不同地力水平和施氮量下水稻优质高产的氮肥有机替代比例

【目的】氮肥有机替代可减少化肥投入同时消纳有机废弃物,是促进水稻绿色生产的关键技术之一。然而,适宜的氮肥有机替代比例还有待进一步明确。【方法】本研究综合已发表有关水稻氮肥有机替代的71篇文章,分别获取水稻产量和籽粒含氮量田间试验相关数据412组和133组,通过整合分析(meta-analysis)量化不同氮肥有机替代比例对水稻产量和籽粒含氮量的影响,并探究不同土壤条件和施氮水平下适宜的有机替代比例。【结果】适宜的氮肥有机替代比例有利于水稻产量和籽粒含氮量的提升,土壤有机质含量高(>25 g/kg)、中(15~25 g/kg)、低(≤15 g/kg)水平下,获取最高水稻产量的适宜有机替代比例分别是60%、70%、30%;无论土壤全氮含量高(>1.5 g/kg)、中(1~1.5 g/kg)或者低(≤1 g/kg),适宜的有机替代比例均不超过60%。土壤速效氮含量高(>150 mg/kg)和低(≤90 mg/kg)水平下,适宜的有机替代比例均是10%~30%,速效氮中等水平下(90~150 mg/kg)有机替代处理产量增加不显著。高水平施氮量(>250 kg/hm^(2))下产量最高的有机替代比例为20%,低水平施氮量(≤150 kg/hm^(2))下产量最高的有机替代比例为10%,中水平施氮量(150~250 kg/hm^(2))下产量最高的有机替代比例为70%。随着有机替代比例的增加,水稻籽粒含氮量呈现先增后降趋势,含氮量最高的有机替代比例为30%。【结论】土壤有机质和全氮含量高的地区,氮肥有机替代比例可以适当提高到60%~70%,中低水平地区有机替代比例则需降低至30%左右。土壤速效氮含量高和低水平下,有机替代比例超过30%,水稻增产不显著或显著降低。施氮量高和低水平下,维持水稻高产的适宜有机替代比例分别是20%和10%。在氮肥有机替代比例不超过30%的情况下,水稻籽粒的含氮量能显著提高。