太湖地區(qū)稻麥輪作體系氮肥適宜用量及提高其利用效率的研究.pdf

1、我國(guó)稻田單季氮肥用量平均為180kg N ha-1，比世界平均用量大約高75％左右。在江蘇等一些高產(chǎn)稻區(qū)，稻田的施氮量為270-300kg ha-1，少數(shù)田塊甚至高達(dá)450kgha-1。氮肥的高投入造成其利用率降低，據(jù)報(bào)道，我國(guó)稻田氮肥利用率一般為30％-40％,在施氮量較高的太湖地區(qū)，甚至不到20％。較低的氮肥利用率不僅增加作物種植成本，更帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染.在一定區(qū)域內(nèi)控制氮肥的總用量，確定在一定產(chǎn)量目標(biāo)下的氮肥區(qū)域平均適宜用量，這

2、不僅有利于提高水稻的氮肥利用率，保證區(qū)域的水稻總產(chǎn)量，而且可以減輕因氮肥過(guò)量施用所引起的環(huán)境負(fù)荷。本項(xiàng)研究于2003年到2006年在江蘇省常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站及鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)田上進(jìn)行大田和微區(qū)試驗(yàn)，2007年在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)。采用田間試驗(yàn)，結(jié)合15N示蹤技術(shù)和水稻土培試驗(yàn)，研究和確定了太湖地區(qū)稻麥輪作系統(tǒng)下水稻和小麥的氮肥區(qū)域平均適宜用量；同時(shí)還研究了氮肥用量、施肥時(shí)期對(duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育、稻谷產(chǎn)量及氮素吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和利用的影響；采用新

3、的氮高效水稻品種和施用水面分子膜以提高氮肥利用率等方面的研究。主要的研究結(jié)果如下：
　　 (1)從2003年到2006年在太湖地區(qū)不同類型土壤上進(jìn)行了不同氮水平的田間試驗(yàn)，以研究太湖地區(qū)稻麥輪作系統(tǒng)下氮肥區(qū)域平均適宜用量。區(qū)域平均適宜施氮量是以各田塊的適宜施氮量為基礎(chǔ)指標(biāo)，試驗(yàn)分析所得太湖地區(qū)水稻的區(qū)域平均適宜施氮量為167kg ha-1，小麥為212kg ha-1。兩者加起來(lái)，太湖地區(qū)稻麥輪作系統(tǒng)下的區(qū)域平均適宜施氮量是379

4、kg ha-1yr-1，這個(gè)數(shù)據(jù)相對(duì)于最大產(chǎn)量下的施氮量減少了21.7％，相對(duì)與農(nóng)民的習(xí)慣施氮量減少了36.8％。在區(qū)域平均適宜施氮量下，作物產(chǎn)量和農(nóng)民收益并沒(méi)有降低，反之，有效提高了氮肥利用率.
　　 (2)2005年在常熟市大義鎮(zhèn)農(nóng)田上進(jìn)行了田間小區(qū)及微區(qū)試驗(yàn)，研究了不同施氮量對(duì)兩個(gè)品種水稻（新品種4007和當(dāng)?shù)仄分髟云贩N武運(yùn)粳15,WJ15）的產(chǎn)量、氮素吸收、累積、轉(zhuǎn)運(yùn)及利用的影響。結(jié)果表明4007的籽粒產(chǎn)量在各個(gè)施氮水平

5、下顯著高于WJ15。施氮量顯著促進(jìn)了水稻各生育期地上部氮素的累積，水稻從分蘗盛期到拔節(jié)期植林氮素累積量最大，占總生育期的37％-39％。當(dāng)施氮量從0kg ha-1增加到250kg ha-1,4007的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量從72.0kg ha-1上升到104kg ha-1，氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率從66％下降到51％;而WJ15的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量從57.0kg ha-1上升到96.5kg ha-1，氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率也從57％下降到47％.籽粒中的氮素65％-88％來(lái)自營(yíng)養(yǎng)器

6、官的轉(zhuǎn)運(yùn)，只有12％-35％是后期從土壤吸收所得。兩個(gè)品種水稻均表現(xiàn)為15N在籽粒中的分配比例隨施氮量的增加逐漸降低，在莖葉的分配率相應(yīng)上升，根中15N的分配率沒(méi)有差異，說(shuō)明增施氮肥有利于水稻營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)肥料的吸收。試驗(yàn)結(jié)果還表明，15N在水稻各器官的分配為：籽粒＞莖葉＞根，4007中15N在籽粒中的分配比例要高于WJ15，在莖葉中低于WJ15.說(shuō)明氮素再分配效率是決定4007水稻高產(chǎn)和高氮肥利用率的重要因素之一.
　　 (3)運(yùn)

7、用15N示蹤技術(shù)研究了不同生育時(shí)期水稻對(duì)肥料氮的吸收和分配。結(jié)果表明：15N分別標(biāo)記基肥(N1)、分蘗肥(N2)和拔節(jié)孕穗肥(N3)的處理中，水稻吸收的氮素在分蘗盛期、拔節(jié)期和開(kāi)花期分別有23.1％、8.3％和19.9％來(lái)自標(biāo)記肥料；從開(kāi)花期到成熟期，不同時(shí)期標(biāo)記的15N轉(zhuǎn)移量大小為：拔節(jié)孕穗追肥(N3)＞基肥(N1)＞分蘗期追肥(N2)，但基肥的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率最高，其他兩次追肥氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率相當(dāng)；在成熟期，N1、N2、N3處理殘留在的稻草

8、中的15N分配比例為24.3％、26.7％和30.4％。無(wú)論是氮肥基施，還是分蘗期或拔節(jié)孕穗期追肥，水稻開(kāi)花期之前所吸收的15N主要分配在葉片中，其次是鞘，再次是莖；開(kāi)花期后，隨著15N從營(yíng)養(yǎng)器官向籽粒中的轉(zhuǎn)移，葉片、莖干和鞘中的15N分配百分比逐漸下降，籽粒15N的分配百分比逐漸上升。試驗(yàn)結(jié)果還顯示，基肥15N標(biāo)記時(shí)，分蘗期所吸收氮來(lái)自肥料最高，為23.1％，隨生育期的推進(jìn)逐漸下降，到成熟期僅為10.6％，成熟期吸收的氮來(lái)自分蘗期和拔

9、節(jié)孕穗期追施的氮肥分別為5.9％和12.4％.綜上所述，當(dāng)土壤氮素含量不高時(shí)，基肥對(duì)水稻整個(gè)生育期生長(zhǎng)很重要，基肥適量增加可顯著增加水稻莖蘗數(shù)，對(duì)水稻群體質(zhì)量建成有決定作用；拔節(jié)孕穗肥可顯著促進(jìn)水稻生育后期的籽粒灌漿和充實(shí)，增加拔節(jié)孕穗期的氮素供應(yīng)有利于提高水稻的氮素收獲指數(shù).
　　 (4)田間試驗(yàn)條件下，探討了在施200kg N ha-1和施250kg N ha-1兩種處理下，加施水面分子膜對(duì)太湖地區(qū)水稻的增產(chǎn)效應(yīng)，對(duì)稻田氨揮

10、發(fā)的影響及不同生育期水稻各器官吸氮量的變化狀況；同時(shí)應(yīng)用15N示蹤法研究了加膜對(duì)水稻氮素吸收及利用率的影響.結(jié)果表明，在施200kg N ha-1的條件下，加膜對(duì)水稻的產(chǎn)量效應(yīng)及氨揮發(fā)作用不明顯，但在生育前期可顯著促進(jìn)莖葉對(duì)氮素的吸收，生育后期使莖葉的氮素大量向籽粒轉(zhuǎn)移，使得籽粒吸氮量提高了13.2％；當(dāng)施250 k g N ha-1時(shí)，加膜可促進(jìn)分蘗，有利于有效穗數(shù)的形成，使水稻增產(chǎn)17.8％，氨揮發(fā)總量可減少4.15個(gè)百分點(diǎn)，整個(gè)生