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。     

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％.     

氮肥水平对不同基因型水稻氮素利用率、产量和品质的影响

以不同基因型的水稻品种日本晴、N70、N178和OM052为供试品种,氮肥采用尿素,按基肥(70%)和蘖肥(30%)两次施用,设置3个施氮水平(N用量设0、120、270 kg·hm^-2)的田间小区试验,研究氮素水平对水稻产量、氮素利用效率和稻米品质的影响,以期为氮肥合理施用和氮高效水稻品种创制提供科学依据.结果表明:施氮能增加水稻品种产量的原因是提高了有效穗数和每穗实粒数;与对照(0 kg·hm^-2)相比,当施氮量为120和270 kg·hm^-2时,OM052籽粒产量在4个品种中增幅最大,分别为41.1%和76.8%;品种产量增幅不同是由于氮素利用效率的差异,在120、270 kg·hm^-2氮处理下,4个供试品种中,日本晴籽粒产量和氮素农学利用率(40.90 g·g^-1、18.56 g·g^-1)都最低,为氮低效品种,OM052籽粒产量和氮素农学利用率(145.9 g·g^-1、81.24 g·g^-1)都最高,为氮高效品种.施N能够增加各品种的直链淀粉和蛋白质含量,使胶稠度变长,降低垩白率、垩白度和碱消值;随施氮量增加,热浆黏度、峰值黏度、回复值和崩解值递减,而消碱值递增.相关性分析表明,低N水平下,供试品种产量及产量构成因子与外观品质、蒸煮食味的相关性更显著.综上,OM052是一个籽粒产量和氮素利用效率“双高”基因型品种,合理施用氮肥可以显著增加水稻的有效穗数和每穗粒数,改善稻米籽粒品质,实现高产和优质的协同.     

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.     

氮肥运筹对小麦产量、氮素利用效率和光能利用率的影响

连续2年在西南冬麦区的重庆、仁寿、广汉、西昌4个地点,开展3种施氮水平(每公顷纯氮0、120、180 kg,简写为N₀、N₁₂₀、N₁₈₀)和3种氮肥分配模式(N_A:底肥100%;N_B:底肥70%+苗肥30%;N_C:底肥60%+拔节肥40%)的田间试验,监测小麦花后冠层叶片SPAD值、群体光合速率(CAP)、光能利用等生理参数和籽粒产量,计算氮素利用效率、光能利用率等.结果表明: 随施氮水平增加,小麦上三叶SPAD值、CAP、光合有效辐射(PAR)截获率和产量均呈增加趋势,而氮肥农学利用效率、生产效率、吸收效率和利用效率呈降低趋势.氮肥后移的增效作用因施氮水平而异,SPAD于N₁₈₀增效明显,而CAP于N₁₂₀增效明显,不同氮肥管理模式的光能利用率因地点而异.氮肥后移能明显提高小麦氮肥农学效率、生产效率、吸收效率和氮素表观回收率,但氮肥利用效率则略有减少.氮肥后移效果N_C总体优于N_B处理.不同地点比较,广汉的SPAD值、CAP、PAR截获率、氮肥利用参数较高,其产量也相应最高;西昌的产量、SPAD值及氮素利用效率较高,但其光能利用率和CAP较低;重庆和仁寿的SPAD值、光能利用率及氮素利用效率均较低,其产量也最低.小麦生物产量与各地点的籽粒产量、CAP、SPAD值和PAR累积截获量均呈显著或极显著的正相关关系.表明不同生态区域增施氮肥都能促进小麦增产,氮肥后移可进一步优化产量结构、改善氮肥和光能利用效率,但存在年份和地点差异,各地需要制定有针对性的氮肥管理模式.     

施肥对太湖地区青紫泥水稻土稻季农田氮磷流失的影响

选取太湖东岸的青紫泥水稻土区,对常规施肥和不施肥条件下水稻季稻田氮、磷的流失进行了观测。结果表明:水稻种植季内田面水和降雨径流水中氮磷的浓度呈现前期高后期低的趋势,初期施肥之后的降雨流失使稻田水中氮磷浓度大幅度降低;整个水稻生长季稻田氮磷的流失总量分别达38.8和0.95kg.hm-2,且主要以田面水径流流失为主;氮素主要以水溶性的铵态氮流失,而磷素则主要为颗粒态流失。不施肥处理中稻田氮、磷流失分别是常规施肥处理的47%和60%;水稻生长初期降雨下的氮径流流失占整个水稻生长期的50%,磷素占33%。降雨事件下的流失是农田非点源污染的主要贡献期,因而应作为控制的关键因子;对于基础肥力高的水稻土可考虑轮流施肥以减少环境的氮、磷流失与水系污染风险。     

氮肥处理对氮素高效吸收水稻根系性状及氮肥利用率的影响

2011—2012年在土培条件下,以氮素吸收效率差异较大的15个常规籼稻为供试材料,研究氮肥运筹对不同氮效率品种根系性状、成熟期吸氮量及氮肥利用率的影响,分析影响氮高效水稻氮素吸收的主要根系性状。结果表明:(1)各氮肥处理下,成熟期吸氮量均表现为氮高效品种氮中效品种氮低效品种。适量增施氮肥及基肥+促花肥处理有利于氮高效品种吸氮量的增加,氮素吸收受品种、氮肥处理的显著影响。(2)在施氮量处理下,氮高效品种单株不定根数、单株根干重、单株不定根总长大或较大,单株根活力在常氮(N2)、高氮(N3)处理下有一定的优势;在施氮时期处理下,氮高效品种单株不定根数、单株不定根总长、单株根干重、单株根系总吸收面积、单株根系活跃吸收面积、抽穗期冠根比多数处理有优势;增施氮肥有利于促进氮高效品种单株不定根总长和单株根活力的提高,适量施氮有利于单株不定根数、单株根干重增加,前期施氮可促进不定根的发生和伸长,后期施氮有利于不定根的充实和根系生理性状的提高。此外,增施氮肥可提高各类品种冠根比;(3)在常氮、高氮处理下,氮高效品种氮肥利用率大于氮中效、氮低效品种。(4)提高单株不定根数、单株不定根总长、单株根活力及抽穗期冠根比有利于各类品种吸氮量的提高,增加根干重对氮高效品种吸氮量的提高也有显著的促进作用。结合相关分析与通径分析结果,抽穗期冠根比及单株不定根数、单株根活力、单株不定根总长、单株根干重是影响氮高效品种吸氮能力的主要根系性状。     

不同有机无机复混肥对水稻产量和氮素利用率的影响

通过田间试验,研究了菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥有机无机复混肥与化肥对常优1号水稻产量、氮素利用效率、土壤供氮特征以及土壤微生物多样性的影响.结果表明：各施氮肥处理的稻谷产量（7918.8～9449.2 kg·hm^-2）均显著高于对照（6947.9 kg·hm^-2）,其中有机无机复混肥处理的稻谷产量(8532.0～9449.2 kg·hm^-2)显著高于化肥处理（7918.8 kg·hm^-2）,比化肥处理增产7.7%～19.3%;菜粕堆肥、猪粪堆肥、中药渣堆肥有机无机复混肥处理的氮素积累量、氮素转运率、氮素回收率和氮肥农学利用效率及生理利用效率均显著高于化肥处理;有机无机复混肥处理明显提高了土壤矿质氮含量,改善了土壤供氮特性,提高了氮利用率;对各处理土壤DNA条带采用邻接法分析显示：5个处理土壤样品可分为三大族群,化肥与对照处理为第一族群,猪粪堆肥、中药渣堆肥处理为第二族群,菜粕堆肥处理属第三族群.表明施入外源有机物质(菜粕、猪粪与中药渣)可能会改变土壤的细菌群落结构,而施入化肥对土壤的细菌群落结构影响较小.     

减量施氮下基肥后移对南方冬小麦产量和氮素利用效率的影响

过量施用氮肥导致氮肥利用率降低,环境风险加大.合理降低施氮量、优化氮肥运筹对于小麦高产高效栽培具有重要意义.本研究采用大田试验,以常规施氮方式(240 kg N·hm^-2, 基肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶3∶2)为对照,研究了不同施氮量(240、180、150 kg N·hm^-2,分别用N₂₄₀、N₁₈₀、N₁₅₀表示)及基苗肥施用时期(基施、4叶期施、6叶期施,分别用L₀、L₄、L₆表示)对小麦产量和氮素利用效率的影响.结果表明: 小麦籽粒产量随施氮量的降低而降低,但N₁₈₀与N₂₄₀处理相比无显著差异,而N₁₅₀处理显著降低;氮肥农学效率和吸收效率均以N₁₈₀处理最高.不同施肥时期间,L₄处理的籽粒产量和氮肥利用率最高.N₁₈₀四叶施肥(N₁₈₀L₄)处理的产量与对照无显著差异,但氮肥利用率显著提高.N₁₈₀L₄处理叶面积指数、旗叶光合速率、叶片氮含量、旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、拔节后干物质和氮素积累量较对照未显著降低.适量降低氮肥用量配合基肥后移能够提高生育后期光合生产能力和氮素吸收同化能力,在保持高产的条件下实现氮素利用效率的同步提高.     

不同植被对土壤侵蚀和氮素流失的影响

利用 5～ 6a野外径流小区试验资料 ,研究 1 7种植被覆盖对土壤侵蚀和氮素流失的影响 ,结果表明 :1 9种作物、4种草地和 4种草灌间作小区年平均径流量为 2 7773、1 80 2 8和 1 31 4 9m3/ km2 · a,比相应裸地减少 2 7.5%、51 .1 %和64.3% ;侵蚀模数为 1 71 6、1 0 2 1和 81 2 t/ km2 · a,减少 73.0 %、92 .8%和 94 .3% ;全氮富集率为 1 .65、2 .4 8和 2 .59,比裸地增加 1 3.8%～ 1 1 4 % ;年平均土壤氮素流失量为 1 4 58、1 2 52、382 9和 966kg/ km2· a。 2植被通过调节径流流速来间接影响泥沙全氮富集 ,土壤侵蚀模数愈大 ,泥沙全氮富集率愈小。 3土壤氮素流失方程 SN=( 55.56-4 .87ln SL)· SL·TN ,可定量预测土壤氮素的流失。     

减量施氮对玉米-大豆套作体系土壤氮素残留和氮肥损失的影响

通过田间试验,研究了玉米单作、大豆单作、玉米-豆套作3种种植模式和不施氮、减量施氮(180 kg N·hm^-2)、常量施氮(240 kg N·hm^-2)3种施氮水平对玉米和大豆植株氮素吸收、土壤氮素残留和氮肥损失的影响.结果表明: 玉米-豆套作体系下,施氮提高了玉米土壤中残留的NO₃^--N、NH₄⁺-N含量,但在大豆土壤中则降低.与单作相比,玉米套作的土壤氮素残留量增加,氮肥损失量降低,大豆套作的土壤氮素残留量和氮肥损失量均降低.减量施氮处理下,玉米-豆套作系统的氮肥残留率、损失率和氨挥发损失率分别比玉米单作低17.7%、21.5%和0.4%,比大豆单作高2.0%、19.8%和0.1%.与常量施氮相比,减量施氮降低了玉米-豆套作系统的氮肥残留量、残留率、损失量和损失率,同时还降低了由氨挥发所引起的氮肥损失,其中氮肥残留率、损失率和氨挥发损失率分别降低12.0%、15.4%和1.2%.     

氮肥施用对冬小麦产量、品质和氮素表观损失的影响研究

通过田间小区试验,对施用氮肥造成的冬小麦产量、品质和环境效应进行了研究.结果表明,4个试验点最高产量施N量分别为0、0、79和118 kg·hm^-2,最高籽粒粗蛋白质含量施N量分别为122、100、127和174 kg·hm^-2,小麦收获后0～90 cm土壤剖面硝态氮残留量随施N量的增加呈极显著线性增加,而N表观损失则呈指数增加.在最高产量施N量条件下,小麦收获后0～90 cm土层硝态氮残留保持86～115 kg·hm-2,N表观损失为2～32 kg·hm^-2,低于最高籽粒粗蛋白含量施N量时的土壤剖面硝态氮残留量(106～168 kg·hm^-2)和N表观损失量(14～56 kg·hm^-2).综合考虑冬小麦产量、品质和环境安全,最高产量施N和氮肥施用的环境效应可以通过优化施N进行协调.     

不同水分和氮素处理对寒地水稻生育及产量的影响

为了探讨不同水分和氮素处理对寒地水稻生长发育及产量的影响,以水稻品种空育131、龙粳21为试验材料,于2010—2011年度在黑龙江建三江进行水分、氮素处理大田试验,水分为雨养、间歇灌溉、水层灌溉3个水平,氮素为不施氮、常规施氮(112—135 kg/hm2)、高氮(142—173 kg/hm2)3个水平。结果表明:与水层灌溉相比,雨养水稻生育期缩短1—5 d,生长指标明显降低,产量显著降低,间歇灌溉水稻生育期、生长指标与其相似,产量差异不显著。与常规施氮相比,不施氮生育期缩短2—5 d,高氮条件下延长2—4 d;施氮量增加,生长指标增大,产量显著增加;低氮条件下,水分不足的限制作用明显,高氮能一定程度弥补水分的限制,促进水稻生长。增加施氮量及灌溉水平可以显著地提高有效穗数、每穗粒数。在试验条件下,水氮互作效应不显著。间歇灌溉及高氮管理具有较好的增产效应及资源利用率,研究可为寒地水稻生产进行水氮科学管理、实现高产高效提供理论依据。     

农田施氮对水质和氮素流失的影响

基于ISI Web of Science数据库,利用文献计量学方法分析了自1957年以来各国在农田氮流失领域的研究发展态势,综述了农田氮流失特征及氮流失防控措施。结果表明,目前各国对农田氮流失的研究主要集中在施氮对水体水质的污染和监测方法上,涉及的关键词主要有Groundwater、Water quality、Surface water、Nitrate pollution、Eutrophication、Contamination、Nonpoint source pollution、Lysimeter、Runoff、Subsurface drainage等。中国、美国和加拿大等农业大国的研究机构在这一领域的研究成果最多发文量最多的期刊主要分布在荷兰、美国和中国。文献分析表明,受降水、地形、土壤、施肥等诸多管理措施的影响,不同区域的农田氮流失量差别很大,中国各类农田的氮流失量(13.7—347 kg/hm~2)明显高于欧美国家(4—107 kg/hm~2)。我国单位面积化肥(357.3 kg/hm~2)和氮肥(165.1 kg/hm~2)施用量均远高于世界平均用量(87.5 kg/hm~2和52.9 kg/hm~2),当季氮肥利用率(17%)却明显低于世界平均水平(58%),表明氮肥施用过量且利用率过低是造成氮流失的关键因素。综合分析农田氮流失防控措施发现,从源头控制氮流失是最有效的措施,优化农艺管理措施和氮迁移过程拦截等分别可减少15%—92%、46%—77%的氮素流失,其中针对农田适宜施氮量的研究最多。然而,面对粮食生产需求与资源短缺、水体水质持续恶化的现状,未来的研究重点应从简单的表观平衡向整个农田生态系统的氮素循环过程转变,更为迫切的是加快探索以水质保护为目标的化肥氮施用阈值(造成环境污染的临界施氮量),并推广示范这些有效的氮流失防控措施。     

花期渍水逆境下氮素对油菜产量及氮肥利用效率的影响

温室盆栽试验条件下,设置渍水和对照2个水分处理,每个水分处理下设置3个施氮水平(0.05、0.2、0.3 g N·kg^-1土),研究了花后渍水逆境下氮素营养对两个氮高效基因型‘Monty’、‘湘油15’和两个氮低效基因型‘R210’、‘Bin270’油菜产量、产量性能及氮肥利用效率的影响.结果表明:与对照相比,花后渍水处理显著降低了油菜的单株角果数、千粒重、每角粒数和籽粒产量.在适宜水分条件下,增施氮肥显著增加了油菜籽粒产量,而在渍水逆境处理下,增施氮肥对油菜籽粒产量的形成贡献不大.氮高效基因型较氮低效基因型对花后渍水逆境下的籽粒灌浆充实具有一定的促进作用.在同一水分处理下,花后渍水明显降低了油菜氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮素吸收效率和氮收获指数,渍水显著影响了不同基因型油菜的氮素吸收利用能力,而氮高效基因型在渍水逆境下较氮低效基因型更有利于将氮素转运、再分配到角果中,提高籽粒生产效率.油菜产量性能参数存在显著的水氮互作效应,水分、氮肥及水氮互作对油菜籽粒产量和产量性能参数的影响因基因型的不同而异.     

基肥侧位深施条件下穗肥减量对水稻氮素利用率的影响

大田试验条件下,以水稻品种“武运粳31号”为供试材料,通过设置不同施氮量处理,采用机械侧位深施基肥,研究了穗肥减氮对水稻产量形成和氮素吸收利用效率的影响.结果 表明:2017年和2018年两季水稻,与撒施基肥的N1处理比较,采用侧位深施基肥减少10％氮肥施用量的N3处理,水稻单位面积穗数显著降低,但其每穗粒数和结实率明...     

有机培肥和减施氮肥对小麦光合特性和氮素吸收及产量的影响

以常规单施氮肥处理为对照(CK,270kg·hm-2),设置秸秆还田(J)、秸秆还田+牛粪(JF)、秸秆还田+沼渣(JZ)3种有机培肥措施,耦合N1(较CK减量10%)、N2(较CK减量20%)和N3(较CK减量30%)3个施氮水平,采用田间试验方法,探究有机培肥和减施氮肥对小麦光合特性、氮素吸收及产量的影响。结果表明:(1)与CK相比,有机肥配施氮肥明显促进了小麦生育期分蘖的发生和有效群体数的形成,提高叶绿素含量并维持旗叶较高光合速率水平,促进小麦地上部干物质积累、植株氮素吸收,增加穗粒数和千粒重,并显著提高小麦产量,产量增幅为4.21%~17.80%,并以JFN2(JF+N2)处理组合产量最高(6 853.43kg·hm-2)。(2)同一有机肥培肥处理中,N2(减施氮肥20%)处理效果最好,能显著促进小麦群体形成,提高小麦叶绿素含量、光合速率和产量;JFN2小麦群体数在成熟期分别比JFN1、JFN3增加5.16%、4.31%,JFN2叶绿素含量在花期分别较JFN1、JFN3增加2.29%、2.31%;JFN2处理产量分别比JFN1和JFN3显著增加11.41%和7.56%。(3)同一施氮水平下,成熟期干物质积累量表现为JZN1处理显著大于JFN1和JN1处理,分别增加8.93%和12.01%;花期JF处理氮素积累量在3种施氮水平下均分别显著高于其它2种有机培肥处理;JFN2处理籽粒产量显著高于JZN2和JN2处理,增幅分别为12.17%和6.09%。研究认为,有机肥耦合施氮量可促进小麦分蘖和有效群体数的形成,提高叶绿素含量和光合速率,增加植株干物质和氮素积累,从而增加小麦产量。     

氮肥运筹对水稻氮代谢及稻田土壤氮素迁移转化的影响

稻田氮肥管理是水稻高产栽培的重要环节。解析氮肥运筹对水稻植株氮代谢生理生化特征及稻田氮素迁移转化特性的影响,对提高水稻氮肥利用效率及增加水稻种植效益有重要意义。本文综述了不同氮肥运筹模式对水稻植株氮代谢过程中相关转运蛋白的表达及氮同化关键酶活性的影响,分析了氮代谢与碳代谢相互影响的作用机制,并对施氮模式与施用方法影响稻田土壤各形态氮素的循环转化和稻田氮素损失的影响机制及可能的调控途径作了总结。我们认为,当前的研究对氮肥运筹对水稻氮代谢影响的生理层面已经有了较明确的认识,但在分子及基因层面的研究尚显缺乏;田间氮肥管理的改善对提高稻田氮素利用率起到了明显的促进作用,但在实际应用时仍存在较多问题,需进一步改进。未来的研究应着重于继续深入挖掘水稻的氮代谢潜力,采取更高效的田间氮肥管理措施,从而进一步提高稻田氮素利用效率。     

有机肥替代部分化肥对水稻光合速率、氮素利用率和产量的影响

农业生产中合理施用有机肥对实现化肥零增长、提高土壤肥力和保证粮食稳产高产至关重要.本试验在辽宁省沈阳市稻田以'沈农9816'为供试材料,设置7种不同处理,分别为不施氮肥(CK)、低氮150 kg ? hm-2(LN)、中氮240 kg ? hm-2(MN)、高氮330 kg·hm-2(HN)、中氮有机肥替代10％(OM...