周江明1,姜家彪1,钱小妹1,詹丽钏2
全 文 :收稿日期:!""#!! 接受日期:!""&"′!(
基金项目:江山市科技创新项目(!""#"!"))资助。
作者简介:周明江(%*#(—),男,浙江江山人,高级农艺师,硕士研究生,主要从事土壤肥力和植物营养及农化分析等。
+,-:".&"′" "6**%*;氮肥流失量随着土壤背景氮的增加而上
升。研究表明,采用合理的灌溉和施肥,能有效地提高氮肥利用率、增加水稻产量,并节省灌溉用水。但在土壤高
背景氮的稻区,最主要的问题是大量减少氮肥用量,以减少氮素流失,降低氮肥对环境的污染。
关键词:土壤背景氮;晚稻;水肥管理;氮肥利用率
中图分类号:=%’&6!;=!&.6’ 文献标识码:> 文章编号:%""(.".?(!""()"""!("( !"#%&’& () *#+,- #". "’+-(/," 0(12’"/ ,)),0+& ’" 2#..% )’,.&
*’+3 .’)),-,"+ ),-+’′+,4,& @ABC D324E0134E%,DF>GH D320I328%,DF>GH ?340J8K%,@A>G L307MK24! (! "# %&’()"*#+(,(&- ./0+12(+ 3+0′ (4 526+&1#6+ 320-,526+&1#6+,7#826+& 9:;!<<,3#2+6; : "# %&’()"*#+(,(&- ./0+12(+ 3+0′ (4 =#+&>#(? 320-,=#+&>#(?,7#826+& 9!:;<<,3#2+6 ) !5&+-#0+:N3,-O ,PQ,;31,4RS T,;, 784OK7R,O R8 SRKOJ RM, ,UU,7RS 8U O3UU,;,4R 3;;3E2R384 18O,-S 24O 43R;8E,4 2QQ-372R384 1,RM8OS 84 ;37, J3,-O,2E;848137 7M2;27R,;3SR37S,43R;8E,4 KS, ,UU373,47J(GC/)24O T2R,;0S2V34E W +M, ;,SK-RS SM8T,O RM2R 781Q2;,O T3RM U-88O34E 3;;3E2R384,MK13O 3;;3E2R384 347;,2S,O ;37, J3,-O IJ .6%9 #6.9,S83- ;,S3OK2- 43R;8E,4 IJ
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I27ZE;8K4O G 784R,4R W X37, MK13O 3;;3E2R384 S2V,O T2R,; IJ %(6"9 )’6)9 W [81Q2;,O T3RM RM, R;2O3R3842- 18O,- 8U &" :)"(&"9 KS,O 2S I2S2- 2QQ-372R384 24O )"9 2S R8QO;,SS34E),RM, 43R;8E,4 2QQ-372R384 18O,- 8U ." :."(."9 KS,O 2S I2S2- 2QQ-372R384 24O ."9 2S R8QO;,SS34E)347;,2S,O ;37, J3,-O IJ "6)9 (6*9,T3RM 18;, 347;,2S, 34 U-88O34E Q2OOJ
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水稻是我国种植面积最大、灌溉用水量最多的
作物,全国种植面积达 5677万公顷[6]。而氮肥作为
水稻生产的主要增产因子,其用量我国居世界之首,
8778年我国氮用量达 89:7万吨,占全球氮肥用量的
57;[8],其中约 6 < :是用于水稻[5]。多年来,我国在
水稻生产中氮肥对产量、米质等方面的影响,总结出
许多宝贵经验[:=>]。当前,水稻生产中普遍存在施
肥不平衡、过度施氮及施氮方式不当等现象。据报
道,特别在南方一些主要水稻产区水稻施氮量达到
. 8?7!577 () < @38,少数甚至达 :97() < @38[?],远远
高于我国稻田单季稻平均氮肥用量(. 6A7
() < @38)[A]。氮肥的不合理施用,造成利用率下降,
在我国,氮肥利用率为 57;!59;,明显低于世界平
均水平[B]。有关调查表明,氮肥施用不当,其生产效
益从 6B98!6B9A年的 6C??;下降至 6BB6!6BB9年
的 7C98;[67]。因此,如何提高氮肥利用率,降低水
稻生产成本,减少农业生态面源污染,已成为当前研
究的重点[66=69]。另一方面,在当前水资源紧缺的情
况下,我国传统的淹水灌溉方式,其地面排水(降雨
使稻田水层过深或灌溉弃水)既造成了水资源的大
量浪费,也导致氮肥大量流失。为此,开展了不同肥
力的稻田中水分管理和施氮方式对水稻产量、氮肥
利用率及节水效果等方面的影响研究,旨在探讨在
不同肥力稻田中有效的施氮方式及水分管理技术,
提高氮肥利用率,为水稻生产建立区域性的高产、优
质、高效、节水的栽培模式。
) 材料与方法
)*) 试验设计
田间试验设在江山市贺村镇、长台镇和凤林镇三
地农户双晚稻田上进行,前茬作物是早稻。贺村镇稻
田是新建标准农田,红黄泥粘土,属低肥力田块;长
台镇稻田为壤土,肥力中等;凤林镇稻田是耕作多年
的沙壤土,属高肥力田块。它们主要化学性质见表 6。
供试作物为晚稻 578?,供试氮肥为尿素。
试验设灌溉方式(D)和施肥方式(E)8个因素。
D因素设计 8个水平:D6为当地农户习惯的淹水灌
溉,除苗期保持 8!5’3 水层、分蘖后期落干拷田
外,其它生育期一般保持 5!>’3水层;D8 为湿润
灌溉,幼苗、孕穗抽穗期田面保持 6!8’3水层,落
干拷田同 D6 处理,其余生育阶段进行干湿交替,灌
溉上限为土壤饱和含水量,下限为田间持水量。E
因素设 5个水平:水稻整个生育期施 .6A7 () < @38,
E6、E8、E5的基追肥比例分别为 67 F 7、? F 5、9 F 9。E6
提高当地农户基肥比例,氮肥全作基肥,移栽前施
入;E8为当地农户普遍施肥模式,氮肥按基肥、分蘖
肥、促花肥为 ?7;、69;、69;的比例施入;E5 降低
当地农户基肥比例,氮肥按基肥、分蘖肥、促花肥为
97;、89;、89;的比例施入,供试氮肥为尿素。
试验采用正交设计,共有 >个处理组合,分别为
D6E6、D6E8、D6E5、D8E6、D8E8、D8E5。另设一个淹水灌
溉下空白区 E7,不施氮肥,仅施磷、钾肥,为 D6E7,作
为对照。田间小区面积 :738,重复 5 次,各小区间
做 87’3宽、89’3高的田埂隔开,三排小区间有 57’3
宽的排水沟隔离,确保各小区排灌水完全独立。
供试作物为晚稻 578?。5个试验点晚稻于 877>
年 >月 69日同天播种,?月 88日移栽,66月 6日收
割。磷肥(G8H9)?8 () < @38全作基肥于移栽前施入;
钾肥(I8H)689() < @38,基肥 ?7;,保花肥 57;。在
整个生育期间管理措施相同。
表 ) 供试土壤养分状况
+,-." ) /,(01 2&%2"&30"( %4 ("."13"’ (%0.
地点
J#/0
肥力状况
K0*/##/4 质地 L0M/+*0 有机质 HN () < ()) 全氮 L"/ O . () < ()) 有效磷 DP&# O G
(3) < ())
速效钾
DP&#OI(3)<())容重E+( -0,!#/4
() < ’35)
QR
贺村
R0’+,
低肥田(GS.)
S"T . 1#0−粘土U&4 "&3 67C> 7C>7 5C5 95C> 6C6A 9C? 长台 U@&,)/&# 中肥田(GN.) N#--0 . 1#0- 壤土 S"&3 8?CA 6C>: ?C5 97C: 6C7> 9CA 凤林 K0,)#,
高肥田(GR.)
R#)@ . 1#0- 沙壤 J&,-4"&3 58C6 8C78 9?C9 A8C5 6C68 >C7
B86期 周江明,等:不同肥力稻田晚稻水氮耦合效应研究
!"# 测定项目及方法
水稻产量及其构成:收获前 ! ",每小区选择 #
个点,每点取有代表性水稻(连根)! 丛,考种,并小
心洗净根部土壤,与子粒一起烘干用于计算子粒与
秸秆的比率及含氮量的测定。产量以实割为准,收
割后采集每小区土壤样品,采样深度 —!#%&,供分 析氮含量用。 氮素含量:样品用浓 ’!()*+,!()*+-.()* 混合 催化剂消解,凯氏法测定氮含量[/0]。 灌溉用水量:除分蘖后期落干拷田外,淹水灌 溉各生育期始终保持水层,用水总量( 1 /2 3 4 5&!)
6 /(&! 4 5&!)1灌水深度(%&)1灌水次数 4 /; 淹水灌溉在分蘖期保持水层,计算同前。其余生育 期始终保持在田间持水量到饱和含水量之间,用水 总量( 1 /$2 3 4 5&!)6(!$%& 土层的饱和含水率 + !$%&土层的田间持水量)1 /(&! 4 5&!)1 !$%& 1容重(7 4 %&2)1灌水次数 4 /。 # 结果与分析 #"! 水氮管理方式对晚稻产量及其构成的影响 !8/8/ 产量 表 !看出,在低肥田中,淹水条件下, 92处理产量显著高于其他处理,比 9! 增 :8;<,比 9/增 //8#<,而湿润灌溉处理,92 处理比 9! 仅增82<,差异不显著;在中肥田中,=!9! 和 =!92 处理
产量极显著高于其他处理,而同一灌溉方式中,除
9/处理显著低于 92处理和 9!处理外,92和 9!间无
显著差异;在高肥田中,=!9!和 =!92 极显著高于其
他处理,相同灌溉条件下均为 92 > 9! > 9/,采用湿润
表 # 不同处理的水稻产量
)( *+%,- .,(’/ ,- /,00(+(-1 1+(%12(-13
处理 子粒产量 ?@ABC DBEF"(G7 4 5&!)
H@EAI&ECI 低肥田 J3K 中肥田 JLK 高肥田 J’K
=/9!##8E−0#8 "M 0:82 "- =/9/ #0#:82 "9 0:;/8N %- 0/N#8$ %"9- =/9! #N;/8N %"9 N!$:82 O9- 02/08N O%9- =/92 02$:82 AO= N2:282 O9 02:282 O%9- =!9/ 0$:282 O%=9 N/#$8$ O9- 0*8O O=9
=!92 0*:282 A= N;!#8A= 0:#:82 A= 注:同列中不同大小写字母分别表示差异达 /<和 #<显著水 平,下同。 KPIE:MBQQE@ECI %ARBIAF AC" S&AFF FEIIE@S BC EA%5 %PF.&C &EAC SB7CBQB%ACI AI /< AC" #< FETEF,@ESRE%IBTEFD,AC" I5E SA&E SD&OPF BS .SE" QP@ PI5E@ IAU OFESV 灌溉的,各处理间差异达到显著水平,而淹水灌溉的 各处理间差异不显著。以上说明施氮方式对晚稻产 量有显著的影响,且在氮肥用量较低时,淹水灌溉对 施肥方式的增产效果影响大,当有过多的氮肥存在 时,湿润灌溉对施肥方式的增产效果影响大,表现出 以水调肥的作用。另外,在施氮方式相同的情况下, 湿润灌溉的产量比淹水灌溉处理高,低肥田 =! 比 =/增 !8://8N<,差异显著;中肥田 =! 比 =/ 增<br28NN82<,其中 92 和 9! 处理差异达极显著水<br平,与 9/处理差异达显著水平;高肥田 =! 比 =/ 增 280N8*<,9/ 处理差异不显著,92 和 9! 处理差<br异达极显著水平。可见采用湿润灌溉技术,有利于 增加土壤透气性,促进水稻根系发达、茎秆基部坚硬 粗壮,形成合理高产株体。但在不同肥力田中,=! 比 =/增幅较为接近,表示稻田土壤肥力高低对水分 管理的增产效果影响不大。表 !还看出,不同肥力 田块的产量均以 =!92 处理最高,2种肥力田分别比 空白 =/9 增 /#*8!<、2/8<、/*8/<,并显著高于 其它各个处理,说明水分管理与施氮方式的互作有 显著的增产效果。但稻田土壤背景氮较高时,增产 效果下降。这可能是土壤背景氮过高,虽提高了有 效穗数,但水稻营养生长过旺,不利于由“源”向“库” 的转化,造成后期灌浆不足,结实率和千粒重下降。 !8/8! 产量构成因子 有效穗主要由氮肥控制,随 氮用量的增加而增加[/N]。从表 2可看出,在不同肥 力田中,施氮量相同时,有效穗随着稻田土壤背景氮 含量的增加而上升,高肥田有效穗平均达 !#82 1
/* 4 5&!,中肥田平均为 !/82 1 /* 4 5&!,低肥田仅 /N*8! 1 /* 4 5&!,高肥田比低肥田增 *28N<(表 2)。
水分管理相同时,施氮处理有效穗表现为 9/ > 9! >
92,其中,9/比 92增幅在 28;8NN8!<,说明早期氮肥比例越高越有利于水<br稻有效穗数的增加。而施氮相同时,高肥田=!有效穗平均!N28∗1/* 4 5&!,=/ 平均 !*081/* 4 5&!,=!
比 =/增 //8/<。中肥和低肥田却是 =/比 =!增加,
增幅分别为 /8;<和 28/<,说明有效穗受土壤背景
氮影响最大,土壤背景氮越高,有效穗越多。从施肥
方式看,基肥比例越高,有效穗也越多。而水分管理
(不缺水的情况)影响较少,且受到稻田氮素高低的
牵制,只有高肥田,控水管理才有利于有效穗的增
加。所以单以提高有效穗作为水稻高产措施的话,
应该大量施用单位氮肥量,并集中于早期施入,这也
许是农户普遍存在“施氮增产”观念的原因。
表 2还看出,在同一田块里,结实率均是 =! >
2 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 /*卷 !",高、中、低肥田 !" 和 !# 的结实率平均分别为%&’( 和 )*&"(、)%&+( 和 )+&’(、)"&"( 和
),&+(,但各处理间差异不显著;水分管理相同时,
-"、-#、-,结实率基本上缓慢上升,但无明显差异。
在不同肥力田里,以中肥田结实率最高,平均
)%&*(,低肥田平均 )#&,(,高肥田仅为 &.(,高 肥田结实率比中、低肥田分别减少 .&"(和 %&+(。 以上说明结实率随着土壤氮含量的上升而提高,但 氮素超过一定水平时,由于单位面积有效穗多,不能 充分利用光能、水分及养分等,反而使结实率大幅度 下降。 在低肥田,千粒重以 !"-* 最低,仅 #%&,/,而高 肥田,!"-*千粒重达 #$&’/,显著高于其他处理,中 肥田各处理间无显著差异。可见千粒重受氮素的影 响与结实率相同,过高过低的氮素均会降低千粒重, 这可能是氮素不足或氮素过量、营养生长旺盛造成 灌浆不足之故。在相同施氮方式下,!" 和 !# 千粒 重平均数分别为 #+&’/和 #+&)/,湿润灌溉稍高于淹 水灌溉处理,但无显著差异。 表 ! 不同处理的产量构成因子 "#$%& ! ’(#)* +)&%, -./0.*&*12 .3 ,)33&(&*1 1(/&*12 处理 01234 5 低肥田 678 中肥田 698 高肥田 6:8 有效穗 !6 ( ; "*’ < =>#) 实粒数 ?@8 (8A5) 结实率 BBC (() 千粒重 "*,D@E (/) 有效穗 !6 (;"*’ < =>#) 实粒数 ?@8 (8A5) 结实率 BBC (() 千粒重 "*,D@E (/) 有效穗 !6 (;"*’ < =>#) 实粒数 ?@8 (8A5) 结实率 BBC (() 千粒重 "*,D@E (/) !"-* "#)&’ F )+&# G )#&# 3 #%&, G ").&’ G "".&, 3 $)&$ 3 #+&) 3 ###&) 2 .)&$ H $)&# 3H #$&’ 3 !"-" ##+&# 3 ..&’ H )"&+ 3 #+&" HG ##,&# 3 "’%&) 3 )’&% 3 #+&) 3 #’.&’ GF "**&. H $’&’ H #%&$ H !"-# ##’&. 3 .)&# H )"&. 3 #+&$ 3H #"’&+ 3 "%’&$ 3 )%&. 3 #$&# 3 #’)&# GF .%&, H $,&. H #%&) H !"-, #"$&# HG ""*&% 3 $.&) 3 #+&+ 3H #*.&$ 3H "’’&# 3 )+&’ 3 #+&) 3 #’*&’ F "*’&# H $)&* 3H #%&) H !#-" ##"&" 3H "*)&) 3 )"&$ 3 #$&" 3H ##,&" 3 ",+&% 3 )+&" 3 #$&# 3 #.,&’ 3 ..&) H )*&) 3H #%&’ H !#-# #"’&" G ""*&+ 3 )’&# 3 #$&# 3 #",&’ 3H ","&’ 3 )+&’ 3 #$&’ 3 #++&+ H "*#&. H $)&* 3H #%&) H !#-, #"#&$ G "",&% 3 )’&) 3 #$&# 3 "..&" HG "%"&’ 3 )+&$ 3 #$&’ 3 #+*&" HG "#’&" 3 )"&+ 3 #+&# H 平均 !I/5 "$’&# .)&) )#&, #+&% #"*&, "’*&% )%&* #$&" #%*&, "*,&$&. #+&*
!6—3I3JK3HK2 L3MJGK2;?@8—?JKK2F /13JM MN>H21;BBC—B22F O244JM/ 1342;@E—/13JM P2J/=5
454 水氮管理方式对氮肥分布的影响
由表 ’可知,在不同土壤背景氮的稻田中,子粒
吸氮量以中肥田最高,平均为 .+&.%Q/ < =>#,高肥田
以 )&) Q/ < =># 位居其次,低肥田为 +.&)#Q/ < =>#;
而秸秆吸氮量随着稻田土壤背景氮含量的增加而上
升,呈正相关关系,相关系数 1 R *&.).’。从地上总
吸收氮量看,低肥田明显偏低,仅 ",*&., Q/ < =>#,表
明氮素不足将严重影响到地上总吸氮量;中肥田与
高肥田分别为 #*+&"% 和 #*,&.Q/ < =>#,中肥田仅比
高肥田增 "&"(,而收获指数中肥田却比高肥田增
.&,(,说明高肥田的大量氮素被积累在茎秆、叶等
营养器官里,氮从营养器官“源”到子粒“库”转化率
较低。
在氮肥管理模式相同时,高、中、低肥田耕作层
土壤氮素残留量均是 !# 比 !" 高,增幅在 *&’(!
#&,(之间,表明采用节水灌溉技术,减少水分排灌
量,能降低由于水分流失而带走的氮素损失;子粒
吸氮量,在高肥田中,!" 比 !# 稍高,但无显著差异,
中、低肥田 !# 比 !" 高,增幅分别为 &.(和&#(;
秸秆吸氮量刚好相反,高肥田 !# 比 !" 增 #&(,中 低肥田 !" 比 !# 高。说明在一定土壤背景氮范围 内,湿润灌溉能促进子粒吸氮量的提高。但随着土 壤背景氮超过某个水平,灌溉模式对地上部分吸氮 量的分配影响甚微,甚至出现负面的影响。 在同一灌溉模式下,耕作层土壤氮素残留量与 子粒吸氮量表现为 -, S -# S -",-, 和 -" 相比,土壤 氮素残留量在高、中、低肥田中分别提高 "&+(、 *&.(、*&*%(,子粒吸氮量分别提高 "#&%(、.&,(、 ",&#(。秸秆吸氮量在高肥田中 , 个处理很相近; 在中低肥田上则是 -" S -# S -,。以上说明适当增加 氮素追肥的比例,能提高子粒吸氮量和耕作层土壤 氮素残留量,降低秸秆吸氮量,进而提高氮收获指 数。 ","期 周江明,等:不同肥力稻田晚稻水氮耦合效应研究 表 ! 不同水氮管理方式对耕层土壤氮贮量与作物氮利用的影响 "#%& ! ’((&)*+ ,( -.((&/&0* 1,-&%+ ,( 2#*&/ #0- 0.*/,3&0 1#0#3&1&0* ,0 4 +*,/#3& #0- 5*.%.6#*.,0 &((.).&0).&+
处理
!"#$% &
低肥田 ’() 中肥田 ’*) 高肥田 ’+)
耕层土
壤氮量
)!
(,- . /01)
子粒
吸氮量
)23
(,- . /01)
稻草
吸氮量
)24
(,- . /01)
氮收获
指数
)+5
耕层土
壤氮量
)!
(,- . /01)
子粒
吸氮量
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稻草
吸氮量
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氮收获
指数
)+5
耕层土
壤氮量
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(,- . /01)
子粒
吸氮量
)23
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稻草
吸氮量
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(,- . /01)
氮收获
指数
)+5
6789 7:;7<1 = 1><7? @ 11<1: - 9
789 水氮管理方式对氮肥利用率的影响
氮肥利用率是决定氮肥增产效果的主要因素,
影响氮肥利用率的因子有氮肥用量、施用方法、水分
管理等[7>]。试验表明,氮肥利用率与稻田土壤背景
氮含量呈密切的负相关关系,稻田耕层土壤背景氮
含量与氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理
利用率三者的相关系数 " 分别是 Q 9<;;;>、Q
9<;;?C、Q 9<;>17。表 A看出,与低肥田相比,高肥田
的氮肥利用率明显偏低,容易导致氮肥的大量流失。
在相同施肥方式条件下,灌溉方式对氮肥利用率影
响很大,低肥田的氮肥农学利用率、氮肥吸收利用
率、氮肥生理利用率 61 比 67 增 71<:R、9
77高肥田三者增幅达 77?
<:R、;1<;R。表明湿
润灌溉在减少用水量的同时,既防止了因水分流失
而带走的氮素损失,又促进水稻根系充分发育,吸收
更多的氮素,有效地提高氮肥利用率。特别在高肥
田中,节水管理效果十分显著。在相同灌水条件下,
氮肥农学利用率和生理利用率均是 8? S 81 S 87,与
87相比,8?氮肥农学利用率和生理利用率增幅在
表 : 不同水氮管理方式对氮肥利用率的影响
"#% &
低肥田 ’() 中肥田 ’*) 高肥田 ’+)
农学利用率
6T
(,- . ,-)
吸收利用率
UT
(R)
生理利用率
’T
(,- . ,-)
农学利用率
6T
(,- . ,-)
吸收利用率
UT
(R)
生理利用率
’T
(,- . ,-)
农学利用率
6T
(,- . ,-)
吸收利用率
UT
(R)
生理利用率
’T
(,- . ,-)
6789 — — — — — — — — —
6787 7C<1C = AA<> $ ?9<;; = B<:> E 1;<> E 7A
6181 17
平均 6F-& 7;<;9 A1<1 ?> 1
W 799R;氮肥生理利用率 V(施氮区产量 Q空白区产量).(施氮区地上部含氮量 Q空白区地上部含氮量)
)I%#:6-"IHI0GE #DDGEG#HEN(6T)V[3"GH NG#L@ GH %/# JLI% "#E#GF#@ ) D#"%GLGX#"(3))Q 3"GH NG#L@ GH %/# JLI% OG%/IM% ) JJLGE%GIH(39). !/# 0IMHJJLG#@(Y));U#EIF#"N #DDGEG#HEN(UT,R)V[!I%L=IF#-"IMH@ JLHEEM0MLL =IF#-"IMH@ JLH%
) EEM0ML%GIH GH %/# JLI% OG%/IM% ) JJLGE%GIH(!9)]. Y)!799R;’/NKGILI-GEL #DDGEG#HEN(’T)V(3) Q 39).(!) Q !9)& 1? 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 7B卷 !"#%!!!#&%和 ’!#(%!)#*%之间;吸收利用
率在不同肥力田块表现不同,在高肥田中 +( 比 +!
增加 ,,#’%,而在中、低肥田不同氮肥处理间无明
显差异。淹水条件下 +(氮肥农学利用率、氮肥吸收
利用率、氮肥生理利用率分别比 +’ 增 !"#-%、
!’#’%、(#(%;湿润灌溉分别增加 #,%、. )#-%、 !)#"%。说明水稻生产中,淹水灌溉的水分流动容 易造成大量氮素流失,同样基肥比例高也会导致氮 肥流失。 !"# 水氮管理方式对氮素流失的影响 有关资料表明,水稻根系基本分布于 ’"/0土层 内,’)—’"/0的根系仅占 !%!(%[!&]。故本试验 耕层土壤总氮量以耕层 ’"/0高度计,而降雨和灌溉 水所带来的氮素忽略不计。从图 !看出,高肥田耕 作层中氮素流失量为 !",#) 12 3 40’,是低肥田的 ’#""倍,中肥田的 ’#!,倍,说明高肥田氮素流失量 是相当大的。从灌溉模式方面看,高、中、低田采用 淹水灌溉的氮素流失分别平均为 !&#-!、&!#--、
-"#&12 3 40’,比湿润灌溉分别高了 ""#*%、,’#%、
-&#&%,可见采用大灌淹水的水分管理会造成氮素
的大量流失。在灌溉模式相同时,稻田氮素流失量
+!、+’、+(平均分别是 !’’#,,、!)-#-*、,#-& 12 3 40’, +(处理比 +!和 +’ 分别减少流失 (-#-%和 (!#’%, 表明在本试验条件下,基肥 3追肥比例与氮肥流失量 呈现负相关。但由于本试验施肥方式仅设 ( 个处 理,有关适宜的基肥 3追肥比例还需进一步研究。 图 不同处理耕层中氮肥损失图
%&’($ ) *+,,-, +. /+0,+&* &1 2&..-3-1/ /3-4/5-1/
[注(5678):氮肥损失量 9(晚稻移栽前耕层总氮量 :施入总氮量).
(晚稻收割后耕层总氮量 :地上部分总氮量)5 ;6<<8< 9(=67>; 5 >/?
/@0A BC 76D<6B; E8F6G8 7G>C
D;B8J).(=67>; 5 >//@0A BC 76D<6B; >F78G 4>GK8<7BC2 ;>78 GB/8 : =67>; >E6K8?
2G6@CJ D;>C7 5 >//@0A)]
!"6 灌溉方式对水稻用水量的影响
表 *看出,在水稻从移栽至收割这期间,淹水灌
溉用水量在不同土质中分别为 ,")) L !)(!*&)) L
!)( M 3 40’间,高肥力田为沙壤土,渗漏较严重,保水
能力差,用量最大;低肥田为粘质土壤,保水性能
好,用量最少。采用湿润灌溉方式,用水量也是从低
肥田到高肥田逐渐增加,在 (*-& L !)(!,"(( L !)(
M 3 40’间。但与淹水灌溉相比,湿润灌溉可节水 -!!
L !)(!’(*L !)( M 3 40’,减少了 !-#)%!(,#(%。 可见在水稻生产中,传统的淹水灌溉方式水资源浪 费严重,推广湿润灌溉方式既有增产的效果,也显著 表 7 不同灌溉方式对水稻从移栽至收割灌溉用水量的影响( 89: ; < =5!)
>4?*- 7 @..-A/, +. 2&..-3-1/ 5+2-*, +. B4/-3 412 1&/3+’-1 5414’-5-1/ +1 /=- 45+C1/ +. &33&’4/&+1 B4/-3 4/ 3&A- ’3+B/= ,/4’-
处理
=G8>7 A
低肥田 NM5 中肥田 NO5 高肥田 NP5
分蘖期
=B;;8GBC2
其他生育期
Q748G <7>28
总量
=67>;
减少
R8/GA
分蘖期
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减少
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分蘖期
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其他生育期
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总量
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减少
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H! &)) (*)) ,")) — &)) ,)") ,&") — !")) ",)) *&)) —
H’ -)) ’--& (*-& -!! -)) (),(−, !)∗!′))((((,"((′(∗
注:!)低、中、高肥田分蘖期 H!灌水次数分别为 (、(、"次,水层增加 (/0,H’灌水次数分别为 ,、,、*次,水层增加 ’/0;其他生育期低、中、高
肥田 H!灌水次数分别为 -、&、!’次,水层增加 ,#"/0,H’灌水次数分别为 &、!)、!*次,灌水从田间持水量至土壤水含量饱和止。’)在 )—’)/0
的耕层中,低、中、高肥田饱和含水量分别为 ,’#(%、(-#(%、()#-%;田间持水量分别为 ’-#$%、’(#-%、’!#"%。
5678:!)H!,SC NM5,NO5 >CJ NP5,748 BGGB2>7B6C 7B08< >7 7B;;8GBC2 <7>28 T8G8 (,( >CJ " 7B08<,G8
>7 6748G <7>28<,748 BGGB2>7B6C 7B08< T8G8 -,& >CJ !’ 7B08<,G8
7B08 >7 7B;;8GBC2 <7>28 T8G8 ,,, >CJ * 7B08<,G8
7B08<,G8
T>< ,’#(%、(-#(% >CJ ()#-%,G8
提高了水的利用率。
! 讨论
本试验表明,在不同肥力的水稻田中,灌溉方式
和施氮方式对晚稻产量及其构成因子有明显的影
响。采用湿润灌溉要比淹水灌溉增产 !"#!,这与高效江等人研究增产 &"’相近[#!]。增 产的主要原因在于提高结实率和千粒重,对有效穗 影响不明显;在施氮方式上,适当降低氮素基肥、提 高追肥比例,虽然降低了有效穗数,却还是能通过提 高结实率和千粒重来实现晚稻增产,但随着土壤背 景氮的上升,增幅迅速下降,表明水稻要获得高产, 需要三个产量构成因子(有效穗、实粒数、千粒重)共 同提高或均衡合理。 本试验观察到,湿润灌溉和提高氮素追肥比例 有利于土壤氮素积累和子粒含氮量的增加,降低秸 秆含氮量,从而提高氮收获指数。在地上部分总氮 含量中,中肥田和高肥田为 ’(%"#和 ’()"* +, - ./’, 无明显差异,但产量却相差很大,平均分别为 &#*%"0 和 %)11"# +, - ./’,中肥田比高肥田增产 #’"&,可
见仅由地上部吸氮量作为水稻产量高低的指标,有
很大的偏差性,必须和氮收获指数相结合,才能体现
出产量的优劣,此结果和刘立军等人的研究相
符[’(]。表明在水稻田高背景氮下,氮素较多地积累
在茎秆、叶片等营养器官里,使得水稻出现“奢侈耕
氮”的现象。在试验中还表明,水分管理对地上部分
总氮含量无影响,低、中、高肥田中湿润灌溉和淹水
灌溉分别是 #00"# 和 #00"% +, - ./’、’(*"# 和 ’#1"*
+, - ./’、’(&"#和 ’(*"1+, - ./’,两者十分接近。施氮
方式上,在本试验条件下,随着追肥比例的上升,子
粒吸氮量逐步上升,秸秆吸氮量逐步下降,说明追肥
量增加,能使植株充分吸收到养分合成蛋白质,不断
转运到子粒中,提高了子粒产量。但在不同的肥力
田中,却发现随着土壤背景氮含量的增加,子粒和秸
秆吸氮量上升或下降的速度迅速下降,以至于在高
肥田中,施氮方式的影响很不明显。表明在含丰富
氮素的土壤里,有足够或过多的氮供植株利用,以致
使外源氮供应无增产效率,甚至会出现负面效应。
在水稻氮肥利用率方面,当前水稻实地氮肥施
用技术(2234)已成为研究热点,相关资料表明,水
稻田采用 2234 技术,氮肥农学利用率、吸氮利用
率、生理利用率分别在 !"%! #1"0、’0"!!!1")、#0"(!)!"#[1]范围。在本试验中,低肥
田氮肥农学利用率、吸氮利用率、生理利用率分别为
#*"*、!′"′、)1"),基本上超过资料的范围;中 肥田三者利用率分别为 &"0、)("!、′0"0,介于
它们范围内;高肥田三者仅为 ’"!、#&"1、
#)"%,全部低于相关资料的数据。表明水稻田土壤背景氮高低是氮肥利用率的决定因素,与低土壤氮背景相比,高土壤氮背景下水稻的氮肥利用率明显降低[′(],而氮肥流失量却随着土壤背景氮含量的上升而增加。本试验氮量流失在′1")、’*"*、)!"1,氮肥农
学利用率、吸氮利用率、生理利用率分别提高
#’"!!##)"0、("0!#*"&、##"0!∗′"∗,
特别在高肥田里,节水措施更能防止因水分径流而
造成的氮素流失。施氮方式上以基肥 5分蘖肥 5促花
肥为 !( 5 ’! 5 ’! 最佳,与全部作基肥相比,平均减少
)1"1的氮素流失量,与农户习惯施氮相比,在淹水排灌下减少)!"(,湿润灌溉条件下减少 ’0"*。可能是单位面积施氮量过高,超过水稻某一时期的最大需氮量,土壤里氮素积累过多,加剧了氮素流失。我国农业灌溉水占到了全国总用水量的
左右[’’]。在水资源日趋紧张的形势下,节水灌溉技
术的研究推广已突显重要。本试验结果表明,与农
户常规淹水灌溉相比,湿润灌溉技术能节约水资源
#1"(!)0"),有效提高水的利用率。与喷灌、微
灌及嘀灌等高成本的节水措施相比,湿润灌溉技术
是当前一项适合国情、应该大力提倡应用的节水措
施。
参 考 文 献:
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