太湖地区黄泥土壤水稻氮素利用与经济生态适宜施氮量

通过田间试验对不同施肥水平下太湖地区黄泥土壤水稻的氮肥吸收规律和氮肥利用效率进行了研究,并应用15N微区试验测定不同氮肥水平下氮肥损失数量。在此研究数据基础上,引入数学的微积分原理和环境经济学的Coase原理,对该地区水稻田氮肥施用的经济效益和环境效益进行评价,求得219~255 kg hm^-2为太湖地区黄泥土上目前生产条件下,兼顾生产、生态和经济三效益比较合理的水稻施肥量,相应的经济、生态适宜产量为8601～8662 kg hm^-2。     

苏南太湖流域水稻经济生态适宜施氮量研究

针对苏南太湖流域无机体,高氮量施肥方式,造成氮肥利用率下降、水环境污染日益严重这种现象,研究了不同氮肥施用水平下水稻的产量、氮肥利用率及氮肥水环境损失。并在以下研究结果的基础上,引入环境经济学的Ｃｏａｓｅ原理和主效益比较合理的水稻施肥量,相应的经济、生态２适宜产量为７３７９．５～７５４８．６ｋｇ／ｈｍ＾２。     

太湖地区氮肥减量对水稻氮素吸收利用的影响

为了明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以提高水稻氮素利用效率,减少稻田氮素流失对农业生态环境的影响,本研究在调查当地农户稻田氮肥施用量的基础上,通过秸秆还田和基肥机械深施,设置不施氮肥(N0)为空白对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm-2(N1),以及在此基础上减少氮肥施用量的10%(N2)、20%(N3)、30%(N4)等5个处理,研究其对水稻氮素利用率的影响。结果表明:氮肥减量使水稻不同生育时期稻田土壤速效氮含量明显下降;在当地习惯施氮量水平的基础上,减少10%的氮肥施用量,使水稻产量增加1.9%;与当地习惯施氮量水平相比较,N2处理水稻氮素累积量差异不明显,N3和N4处理则表现为显著下降;随着氮肥减量幅度的增加,水稻氮素籽粒生产效率逐渐增高;在当地习惯施氮量水平的基础上,通过基肥机械深施和秸秆还田等技术的应用,减少10%的氮肥施用量,能够保证水稻高产稳产,并使水稻氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、生理利用率以及氮肥偏生产力均得到明显提高。     

太湖地区氮肥减量对水稻产量和氮素流失的影响

为明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以减轻农田化肥过量投入所带来的农业面源污染,本研究在调查农户稻田氮肥施用量的基础上,采用基肥机械深施和秸秆还田,设置不施氮肥(N0)为对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm~(-2)(N1)以及在此基础上减少氮肥施用量的10%(N2)、20%(N3)、30%(N4)等5个处理,研究其对水稻产量和农田地表径流养分流失量的影响。结果表明:N2处理水稻产量与N1处理大致相当;N2处理水稻产量高的主要原因是由于其经济系数较高;N2处理较N1处理地表径流总氮流失量减少9.2%;从N1到N4处理,减少氮肥施用量,减少了农田总氮流失率,但N2和N1处理差异不显著;从水稻氮素偏流失率来看,每生产百千克稻谷,N2处理的氮素流失量最少。认为通过基肥机械深施和秸秆还田,在太湖地区习惯施氮水平的基础上减氮10%,在保证水稻产量的同时,减少了农田地表径流总氮流失量和水稻氮素偏流失率,并使稻田氮素流失率保持在较低水平。     

太湖地区绿肥还田模式下氮肥的深度减量效应

通过绿肥还团条件下免施基肥的氮肥深度减量试验,研究了稻季田面水氮素含量、氮素径流损失及水稻产量的变化.结果表明:在太湖地区绿肥还田模式下,追施150 kg·hm-2无机氮,与施基肥相比,不施基肥可以大大降低田面水的氮素浓度,减少了17.2％的氮素径流流失,且作物产量提高了2.8％.无机氮肥仅作追肥的施肥方式是可行的,但过量减施或增施无机氮肥均不能获得最高的产量.在太湖地区尝试紫云英还田条件下免施基肥,同时补充133kg·hm-2无机氮作追肥,既可以大大减少无机肥的投入、保证水稻产量,也可以减少稻田氮素的排放量,实现水稻产量效应和环境效应的协调.     

不同耕作方式下水稻品种吉优716产量及氮素吸收利用对氮肥运筹的响应

研究在不同耕作方式和氮肥运筹模式下水稻产量形成及氮素吸收利用特点,为不同耕作方式下水稻氮肥的合理运筹提供理论依据。以吉优716为试验材料进行大〖JP2〗田试验,研究常耕与免耕2种耕作方式下3种施氮量（N0、N1、N2）和两种施氮方式（F1、F2）水稻产量及氮素吸收利用的变化。结果表明:免耕水稻和常耕水稻产量、干物质积累量和氮素积累利用对施氮水平运筹的响应基本一致,但对施氮方式运筹响应呈现不一致。随着施氮量的增加,水稻产量、干物质积累量和氮素积累量也随之升高,而干物质生产效率和氮肥农学利用率下降,穗部干物质比例随着施氮量的增加有减少的趋势;免〖JP〗耕和常耕下,重施穗肥有利于提高干物质积累量和氮素积累量;产量响应表现相反,免耕下重施穗肥有利于产量的提高,而常耕下重施基蘖肥有利于产量的提高。     

基于景观格局的太湖流域生态风险评估

以太湖流域为例,采用2000、2005、2010、2015年4期景观类型数据,结合Markov和CLUE-S模型对2030年不同情景下景观类型进行模拟,构建景观生态风险指数,运用空间统计、重心迁移等方法,对太湖流域生态风险进行研究,揭示其景观生态风险时空演化特征及其规律.结果表明: 2000—2015年,太湖流域以中生态风险和较低生态风险为主,高生态风险区主要分布在太湖湖区,低生态风险由太湖西南部和南部向太湖北部发达地区转移.景观生态风险与自然因素呈负相关,且相关性减弱,与社会经济因素相关性越来越强,景观生态风险受人类干扰越来越显著.社会经济因素对景观生态风险的影响,在不同城市化发展阶段的区域表现出显著差异:欠发达地区随着经济开发,景观日益破碎化,生态风险相应增加;发达地区则随着经济的进一步发展,城市化扩展使景观集聚成片,破碎度和分离度指数降低,生态建设得到恢复,景观生态风险随着经济发展开始降低.CLUE-S模型模拟预测表明,未来太湖流域景观生态风险将总体降低,主要以低生态风险和较低生态风险为主.太湖湖区不论在历史和未来都是高生态风险区,需要人们对太湖区域加强管理保护.     

施氮和肥料添加剂对水稻产量、氮素吸收转运及利用的影响

在苏南太湖地区开展田间试验,研究了施氮和肥料添加剂对水稻产量、氮素吸收转运及利用的影响.结果表明:施氮对水稻产量、各生育时期植株累积吸氮量、阶段氮累积量和花后氮素转运量具有显著的促进作用(P＜0.01),当施氮量高于200 kg·hm-2时,增施氮肥的增产效应不显著(P＞0.05);花后氮素转运率和氮肥利用率均随施氮量的增加而降低.施用肥料添加剂可进一步提高水稻产量、累积吸氮量、花后氮素转运量和氮肥利用率,且该效应在高施氮量( ≥200 kg·hm-2)条件下表现更明显.本试验条件下不施用肥料添加剂时,施氮150kg·hm-2可同时获得较高的产量和氮肥利用率.     

施氮水平对两种水稻产量影响的动态模拟及施肥优化分析

借助水稻生长模型ORYZA-0和氮肥管理模块,通过田间和水槽的水稻氮肥试验,对水稻模型和N素动态模块进行了验证。结果表明,模型模拟的不同N素水平水稻生物量、产量同实际测定值明显呈正相关。其中,氮肥用量160kg·hm^-2为最佳经济施氮量,通过获得的水稻参数和氮肥应用曲线模拟的氮肥运筹结果表明：1)在低N(N<100kg·hm^-2)水平下,氮肥应在移栽后35d内全部施入;2)当施氮量为100～200kg·hm^-2时,N应在移栽后45d内全部施入;3)当施氮量N>200kg·hm^-2时,氮肥应在移栽后60d内全部施入;4)随着施氮量的增加,后期施肥比重可略为增加。总体来看,模型不仅能较准确地模拟水稻生长动态,而且可以模拟水稻N吸收和积累的行为动态,从大田晚稻的氮肥运筹模拟结果可看出,氮肥应用次数越多,越接近施氮应用积累曲线的连续施氮产量模拟值(6199kg·hm^-2),但是在实际生产中这会增加农民的用工量和生产成本,难以让农民接受。因而在生产实际中既能让生产者接受,又不致较多地影响产量和收入,在160kg·hm^-2(纯N)施用量下的最佳施肥方案为N素化肥分4次按0．2：0．3：0．3：0．2的比例,分别于移栽后5、20、30和40d施入,可获得5916kg·hm^-2的产量。     

水稻纹枯病菌营养及寄主资源生态位

由于IPM概念的局限性,有害生物生态调控（EPM）理论和方法的提出发展了IPM,生态位原则是有害生物生态调控（EPM）的重要原则之一,生态位研究为EPM的具体实施提供了依据。应用可持续农业和EPM理论及生态位理论研究了水稻纹枯病的生态位,分析了水稻纹枯病菌氮肥营养生态位和寄主品种资源生态位,结果表明：以相对侵染效率作为指标,在水稻不同生育期,纹枯病的氮肥营养生态位宽度不同,其中以孕穗期的生态位宽度最小,为0.6979,拔节期、抽穗期、灌浆期和乳熟期的生态位宽度分别是0.9741,0.8884,0.7974和0.9815,表明水稻纹枯病在水稻不同生育阶段利用氮肥的效能不同。寄主品种资源生态位宽度在拔节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期分别为0.9348,0.7677,0.8875和0.9962。以病情指数为指标,氮肥营养生态位宽度在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期和乳熟期分别为0.9379,0.9696,0.6775,0.6729和0.7691。其氮肥营养生态位宽度在拔节期与孕穗期最大,生态位宽度指数接近于1。寄主品种资源生态位宽度在各生育期均接近1,表明寄主品种资源生态位宽度在各生育期是相似的,即说明水长期稻纹枯病菌利用品种资源各状态的选择和利用效能是相似的。     

太湖地区稻田氮肥吸收及其利用的研究

The effects of different amounts and kinds of nitrogen fertilizer on rice yield and its nitrogen uptake and utiliza-tion were studied on a main paddy soil (Wushan soil) of Taihu area. The results indicated that the optimal amount of nitrogen fertilizer was about 180 kg N· hm^-2 for rice production. Applying ammonium sulfate was better than applying urea for increasing rice yield. The efficiency of nitrogen fertilizer in this experiment was about 41.8-48.5%, and its loss was 22.8-38.1% .     

水氮配合对绿洲沙地农田玉米产量、土壤硝态氮和氮平衡的影响

在黑河中游边缘绿洲沙地农田研究了不同的水氮配合对玉米产量、土壤硝态氮在剖面中的累积和氮平衡的影响.结果表明,施氮处理较不施氮处理产量增加48.22%～108.6%,施氮量超过225 kg hm-2,玉米产量不再显著增加.受土壤结构影响土壤硝态氮在土壤中呈"W"型分布,即土壤硝态氮含量在0～20 cm、140～160 cm和260～300 cm土层均出现峰值,并随施氮量增加,峰值增高.在常规高灌溉量处理硝态氮含量峰值最高值出现在260～300 cm土层,节水25%灌溉处理硝态氮含量峰值最高值出现在土壤表层0～20 cm土层.在常规高灌溉量处理0～300 cm土层中200～300土层硝态氮累积量所占比例最高,介于27.56%～51.86%之间;节水25%灌溉处理在0～300 cm土层中100～200土层硝态氮累积量所占比例最高,介于32.94%～38.07%之间;表明低灌溉处理下土壤硝态氮在土壤浅层累积较多,而高灌溉处理使更多的硝态氮淋溶至土壤深层.与2006年相比,2007年不施氮处理0～200 cm土层土壤硝态氮含量和积累量均明显减少;而施氮处理变化很小,在低灌溉处理甚至表现出硝态氮含量和积累量增加,表明施氮是土壤硝态氮累积的主要来源,而灌溉则使硝态氮向土壤深层淋溶.0～200 cm 土层土壤硝态氮累积量平均介于27.66～116.68 kg hm-2、氮素表观损失量平均介于77.35～260.96 kg hm-2,和施氮量均呈线性相关,即随施氮量增加,土壤硝态氮累积量和氮素表观损失量均增加,相关系数R2介于0.79～0.99之间,相关均显著.随施氮量增加,玉米总吸氮量和氮收获指数增加,氮的农学利用率降低,而灌溉的影响较小.施氮量超过225 kg hm-2时,地上部植株氮肥吸收利用率和籽粒氮肥吸收利用率开始有降低趋势.所以,在沙地农田,节水10%～25%的灌溉水平和225 kg hm-2的施氮水平可以在避免水肥过量投入的基础上减少土壤有机氮淋溶对地下水造成的污染威胁.     

育秧箱全量施肥对水稻产量和氮素流失的影响

采用育秧箱全量施肥技术,通过2年田间小区试验,研究中量控释氮肥(80 kg N·hm-2)、高量控释氮肥(120kgN·hm-2)和常规施肥(300 kg N·hm-2)处理对水稻产量和氮素流失的影响.结果表明:与常规施肥相比,高量控释氮肥处理的水稻产量未显著降低.常规施肥处理2年平均氮素利用率为33.2％,中量和高量控释氮肥处理的平均氮素利用率分别比常规施肥处理提高26.2％和20.7％.常规施肥处理田面水的总氮含量在施肥后1～3d达最大值,中量和高量控释氮肥处理的高峰期为施肥后7～9d,全生育期内,中量和高量控释氮肥处理田面水的总氮含量均显著低于常规施肥处理.常规施肥处理的氮素渗漏流失主要在分蘖期,中量和高量控释氮肥处理的氮素渗漏流失后移至分蘖-开花期.各处理硝态氮流失量占总氮流失量的59.7％～64.2％,高量控释氮肥处理的总氮净流失量比常规施肥处理减少51.8％.     

稻田氮肥的氨挥发损失与稻季大气氮的湿沉降

通过田间小区与大田试验,对稻季期间氮肥的氨挥发损失和大气氮湿沉降状况进行了收集和监测。结果表明,每次施肥后的1～3日内氨挥发损失达到最大值,氨挥发损失受当地气候条件(如光照、温度、湿度、风速、降雨量)、施肥时期以及田面水的NH4^+-N浓度等因素的影响,大气氮湿沉降与施肥量和降雨量有关,稻季内由湿沉降带入土壤或地表水中的氮为7．51kg·hm^-2。其中,NH4^+-N的比例为39．8％～73.2％,平均为55．5％;稻季中总氨挥发量与湿沉降的NH4^+-N平均浓度和总沉降量的相关系数分别达到0．988和0．996,呈显著相关性。     

等氮条件下有机无机肥配施对小麦光合特性和群体结构的影响

为寻求最佳有机肥无机肥配施方式,以山西农业大学培育的山农9801为供试材料,在山西农业大学试验田进行了低氮(270 kg·hm^(-2))、高氮(360 kg·hm^(-2))2个施氮量下无机肥及有机肥各为37 500 kg·hm^(-2)、75 000kg·hm^(-2)4个有机肥无机肥配施共6个处理的田间试验,研究一定量氮肥下不同混施量的有机肥料与无机肥料对小麦群体叶面积指数、群体结构、叶绿素含量及光合特性的影响。结果表明:高氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的叶面积指数值最高;低氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的群体结构表现最为合理;高氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的旗叶叶绿素含量和旗叶净光合速率最高,综上得出高氮情况下,有机肥75 000 kg·hm^(-2)、无机肥228.3 kg·hm^(-2)处理组(F组)为最佳试验组。     

华北平原冬小麦夏玉米不同培肥措施的节水增产效应研究

根据山东省醒台县农业水资源日趋减少的现状,开展了以减少土壤水蒸发、提高水分利用效率为目的的不同培肥措施的节水田间试验,结果表明,秸秆还田与增施有机肥具有明显的节水增产效应,在相同灌溉水量（２５０ｍｍ）的情况下,玉米秸与小麦秸全部还田较玉秸小麦秸均不还田（对照）增产８８５ｋｇ．ｈｍ＾－２,水分利用效率提高３．３,在全还基础上增施有机肥较对照增产１８７５ｋｇ．ｈｍ＾－２,水分利用效率提高３．６０;仅小     

猪场废水施用对直播稻磷素吸收利用与氮磷生态化学计量的影响

以直播稻为对象,在上海农场进行了猪场处理废水基肥和穗肥不同用量组合的田间试验,研究猪场废水对水稻磷养分吸收利用与氮磷生态化学计量的影响。结果表明:施用猪场处理废水对直播水稻干物质积累、植株磷含量有显著影响。水稻拔节期、齐穗期和成熟期干物质积累量以及产量随废水施用量增加而增加;拔节期、齐穗期和成熟期植株、秸秆及籽粒含磷量与废水用量皆呈显著正相关;不同施肥处理在整个生育期水稻植株N∶P为3.13~5.10,在拔节期、齐穗期、成熟期分别为3.13~4.83、3.42~4.35、3.98~5.10,总体上以齐穗期N∶P值较低;成熟期秸秆N∶P值变动较大(4.30~6.57),而籽粒变化较小(3.85~4.37);齐穗期植株、成熟期秸秆、籽粒和植株的N∶P值与废水施用总量皆呈显著正相关,表明废水施用对直播稻氮素吸收的促进作用大于磷素。     

紫云英配施化肥对水稻氮素吸收利用和紫云英氮在水稻-土壤体系分配、残留的影响

明确紫云英配施化肥条件下水稻对氮素吸收利用和紫云英氮在水稻-土壤体系的吸收利用、分配及残留规律,能够为豫南稻区合理施肥提供依据。本研究利用原状土柱模拟和¹⁵N示踪技术,研究等氮条件下不施肥(CK)、化肥+22500 kg·hm^-2紫云英(FM1)、化肥+30000 kg·hm^-2紫云英(FM2)、化肥+37500 kg·hm^-2紫云英(FM3)、化肥+22500 kg·hm^-2紫云英+石灰(FM1+CaO)、化肥+30000 kg·hm^-2紫云英+石灰(FM2+CaO)、化肥+37500 kg·hm^-2紫云英+石灰(FM3+CaO)对水稻氮素吸收利用、水稻-土壤体系氮素养分平衡和紫云英矿化分解的氮在水稻各部位吸收利用、分配及残留的影响。结果表明: 与CK相比,施肥显著提高了稻谷氮吸收量、稻秆氮吸收量和氮素表观损失量、氮素盈余量。稻谷氮吸收量、稻秆氮吸收量和水稻氮利用率随紫云英翻压量增加呈先升高后降低趋势,氮素表观损失量和氮素盈余量随紫云英翻压量增加呈先降低后上升趋势,均以翻压30000 kg·hm^-2紫云英配施化肥处理效果较好。增施石灰可提高水稻稻谷氮吸收量、稻秆氮吸收量和水稻氮利用率,降低氮素表观损失量和氮素盈余量,以FM2+CaO处理效果最好。各施肥处理水稻吸收的氮来源于紫云英的比例为6.3%～13.2%,来源于土壤和肥料的比例为86.8%～93.7%;水稻对紫云英氮的当季利用率为23.8%～33.6%,水稻各部位对紫云英氮的利用率表现为籽粒>茎叶>根;紫云英氮在土壤中的残留率为37.6%～62.4%,损失率为7.8%～38.6%。综合考虑水稻氮素吸收利用、水稻-土壤体系氮素养分平衡和紫云英氮在水稻中的分配状况,该研究区以FM2+CaO处理为最优。