掺混控释肥侧深施对稻田田面水氮素浓度的影响

为了明确掺混控释肥侧深施对稻田氮素损失的控制效果,采用大田试验,以武运粳23号为试验材料,通过设置无机化肥常规用量分次施用(CN)、掺混控释肥梯度减量一次性基施(常规用量、减量10%、减量20%和减量30%)共5个处理,研究了掺混控释肥(RBB)减量对太湖地区稻田田面水不同形态氮素浓度的影响及产量效益。结果表明,与无机化肥常规用量分次施用CN处理(270 kg/hm^2)相比,RBB减量10%～30%不会造成水稻减产。田面水氮素以铵态氮为主,无机化肥施用后田面水氮素浓度在施肥后1～2 d即达到峰值浓度,此后逐渐下降;掺混控释肥处理的3个肥期田面水氮素峰值浓度较低,均显著低于CN处理。由于田面水氮素以铵态氮为主,因此总氮均值浓度降低幅度与铵态氮较一致。其中,基肥期、蘖肥期、穗肥期田面水总氮均值浓度两年降低幅度分别为87.19%～93.87%(2015年)和76.93%～83.48%(2016年),69.74%～79.73%(2015年)和74.46%～87.52%(2016年),94.43%～96.69%(2015年)和95.52%～96.57%(2016年)。RBB减量能够降低前期(基肥期和蘖肥期)田面水氮浓度,总体呈随用量减少而降低的趋势。但减量幅度相近处理的田面水氮素浓度未呈现一致性规律变化。结果说明,RBB施用减少了太湖地区稻田肥期氮素流失风险,RBB肥料用量为189～216 kg/hm^2能够在保证水稻产量的前提下降低前期田面水氮素浓度,减少氮素流失风险。

氮肥类型及施用方式对节水抗旱稻田面水氮动态及产量的影响

采用大田试验,以旱优8号为试验材料,比较评价了节水灌溉条件下不同氮肥类型和施用方式对节水抗旱稻产量、经济效益、氮素吸收和田面水不同形态氮素动态变化的影响。结果表明,相同氮肥用量条件下,不同氮肥类型和施用方式的氮素吸收与产量高低无明显相关关系。在等氮量投入下,缓释肥配施无机化肥处理(SCU1)总吸氮量最高,氮收获指数(NHI)最低,造成了水稻对氮素的奢侈吸收,不利于高产群体的构建,产量相对较低;缓释肥一次性基施处理(SCU2)的NHI最高,且灌浆结实期作物生长率和比叶重较高,利于光合产物的积累,产量最高,显著高于纯化肥处理(增产18.28%);有机肥无机肥配施处理(OCN)的作物群体质量、产量和氮素吸收利用与单施无机化肥处理相比无明显差异。SCU1处理降低了基肥和分蘖肥期田面水总氮和铵态氮浓度,但增加了穗肥期的田面水氮浓度,而SCU2处理和OCN处理在3个施肥期内田面水总氮和氨态氮浓度均明显低于纯化肥处理,SCU2处理氮素浓度最低。综合成本效益分析,缓释肥一次性基施技术能够满足节水抗旱稻生长对氮素的需求,提高作物产量、经济效益和氮素利用效率,降低径流损失风险,是值得在太湖流域推广的一种施肥技术。

聚天门冬氨酸/盐对水稻田面水氮素变化及养分利用的影响

为探究聚天门冬氨酸/盐(PASP)对稻田氮素流失及水稻养分利用的调控作用,本研究以普通聚天门冬氨酸钙/锌盐和改性聚天门冬氨酸钙/锌盐为供试材料,在干旱棚条件下,通过水稻桶栽试验研究了PASP对水稻田面水氮浓度变化和水稻生长、氮磷钾养分吸收及土壤养分的影响。结果表明,与常规尿素对照处理相比,各聚天门冬氨酸/盐处理降低了田面水氮素浓度,尤其在施肥后第3 d和第5 d,铵态氮和硝态氮浓度显著降低了16.8%~44.7%和20.4%~42.8%。聚天门冬氨酸/盐的施用有利于水稻生长及产量提高,水稻株高、有效穗数、秸秆产量和籽粒产量以及氮、磷、钾养分吸收量均表现出增加趋势,其中改性聚天门冬氨酸钙盐处理显著增加了水稻株高(12.0%)、有效穗数(13.8%)、秸秆产量(9.26%)及籽粒氮含量(8.32%),氮肥表观利用率提高了8.4%,但差异不显著。聚天门冬氨酸/盐处理土壤氮含量也有所增加,尤其是NH4^+-N含量显著增加,但土壤有效磷和速效钾含量受影响不大。综合水稻产量、养分吸收利用以及田面水氮素流失风险,改性聚天门冬氨酸/盐处理效果优于普通聚天门冬氨酸/盐,且改性聚天门冬氨酸钙盐处理最好。田间应用效果有待进一步验证。

不同农艺措施条件下稻田田面水总氮动态变化特征研究

通过盆栽试验,对稻田田面水总氮在不同农艺措施条件下动态变化规律进行了研究,并对该规律进行了数字拟合,以便为控制稻田氮素流失提供理论依据和技术途径。结果表明:田面水总氮浓度在施肥后第一天达到高峰,随着时间的推移不断降低,并且在每次施肥后7～9d下降到较低水平;施肥水平和田面水总氮浓度呈正相关关系;施肥方式对田面水总氮有较大影响,随着施肥深度加深,田面水总氮含量逐渐降低;不同肥料种类对田面水总氮亦有影响,全部施用复合肥处理浓度最大,施用复合肥+碳铵处理浓度最小;有机肥作为缓释肥料在试验初期对田面水总氮贡献不大;沙土较粘壤土处理田面水总氮浓度大。

水稻氮肥施用量及时期与田面水可溶性氮浓度的关系

为了明确稻田氮肥施用量及施用时期与氮素流失污染的关系,监测了不同氮肥施用量及氮肥施用后不同时期对田面水可溶性氮浓度的影响。结果表明,施氮量越高,施肥1d后田面可溶性氮含量也高,但这种影响随施肥后时间延长随之消失。水稻生育期随施肥后时间的延长,田面水可溶性氮含量呈急剧降低趋势,且不同施氮水平之间,一般在各时期施肥后7d甚至更短时间内存在显著差异。综合分析表明,氮肥施用量不同,对田面水可溶性氮含量的影响随着时间的推移越来越弱;在没有排水的情况下,田面水中可溶性氮含量的急剧下降,代表着渗漏损失是氮素流失的重要途径。结果为通过化肥中氮肥施用量来评估氮素流失污染量提供了理论依据。也可为氮肥流失防控措施的制定提供依据。这些结果表明,在防控氮素径流损失时,应集中在施肥后较短时间内执行。

太湖流域稻田对3种低污染水氮的消纳利用及化肥减量效果

为探讨稻田对不同低污染水氮的消纳利用效果以及化肥减量潜力,选用生活污水处理尾水、沼液和富营养化河塘水3种来源的低污染水,采用盆栽试验研究稻田直接回用对水稻生长和产量、氮养分吸收、田面水氮径流风险、氨挥发和土壤养分的影响及对化肥减量的贡献。结果表明:(1)3种污染水回用均可保证水稻的正常生长,提高了氮肥利用率,对产量则无显著影响。(2)与清水灌溉相比,3种低污染水回用的田面水总氮浓度在基肥期降低21.6%~48.2%,蘖肥期基本持平,穗肥期及灌浆期则明显提高。(3)3种低污染水回用降低了基肥期和穗肥期的日均氨挥发量,增加了蘖肥期和灌浆期的日均氨挥发量,但稻季氨挥发总量(以N计)差异不明显,为41.58~45.45 kg·hm^(-2)。(4)3种低污染水回用均增加了土壤碱解氮、总磷、有效磷和有机碳含量,以生活污水处理尾水回用最为明显。(5)整个生育期稻田可消纳生活污水处理尾水、富营养化河塘水和沼液4 858~5 441 m^3·hm^(-2),回用的氮量分别为107.1、31.4和132.9 kg·hm^(-2),分别替代化肥用量44.41%、12.83%和55.11%。综合产量以及环境效益,生活污水尾水回用显著提高了氮肥利用率,降低了生育前期的径流损失风险,并具有提升土壤肥力的功效。

南方山地丘陵区考虑水稻产量和生态安全的容许施氮量

为了研究南方山地丘陵区水稻种植过程中的容许施氮量,确保水稻产量、生态安全和提高氮肥利用效率,通过在福建(FJ)、四川(SC)、云南(YN)和江西(JX)4个试验点开展田间试验,分析了施氮量、水稻产量、氮素表观利用率、氮素表观损失和田面水总氮的相互关系。结果表明随施氮量的增加,各试验点的水稻产量呈一元二次函数变化,当施氮量为184.7(FJ)、185.98(SC)、288.8(YN)和249.5(JX)kg/hm2时,4个试验点的水稻产量达到最高,分别为5.47、11.24、9.9和4.42t/hm2。氮素表观利用率随施氮量的增加呈Sigmoidal函数递减。当施氮量为135、155、225和185kg/hm2时,FJ、SC、YN和JX试验点的氮素表观利用率出现拐点;田面水总氮随着氮素表观损失量的增加呈指数函数增加,当FJ、SC、YN和JX的施氮量超过180、225.5、236.3和270kg/hm2时,引起田面水总氮迅速增加,分别增加了50.9%、53.3%、90.6%和93.4%。根据容许施氮量确定的原则,通过对各指标相互关系的分析,确定了兼顾水稻产量、氮素利用率和环境安全的容许施氮量,福建、四川、云南、江西的容许施氮量为135～180.0、155～185.98、225～236.3和185～249.5kg/hm2,相应水稻产量为5.38～5.46、11.19～11.24、9.77～9.81、4.36～4.42t/hm2。该研究可为南方山地丘陵区水稻种植过程中合理的氮肥使用量提供参考。

施氮对高肥力稻田氮肥利用率及土壤-水体铵氮损失的影响

研究稻田不同施氮量下的农学效率和环境效应,对水稻高效优质环境保护型生产和合理施肥具有重要意义。在平湖稻区研究了不同施氮下水稻边际利润、最佳经济施肥量以及不同时期氮素利用率、土壤固定态铵、碱解氮及田面水铵氮浓度的动态变化。结果表明,当地水稻最佳经济施肥量为235kg N/hm2;施氮225kg/hm2时当季氮肥利用率仅为31.2%。土壤固定态铵以及碱解氮含量均在水稻生长时期内逐渐下降,但随施氮量的增加而增加。低氮处理促使土壤固定态铵含量有较大增幅,而高氮处理则使土壤碱解氮含量有较大增幅。在水稻不同生长时期的施肥后一个星期内,高于225kg N/hm2处理田面水NH4+-N急剧上升而后急剧下降;而75,150kg N/hm2处理田面水NH4+-N一直低于2mg/L。可见,浙北地区氮肥施用量保持在225kg/hm2为宜,过量施氮(超过225kg/hm2)将超过水稻的正常生长需求,造成土壤固铵量饱和,引起土壤碱解氮含量急剧上升,并导致田面水NH4+-N含量急剧上升。

不同施氮量对稻田氨挥发损失的影响

【目的】研究不同施氮量对稻田氨挥发损失的影响,为解决稻田氮素低利用率提供参考依据。【方法】利用双季稻田间试验,采用动态室法监测基肥和穗肥施用不同用量氮素后的土壤氨挥发特征及田面水氮形态含量特征。【结果】早稻基肥期土壤氨挥发损失峰值于施肥后第5 d出现,第9 d接近对照水平;晚稻同期及穗肥期土壤氨挥发损失峰值均于施肥后第1 d出现。基肥氨挥发损失量低于穗肥,晚稻高于早稻。早、晚稻平均氨挥发损失率分别为12.99%和21.79%。施氮提高氨挥发损失量和累积损失量,且随施氮量的增加而呈现不同程度地增加。氨挥发损失率随施氮量的增加而降低。相关分析表明,氨挥发损失量和磷肥施用量均与田面水铵态氮、硝态氮和溶解性总氮含量呈显著或极显著直线正相关。【结论】施氮通过提高田面水氮含量促进稻田氨挥发损失。通过合理施肥、改变肥料特性等措施降低施肥后田面水中氮含量降低,从而减少稻田土壤氨挥发损失。

育秧期钵盘施用全量控释肥显著降低稻田氮素损失风险

【目的】研究将全量控释氮肥由常规育秧大田施肥改为育秧钵盘中施用后,水稻产量及田面水氮素含量动态变化,为提高氮肥利用率、控制稻田的氮素流失提供理论依据。【方法】田间试验在湖北省安陆市车站村进行,供试水稻品种为‘华夏香丝’。试验设常规育秧+大田不施肥(CK)、常规育秧+大田常规施肥(FF)、钵盘育秧全量施肥(PF)3个处理,育秧28天后,调查水稻秧苗生长、地上和地下部分的氮磷钾含量。在基肥期、蘖肥期和穗肥期取样,测定田面水中全氮、铵态氮、硝态氮含量,收获期测产。【结果】与FF处理相比,PF处理的秧苗地下部生物量,地上部氮、磷、钾含量和地下部磷含量分别提高了77%、14.69%、17.47%、3.28%和41.65%,水稻千粒重和产量分别提高了6.82%和10.78%(P<0.05)。在水稻整个生育期内,PF处理的田面水中全氮、铵态氮、硝态氮浓度与CK相近,但显著低于FF处理。【结论】在相同施肥水平下,与常规育秧大田施肥相比,在育秧期将控释化肥全部施于水稻育秧钵盘,可显著提高秧苗地下部的生长和养分含量,提高水稻千粒重和产量,同时显著降低水稻整个生育期田面水中全氮和铵态氮浓度,有效控制稻田氮素损失风险。

沿江单季稻区控释掺混肥施用效应研究

为探寻沿江单季稻区高效环保的施氮方式,进行了不同用量控释掺混肥田间试验,分析单季稻休闲种植制度下不施肥(CK)、常规施肥(NPK,225 kg/hm^(2))、控释等氮(CRF1)、控释减氮15%(CRF2)和控释减氮25%(CRF3)5种施肥方式对水稻氮素吸收、氮肥利用率、土壤氨氧化菌和田面水氮的影响。结果表明,与NPK处理相比,CRF1、CRF2和CRF3处理均不会造成水稻减产,其中CRF2处理水稻产量、植株地上部吸氮量、氮肥利用率和经济效益分别提高7.4%、10.7%、43.4%和27.2%;氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)是稻田土壤氨氧化菌的优势菌(占73.5%~88.4%),CRF1、CRF2和CRF3处理分别较NPK处理使AOA的比例降低了13.6%、9.9%和6.0%(p<0.05),说明控释掺混肥可有效降低以AOA为主导的土壤氨氧化强度;与NPK处理相比,CRF2和CRF3处理可显著降低田面水总氮含量(降低比例分别为13.2%和24.9%)、可溶性总氮含量(10.6%和22.9%)和颗粒态氮含量(33.7%和40.6%)。总之,施用控释掺混肥可提高水稻产量、减弱土壤氨氧化强度、提高氮肥利用率和减少氮素流失风险,具有显著的经济和生态效益,其中以控释减氮15%(190 kg/hm2)效果最好,宜在沿江单季稻区广泛应用。