低氮下,高产氮高效型自交系在吐丝期氮素干物质生产效率最高,分别为53.69、58.69 g/g,高产氮高效型自交系在吐丝期干物质量高于低产氮低效型自交系。施氮肥后氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均有下降趋势。高氮和低氮下高产氮高效型自交系在生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型自交系,低氮下二者差异显著,高产氮高效型自交系比低产氮低效型自交系高5.88%,氮积累量的差异主要来自于吐丝后氮的积累。高产氮高效型植株生育后期根系吸收能力强,子粒氮素利用效率高,施氮肥后高产氮高效型植株生育后期氮吸收积累能力增强。     

土壤全氮含量和氮肥种类对棉花产量和氮素吸收的影响#br#

采用桶栽试验,研究尿素、硫酸铵、硝酸钙3种氮肥等量氮投入在不同土壤全氮含量条件下（分别为0.67、0.71、0.86、0.93、1.30 g·kg^－1）对棉花的产量和氮素吸收的影响。试验采用裂区设计,主区为5种不同土壤全氮含量的土壤,副区为3种不同氮肥。结果表明,土壤全氮含量对棉花单株干物质质量、单株成铃数、籽棉产量的影响达到了显著水平,但对棉株铃重和氮素积累量无显著影响,土壤全氮含量1.30 g·kg^－1处理棉花单株干物质质量、单株成铃数、籽棉产量显著高于土壤全氮含量0.67 、0.71、0.86 g·kg^－1处理,但与土壤全氮含量0.93 g·kg^－1处理无显著差异。氮肥种类对棉花单株干物质质量、单株成铃数、铃重、籽棉产量、单株氮素吸收量的影响未达到显著水平。土壤全氮含量和氮肥种类对棉花单株干物质质量、单株成铃数、籽棉产量、单株氮素吸收量的互作效应不显著。本研究结果为不同土壤肥力条件下氮肥的合理施用提供了实践基础。     

施氮期对夏玉米氮素积累运转及氮肥利用的影响

通过设置不同施氮期试验,研究对夏玉米植株氮素积累运转及氮肥利用率的影响。结果表明,与不施氮相比,施氮提高了植株氮素积累量、子粒氮素积累量和氮素收获指数(NHI)。吐丝后穗部氮素积累迅速增长,茎鞘氮素转运主要集中在灌浆初期,叶片氮素转运主要发生在灌浆中后期。施氮使氮生理效率较不施氮处理平均下降了16%,处理间氮肥效率差异不显著。植株总吸氮量的60%～70%主要集中在吐丝至成熟期,以3叶期施氮+12叶展追氮处理氮吸收最多,氮肥利用率(NUE)最高,与其他处理相比,3叶期施氮+12叶展追氮处理NUE分别提高了21.8个百分点和22.8个百分点。     

氮肥运筹提升宿根蔗产量和氮素利用

针对我国甘蔗生产中氮肥用量高和氮肥利用率低的问题,为提高氮肥利用率,本研究以‘桂糖42号’为试验材料,研究对比5种施氮量（N₁₅₀：150 kg/hm²、N₂₂₅：225 kg/hm²、N₃₀₀：300 kg/hm²、N₃₇₅：375 kg/hm²、N₄₅₀：450 kg/hm²）和2种施氮次数（R₁：3次施入,30%氮肥作基肥、30%作分蘖肥和40%作攻茎肥;R₂：2次施入,30%氮肥作基肥和70%作攻茎肥）下宿根蔗生长、产量、含糖量以及氮素利用。结果表明：（1）蔗茎产量受施氮量影响显著,随施氮量增加,2种施氮次数的蔗茎产量均呈现递增趋势。相同施氮量下,不同施氮次数的蔗茎产量差异不显著,R₁N₃₇₅、R₁N₄₅₀、R₂N₃₇₅和R₂N₄₅₀处理甘蔗产量较高,分别为106.4、112.2、106.4和109.1 t/hm²。（2）随施氮量增加,蔗糖分先增加后减少。N₃₇₅和N₄₅₀下,R₁的蔗糖分显著高于R₂。随施氮量增加,R₁的产糖量呈先增加后无显著变化的趋势,R₂的产糖量呈先增加后减少的趋势。N₃₇₅和N₄₅₀下,R₁的产糖量显著高于R₂,R₁N₃₇₅和R₁N₄₅₀处理甘蔗含糖量较高,分别为14.95和14.58 t/hm²。（3）R₁和R₂的当季氮肥利用率分别为22%~36%和20%~32%。因此,当施氮量为375 kg/hm²,以30%基肥、30%分蘖肥和40%攻茎肥是蔗叶还田下宿根蔗的最优施氮模式。     

不同水氮环境条件下小麦氮素含量和氮素利用效率的遗传模型研究

为了研究不同水氮环境条件下小麦氮素含量和氮素利用效率（NUE）的遗传模型,随机选用8个亲本组配成28个双列杂交组合,在正常和水氮亏缺胁迫两种环境下进行随机区组试验,采用Hayman的分析方法研究了各性状的遗传模型。结果表明,在正常环境下籽粒和茎秆的氮素含量为加性-显性-上住性模型遗传,叶片氮素含量和氮素利用效率为加性-上住性模型遗传。在水氮亏缺胁迫环境条件下,籽粒和叶片氮素含量为加性-显性模型遗传。茎秆氮素含量和氮素利用效率为加性-显性-上位性模型遗传。可见,小麦氮素含量和氮素利用效率的遗传模型在不同的水氮环境中不完全一样。     

氮肥运筹对夏玉米氮素利用及土壤无机氮时空变异的影响

研究不同施氮量及基肥追肥比例对土壤无机氮时空分布及玉米氮肥利用效率的影响。结果表明,不同施氮量和基追比显著影响土壤剖面硝态氮含量。各施氮处理不同生育期0～60 cm土层硝态氮含量均显著高于不施氮肥处理,且随施氮量的增加土壤中硝态氮含量增加。夏玉米生长季土壤铵态氮含量较低,且时空变化不明显。玉米氮素农学效率（NAE）、氮素利用效率（NUE）随施氮量的增加显著降低;氮素表观回收率（NRE）有相同的变化趋势,但差异不显著;氮素收获指数（NHI）随施氮量的增加显著增大。相同施氮水平下,“50%基肥+50%大喇叭口肥基追比”的NAE、NUE、NHI和玉米产量显著高于其他处理。因此,在玉米生产中应避免播种时一次性大量施用氮肥,增加后期施氮比例可显著提高氮肥利用效率和玉米产量。     

施氮量对小麦氮素利用的影响

为给小麦氮肥高效利用提供依据,采用大田试验,连续2个年度(2012~(-2)013、2013~(-2)014)分别在潮土(济南)和棕壤(淄博)两种土壤类型上观测了0kg·hm~(-2)(对照)、69kg·hm~(-2)、138kg·hm~(-2)、207kg·hm~(-2)、276kg·hm~(-2)(高氮处理)和345kg·hm~(-2)(富氮处理)纯氮对小麦产量、氮肥利用效率和耕层土壤养分含量的影响。结果表明,在0~276kg·hm~(-2)范围内,小麦叶面积系数(LAI)和植被归一化指数(NDVI)均随氮肥施用量的增加而增加,富氮处理下LAI和NDVI开始下降。施氮量在0~276kg·hm~(-2)范围内时,穗数、穗粒数和千粒重随着施氮量的增加而增加,说明在一定范围内增施氮肥有利于小麦"库"的建成。从低施氮量开始到207kg·hm~(-2)的用量时,肥料氮的利用效率持续增加,但是继续增加施氮量时,氮肥农学利用效率出现下降,此时小麦进入氮肥的"奢侈吸收"阶段。在黄淮海麦区气候条件下,在小麦季施入氮素过量与否,对耕层土壤的肥力提升作用不明显,因此小麦养分管理应以达到作物养分吸收和土壤供求同步、土壤无机氮没有显著积累为宜。     

生物炭与氮肥减量条件下氮高效玉米品种的氮效率研究

试验采用裂区试验设计,氮肥为主区,设置氮肥不同量级与生物炭配施;品种为副区,设氮高效和氮低效品种,分别为郑单958(ZD958)和先玉508(XY508),于大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、乳熟期、腊熟期取样测定各器官鲜干重,测定氮含量用以计算氮素积累量、吸收效率、利用效率和氮效率。生物炭3000 kg/hm²与纯N 165 kg/hm²配施干物质积累、氮积累能力及氮效率均表现突出,生物炭3000 kg/hm²与纯N 210 kg/hm²配施产量表现最高,且显著高于生物炭3000 kg/hm²+纯N 165 kg/hm²处理。生物炭3000 kg/hm²与纯N 165 kg/hm²配合施用时,氮高效品种郑单958的干物质积累能力、氮积累能力、氮效率及产量均优于氮低效品种先玉508,且达到显著差异。在内蒙古平原灌区,生物炭与氮肥减量条件下,生物炭3000 kg/hm²与纯N 165~210 kg/hm²配施,可实现节氮30%~45%,氮高效玉米品种氮效率提升52.78%~93.33%,更能发挥氮高效品种较强的氮吸收能力和氮利用能力,利于实现高产、高效。