稻田養(yǎng)分管理模式優(yōu)化及其增產(chǎn)增效分析研究.pdf

1、水稻是我國主要的糧食作物。為滿足人口增長和經(jīng)濟發(fā)展對糧食的需求，進一步提高作物單產(chǎn)已經(jīng)成為保障我國糧食安全的重要途徑。隨著產(chǎn)量的增加，需要加大養(yǎng)分資源的投入。持續(xù)提高作物產(chǎn)量是否必須完全依賴于養(yǎng)分資源的大量投入？作物增產(chǎn)與資源高效是否能夠協(xié)同？這一直是國內(nèi)外關(guān)注的熱點。本研究于2010-2014年在江蘇省水稻生產(chǎn)區(qū)對水稻稻田養(yǎng)分管理模式優(yōu)化及其增產(chǎn)增效進行了試驗，分別進行了稻田施氮肥與密度優(yōu)化管理模式、氮鉀配施優(yōu)化管理模式、氮鋅配施優(yōu)化

2、管理模式的研究，對增產(chǎn)增效情況進行了評估，分析了不同養(yǎng)分管理模式對水稻生長、產(chǎn)量形成及養(yǎng)分利用效率和環(huán)境評價的影響，以期為通過養(yǎng)分資源綜合管理實現(xiàn)水稻增產(chǎn)增效提供理論和實踐依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、優(yōu)化種植密度和適量施用氮肥可協(xié)同提高水稻產(chǎn)量和氮肥利用率。(1)氮肥用量對水稻生長發(fā)育和氮肥利用率的影響程度顯著高于種植密度;(2)隨著氮肥用量的增加，水稻葉片SPAD值和土壤銨硝態(tài)氮含量均逐漸增加，氮肥利用率(PFPN和AEN

3、)和群體冠層溫度逐漸降低，而相關(guān)形態(tài)參數(shù)（生物量、分蘗數(shù)、產(chǎn)量和葉面積指數(shù)）則呈現(xiàn)出先增加后降低的變化;(3)高密度下水稻生物量高于低密度，但差異隨生育進程的延續(xù)而逐漸降低;(4)高密度下水稻最佳經(jīng)濟產(chǎn)量為9249 kg.hm-2需氮163 kg.hm-2，低密度下產(chǎn)量9272 kg.hm-2需氮185 kg.hm-2。
　　2、優(yōu)化氮肥用量和鉀肥施用方式可協(xié)同實現(xiàn)水稻高產(chǎn)和養(yǎng)分高效，提高經(jīng)濟效益。(1)高施氮量有利于提高水稻的氮

4、素營養(yǎng)而增產(chǎn)，但優(yōu)化施氮量的氮肥利用效率及經(jīng)濟效益顯著高于高施氮量處理;(2)水稻鉀肥(K2O)的偏生產(chǎn)力(PFP)、農(nóng)學(xué)效率(AE)、回收利用率(RE)和經(jīng)濟效益均以鉀肥(K2O)土壤施用90 kg.hm-2+葉面噴施9.7 kg.hm-2(Ks90+KF9.7)處理最高。
　　3、氮鋅配施可實現(xiàn)水稻籽粒鋅營養(yǎng)生物強化的目的。(1)水稻地上部鋅含量和鋅累積量均隨供鋅水平的提高而提高，各生育期各器官的鋅含量變幅為20.1～50.6

5、 mgkg-1，鋅含量最高的器官為莖鞘且不隨生長中心的轉(zhuǎn)移而改變;(2)生育前期（分蘗期和開花期）莖鞘中鋅的累積量最高且占全株60％以上，生育后期（成熟期）莖鞘和籽粒中鋅的積累量最高且各占40％左右;(3)高氮處理下各器官相關(guān)鋅參數(shù)（鋅含量、鋅累積量、轉(zhuǎn)移量、籽粒鋅的貢獻、百公斤籽粒吸鋅量和鋅收獲指數(shù)）均高于低氮處理。
　　4、養(yǎng)分優(yōu)化管理可以實現(xiàn)水稻高產(chǎn)和氮肥高效。(1)優(yōu)化施肥(226 kg.hm-2N)較習(xí)慣施肥(333 k

6、g.hm-2 N)在平均減氮32.1％的基礎(chǔ)上顯著提高水稻產(chǎn)量5.5％，增產(chǎn)原因是由于提高了穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重;(2)習(xí)慣施肥水稻植株各部位氮濃度、氮累積和百公斤籽粒需氮量均顯著高于優(yōu)化施肥，并增加了營養(yǎng)器官的氮素分配比例;(3)優(yōu)化施肥的氮肥偏生產(chǎn)力(PFPN)、氮肥農(nóng)學(xué)效率(AEN)、氮肥回收效率(REN)和氮肥生理利用率(PEN)較習(xí)慣施肥分別平均增加55.5％、79.1％、18.7％和48.7％;(4)水稻植株氮累積與產(chǎn)量呈

7、顯著正相關(guān)，且優(yōu)化施肥單位氮累積的增產(chǎn)效果高于習(xí)慣施肥。(5)施用有機肥可以改善土壤環(huán)境，調(diào)節(jié)土壤離子組結(jié)構(gòu)和土壤酶活性，對水稻養(yǎng)分管理措施優(yōu)化有顯著性作用。
　　5、秸稈還田可在降低鉀肥用量的同時實現(xiàn)水稻高產(chǎn)、鉀肥高效并維持土壤鉀平衡。(1)施鉀增產(chǎn)的原因是由于提高了水稻穗數(shù)，秸稈不還田和半量還田下獲得經(jīng)濟產(chǎn)量9333.5 kg.hm-2和9190.6kg.hm-2的最佳施鉀量分別為76.4 kg.hm-2和61.0 kg·hm

8、-2;(2)成熟期水稻各器官的鉀濃度和鉀累積量均隨鉀肥用量的增加而增加，秸稈半量還田下各鉀肥用量處理后，植株的平均鉀濃度和鉀累積量均高于秸稈不還田處理;(3)土壤速效鉀含量和土壤鉀平衡均隨鉀肥用量的增加而增加，秸稈半量還田處理后土壤速效鉀含量和土壤鉀平衡平均分別高于秸稈不還田處理4.0％和128.5％。
　　6、氮鋅配施可協(xié)同實現(xiàn)水稻高產(chǎn)、鋅肥高效和提高稻米的鋅營養(yǎng)品質(zhì)。(1)施用鋅肥顯著提高水稻的產(chǎn)量和鋅含量，土壤施鋅平均增產(chǎn)效