免费文献传递   相关文献

Recovery by crop and loss of nitrogen fertilizer applied in rice season in
Taihu Lake region

太湖地区水稻季氮肥的作物回收和损失研究


Field micro-plot 15N labeled fertilizer experiment was conducted to investigate the fate of fertilizer N applied in rice season and the residual fertilizer N recovery in the succeeding wheat season in paddy fields in Taihu Lake region. Data showed that 29%–39% of the labeled fertilizer N was present in above-ground rice crop at harvest. Turnover rate of the residual fertilizer N by the succeeding crop was low and only 2.4%–5.2% of the residual soil N was present in the wheat crop. After two rice-wheat rotations, 11%–13% of applied labeled N remained in 0-60 cm soil (mostly in the 0-20 cm soil); leaching of labeled urea applied in rice season was little (only 0.6%–1.1% of the applied N accumulated in 20-60 cm soil), and the leaching of fertilizer N occurred in wheat season and the beginning flooding period of the next rice season; 47%–54% of applied fertilizer N was lost and ammonia emission and nitrification-denitrification were the main pathways. High N and high P inputs did not lead to the increase in grain yield and plant N use efficiency.


全 文 :收稿日期:!""#$%%$%& 接受日期:!""’$"&$"#
基金项目:国家自然科学基金项目(("&#%"##);中国科学院南京土壤研究所知识创新工程领域前沿项目(!"#&!"%"""%)资助。
作者简介:田玉华(%)’"—),女,河南夏邑人,博士,研究方向为植物营养和环境。*+,-./:012.-34 .55-56 -76 73
!通讯作者 89/:"!&$’:’’%"!(,*+,-./:;0.34 .55-56 -76 73
太湖地区水稻季氮肥的作物回收和损失研究
田玉华,尹 斌!,贺发云,朱兆良
(土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院南京土壤研究所,江苏南京 !%"""’)
摘要:在太湖地区水稻土上,采用田间微区%&<示踪试验研究了不同氮磷肥配合下水稻季氮肥去向以及残留肥料氮
在麦季的吸收利用。结果表明,水稻当季作物对肥料氮的回收率为 !)=!>)=,土壤残留肥料氮的后效很低,后季
冬小麦仅利用土壤残留肥料氮的 !?(=!&?!=。经过连续两个稻麦轮作,"—:" 7,土壤中残留肥料氮占施氮量的
%%=!%>=,绝大多数在 "—!" 7,表层土中。水稻季施用的肥料氮向耕层以下移动很少,!"—:" 7,土层中累积肥
料氮仅占施氮量的 "?:=!%?%=,主要发生在小麦季及水稻泡田时期,肥料氮损失占施氮量的 (#=!&(=,氨挥发
和硝化反硝化气态损失是主要途径。高氮和高磷处理没有增加作物产量和氮肥利用率,过量施氮或施磷无益于作
物增产和氮肥吸收利用。
关键词:%&<标记尿素;稻麦轮作;残留肥料氮
中图分类号:@&%%?":!;@%(>?% 文献标识码:A 文章编号:%""’$&"&B(!""))"%$""&&$"#
!"#$%"&’ (’ #&$) *+, -$.. $/ +01&$2"+ /"&10-03"& *))-0", 0+ &0#" ."*.$+ 0+
4*056 7*8" &"20$+
8CA< DE+1E-,DC< F.3!,G* H-+0E3,IGJ I1-K+/.-3L
(!"#"$ %$& ’#()*#")*& )+ !),- #./ !01"#,.#(-$ 23*,40-"0*$,5.1","0"$ )+ !),- !4,$.4$,
67,.$1$ 24#/$8& )+ !4,$.4$1,9#.:,.3,;,#.310 <=>>>?,67,.#)
9(.1&*#1:H.9/M ,.7NK+O/K2 %&< /-;9/9M P9N2./.Q9N 9RO9N.,932 S-5 7K3ME729M 2K .3T952.L-29 219 P-29 KP P9N2./.Q9N < -OO/.9M .3
N.79 59-5K3 -3M 219 N95.ME-/ P9N2./.Q9N < N97KT9N0 .3 219 5E7799M.3L S19-2 59-5K3 .3 O-MM0 P.9/M5 .3 8-.1E U-V9 N9L.K36
W-2- 51KS9M 21-2 !)=$>)= KP 219 /-;9/9M P9N2./.Q9N < S-5 ON95932 .3 -;KT9+LNKE3M N.79 7NKO -2 1-NT952 6 8EN3KT9N N-29 KP
219 N95.ME-/ P9N2./.Q9N < ;0 219 5E7799M.3L 7NKO S-5 /KS -3M K3/0 !?(=$&?!= KP 219 N95.ME-/ 5K./ < S-5 ON95932 .3 219
S19-2 7NKO6 AP29N 2SK N.79+S19-2 NK2-2.K35,%%=$%>= KP -OO/.9M /-;9/9M < N9,-.39M .3 "$:" 7, 5K./(,K52/0 .3 219 "$
!" 7, 5K./);/9-71.3L KP /-;9/9M EN9- -OO/.9M .3 N.79 59-5K3 S-5 /.22/9(K3/0 "?:= $ %?%= KP 219 -OO/.9M < -77E,E/-29M
.3 !"$:" 7, 5K./),-3M 219 /9-71.3L KP P9N2./.Q9N < K77ENN9M .3 S19-2 59-5K3 -3M 219 ;9L.33.3L P/KKM.3L O9N.KM KP 219 39R2
N.79 59-5K3;(#= $ &(= KP -OO/.9M P9N2./.Q9N < S-5 /K52 -3M -,,K3.- 9,.55.K3 -3M 3.2N.P.7-2.K3+M93.2N.P.7-2.K3 S9N9 219
,-.3 O-21S-05 6 G.L1 < -3M 1.L1 X .3OE25 M.M 3K2 /9-M 2K 219 .37N9-59 .3 LN-.3 0.9/M -3M O/-32 < E59 9PP.7.93706
:"’ ;$&,.:%&< /-;9/9M EN9-;N.79+S19-2 NK2-2.K3;N95.ME-/ P9N2./.Q9N <
稻麦轮作是太湖地区普遍的种植方式。该地区
氮肥施用量在近二十年逐渐增加,稻麦两季氮肥施
用量达 < &&"!:&" VL Y 1,!,而作物对氮肥的利用率
不足 ("=[%]。大量氮肥发生了损失,进入到水体和
大气,对水体和大气环境带来威胁,如地下水硝酸盐
污染和地表水体富营养化,都与大量氮肥投入有
关[!]。影响和制约农田氮肥利用的两个重要方面是
氮肥损失程度和作物吸收利用氮素效率,研究氮肥
去向方可更好地管理农田氮素。在农田氮肥的去向
以及提高氮肥利用率领域已有一些研究,包括氮肥
植物营养与肥料学报 !""),%&(%):&&$:%
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
X/-32 施用方法、与有机肥配施、秸秆还田以及平衡施肥
等[!"#]。然而,目前为止,农田生态系统仍有一半左
右的氮肥发生了损失,作物氮肥利用率没有得到显
著提高。一些研究表明,增施磷肥可提高作物产量
和氮肥利用率[$"%];但在高肥力旱地土壤上的有些
研究认为,施磷肥并不总是增加作物产量[&"’]。在
太湖地区水稻土上,关于不同氮磷水平配合下的水
稻季的氮肥去向以及残留氮的后效研究相对较少,
为了更好地指导该地区农田氮素管理,采用田间微
区(#)示踪试验,研究了不同氮磷配合对稻麦轮作体
系下作物产量、作物氮肥利用率以及后季作物对残
留氮的利用情况,以期对提高稻田氮肥利用率和减
少氮肥损失提供科学依据。
! 材料与方法
!"! 试验设计
试验于 *++*!*++, 年在中国科学院常熟生态
实验站((*+-,(.&&/0,!(-!*.’!/))进行。该站位于太
湖流域,属北亚热带湿润气候,平均气温 (#1#2,年
平均降雨量 (+!& 33,无霜期 **, 4,试验土壤为湖
积物发育的潜育型水稻土(乌栅土),表层(+—*+
53)土壤的基本性状为 67(7*8)%1!#、有机质 !#1+
9 : ;9、全氮 *1+’ 9 : ;9、全磷 +1’! 9 : ;9、速效氮 (*1,+
39 : ;9、速效磷 #1+ 39 : ;9、<0< (%1% 53=> : ;9。
田间小区试验设 !个氮水平和 ! 个磷水平,分
别为对照(高磷(7A)、高氮(7))共 $个组合,重复 ,次,小区面
积 $ C $1& D ,+1& 3*,随机区组排列。在每个小区中
央设置 (个微区,微区为直径 ,% 53、高 $+ 53的圆
筒,置入土壤后,土表上方留 (# 53。稻季和麦季具
体施肥量见表 ((稻季施氮量 ) *## ;9 : E3* 相当于
该地区的平均施氮量)。氮肥分基肥、分蘖肥和孕穗
肥 !次施用,比例为高氮 +1# F +1! F +1*(防止穗肥施
用量大导致水稻后期贪青),其他处理氮肥分配为
+1,# F +1!+ F +1*#,磷、钾肥全部作基肥施入,氮肥为
尿素() ,$G),磷肥为过磷酸钙(A*8# (,G),钾肥为
氯化钾(?*8 $+G)。除稻季基肥在泡田后用铁耙与
表层土混匀外,其他施肥所有肥料均为表施。微区
只在稻季施入(#)标记尿素(丰度为 (+1!%G),冬小
麦季施普通尿素,用于研究土壤残留肥料氮被冬小
麦季利用的情况。经过一个稻麦轮作后,下一个轮
作周期微区继续按原方案施入氮肥。稻季施入(#)
标记尿素,考察水稻季氮肥的去向和残留肥料氮在
麦季的吸收利用,以及水稻季施入的肥料氮在耕层
以下不同深度土壤的累积情况。由于第一个稻季收
获后残留肥料氮在接下来的麦季的利用率已经很
低,忽略第一个稻麦轮作残留肥料氮在第二个稻麦
轮作的作物吸收。(#)微区施肥量和施肥方法与对应
的小区相同,小区和微区其他管理与周围大田一致。
水稻品种为苏香粳,两季水稻播种时间分别为 *++*
年 $月 *%日和 *++!年 $月 *,日,收获时间为 *++*
年 ((月 (+日和 *++!年 ((月 #日。在水稻收获前
两周免耕播种冬小麦,小麦品种为扬麦"(+,两季小
麦收获时间分别为 *++!年 $月 #日和 *++,年 $月 (
日。
表 ! 各处理稻季和麦季的施肥量
#$%&’ ! ()*+,- *. .’/-0&01’/2 .*/ ’$34 -/’$-)’,- 5+/0,6 /03’ $,5 74’$- 2’$2*,2
处理 稻季 HI5J KJLK=M( ;9 : E3*) 麦季 NEJLO KJLK=M( ;9 : E3* )
BPJLO3JMO ) A*8# ?*8 ) A*8# ?*8
对照 低氮 @) (&+ ’+ ’+ (!# $& $&
优化 8AB *## ’+ ’+ (’( $& $&
低磷 @A *## !+ ’+ (’( *! $&
高磷 7A *## (&+ ’+ (’( (!# $&
高氮 7) !!+ ’+ ’+ *,& $& $&
!"8 取样和测定方法
水稻或小麦成熟后,地上部分沿地表收割,+—
*+53表层土挖出后手工挑根。土壤样品按 +—*+、
*+—,+、,+—$+ 53分层采集。取样后先用空白区土
壤填充取样孔,然后用直径稍大于取样孔的 *+ 53
木棍打入孔中,以防止上层土壤对下层土壤的污染。
水稻和小麦植株收割后分为茎秆、子粒和根,%+2烘
干切碎后粉碎;土壤样品风干磨碎过 +1*# 33筛,
供分析土壤和植株样品的含 )量和(#)丰度。土壤
和植物全氮采用开氏法定氮后,将吸收液酸化浓缩,
$# 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 (#卷
用 !"##"$%#&’() * +,-同位素质谱仪测定样品的-,.
百分超,为防止-,.交叉污染,植物和土壤样品按-,.
施用量由低到高的顺序处理。
!"# 计算方法
根据 /%0121%和 3"4425[-6]提供的公式(-)计算植
株或土壤-,.回收利用率:
肥料氮回收率(7)8 9(:&0); <(%&0)= -66 (-)
式中,9为植株或土壤氮量;<为施用氮肥量;:为
植株或土壤-,.百分超;%为氮肥-,.百分超;0 为
不施肥微区植株或土壤-,.百分超。差减法计算肥
料利用率(包含磷、钾肥的贡献):
!>?(7)8(施肥区的吸氮量 * 无肥区吸氮
量);施氮量 = -66
$ 结果与分析
$"! 不同氮磷配合对作物生物量、子粒产量和吸氮
量的影响
在稻季,施氮显著增加了水稻生物量和吸氮量。
对照处理的生物量和吸氮量分别为 @!-6 A ; BC+ 和
D@!EF G$ ; BC+;而施氮处理则为 -,!+- A ; BC+ 和
-DF!+,H G$ ; BC+。施磷量相同时,第一个稻季生物
量和吸氮量随施氮量增加而增加,而第二个稻季高
氮处理没有增加水稻生物量、子粒产量和吸氮量;
施氮量相同时,优化和高磷处理没有增加水稻生物
量、子粒产量和吸氮量(表 +)。这与一些研究得出
的增施磷肥对作物吸氮有促进作用的结论有所不
同[D,--];但也有人报道类似的现象[-+]。表明在该土
壤的肥力条件下,少量施磷即可满足水稻生长,增施
磷肥对水稻没有增产效应,磷对作物产量和吸氮的
影响可能是通过影响氮的供应而实现的[-F],过量施
磷可能增加稻田微生物活动加剧氮肥损失;也有人
认为,磷对作物的影响是通过植物激素发挥作
用[-,],有待于进一步研究。
在冬小麦季,对照处理的生物量和吸氮量分别
是 I!D A ; BC+和 F@!ID G$ ; BC+,施氮处理为 -+!-D
A ; BC+和 -+F!-D+ G$ ; BC+,麦季高氮处理没有显著
增加小麦产量和吸氮量,与水稻季类似,优化和高磷
处理没有增加小麦产量和吸氮量(表 F)。
表 $ 第一季和第二季水稻干物质量和吸氮量
%&’() $ *+, -&..)+ &/0 1 23.&4) 5/ .6) 75+8. &/0 .6) 8)9:/0 +59) 8)&8:/
项目 第一季水稻 )B2 <"14A 1":2 42%4J# 第二季水稻 )B2 42:J#K 1":2 42%4J#
LA2C4 /3 M. NO) MO PO P. /3 M. NO) MO PO P.
水稻干物质量 Q1R C%AA21 S2"$BA J< 1":2 :1J9(A ; BC+)
子粒 T1%"# IU- 0 IU@ %0 IU@ %0 DUI %0 ,U, %0 EUD % FU@ K HU- 0: HUE %0 EUF % DUD : HU- 0:
秸秆 VA1%S IU@ 0 -6UF %0 --UI % -6UF % -6UI % --U6 % FUH K DUE : HU- 0: HUD %0 DU@ : HUE %
根 WJJA -U6 -U- -U, -U@ -UF -U, -U6 0 -U- 0 -U, %0 -U- %0 -U@ % -U, %0
总重 )JA%5 -6U6 : -DUF 0 -HUE %0 -EUD %0 -HU+ 0 +6U- % EUD K -,U6 0: -DUI %0 -HU6 % -IUI : -DUI %0
水稻吸氮量 . X9A%G2 0R 1":2 :1J9(G$ ; BC+)
子粒 T1%"# IH : H@ 0 @+ 0 D@ 0: @+ 0 -,- % I+ K -6I : -+6 %0 -+D % -6+ : --6 0:
秸秆 VA1%S +@ 0 ED % -6@ % @E % @D % -6@ % -@ K IE : DE 0 D@ 0 ,E 0: EI %
根 WJJA H : -6 0: -, %0 -@ % -F %0 -, % E 0 -F %0 -H % -I %0 -H % -H %
总吸氮量 )JA%5 EF K -H, : +-D %0 -ED 0: +6- %0 +H, % D@ : -D, 0 +6, % +6@ % -HH 0 +-- %
注(.JA2):数值后不同字母表示处理间差异达 ,7水平,下同 Y%5X24 )B2 4%C2 025JS[
$"$ 水稻季肥料氮的作物利用率以及残留氮在小
麦季的利用
在第一个和第二个稻季,水稻对施入的-,.标记
氮肥的回收率分别为 FD7!F@7和 +@7!FH7(表
I),与多数报道的水稻氮肥氮利用率相似,但比 M"X
等[-,]报道的高,可能是田间管理及气候因素的不同
影响所致。水稻收获后土壤残留肥料氮在第一个和
第二个小麦季的吸收利用率分别仅有 FU,7!,U+7
和 +UI7!IU67,比在旱地的土壤残留肥料氮的利
用率结果偏低[-D*-H],表明稻季收获后土壤残留肥料
氮被后季作物小麦吸收利用的比例较低,原因可能
是土壤残留肥料氮主要以有机结合态形式存在[-E],
这部分氮的作物利用率较低。
$"# 用差减法和!;1示踪法计算水稻氮素利用率
试验结果(表 ,)显示,在稻季用差减法比用-,.
示踪法得到的氮素利用率(.>?)高,这与其他在水
稻上的研究一致;而不同于旱地作物小麦及谷类作
物。对于旱地作物用差减法得到的小麦氮素利用率
H,-期 田玉华,等:太湖地区水稻季氮肥的作物回收和损失研究
表 ! 第一季和第二季小麦干物质量和吸氮量
"#$%& ! ’() *#++&( #,- . /0+#1& 2, +3& 42(5+ #,- +3& 5&67,- 83&#+ 59,
处理 第一季小麦 !"# $%&’( )"#*( ’#*’+, 第二季小麦 !"# ’#-+,. )"#*( ’#*’+,
!&#*(/#,(’ 01 23 45! 25 65 63 01 23 45! 25 65 63
小麦干物质量 7&8 /*((#& )#%9"( +$ )"#*( -&+:(( ; "/<)
子粒 =&*%, >?@ - @?@ A B?< * B?C * B?> *A D?E *A >?C A D?F * D?C * D?> * B?@ * B?> *
秸秆 G(&*) *
根 J++( I?E * I?D * I?B * I?D * I?B * I?@ * I?E A I?D * I?H * I?D * I?B * I?B *
总重 !+(*K @?D - >@?H *A >D?B * >E?< *A >@?< A >D?> *A >E?< A >B?I * >D?C *
小麦吸氮量 3 L:(*M# A8 )"#*( -&+:(M9 ; "/<)
子粒 =&*%, IC *A ><@ * >IH *A FF A EI - >I< *A >IB *A FE A >>F * >>F *
秸秆 G(&*) >E A EH * EC * EH * @> * @E * >B . 根 J++( < A D * H * C * H * B * < A B * H * B * C * H *
总吸氮量 !+(*K @< - >>@ A >DE *A >BF * >DD *A >@C *A @C . >E@ - >@B A- >B@ *A >BF *
表 9 稻季肥料氮的作物利用率以及后季小麦对残留肥料氮的利用率
"#$%& 9 :&67;&() 74 4&(+2%2<&( . 2, (26& 59,5 #,- +3& (&52-/#% 4&(+2%2<&( . (&67;&() 2, 83&#+ 59,5
处理
!&#*(/#,(’
稻季肥料氮的利用率(N)
O#&(%K%P#& 3 &#-+Q#&8 %, &%-# ’#*’+,’
麦季对残留肥料氮的利用率(N)
J#’%.L*K $#&(%K%P#& 3 &#-+Q#&8 %, )"#*( ’#*’+,’
>’( ’#*’+, <,. ’#*’+, >’( ’#*’+, <,. ’#*’+,
23 ED?C * E@?B *A @?< * 45! EC?F * E@?C *A D?< * @?I *
25 ED?C * EB?D * @?B * E?< *A
65 EB?I * EI?E A- @?F * E?B *A
63 EC?< * 表 = 用差减法和>=.示踪法得到的稻季氮素利用率
"#$%& = .2+(7?&, /5& &44262&,6) 6#%6/%#+&- $) -244&(&,6& #,- >=. 257+70& +(#6&- *&+37-5
处理 第一个稻季 !"# $%&’( &%-# 第二个稻季 !"# ’#-+,. &%-#
!&#*(/#,( >D3示踪法 R’+(+:# /#("+. 差减法 7%$$#&#,-# /#("+. >D3示踪法 R’+(+:# /#("+. 差减法 7%$$#&#,-# /#("+.
23 ED?C * @@?B * E@?B *A DE?D *
45! EC?F * D>?< * E@?C *A DE?> *
25 ED?C * D>?< * EB?D * D@?C *
65 EB?I * @ * EI?E A- @63 EC?< * D与>D3示踪法相当[E,>F],原因可能是水田与旱地水分
条件、氧化还原条件等不同而导致的氮素迁移转化
不同。观测到的氮肥的激发效应多数是表观的[<>]。
表观激发效应是由于矿化产生的非肥料氮置换了新
施入的肥料氮,而真实的激发效应主要是由施氮导
致作物根系发达,吸收更多的氮而引起的。在本试
验中,肥料氮的激发效应可能是表观的,因为尽管施
肥处理干物质量较对照多,但对照处理的根系生物
量并不比施肥处理的低(表 @)。无论采用差减法还
是>D3示踪法计算,水稻的氮素利用率都比较低,施
肥量(包括氮肥和磷肥)对水稻氮肥利用率的影响不
明显,可能受其他因素如水稻基因型及肥料品种的
影响更大,在该地区提高水稻氮肥利用率还需从这
些方面着手。
@A9 作物吸收土壤氮和肥料氮的比例
水稻吸收的肥料氮主要存在于子粒中,其次是
秸秆,根系中仅有一小部分,子粒的肥料氮比例
(3.$$N)比秸秆高。高氮处理的 3.$$N比低氮处理
的高(表 B),这与巨晓棠等[>F]的研究结果相似。表
明随施氮量的增加,水稻吸收氮素来源于肥料的比
例增加,土壤氮的贡献率相应减少。无论如何,水稻
吸收的氮素来源于肥料氮的比例不足 DIN,其他则
CD 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 >D卷
表 ! 作物不同部位的 "#$$(%)
&’()* ! "#$$ % $+, #-$$*,*./ 0,+1 1’,/2
处理 项目 稻季 !"#$ %$&%’( 麦季 )*$&+ %$&%’(
,-$&+.$(+ /+$.% 0%+ 1(2 0%+ 1(2
34 子粒 5-&"( 6671 8 9:76 8 07; 07<
秸秆 =+-&> 9:7? 8 9<70 8 079 071
根 !’’+ 1:76 8 6671 8
@A, 子粒 5-&"( B07< & 697< & 07; 17?
秸秆 =+-&> 667: & 6070 & 076 07B
根 !’’+ 967? & B?7C &8
3A 子粒 5-&"( 6;7; & 667; & 07; 170
秸秆 =+-&> 6070 &8 6070 & 07< 07:
根 !’’+ 917; & B?76 &8
DA 子粒 5-&"( B970 & 6676 & 07< 171
秸秆 =+-&> 6B76 & 6?7C & 076 07<
根 !’’+ 9:7< & B17C &8
D4 子粒 5-&"( B976 & 6B70 & 07< 07C
秸秆 =+-&> 6<70 & 697; & 071 07B
根 !’’+ 9<71 & BB76 &
42EEF G 植物样品中0B4原子百分超 H肥料中0B4原子百分超 I 0?? 42EE F G 0B4 &+’. $J#$%% "( KL&(+ H 0B4 &+’. $J#$%% "( E$-+"L"M$- I 0??
来源于土壤自身氮库、灌溉水及雨水带入的氮,以及
生物固定氮等。
麦季,作物中仅有 0F!1F的氮素来源于残留
的肥料氮,其余则来源于当季施入的普通尿素及土
壤氮库,进一步表明稻季土壤残留肥料氮的后季生
物有效性较低,难于被作物利用。
345 肥料氮在耕层以下土壤中的残留量
在 1?—6?和 6?—逐季增加,表明肥料氮已经下移并在下层累积,但
是,经过了 6个生长季节,在 1?—6?和 6?—层累积的肥料氮仅占施氮量的 ?7BF! ?7CF和
?70F!?71F,这与旱地以及渗漏型水稻土的氮素
损失明显不同,淋洗损失是其氮素损失的一个重要
途径。
值得提出的是,第一季水稻收获后,在 6?—#.土层中没有检测到肥料氮,表明在水稻生长期间
肥料氮几乎没有向下淋洗,原因主要是由于水稻生
长季节下层土壤处于水分饱和状态,阻碍了肥料氮
的下移。但是在接下来的第一季小麦结束到第二季
水稻结束这个期间,在 6?—料氮的增加(表 :),表明肥料氮的下移只可能发生
在麦季收获至水稻插秧之间的一段时间内,在这期
间土壤由麦季的旱地状态转变为淹水状态,表层残
留的部分肥料氮随水分移动到下层土壤,在小麦生
长期间,肥料氮随雨水下渗到 1?—6? 和 6?—土层并累积。
34! 肥料氮的表观损失
经过两个稻麦轮作,作物及 ?—稻季施入的肥料氮的回收率分别为施氮量的 96F
!9;F和 00F!09F,其余 6:F!B6F的肥料氮则发
生了损失。由于微区设计排除了径流损失,淋洗损
失非常少,氨挥发和硝化反硝化气态损失则是氮肥
损失的主要途径,各处理之间稻季肥料氮损失量以
高氮处理最大,低氮处理最小,但损失率无显著差异
(表 ;)。
在计算肥料氮的损失时,作物地上部分在生长
后期的氮素损失没有考虑在内。文献报道表明,作
物地上部分的氮素损失不容忽视[10],主要原因是在
作物生长后期,作物体内的氮素在转运和重新分配
时没有得到充分利用[11]。对于移栽水稻,田间试验
检测到地上部分氮素损失以及在齐穗后植物肥料氮
的利用率的下降[19],这种忽略可能高估了硝化反硝
化损失比例。因为植物取样大多是在成熟后进行,
在本研究中,水稻植株损失的氮素可能是肥料氮损
失的一部分,有待于进一步研究和证实。
CB0期 田玉华,等:太湖地区水稻季氮肥的作物回收和损失研究
表 ! 每季作物收获后肥料氮在不同深度土壤的残留量( " #$ % &’( )
)*+,- ! )&- .-/012*, 3-.40,05-. " *’6274 07 1033-.-74 /60, ,*8-./ *34-. -*9& /-*/67
土壤深度(!")
#$%& ’()*+
处理
,-(.*"(/*0
第一个稻季
,+( 1%-0* -%!( 0(.0$/
第一个麦季
,+( 1%-0* 2+(.* 0(.0$/
第二个稻季
,+( 0(!$/’ -%!( 0(.0$/
第二个麦季
,+( 0(!$/’ 2+(.* 0(.0$/
34—54 67 4899 38:; ;8<: :89<
=>, ;89; 3859 :8<9 98;<
6> 38<5 :89: 58?9 984?
@> ;895 38?9 :8?5 984A
@7 ;8A9 3854—94 67 48?: 485? 48A9 ;849
=>, 4849 48?B 48<4 ;83<
6> 4844 485? 48A: ;85:
@> 4844 489B ;8A? ;85B
@7 4844 48?; ;89A ;83:
注(7$*():每个数值为四个重复的平均值 C.!+ /D"E(- 2.0 *+( .F(-.G( $1 *+( 1$D- -()&%!.*(0
表 : 连续两个稻麦轮作后肥料氮的平衡
)*+,- : ;-.40,05-. " +*,*79- *34-. 362. 9.6< /-*/67/
处理
,-(.*"(/*
作物回收率(H)
I(!$F(-J EJ )&./*
土壤残留率(H)
#$%& -(0%’D.&
总回收率(H)
,$*.& -(!$F(-J
总损失率(H)
,$*.& &$00 -.*(
67 :9 ;: 5< ?;
=>, :B ;: ?; 5<
6> :A ;3 5< ?;
@> :5 ;: 5A ?:
@7 :5 ;; 5? ??
= 结论
水稻季施入的氮肥在经过两个稻麦轮作后,损
失占施氮量的 5AH!?5H,以气态损失为主,在耕层
以下土层累积量仅占施氮量的 489H!;8;H,其下
移主要发生在接下来的小麦季以及水稻季泡田期
间,过量施用氮肥和磷肥无益于增加水稻和小麦产
量和氮肥利用率,不可盲目增施氮、磷肥,在本研究
中,施氮量和施磷量对水稻季氮肥的作物利用率和
损失率影响不显著,提高稻季氮肥利用率还需从其
他方面如水稻基因型以及氮肥品种等方面着手。
参 考 文 献:
[;] K+D K 6,L+(/ M 6N 7%*-$G(/ 1(-*%&%O(- D0( %/ L+%/.PL$/*-%ED*%$/0 *$
1$$’ )-$’D!*%$/,%").!*0 $/ *+( (/F%-$/"(/* ./’ E(0* "./.G("(/*
0*-.*(G%(0[Q]N 7D*- N LJ!& N RG-$(!$0J0N,3443,9::;;AS;3A8
[3] 马立珊,汪祖强,张水铭,等 N 苏南太湖水系农业面源污染及其
控制对策研究[Q]N 环境科学学报,;<T. 6 #,U./G K V,K+./G # T !" #$ % >$&&D*%$/ 1-$" .G-%!D&*D-.& /$/P
)$%/* 0$D-!(0 ./’ %*0 !$/*-$& %/ -%F(- 0J0*(" $1 ,.%+D 6.W(,Q%./G0D
[Q]N R!*. #!% N L%-!D"0* N,;<[:] #%/G+ X,X-$/0$/ Y Z,#%/G+ [ !" #$ % 7%*-$G(/P;? E.&./!( .0 .11(!*(’
EJ -%!( 0*-.2 "./.G("(/* %/ . -%!(P2+(.* -$*.*%$/ %/ /$-*+2(0* \/’%.
[Q]N 7D*- N LJ!& N RG-$(!$0J0N,344;,?<:33AS3:A8
[5] M(F.0(/.).*+J >,>.&./%.))./ # >N \/!-(.0%/G D-(.P7 (11%!%(/!J %/
*-./0)&./*(’ &$2&./’ -%!( EJ D-(. 0$&D*%$/ E./’ )&.!("(/*[Q]N X%$& N
Z(-*%& N #$%&0N,;<<9,33(:):3B:S3B98
[?] L$$W0$/ U I,I$2.-*+ Q #,L."(-$/ Y LN ,+( (11(!* $1 .D*D"/ .)P
)&%(’ ;?7S&.E(&&(’ 1(-*%&%O(- $/ /%*-.*( &(.!+%/G %/ . !D&*%F.*(’ 0$%& ’D-P
%/G 2%/*(-[Q]N 7D*- N LJ!& N RG-$(!$0J0N,3444,?9:<[9] ]$-1D R,YD+/( I Z,,.//(- M ], &^(W > 6 ]N I(!$F(-J $1 ;?7 S
&.E(&(’ D-(. .))&%(’ *$ 2+(.*(&’("()*+ #!,"(-*+ 6N)%/ *+( C*+%$)%./
@%G+&./’0 .0 .11(!*(’ EJ > 1(-*%&%O.*%$/[Q]N RG-$/N L-$) #!% N,344:,
;B<::4S:B8
[A] 张希忠,温贤芳,陈一珠 N 利用同位素;?7和:3> 研究掺合肥料
的肥效[Q]N 核农学通报,;K+./G _ K,U(/ _ Z,L+(/ [ KN #*D’J $/ 1(-*%&%O(- (11%!%(/!J $1
E&(/’(’ 1(-*%&%O(- D0%/G %0$*$)(0 ;?7 ./’ :3>[Q]N 7D!& N RG-%!N #!% N,
;[B] #+(/ Q,6% I,K+./G Z !" #$ % =-*+$G$/.& )$&J/$"%.& "$’(&0 *$ ’(P
0!-%E( J%(&’ -(0)$/0( $1 -%!( *$ /%*-$G(/ ./’ )+$0)+$-D0 .* ’%11(-(/* &(FP
(&0 $1 0$%& 1(-*%&%*J[Q]N 7D*- N LJ!& N RG-$(!$0J0N,344:,9?:35:S
3?;8
[<] U%*+(-0 > Q R,>((& #,L+.&"(-0 R ] !" #$ % ,+( -(0)$/0( $1 "./D-(’
1$-.G( ".%O( *$ 0*.-*(- )+$0)+$-D0 1(-*%&%O(- $/ !+.&W&./’ 0$%&0 %/ 0$D*+P
49 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ;?卷
!"# $#%&’#([)]* +"’,, -."’%! /01 *,2333,44:53465578
[53] 9’:"!"’ ; <,=1,,!& > $* ?!@1!A ’#( ,1BC&1D10’E1.# .D 0’&0F&’E1.#,
1# 54G E"’0!" ,EF(1!,[)]* -!"E * ?!,*,5HIH,23:556548
[55] JK!#% ) L,MF ? ),JK’1 < G* N:,.":!( G,O ’B.F#E .D B1&&!E ’#(
,.1& #FE"1!#E &.,, ’, ’DD!0E!( :P (1DD!"!#E G,O E"!’EB!#E, 1# ,&.C! &’#(
[)]* ) * /.1& $".,* /.1& M’E!" 9.#,!"@*,5HHH,4(4):HQ6HI8
[52] 9.":1# ) >,N@1, O +,M1&:F" ? R* SK! ".&! .D CK.,CK."F, ’@’1&’:1&T
1EP 1# EK! "!,C.#,! .D ,.1& #1E".%!# 0P0&1#%,F#(!",E."P @!%!E’E1.# ’#(
’":F,0F&’" BP0.""K1U’& 1#.0F&FB C.E!#E1’& E. !&!@’E!( #1E".%!# 1#CFE,
[)]* M’E!",N1",/.1& O.&& *,2337,5QV:5Q565W58
[57] =F1C!" >,/0KF1E ),=F1C!" O ) 9* $DD!0E, .D 1#E!"#’& ’#( !XE!"#’&
0PE.Y1#1# 0.#0!#E"’E1.#, .# "..E %".AEK ’#( ,K..E E. "..E "’E1. .D !"#$%
&#’( )#*(+ ,,C ,"-.(/,-+)# ’E (1DD!"!#E #FE"1!#E 0.#(1E1.#,[)]* O&’#E
/.1&,5HII,555:275627W8
[5Q] >! +"..E 9 9,;’"0!&1, < - ;,Z’# (!# R..%’’"( ? -& #" 0 [#E!"’0T
E1.# .D #1E".%!# ’#( CK.,CK."F, #FE"1E1.# 1# (!E!"B1#1#% %".AEK[)]*
O&’#E /.1&,2337,2QI:24V62WI8
[54] <1F \ ),N1 L M,JK’#% - / -& #" 0 9".C C".(F0E1.#,#1E".%!# "!0.@T
!"P ’#( A’E!" F,! !DD101!#0P 1# "10!TAK!’E ".E’E1.# ’, ’DD!0E!( :P #.#T
D&..(!( BF&0K1#% 0F&E1@’E1.#(G-;9)[)]* GFE" * 9P0& * N%".!0.,P,*,
2334,V5:2IH62HH8
[5W] 巨晓棠,潘家荣,刘学军,张福锁 * 北京郊区冬小麦 ]夏玉米轮
作体系中氮肥去向研究[)]* 植物营养与肥料学报,2337,H
(7):2WQ62V38
)F \ S,O’# ) ?,<1F \ ),JK’#% - /* /EF(P .# EK! D’E! .D #1E".%!#
D!"E1&1U!" 1# A1#E!" AK!’E ] ,FBB!" B’1U! ".E’E1.# ,P,E!B 1# R!1^1#%
,F:F":’#[)]* O&’#E GFE" * -!"E * /01 *,2337,H(7):2WQ62V38
[5V] 党廷辉,蔡贵信,郭胜利,等 * 用54G标记肥料研究旱地冬小麦
氮肥利用率与去向[)]* 核农学报,2337,5V(Q):2I362I48
>’#% S _,9’1 + \,+F. / < -& #" 0 /EF(P .# #1E".%!# !DD101!#01!, .D
("P&’#( AK!’E :P 54G &’:!&!( D!"E1&1U!"[)]* N0E’ N%"10* GF0& * /1#*,
2337,5V(Q):2I362I48
[5I] 巨晓棠,潘家荣,刘学军,等 * 高肥力土壤冬小麦生长季肥料
氮的去向研究 [ *冬小麦生长季肥料氮的去向[)]* 核农学报,
2332,5W(W):7HV6Q328
)F \ S,O’# ) ?,<1F \ ) -& #" 0 SK! D’E! .D #1E".%!# .D #1E".%!# D!"T
E1&1U!" 1# A1#E!" AK!’E %".AEK ,!’,.# F#(!" K1%K ,.1& D!"E1&1EP 0.#(1E1.#
[)]* N0E’ N%"10* GF0& * /1#*,2332,5W(W):7HV6Q328
[5H] /0K1#(&!" - Z,=#1%KE.# ? $* -’E! .D D!"E1&1U!" #1E".%!# ’CC&1!( E.
0."# ’, !,E1B’E!( :P EK! 1,.E.C10 ’#( (1DD!"!#0! B!EK.(,[)]* /.1& *
/01 * /.0* NB* )*,5HHH,W7:5V7Q65VQ38
[23] )!#Y1#,.# > /,-.X ? _,?’P#!" ) _* [#E!"’0E1.#, :!EA!!# D!"E1&1U!"
#1E".%!# ’#( ,.1& #1E".%!#TEK! ,.T0’&&!(“C"1B1#%”!DD!0E[)]* ) * /.1&
/01 *,5HI4,7W:Q246QQQ8
[25] /0K^.!""1#% ) =,;’EE,,.# ;* ‘F’#E1D10’E1.# .D ’BB.#1’ !X0K’#%!
:!EA!!# ’%"10F&EF"’& 0".C&’#( ’#( EK! ’EB.,CK!"!:B!’,F"!B!#E, .@!"
EA. 0.BC&!E! %".AEK 0P0&!, .D .1&,!!( "’C!,AK!’E,:’"&!P ’#( C!’
[)]* O&’#E /.1&,2335,22I:53465548
[22] _’"C!" < N,/K’"C! ? ?,<’#%(’&! + M,+1((!#, ) $* G1E".%!# 0PT
0&1#% 1# ’ AK!’E 0".C:/.1& C&’#E ’#( ’!"1’& #1E".%!# E"’#,C."E[)]* NT
%".#* )*,5HIV,VH:HW46HV78
[27] S’Y’K’,K1 /,L’%1 N* <.,,!, .D D!"E1&1U!"T(!"1@!( G D".B E"’#,C&’#E!(
"10! ’DE!" K!’(1#%[)]* O&’#E /.1&,2332,2Q2:2Q462438
5W5期 田玉华,等:太湖地区水稻季氮肥的作物回收和损失研究