水稻氮磷钾肥料长期施用效应研究

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‘.;.?.-:-"-.一节,':,;..:Avf—/‘.■'■'■'.、-...V/>等-?,'分.'气V''户'■■矿分类斗S143:单位代码:10335Sy互短'--密级-光巧学号:10814034rr..':1.3,乂1;碧■,》>^;:^,;,:-皆|’-,.卷成V敎:±学位论文'靖成博.r-方甲.,--、-—二?、’.■-一了\乂r?'亦龜、之、..偏山^..-...心\.:;-VV.三论文题目:水稻氮磯钟肥料长期施用效应研究獻:為若’"令;V/?^三;.*'y■c.袁、-《八导读Theeffect〇n〇ngt:ermnitrogenhoshorus.,pp:、.-.、%,:義-石苗.‘:、--...片^、ando化ssiumfertUizationinpaddyfieldp.-.''、>_..'二'九'..;一-、皆.■作者姓名:董作珍、.公.、:戸'^、-、,.^知:.-.专业名称:植物营养学巧,?.?、..C’研究方向、:养分资源管理^.V:,甚.0;"'':-■.V爲.V:--,.:?V子、.,产_.一’.所在学院/环境与资源学院/—:r;:>'??’??*??,-.-,—*、’.护''、分>..卷提交日期為:20巧年12月、’'-■、■'r^'.:—一V;..<^.,、'?;、尤-.1:.,.S:fI.-'—'許-广.‘。?、二-\4每V/‘、一一方一■.‘..■--'-:-,V-,.v:,二兮V八r.云'-’、'.分.’.?-'‘:兵難.'::巧产7 S14303分类号:单位代码:135密级10814034:无学号:博壬学位论文论文题目:水稻氣磯错肥料长期施用效应研究The-地oseffectof1〇打gtermnitrogen.phomsandotassiumfertilizationinaddyfieldpp作者姓名:董作珍专业名称:植物营养挙硏巧方向:养分巧源管理所在学院:巧境与巧源学院提交日期:2015年12月 水超氣磯钢肥料长期施用效应研究论文作者签名:葦弯?指导教师签名?亦亩论文评阅人1:评阔人2;评阅人3:评阅人4:5评阅人;答辩委员会主席:赵宇华教授委员1:杨京平教授委员2;李廷强教授委员3;廖敏教授委员4:草良欢教授5委员:答辩日期-2-08:20151 Theffecf-etolong化rmnitrogen,phosphorusandpotassium化rtilizationinpaddyfield戀A’uthorssignature:’Supervisorssignature;知…7亡户Thesisreviewer1:Thesisreviewer2:Thesisreviewer3:Thesisreviewer4.Thesisreviewer5:Chair:-rofessorZhaoYuhuaPCommitteeoforaldefence()Committeeman1:PY-rofessorangJingpineiCommteeman2:ssor-ProfeLiTingoiangCommitteemans:Pro拓ssorLiaoMinCommitteeman4.Profe化orWuLiang-huanCommitteeman5:Date1-2-oforaldefence:051082 本研巧承国家自然科学基金项目(No.311巧的2);公益性行业专项(农业)科研专项基金(No.201003016);浙江省农业综2008-20合开发项目(13)资助Thisworkwasfundedby化eNationalNaturalScienceFoundationofChinaNo.31172032化eSecialFundfor(),p-NoArosd畑tificResearchin化ePublicInterest(.g201003016andZheianAriculturalComrehensive),jggpment-DeveloProect20082013.pj() 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加W标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得浙江大学或其他教育机一构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。'学位论文作者签名;签字日期:主年巧八日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘,义许论文被查阔和借阅。本人授权浙江大学可W将学化论文的今部或部分巧巧缩入有美数据库进行检索,可W采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名';A胃^寺巧签字日期:心年月A日签字日期:氏片日 ^致谢一。岁月匆匆,,转眼即将告别我的研究生生涯路走来有辛劳和汗水,更有收获和喜悦。在这里,也,我既获得了知识获得了友谊。这里有很多优秀的老师。和勤奋的同学,有良好的学习氛围和优越的科研条件,这些都使我获益良多在。,即将告别校园之际,感慨良多,有很多事浮现于脑海想感谢的人有很多首先要感谢我的指导老师吴良欢教授。从论文选题、试验设计及实施、试验。中间题解答、论文撰写及发表等各个环节,导师都给予了我很大的帮助导师在一直影响着我学术上的严谨认真及执着追求,使我受益,在生活上的随和宽容都!匪浅。师恩难忘,铭记于也感谢实验室的同学陈贤友、、李利敏、袁玲、吕倩、董兰学、王秋灵、韩科峰黄涛、杨静、杨春蕾、柴捷、下俊山、刘彥伶、李晓艳、李英才、张宣、顾艳、杨巧、孙燕、马庆旭、密文海、周旋、斯林林、谢懿楠等同学在我的学习和生活中给予的无私帮助。兄弟姐妹们之间良好的学习氛围及和谐的同学关系,使我的一个关系敲洽的实验室是我的荣幸王作和生活都充满了正能量,能进入这样,从一中获得的真擎友谊值得我生珍惜!感谢永康市的胡奇能和池国通两位伯伯对我、大田试验的鼎力协助,并无偿为我提供食宿。感谢舍友高峻梁俊及黄恒毅,在一生活上给我带来的帮助,起度过的美好时光。美国宾夕法尼亚州立大学朱元洪博±对本论文的修改提供了大量有益的建议;此外浙江大学的朱凤珍老师、胡国一相技术员等人也提供了热情的帮助!,在此并感谢感谢我的父亲、母亲、弟弟及弟妹,同时也感谢我的女友周燕佩,是无化的一!亲情和爱情,直激励着我完成学业、感谢所有关屯、支持和帮助我的亲人和朋友!董作珍20巧年12月书于渐大紫金港I 中文摘要中文摘要近年来,但随之也出现了肥料利,随着化肥的大量投入,水稻产量不断増加。用率下降,农业面源污染,±壤地为不平衡,种植成本增加及效益下降等问题一如何在保持水稻产量不降低,又能够减少或避免W上不良后果,直是当前研究工作的重点一。由于賴田施肥具有很强的地域性,在个地区获得的试验数据,有一地区一时很难适用于另。浙中地区是我国个重要水稻产区,掌握该地区的施化状况。,对于优化该地区的施肥行为,具有重要的指导意义过量施氮现象在全国比较普遍,目前有很多关于减氮增效的研究,但少有涉及浙中地区的报道。有关施肥对水稻产量、养分利用率、米质及王壤肥力影响的1-2研究报道很多,然而多数只是年的短期研巧,因此只能作为合理施肥的初步指导。长期定位试验因其既可W记录过去又可W预示未来,可W提供大量的数据信息,因而受到特别关注。迄今已有很多有关水稻长期定位试验的研巧报道,但。多数是双季稻或者稽麦轮作,鲜有涉及单季稻当前浙中地区主要W种植单季稻为主。,但几乎没有关于该地区单季稻长期定位肥料试验结果本论文将试验地点设置在位于浙中地区的永康市,在单季稽上研究了不同施氮量对水稻产量、氮肥利用率及水质的影响,长期施用氮磯钟肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响,长期施用氮磯神肥对止壤肥力及米质的影响,同时。主要研究结果如下开展水稻缓控释复合肥施用技术试验与示范:221.将施氮量由农民常规的270kg/hm降至180kg/hm时不会导致巧粒产量的显著下降,但可显著提高R垃、AEn和PFPn。因此可W考虑将施氮量维持2在180kg/hm左右、硝态氮及全氮浓。施氮量增加会使田面水及渗漏水中钱态氮-。度显著升高按态氮是田面水中氮的主要形态,施肥后的57天其浓度会维持在相对较高的水平。因此,这段时间是控制径流降低氮素流失的关键时期。硝态氮2是渗漏水中氮的主要形态,其在最高施氮量315kg/hm时的浓度仅为2.7mg/L,""所W几乎不会对地下水造成不利影响。由线性加平台模型推断出获得最高产2量时的施氮量约为176kg/hm,其占传统施氮量的65%。2.长期施用氮、磯、钟化可W显著提高巧粒产量,且3种肥料配施的増产效果显著优于任意两种肥料配施;其对巧粒产量的作用顺序为N>K>P。N3P2K22处理产量最富,为8900k/hm。水稻养分总吸收量和00kg1g巧粒养分需求量随II 浙江大学博±学位论文施肥量增加而增加,肥料表观利用率及农学利用率则随施肥量増加而下降。每生P。产100kg巧粒需吸收N1.47kg、2〇50.60kg、拉02.49kg氮、稱、钟肥吸收利用率分别为25.2%、38.3%和36.0%。N2P2K2、N2P3K2、N2P2K1和N3P2K2处理的经济效益较高,比NoPoKo处理分别提高21.1%、20.3%、20.3%和22.4%差异,达显著水平。利用肥料效应方程,得出该地区获得最高产量的憐巧2〇5)和钟(K20)221肥施用量分别为巧.3kg/hm和00.8kg/hm。3.长期施用氮憐,±壤11无显著变化巧肥条件下9,休耕期有助于王壤有机质含量的提高14%左右理±壤全氮含量,各处理±壌有机成含量平均增加;各处平均提高9.6%比,主壌有效磯和速效钟含量均湿著下降,从维;与试验开始前相""持±壤肥力的角度来讲,应当将憐钟肥的2水平做适当提高。施氮可提高稻米胶稠度、蛋白质含量和总氨基酸含量,降低碱消值:施縣可提高蛋白质含量:施钟可提高胶稠度、碱消值及蛋白质含量;氮、磯、钟肥的施用对直链淀粉含量均无显著影响。4.与常规施肥处理相比,施用等养分控释复合肥处理(控释肥100%)的产量提高了6.2%,稻米至白粒率和碱消值分别显著下降了8.6%和2.4%,经济效益提高了7.5%。当将控释化用量减少20%时(控释肥80%),水稻产量和经济效益均出现下降趋势,但与常规施肥处理相比无显著差异。两年的试验结果表明,控20%-10-18释肥10处理的施用效果最吿即当缓控释肥(20)施用量为775kg/hm时,可W获得最佳种植效益。""5.利用持续6年的3414化料试验所获得施化参数及经验012年,化及2020-1-缓控释肥小区试验结果,213年在永康市对两种缓控释复合肥(018)和(23-11-12)作了大面积推广示范。与当地常规施肥相比,施用缓控释肥水稻产2量可提升5%左右,产量增加约500kg/hm,按水稽销售均价2.1元/kg计算,増22收达1050元/hm,节工150元/hm。无论在产量上还是在综合经营成本上,选用的缓控择复合肥都优于当地常规肥料。关键词;长期施肥料利用率;米质;主壤肥力;缓控释复合肥:水稻:肥III ABSTRACTABSTRACTInrecentyearsthericerainieldhasincreasinwiththelareinutof,gyggpchemicalfertilizers.Howevermanneativeroblemsaearedsuchaslow,ygppp,rzeruseef-fetilificiencagriculturalnonpointsourceol山tionso。fertility,p,yunbalance,planting〇〇巧increaseandbe打efitdecrease.How化avoidorreducethebadconsunecesmentionedabovemeanwhileremainthecurrentriceieldlevelisq,y,-alwasthefocusofcurrentresearch.Paddfertilationisrionsificsoteyyizegpec,hinformationobtainedfromonesitecouldnotbeused化provideguidancefor化efarmininothersite.CentralZheimiareaisaverimortantriceroductio打areagjgypp,andunderstandi打gthecircumstanceoffertUizationof化isareawillbenefit化ericefarming.Excessivenitrogenfertilizerapplicationiscommo打inChi打a.Althoughmanystudies0打Nfertilizeroptimizationhavebeenconductedinotherriceproductionregions,relevantstudieswereseldomdoneincentralZhejiangarea.The*rearemanystudiesconcernintheefectsoffertilizationoniiceyieldg,nutrientu化eficie打cyriceualitandso。fertilit.Howevermoststudieshavebeen,qyy,conductedwithinashortperiodoftimeandcanrovideonlreliminarfertilizerpypyonsceedr-recommendatiwhihnfuthercalibrationthroumultiear巧eld,ghy-whexperiments.LongtermfieldexperimentsLTFEsicharerecordsofthepastand(),mayserveasearlywarninsystemsforthe扣turearecruciallimortantforg,ypunderstandinchanesincroieldsestimati打nutrientdnamicsandbalancesandggpy,gyassess-ingsstemsustainabilitythatcannotberevealedinshorttermstudies.SomeyLTFEsareCOTiedout化monitortheefectsoffertilizatio打o打soilualitfertilitqy,y,andproductivityundervarioustypesofsoilandcroppingsystems.Howeverlittle,trmat-deailedinfoionisavailableonriceieldresonse化lontermfertilizationandypgsofertilchanesinsinlericecroinsstemincentraleianareaandotherilityggppgyZhjgacesofina.plChI打thisaerwestudiedtheeffectsofvariousnitroenrates0打rice0〇^么0pp,g(?nr5口f/v幻L.ielditoe打useeficiencandualitofaddyfieldwatertheefectsof);y,gyqypIV 浙江大学博±学位论文differentnitrogen,phosphorusandpotassiumtreatmentsonriceyield,nutrientabor-tsptionuilizationandeconomicbenefittheeffectsofdifferentnitroen;g,hosorusandotassiumtreatmentsonsoilfertilitandriceualitstudandpphpyqy;ydemonsaionolo-conolledtrtfswtrreleasecompomdfertilizerinaddyfield.Thepmain巧suitsaresummarizedas抗llows:1.ResultsoftheeffectsofvariousNratesonrice(QryzasativaL.)yield,Nuseefficiency(NUE)andqualityofaddfieldwatershowedthatnosinificantyieldpyg^differenceswereobservedunderNratesfrom180to315kg/hm.Nitrogenuseefficiency(REn,AEnandPFPn)couldbeimprovedbyreducingNapplication+ratesw-ithoutsignificantlydecreasingyield.NH4Nisthemainforminsurfaceterand5-7dasafterNato打wasacritcasarrwalicaiiltefoeduci打N,yppgg—ouon-emanmandthereleadvere.Nnercoaio。waterlltiN03is化iforiltisitlspp,impacton化eundergroundwaterdue化itslowCO打centration.Deducedfromthe""2li打eage+platformequatio打,theNrateforthehighestyieldwas176kg/hm2accountnrofcontnaramigfo65%theveniolNte270k/h.(g)2.民esultsoftheefectsofdiferentnitrogenNhoshorusPandotassiumK(),pp()p()eamennnuntaborn-utitioneconomcbenefitrttsoriceieldtriestiolizaandity,p2008-2013confirmedthatNPandKfertilizatio。sinificantlincreasedrice(),gyrainyieldandtheefectofcombinationofth巧ethreefertilizersonrainieldg,gyoft-wasbetterthananytwofertiUzerscombinaiontheieldincreasinefectwas;ygintheord巧N>K>P.ThehighestieldaearedinN3P2K2treatmentwhichwasypp,28900kg/hm.Thericetotalnutrient(N,P2O5,K2O)accumulationandnutrientabsorptio打rateser100kseedincreasedwi化化eincreaseofappliedfertilizerpgrates,whilethenutrientrecoveryefficiencyandagronomicefficiencydecreasedwiththeinaeaseofappliedfertilizerrates.Therecoveryeficien巧forN,PandK*。*weie25.2%38.3%and36.0/^iesectivel.Theeconomicbenefitssini巧cantl,,pygy〇〇Nased1PPincreb2.1%20.320.3/〇and22.4/〇forN22K2N23K22P2K1andy%,,*NPKtDN3P2K2treatmentsiesectivelcomaredoootreatmeneducedfrom,py,pthefertilizereffectequations,theP2O5andK2Oapplicationratesforthehighest22*grainyieldwere39.3kg/hmand100.8kg/hm,iespectively.V ABSTRACT3R.esulteoftheefectsof出ferentnitroenN)hoshorusPandotassiumKg(,pp()p()-treatme打tso打soilfertilityandriceuality0082013showed也atfertilizationq口)hadnoimact0打so。H.Soilfallowwasbe打efitialfortheincreaseofsoilpporganicmatercontent.Averagely,soilorganicmatercontentforalltreatmentsncreasedb1maredwtenWavalueootanoenconentiy4%copi化hil.Siltlitrgttttincreasedby9.6%averagelycomaredwihheiniialvalue.So。availablepphosphorusandotassiumcontentsdecreasedsinificantlundercurrentPandKpgy",,applicationrates,sothe2levelshouldbeincreasedconsideringthemaintenanceofsoil耗rtility.NfertilizationimprovedgelCO打siste打cy(GCXproteinCO打tent(PC)andtotalaminoacidconte打t,meanwhilereducedalkalisreadinvalueASV)PfertilizationimrovedPCKfertilizationimrovedGCpg(;p;p,ASVandPC…〇4oW"seI0tI.FrsloC〇ntrolledreleacomoundfertilizer0/^reatmentCRCFOO%p巧),riceieldincreasedby6.2%ricechalkne巧dereeandalkalisreadinvaluey,gpgdecreasedby8.6%and2.4%,andeconomicbenefitincreasedby7.5%,comparedtrtiliWwiththetradiionalcompoundfezertreatmentCF.hentherateofSC民CF(J)wasreducedby20%巧C民CF80%),化eyieldshowe过adecreasetrend,buttherewasnosincantdiferenceielewee打SC民CFTCF.Resulgifiinydbt80%andtconfirmedthatSCRCFIOO%madethebesterformanceamonalltreatmentspg,^nameenteacats5m-contealywhhliionratei77k/hforslowrolledrelse,ppg-comoundferter1-anedpiliz0018theotimumbenefitwillbeobti.口),p""5.Usi打g也edataandexperie打cefromthe3414experiment,wepopularizedanddemons--1-1tratedtwokindsofslowcontrolled化leasecomoundfertilizer2008p()and3--ts口1112inpaddfield.Resulshowedthattherai打yieldincreasedb)ygy〇。5/{|economicincomeincreasedb1050uan/hmandlaborsavedby150,yy,^yuan/hm.Kewords-rtt;ricelonterm括ilizaionfertilizeru化eficiencriceualitsoily;g;y;qy;fer-tilitslowcontrolledreleasecomoundfertilizery;pVI *I目录中文摘要IIABSTRACTIV胃录vn1绪论11.1中国化肥利用现状11丄1稻田化祀利用率现状11丄2提高稻田化肥利用率的方法11.2农业面源污染2133.测止配方施肥研究概述31.3.1近代基础施肥科学理论1.3.2测±配方施肥的定义41335..测止配方施肥的意义""试验方案1.3.4341451.4控释肥研究概述61.5论文研巧目的及内容71517..研究目的81.5.2研究内容2不同施氮量对水稻产量,氮肥利用率及水质的影响10211.1材料与方法2丄1试验地点11vn 浙江大学博±学位论文2丄2试验设计112丄3样品采集和分析122丄3112.水稻样品采集及分析2丄3.2水样品采集及分析122丄4氮肥利用率计算公式122丄5统计分析132.2结果与分析13213.2.1水稻产量2.2.2氮肥利用率162.2.3稻田水体氮浓度182.3讨论222.4小结253长期施巧氮磯鄉化对水稻产量26、养分利用率及经济效益的影响273.1材料与方法3丄1试验地点273丄2试验巧计273丄3水稻祥品采集和分析273丄4参数计算方法283丄5统计分析283.2结果与分析283.2.1长期施用氮磯钟赃对水稻巧粒产量的影响283.2.2不同氮隣巧处理对水稻产量构成因子的影响33vni m3.2.3肥料效应分析343.2.4长期施用氮機巧腮对水稻养分吸收利用的影响353.2.5长期施用氮磯钟肥对水稻经济效益的影响4043.3讨论1443-4小结44长期施用氮磯钟肥对±壤肥力及米质的影响54.1材料与方法46464丄1试验地点464丄2试验设计4丄3±壤样品采集和分析46464丄4稻米品质检测4丄5统计分析464.2结果与分析46464.2.1±壤肥力变化4.2丄1pH和有机质46止壤全氮和碱解氮44.2丄2842丄3止51.壤有效稱和速效钟42354..稻米品质4.3讨论574.4小结595水稻高效施肥集成技术试验与示范605-1材料与方法60化 浙江大学博±学位论文51.160.试验地点5.1.2试验设计61-5.1.2.1小区试验615丄2.2大区示范615丄3水稽样品采集和分析625丄4统计分析625.2结果与分析6252162..各施化处理对水稻产量及其构成因子的影响5.2.2各施祀处理对稻米品质的影响645.2.3各施肥处理对水稻经济效益的影响655.3小结66""6对3414平衡施肥技术的认识677结论与展望707.1全文结论7072.本文创新点717.3问题及展望71作者简介80读博±期间发表的论文80X 1绪论1绪论""肥料是作物的粮食,无论是发达国家还是发展中国家,施肥都是最普遍、最直接、最重要的农业增产措施。肥料的施用是否合理不仅关系到作物产量与品质能否得到改善,也关系到生态系统中物质循环与能量循环。在20世纪,全世界一作物产量増加的半来自化肥-,如果不施用化肥,全世界农作物将会减产4050%(刘艳飞,2008)。我国全国化化试验网在二十世纪八十年代进行的5000多个化效试验结果也证明,在水稻、小麦和玉米上合理施用化肥比对照处理(不施肥)平均増产48%(朱兆良和金继运,2013)。2011年,我国化祀用量为54如万吨,粮食产量为57121万吨,与1984年相比,化肥用量增加了3720.2万吨,增幅达213.9%,而粮食只增产16390万吨,增幅仅为40.2%(陈广桂和韦林洪,2012)。化肥的大量施用并未使粮食获得同等幅度的增加,其结果就是肥料的大量浪费,^化肥利用率和种植效益下降,化及农田环境污染。水稻作为全世界重要的粮食作物,占谷类作物种植面积的1/3,为人类提供了40%的热能(Fageria等,1991)。世界上约有50%的人口W賴米为主食(凌启鸿,2000),水稻生产对保障全球粮食安全,减少贫困人曰发挥了重要作用。1%12年全球水稻总面积为1.16亿公顷,平均单产为1.87t/hm,总产量2.化亿吨;与之相比,2006年的水稻总面积増加32%,单产提高121%,总产提高192%,也就是45说,水稻单产的提高是过去年中全球水稻总产增长的主要原因(朱德峰等,2010)。亚洲是水稻的主产区,其水稻产量占世界水稻总产量的90%(Faeriag等,1991)。中国是世界上最大的水稻生产国和最大的稻米消费国,水稻作为我国H大粮食作物之一,其种植面积约占粮食作物总面积的27%,稻谷产量约占粮食总产量的240%。我国水稻单产已经连续10多年超过6t/hm,约高出世界平均水平65%,这对保证我国乃至全世界的粮食安全起到了十分重要的作用(FAO,2007)。1.1中国化肥利用现状L1.1稻田化肥利用率现状1 浙江大学博±学位论文一项重要指标85肥料利用率是衡量肥料施用是否合理的。据朱兆度(巧)报-道,中国稽田碳镑的氮肥吸收利用率低于30%,尿素为3040%。李庆達(1997)-。-报道称,中国稻田氮肥吸收利用率介于3035%在20012009年,我国水稻生产22-1m中氮肥的投入量在12095k/h之间km,平均加60g/h施氮后稻谷的増产g;8-率在1.133.9%之间(,平均约为26%王伟妮,2014)。刘枫等(2006)在安徽进斤的10年肥料定位试验证明,施肥的增产幅度随施肥年限有逐年降低的趋势。李荣刚(2000)报道,江苏省水稽的氮肥吸收利用率仅为19.9%,显著低于全国。平均水平,如此低的氮肥吸收利用率主要是由于江苏猜农氮肥施用量过高所致2据王伟妮-90khm(2014)总结,我国水稻生产中磯服的投入量在P2〇562g/之间,一5-1稻谷增产率在.41.2%之间。磯肥的当季利用率与氮、钟肥比起来化得多,8-20%1、般为,平均为4%,这是由于碟肥施入主壤后,易与±壤中的铁侣离子(南方)或巧离子发生化学反应形成沉淀,累积在主壌中(朱兆良和文启孝,1992)。然而磯肥的当季利用率较低,但累积利用率却很高。据调查,全世界的憐肥当季15-25%-利用率仅为,而多年的累积利用率可化达到5090%(Smil,2000)。我22000-200986-m国在年水稻生产中的钟肥用量平均为松0106kg/h,稻谷增产率-%-王伟妮为8.611.1,水稻钟肥吸收利用率平均为31.650.7%(,2014)。1.1.2提高稻田化肥利用率的方法为了提高稻田化肥利用率,前人从不同方面进行了积极有效的探索。其中,"传统的提髙肥料利用率的方法包括:1.施用适宜的肥料量。依据肥料报酬递"一减率,随着肥料用量増加,,作物产量会逐渐增加,但当肥料超过定用量时一。2作物产量将会出现停滞甚至下降,所W需要将施肥量控制在定范围之内.氮月E深施及分次施胆。在各项提高氮肥利用率技术中,氮肥深施是增产效果最好且比较稳定的一一种措施,简单易行,能够有;不同时期分次进行施肥较次性施肥效减少一次施肥造成的损失,可W提高氮肥利用率。例如,碳锭或尿素深施增产-%-效果比表施高2.711.6,同时氮肥利用率可1^?提高7.212.8%(高凤菊等,2006;黄庆裕,2006)。3.肥水调控技术。肥水是止壤中氮运转及作物氮吸收过糧中的关键因子,生产上施用适宜的氮肥和水量,同时根据不同作物在不同生长阶段对肥水的需求特点,进行综合运筹有利于提高肥料利用率。水稻生产中常用的"""水"无水层混施法和1^带氮法等基、追肥施用法,均是通过肥水调控技术2 1绪论达到提高肥料利用率的目的(国湘等,2008)。4.平衡施肥。利用测王配方等技术手段,根据±壤养分含量及水稻需肥将点,平衡施用氮、憐、钟肥和中、微量元素,保证水稻在生长期间所需的各种营养成分得到充足供应,避免因缺乏某种养分而限制其他养分作用的发挥(肖湘等,2008)。一些新的先进施肥技随着科研的进步,,除了上传统施肥方法外目前还有术被用于提高稻田肥料利用率:1田养分精准管理技术。精准施化是精准农.稻业决策分析中应用最为广泛的技术之一。首先进行±壤基础养分含量(氮、磯、钟、H和有机质等)和水稻生长状况各类参数的采集,运用GIS作出农田空间属p性的差异性,再根据变量施肥决巧分析系统结合作物生长模型和养分需求规律得到推荐施把决策,最后通过差分式全球定位系统和变量施肥控制技术使精准定位施肥得实现,水稻精准施肥与农民习惯施肥相比肥利用率。研究结果表明,氮平均可提高7.8%(陆兴伦等,2004)。2.酶抑制剂和硝化抑制剂。脈酶抑制剂通过延缓尿素的水解,延长施化点处尿素的扩散时间,从而降低了±壤溶液中+NHNH4和3的,能够减少氨的挥发损失浓度;硝化抑制剂通过抑制±壤内亚硝酸细菌对镑态氮的硝化,从而抑制按态氮转化为硝态氮,从而降低氮的流失。3.缓/控释肥料。缓控释肥料是指W各种调控机制使其养分最初释放延缓,延长植物对其有效养分吸收利用的有效期,使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的肥料,使肥料养分释放时间和强度与作物养分吸收规律相吻合(或基本吻合一)(何绪生等,1998)。它在定程度上能够协调植物养分需求、保障养分供给、提高作物产量。4.实时、实地氮肥管理。根据水稻不同生育期叶色的变化所测定的SPAD值,与预先设定的推荐施肥量蘭值进行比较,决定施肥与否及施肥量的多少。这种方法最大的优点在于施化时间和施氮量与作物对氮肥的需求相吻合(Peng等,1996)。5.改良作物营养遗传性状。研究作物养分吸收利用率出现差异的生理遗传机理,应用生物技术手段,筛选能高效吸收利用养分的基因型,然后利用其培育出优良的农作物新品种,W此来提高肥料利用率。1.2农业面源污染施用化肥在促进农业增产的同时,也为环境带来了诸多难题,而农业面源污染问题最为突出。农田面源污染的定义:在农业生产活动中,王壤颗粒中氮、磯、农药及其他有机或无机污染物在降雨或者灌概过程中,通过农田地表径流、排水3 浙江大学博±学位论文和渗漏等使大量无机和有机污染物进入水体所造成的污染(李秀芬等2010)。,据报道,中国约有2000万公顷的王地受到农业面源污染影响,并且这个趋势还在加剧(朱万斌等,2007;张维理等,2004)。众多染源中,氮素和磯素是最重要的污染物。氮肥在稻田生态系统中主要通过W下多种途径进行转化和迁移:农作物吸收;微生物利用;藻类、杂草等吸收,;镑态氮转化为氨气挥发进入大气;微生物对氮肥的反硝化作用与硝化作用;亚硝酸根的化学脱氮损失:±巧对氮肥的吸附;氮素的矿化作用与随水流失和渗漏(李世娟和李建民,2001;沈善敏,一-2002)。般当季作物的氮肥吸收利用率为35%,氨挥发损失11%,硝化反硝化损失34%,淋洗损失2%,径流损失5%,尚有13%未能明确(其中包括在农田±壤中的净残留部分)。因此,这些未被作物吸收的氮成为地表富营养化、地下水一的硝酸盐富集,l^i及大气N20的重要来源之(朱兆良和金继运,2013)。1.3测主配方施肥研究概述目前,无论是稻田肥料利用率还是稻田面源污染,近些年对这两方面的研巧获得了很多有价值的信息。但是,对于如何在既促进水稻产量和品质的提高,又能涵养主壤肥力及保护稻田生态环境,减少氮磯等养分的径流、渗漏及挥发损失,一±配方施肥项正成为植物营养学的研究热点之。目前,国家正在大力推进测目,一地区其施祀效率也参差不齐目的就是针对我国农业地域发展差异大,即使同,造成化肥浪费,生态污染及农民种田效溢不高的现状,通过在甚域范围内多点开展测±配方试验,找出适宜当地的最佳施肥量,掌握当地的肥料利用率及种植效益等情况。同时通过研究氮磯污染农田的途径及机理,改进农艺措施,从而改善农田生态环境。13.1近代基础施肥科学理论任何科学施肥的行为要想获得理想的结果,都离不开近代基础施肥科学理论"的指导,测±丽方施肥也不例外。近代施肥科学理论主要有植物矿质营养学学"""""""""说、养分归还学说、报酬递减率、最小养分率和因子综合作用律五个原理,这些原理的形成,不断地丰富和发展了施肥的科学理论。""1(JL-i洗i1.植物矿质营养学学说;德国化学家李比希.V.g,1803873)首次从化学的观点来研究主壌和植物营养,在前人研究成果的基础上,结合自已的4 1绪论"一1840《》研巧,于年在化学在农业和植物生理学上应用书中创立了植物矿"质营养学说(theorofplantmineralnutrition),阐明了氮、磯、钟、硫、巧、镑y等植物生长必须的矿质营养元素,强调了植物的矿质营养作用,揭示了植物营养的本质一,这学说成为植物营养与肥料学的理论基础。""2;,.养分归还学说其核也内容是作物生产从主壤中移走的养分必须归还否则会造成地力下降,为了增加产量就应该向±壤施肥料I使王壤养分损耗和归一定的平衡还之间保持。从而形成巨大的化肥工业,全世界开始了农施用化肥的一历史。,这学说成为养分循环和地力培育的理论基础""3.报酬递减率:在西方大量施用化肥后,出现施化增产幅度降低现象,李""比希又提出了报酬递减率,即单位面积收益大,环境劳动和资本量的报酬的増加却在逐渐减少一,这定律成为施服经济学的理论基础。"4也称木桶理论。植物的生长发育,需要吸收各种养分,但是.最小养分率:,决定植物产量的却是±壤中那个相对含量最少的有效养分。该养分既可是大量元素,也可W是微量元素。无视这个限制因素,即使继续增加其他营养成分也难提高植物产量。""5.因子综合作用律:作物产量的高低受养分、品种、水分、温度、光照和一。耕作等综合因素的影响,这定律成为作物优质高产与资源高效利用的理论基础1.3.2测主配方施肥的定义测主配方施肥来源于测主施肥和配方施肥。测主施肥是根据±壤中不同的养一分含量和作物吸收量来确定施肥量的种方法,测±施肥本身包括有配方施肥的""内容,并且得到的配方更确切,更客观;配方施肥餘了也进行±壤养分测定外,还要根据大量的田间试验,获得肥料效应函数等,这是测主施肥所没有的内容。配方施肥和测±施肥具有共同的目的,只是侧重面有所差异,所W也概括称。为测±配方施肥(白由路和杨倒苹,2006)该技术是1^^止壤测试和肥料田间试、主验为基础,根据作物对±壤养分的需求规律壌养分的供应能力和肥料效应,、、在合理施用有机肥的基础上,提出NPK及中微量元素肥料的施用数量、施一用时期和施用方法的套施肥技术体系(张福锁等,2011)。测±配方施肥技术的核也是调节和解决作物需肥与主壤供肥之间的矛盾,同时有目的地补充作物生长所需的养分,即定量定性补充,实现各种养分供求平衡,满足作物生长所需;5 浙江大学博±学位论文达到提高肥料利用率、作物产量,,,改善农产品品质减少肥料使用量节约劳力和支出,増加种植者收入的目的。1.3.3測主配方施肥的意义化肥的施用提高了作物的产量,但是也,保证了人类对粮食日益增长的需求一定的负面影响给农产品品质、农业生产效益及农田生态环境造成了。所W,如何使化肥在农业生产中的正面作用最大化,同时又使化肥对农业生产的负面效应最小化一,这是现代农业不可回避的问题。解决这问题的根本途径是在农业生产一一个个的单项技术中建立套科学的施肥体系,,但是科学施肥体系的建立离不开。测±配方施肥正是现阶段建立科学施,2006)J3E体系核也技术(白由路和杨倒苹自1850年到1950年的100年间,在世界范围内,粮食増产的50%来源于化学肥料。在化肥短缺的时代,只要施化就能,化肥施用量满足不了作物的需要""。増产,不存在合理的问题随着化肥产量的增加,如何选择,如何施用,就成了农业生产的一个重要问题。只有通过止壌养分测赵才能根据作物需要,正确确定施用化肥的种类和用量,才能持续稳定的增产。中国农业科学院在全国开1、1.展的大田示范结果表明:通过测生配方施肥,水稻平均増产5.0%小麦26%、.2%、蔬菜15%、水果1.2%。玉米11.4%、大豆11.36同时通过测主配方施肥,还可有效地诊断出当地限制作物产量的养分因子一。例如,在某农田,通过对王壤养分测定一主壤缺锋严重,8.3%、,结果表明,仅补施锋肥项小麦增产了1大麦增产了22.2%(白由路和杨側苹,2006)。""1.3.43414试验方案""测主配方施肥可W有不同种施肥方案,其中3414试验方案是全国农业技术推广服务中也推荐的主要的田间施肥方案(陈新平和张福锁,2006)。该试验一D-、34方案是二次回归最优设计的种,是指氮、碟钟个因素个水平共14个处理(表^1)。该方案设计吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点。4个水平的=X含义撤0水平为不施肥;2水平为当地最佳施肥量的近似值;1水平2水平0.5;=X43水平2水平1.5(该水平为过量施肥水平)3,。由因素水平的特点可知其中共包含64个处理,这其中的14个处理只是从中挑选的部分代表性处理。有些试验14当中,出于其他方面的考虑,会在这个处理么外再增加几个特殊处理,如增加6 1绪论一个""有机肥处理而变为3415试验(陈胜等,2010),增加微量元素窥和锋而""变成3417试验(田金平和李霞,2013)等。""-134表114试驗方案试验编号处理NPK1NoPoKo0002N0P2K20223N1P2K21224N2P0K22025N2P1K22126N2P2K22227N2P3K22328N2P2K02209N2P2K122110N2P2K322311NPK23223212N1P3K211213NP2K1211114N2PK211111.4控释赃研究概述。化学肥料的施用在给农业增产,农民增收方面做出了巨大贡献但化学肥料多是速效肥料一,在为作物快速提供养分的同时,很大部分养分会经由各种途径损失掉,致使肥料利用率很低,且严重影响农民的种植效益及农田生态环境,例1991)如水体富营养化,地下水硝态氮超标1^及氨挥发等(刘翔等。如何提高肥,料利用率化及避免因施肥引起的环境问题已成为世界共同关注的话题。此外,由于劳动力成本的提高,及人们为节省在施肥上花费的时间,迫切需要能够减少施肥次数的肥料。控释肥的出现为解决上述问题提供了新的思路。7 浙江大学博±学位论文控释化料(Controlledreleasefertiliz的:采用聚合物包膜,可定量控制肥料中养分释放数量和释放期,使养分供应与作物各生育期需肥规律吻合的包膜复合肥和包膜尿素(樊小林等,2009)。研巧表明控释肥可显著提高氮肥利用率及水稻28-11%2010产量,增产幅度达..1(吕玉虎,)可从巧±壤供肥能力增强、増加;止壤微生物量、提高酶活性(马松等,2010);稻田中施用控释祀减氮30乂时,仍可较速效氮肥增产15.1%(宋付朋等,2005)。控释肥能延缓释放速率或使释放速率与作物的需肥规律相匹配,降低硝酸盐淋失量及减少憐、钟的流失(Brcschat,1995),有效减少肥料的浪费,极大改善环境污染的问题。1.5研究目的及内容1.5.1研巧目的位于东南沿海的浙江省永康市属经济发达地区,W水稻为主的大田作物的产量普遍很高,送主要是大量施化肥(尤其是氮肥)的贡献。化肥的高投入带来高产的同时,也使得肥料养分损失严重,不仅降低肥料利用率,同財还因养分经径流、淋失化及挥发等途径的损失,使得周边水体富营养化,地下水污染,化及大气污染。这些情况的出现,既给农业生产效益带来负面影响,又给农田生态环境带来不利影响。因此,明确施肥对永康地区水稻产量、王壤地力及周围水体环""境的影响具有重要的实践意义。此外,氮磯钟3414试验已经在全国范围内开-2展多年,年的短期试验但多数只是1,很少有长期实施的系统性研究报道。控一直是研究的释肥因其能够减少肥料用量,降低环境污染风险等特点,在近几年""热点。利用3414试验获得的施肥推荐量,生产出适合当地的控释复合肥,并验证其实际施用效果,对于指导该地区的控释肥应用及推广具有重要的实际意义。1.5.2研究内容本文W水稻为试验材料-11,进行为期3年(200920)的试验,研究施氮量对水稻产量,肥料利用率及稻田水质的影响,明确降低氮肥施用量的可行性;进""6008-20行为期年(213)的水稻氮磯钟3414试验工作,明确该项技术的实际成效;进行为期2年的控释肥试验,通过控释肥减量施用W及与常规施肥作对比。,明确控释肥在该地区的施用效果具体内容如下:1、不同施氮量对水稽产量,氮肥利用率及水质的影响;8 1绪论2、长期施用氮憐钟肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响;3、长期施用氮磯钟肥对±壤肥力及米质的影响;4、水稻高效施肥集成技术试验与示范;""5、对3414平衡施肥技术的认识。9 2不同施氛是对水稻产是、氮肥利巧率及水质的影响2不同施氮量对水稻产量、氮肥利用率及水质的影响化学氮肥的施用,对于中国及世界粮食的增产起到了重要的推动作用(Cassman,2003Tilman等,2001;tousek,2009)。然而,氮肥极易从等;Vi等农田系统中流失而污染环境一,使得氮肥污染治理成为农业污染治理中的个很大(B2000难题inder等,)。据联合国粮农组织报道,中国水稻产量占世界水稻产量的30%(FAO,2010),。水稻种植为保证粮食供应作出了巨大贡献然而,不容否认的是当前水稻种植尚。存在诸多问题:种植效益偏低,环境污染严重,氮服利用率不高等这些问题的产生最主要是由过量施用氮肥所导致(化等,2009;Vitousek等,2009)。很多一(化农民都持有个传统的观念,认为施肥越多,作物产量肯定就越高等,2009)。270k/hm,为了获得高产,稻农们经常施入大量氮肥,有时会超过2g这样就容易造成较低的氮祀利用率(Wang等,2001)。送些现象在全国普遍存在,尤其yA中国东部最为严重(Liu等,2005Zhan,2008)。众所周知,太湖地区是中国;g等最重要的水稻产区,很多关于氮肥污染及治理的研究都是围绕太湖稻区展开的(化等,2009;Qiao等,2012;Tian等,2007)。相比之下,同样作为水稻重要产区的浙江中部地区,却很少有关于氮肥优化管理的研究报道。氮肥利用率常用来评估氮肥的施用效率,有很多指标可凶从不同侧面来描述氮肥利用率(REn),氮肥农学利用率(AEn),其中最主要的包括氮肥表观利用率一和氮肥偏生产力(PFPn)。Dobermann(2007)曾指出,项好的农业管理措施-En要达到2应当使REn达到5080%,A5kg/kg上,PFPn要达到60kg/kgW上,一然而在中国很少有水稻产区达到这标准(Pen等2006Zhan等,2008),g,;g浙中稻区也不例外。Wang等(2001)报道称浙中地区的REn、AEn和PFPn仅分别为8%、6.4kg/k37.0k/k,这1g和gg其中过量施氮是氮肥利用率偏低的主要原因。大量研巧表明,降低氮肥施用量可W显著提高氮肥利用率(Chen等,2011;Wang等,2001)。据报道,在太湖地区仅仅通过降低施氮量,在不降低巧粒产量〇5(ao2012。(20的前提下,可W使氮肥利用率显著提高1/〇Qi等,)化等09)称-且不会对作物产量带来不如果能够合理施用氮肥,可W使施氮量减少3060%,利影响,,同时还可W降低氮素流入环境中的风险。此外浙中地区也属于氮沉降2,242kN/hm,并且W每年高发区在本世纪前十年中平均每年氮的沉降量为.g10 浙江大学博±学位论文20.56kgN/hm的速度增加(Liu等2013)。高施氮量加之日益增加的大气氮沉降,使得优化氮肥管理变得十分必要。过量施氮后,未被水稻吸收的氮素极易通过硝态氮淋失、镇态氮径流W及大气氮沉降等途径进入周围水体当中,造成严重的农业面源污染(Duan等,2010;化等,2009;Tian等,2007;Zhang等,2011;Zhao等,2012)。总体来讲,氮素损失量与施氮量呈正相关关系(Qiao等,2012;Zhao等,2009),生产中可W通过减施氮肥来逐步修复,改善并保护环境(Ju等,2009)。目前虽然在其他稻作区有很多关于减施氮肥的研究,但是针对浙中稻区的相2009-201关研究却鲜有报道,为此我们在1年开展了相关研究,其目的是:货研巧降低施氮量对特粒产量及氮肥利用率的影响!脚了解稻田水体中氮素浓度的动态变化情况一:巧i)找出个既能维持较高粹粒产量,又能降低环境影响,同时还能提高氮肥利用率的最佳施氮量。2.1材科与方法2.1.1试验地点2009-20试验于11年在浙江省永康市石柱镇田破林村进巧。该地区位于浙江中部,属于亚热带季风气候1398mm。,年平均降水量为供试止壤为渗育水稻主培泥田,质地为壤止。其理化性状放有机质%.2g/kg;全氮2.1g/kg;碱解氮155.4m/k效磯8.6m/k神巧.5m/kH5.2。gg;有gg;速效gg;p2.1.2试验设计试验设8个氮肥水平,分别为0(NO)、45(N45)、90(N90)、135(饥35)、N2180(饥80)、225(N225)、270(270)和315(N315)kgN/hm。毎个处理重2复3次,共24个处理。随机区组排列。每个小区面积为26.46m。栽培密度为22cmxl7cm,每丛两株基本苗。根据调查,当地农民的常规施氮量约为2702%作为基肥kg/hm。氮肥施用3次;50,30%作为葉肥,20%作为穗肥。每个处理施等量的过磯酸巧(P2〇5含量为12%)和氯化钟化2〇含量为60%),P2〇522的用量为%kg/hm,松0的用量为90kg/hm。为了检测稻田渗漏水中氮浓度的动态变化,搞清其对当地地下水水质的潜在一影响,在每个小区埋设根PVC管(直备为20cm,长度为55cm)。PVC管埋11 2不同施氮呈对水稻产量、氮肥利用率及水巧的影响设深度为30cm,且达舉底层W下。在每根管的底部(离底部3cm)钻两排(圈)小孔(每排6个小孔,每个小孔直径为7mm)。然后底部用尼龙布将所打小孔包一好个盖子,,防止王壤堵塞小孔而影响水分的渗漏。每根PVC管顶部盖防止雨水和灰尘进入。2.1.3样品采集和分析2.1.31.水稻样品采集及分析""H年所种水稻品种均为中浙优1号。播种日期均为5月22日i移栽曰期为6月16日(2009年和2010年)和6月18日(2011年)。葉肥的施用日期分别为6月25日(2009年)、6月26日(2010年)和6月28日(2011年);澈把的施用日期分别为8月2009年)、85日(2010年)和8月8(20116日(月日年)。水稻收割日期分别为10月5日(2009年和2010年)和10月9日(20H年)。一水稻收割前天,于每小区取3丛植株带回实验室,用于分析植株及特粒氮°°素含量。先在105C条件下杀青30分钟,然后在75C条件下烘干至恒重。将0-植株分为稻巧和巧粒.5mm,碱解扩散法,然后分别粉碎后通过筛然后用消煮测定氮含量(鲁如坤,2000)。植株和好粒的氮含量分别乘yj?各自重量即为各自吸氮量。取样后剩余的水稻按小区单打单收,晒干,然后称重,折合成每公顷产;量化g/hm)。21..3.2水样品采集及分析2009年和2010年,在水稻生长期间收集稻田田面水和地下水。毎小区随机选取5个点取田面水,然后混合装于100ml的塑料瓶中。取渗漏水的时间与田一一面水在同天,经过天,在取渗漏水前1天,先用注射器将管内的水全部抽出的渗漏之后100ml,。水样过滤,将新渗漏的水收集装于塑料瓶中带回实验室°-。后,冷藏于4C冰箱中,W备测试之用。取水的时间间隔为214天镑态氮采用散龄藍显色法测定,硝态氮用紫外分光光度计测定,全氮先用过硫酸钟氧化成硝态氮,然后用紫外分光光度计测定(鲁如坤,2000)。2.1.4氮肥利用率计算公式=-氮肥表观利用率:REn(%)(施氮区地上部吸氮量空白区地上部吸氮量)/施氮量XI0012 浙江大学博±学位论文=-氮肥农学效率:AEn(kg/kg)(施氮区巧粒产量空白区狩粒产量)/施氮量=氮肥偏生产率:PFPn(k/k)施氮区巧粒产量/施氮量gg2.1.5统计分析Dun’采用STATISTIC5.5进行数据统计分析,并用cans新复极差法进行差异壶著性检验。2.2结果与分析2.2.1水稻产量2-P<001)表1显示,不同施氮处理间的产量达到极显著水平(.,表明施用2氮肥对水稻增产具有积极的作用。2009年,当施氮量达到135kg/hm时,水稻2产量即不再显著增加;2010年和2011年,当施氮量达到180kg/hm时,水稻产50%-67%量即不再显著增加。换言么时,水稻产,当施氮量降为传统施氮量的、倒伏及产量下降量并不会出现显著下降。过量施氮常导致氮肥的奢侈吸收(刘立军等,2003),在2009和2010年的处理N270和N315中,由于氮肥施用过量,皆出现了倒伏和产量下降的情化2-1)2011(表,但在年,这两处理虽然有倒伏(1)发生,但产量未出现显著下降。巧粒产量在年际间的差异达极显著水平P<0.0,送主要应是由不同年份间的天气状况、病虫害及倒伏情况不同所导致的。""-对H年平均产量数据进行拟合后发现,只有线性加平台模型(图21)""一二次(图2-2)可1(P.l。和元模型[^?对产量数据进行很好地拟合OO)其中,"一"2利用元二次模型计算得出获得最高产量时的施氮量为257kg/hm,但实际2的情况是当施氮量达到180kg/hm时,水稻产量即不再显著増加,即己达到最大""产量,故将该模型舍弃。而由线性加平台模型计算出談得最高产量时的施氮22量为176kg/hm,这与实际产量状况是相符的。因此将176kg/hm的施氮量定为最""经济高产量施氮量。由于是线性加平台模型,所此计算得出获得最佳2产量时的施氮量也为176kg/hm。31 2不同化氮量对水稻产里、氮脏利用率及水质的影响表2-"1不同施氮是对水稻巧粒产量的影响(20092011)Tab--le21Ri化rainieldsund订出ferentNalicationrates0092011口)gypp2k:巧粒产曼Grainield(kg/hm)处理施氮量(g/hm)yTreatmentNrate200920102011平均NO06834±24e515化12f5061=tl巧f5说5eN45457181±0cde594紅51e6601±M3de6576dN90907472±56bed6223±66化6926±80d6874c357874=bti:N135132ab6745:54d巧bll231c7510N180180790妊114油7596±165化8975±44a81巧aN2252258157±84a8088db405a8372±303be8206a*±N2702707684±275化c7711±380沈87072巧ab8034aI=blt±N3153157931lO化巧89l52bc876587油8029a变异来源F值**处理(T)巧.4**年份(Y)81.4处理X年份**8.7=**=同列中不同小写字母表示处理间差异法到0.05显著水平(n3)。表示差异水平达到0.01显著水平。Valuesn3followed()rob’bydiferentletersin化esameCO化mnaresignificantlydiferent化0.05p浊化tylevel.Diferenc货were化stedwithDuncansmurmiltipleemethod.g**Thediferenceissign巧cant化0.01robabilitlevel.py41 浙江大学博±学位论文?9000P"8000-iBI誦-/3Y=13XW7,11-0784(X空诚3)=>80883:?MY(X1带)^=?装6000R0.96巧-5000400011111*11045撕巧5I抓225270315巧租J1<kg/W)图2-1不同施氮量下水稻巧粒产量的变化F-i21Grainieldsund巧diferentnitroenratesg.yg9000-j7000-I*^5+-Y=56629XX,l.510.0382r-095J.|?/5000-I11114000111—045901351撕放270315巧巧Jt(kg/hm別图2-2不同施氮量下水稻巧粒产量的变化巧-idifit.22Graineldsndererentntroenraesguyg15 2不同施氮量对水稚产量、氮化利用率及水质的影响2.2.2氮肥利用巧率氮肥表观利用率(REn),反映的是地上部吸收的氮肥占所施氮肥的比重obermann-(D,2007)。在2009年,各减氮处理(N45N225)的REn无显著差70)-异,但皆显著高于常规施肥处理(N2。REn的变化范围为11.520.4%(平均为16.8%),而据Zhang(2008)报道,国内REn的平均水平为28.3%,只有饥80处理(20.4%)与之最接近。由于耕层氮含量比较高,导致增施氮肥无法使巧粒产量获得大幅提升,因此REn很难获得提高。在后两年,由于NO处理的产量明显下降,使得各施肥处理的REn明显升高16.8%31.8%(2011,平均由提高到2。/年),増幅达89%由王年的数据综合来看,但当施氮量高于225kghm时,REn2一个相对较高的便开始出现下降趋势,当施氮量在180kg/hm左右时,REn处于水平-2。,且不会显著降低好粒产量(表2)氮肥农学效率(AEn),反映了所施氮肥的增产效应(Dobermaim,2007)。H年中AEn的最大值出现在施氮量最少的N45处理-2)(表2,其最小值分别出现在N270处理(2009年)和N315处理(2010和20H年)。由于基础地力较高,一-导致第年所有处理的AEn普遍较低,仅为3.27.7kg/kg。第二年,各处理的AE-.1kkn明显提高,为717.5kg/g,表明当不施氮肥处理的产量为5000g左右时,施用氮肥才会获得明显效果-。方差分析表明,减少氮肥用量后(N45N225),其AEn显著高于传统施肥处理(N270)。此外,多数处理的AEn在年际间也有显著差异。氮肥偏生产力(PFPn),常用来描述施氮后的作物经济产出及王壌有效供氮r。H能力,即可W反映经济效益和±壤肥力(Dobemann,2007)年中随着施氮量的增加,PFPn出现显著下降,各处理间PFPn的差异均达显著水平。其最大值11095处理.6k/k200年的N35出现在20年的N4,达到159gg,最小值出现在处理,仅为U.5kg/kg。从;年平均来看,饥80处理的PFPn(45kg/kg)比常规施赃处理N270的PFPn(仅为30kg/kg)提髙了50%。16 浙江大学博±学位论文表2-2不同施氮量下水稻氮素利用效率ab-Tle22NitroenU泌eficie打巧underdiferent打itroenalicationratesggpp稻巧N吸收量好粒N吸收里年份处理REnAEnPFPnStrawNutakeGrainNutakeppYearTreatmentk/kk/k(%)(gg)(gg)^^/(kg/hm)/(kg/hm)±———2009NO23.30±0.5c69.5.8d.2db〇1.N4525.3c75.4±0,4cd7.2±1.0ab7.7±0.5a159.6±00a.紅±t±0N90261.3c81.把1,1be17.30.8ab7.h〇.6a83..06bN13531.8±0b.±±.±0c.7b87.&l8b19.80乂a7.703a58.3.2N18037....±..壯16a924±08ab20.4±13a6.00.7a43.9±06d.±.±±0N225381±0.6a98.512a19.40.7a5.9±0.5a36.4e.3N27036.6±0.4a87.3±1.0b11.5±0.4b3■社1.0b28.紅1.0fN31539.6±1±...2a91.410浊12、l±〇2b3.5±0.4b2t2±0.3f20±一一一10NO18.1±05f5470.5e,.±±±N4521.70f6.d.2a17±0±1.8e5.20531.30.5.9a132.1.1a±N9024.70.9.1..±0de728±2cd27A±2Aabll.8illb69.1.7bN13526.5±0.2d81.8±0.2c26.3±0.4ablL7±0.6b50.ftl:0.4cN18032.9±1.7c94.3±8.3b30.2±4.3a13.5±1.5化42.2±0.9dN22534.2±.±.±2.6.±16be103.945a29.1油I3.0±23b35.91.8eN27038.4±2±.:...7化95.63.0油227t2.0bc94±1.7be28,6±14fN3.±.....15413±2.2a90.417bc18.化11c71±0.8c235±05g±±———2011NO15.90d..941.212d.±0±.±.±4.0.N45211.2c5t4〇9c43.02la34.2a146.7±32a±9024.20.9.±0.±.±.±.Nc657.7b36423b20.717b77.009bN13528.6±0±..±.6b75.016b34.4主14b2U±a8b5t61.7c..±±±N180364±1.5a85.9±20a36.22.2b21.7l.lb490.3d.9.±..±..iUc±0.6c1.N22531016b85733a26414.737.2±3eN27032.7±3.3ab90.2±8.1a24.3±4.8c13.5±1.5c32.2±0.9f.±±4±N3153420.8ab巧..9a222.0c..1.狂11.806c27.8±03g17 2不同施氮量对水稻产量、氮肥利用率及水质的影响一2=2同列中不同小写字母表示同年份不同处理间差异达到0.05湿(k/hm(k/著水平。稻轩氮吸收量g)稻轩重量ghm)2==2XX括杆氮浓度(%):巧粒氮吸收里(kg/hm)巧粒产童(kg/hm)持粒氮浓度(%):rEn!巧肥表观利用率;AEn::氮赃农学效率;PFPn氮肥偏生产力Valuesfollowedbdiferentlettersmongd近rttreatmenforharameterwihinthesaearasiificantl出fntyaeentseactmercerepygny*at0.05robabilitlevel.DiferencesweretestedbDuncansmultileranmethod.pyypgeStrawNutakeatmaturit:strawweihtk/hm2XNcittihstraw%Grainutake巧mri:rainwihtpyg(gonc&raon;Natue)()p巧ggkmXnratninra%nomof(/h2NconcetioinRE:aarentrecoverefficiencofaliedNAE:aroiceficiencaliedg(;nny)g)ppyypp;gppPFPn:artaactorrotofaeN;ilfductivilidN.ppypp2.23.稻田水体氮浓度+在整个水稻生长期间-H次施,NH4N浓度共出现了3次波峰,分别出现在(基肥-2。氮、葉肥和穗肥)后的1天施基肥后约7天,各处理田面水镜态氮浓-度降为峰值时的29%2009年1-14()和027%(2010年),按态氮浓度由峰值降至相对低的水平大约需要5-7天-3)。(图2渗漏水中钱态氮浓度明显低于田面水中钱态氮浓度2-4)正电荷的倭态氮很容易被带有(图,这主要是因为带有负电荷的王壤胶体吸附,从而随水渗漏损失量很小。总体来讲,渗漏水倭态氮浓>4天达到峰值N度在施氮后3,其浓度最大值出现在315处理,分别为0.46mg/L(2009年)和0.51mg/L(2010年),但对于所有处理来讲,多数时间其浓度都是低于0.2mg/L。这个结果表明,在目前的施氮量下,该地区几乎不会发生地下水镑态氮的污染。田面水硝态氮浓度低于镑态氮浓度,表明硝态氮不是田面水中氮素的主要存-5显3在形式。图2示,田面水中硝态氮浓度的最大值出现在N15处理,分别为6.7mg/L(2009年)和7.1mg/L(2010年)。渗漏水中的硝态氮浓度高于按态氮,一表明硝态氮是氮素淋失的主要形态,这与连纲等(2003)的报道致。由于硝态氮带有负电荷,不能被同样带有负电荷的±壤胶体吸附,导致其很容易随水流进.7入地下水中。经检测,渗漏水中硝态氮的最大浓度出现在N315处理,为2mg/L,低于世界卫生组织(WHO)规定的lOmg/L的标准,表明在正常施肥条件下,该地区发生硝态氮污染地下水的风险很小。-7)H次施氮抖后,田面水全氮浓度也出现了兰次峰值(图2。其中全氮浓度最大值出现在施完基肥后的N315处理,分别为34.9mg/L(2009年)和31.8mg/L一(2010。基肥施入周后-44%(2009年),田面水全氮浓度迅速下降至峰值时的293-48%(2010-年)和1年)。施肥后的57天,田面水总氮浓度常常高于15mg/L,18 浙江大学博±学位论文。5-7如果此时遇到强降雨,氮素会因径流而严重损失因此,施氮肥后的天是控制氮肥进入环境中的关键时期。总体来讲,田面水总氮浓度与施氮量呈线性正相一关关系,这与王强等(2003)和Xie等(2007)的研究相致。因此,可通过降低施氮量来降低水体总氮浓度,IU此来降低氮素污染环境的风险。与田面水全氮浓度类似,在施氮后的几天里,所有处理渗漏水中全氮浓度得到升高(图-2-)。0249mL2009-41mg(210。8其变化范围为..g/(年)和0.3./L0年)整个水田55-1009稻生长季中,面水中按态氮与硝态氮么和占全氮含量的9%(2年)和-6-196%(2010年),渗漏水中较态氮与硝态氮么和占全氮含量的6482%(2009)66-87%200年和(1年)。虽然没有进行实际检测,但是根据前人的研究,可一定数量的亚硝态氮及有机氮W猜想到全氮中应该包含有(俞巧钢和陈英旭,2010Zhao2009Zhu2000。;等,;等,)30厂20092010王-巧A—■—NO"tuA-^N4戀5-^IIII;!I^II1言|IIII|||取样日期2-32009-20图稻田田面水辖态氮浓度10)(+---Fig.23NH4Nconcentrationsin如rfacewater20092010.()19 2不同施氮量对水稻产量、氮肥利用率及水质的影响0乂广誦誦T—NOT一-451?,,T ̄-A^1N90马-IIIIlll||IIIII11^II取样日期--200920图24稻田滲漏水锭态氮浓度10)(+---Finlionwater0092010ig.24NH4Nconcentrationsercoat口)p10广2009屋赛+N0—N45T8-T1-^NI35itite-TTlItyIIIIIIJ101III?*iliiiliillliillill=ll-<<与马与?Jl^<与马马,、取样曰期--图25稻田田面水硝态氮浓度20092010)(_---Fiifacewaer20092010i.25N0Nconcentratonsnsurtg3()20 浙江大学博±学位论文4-20092010—■NO一^ ̄N45了-^N90"3-NTi^135Q—-NT14180]['iSEi311IitilliiliPiilll巧样日期-图26稻田渗漏水硝态氮浓度-(20092010)_--FN-i26N0昏3concentrationsinercolationwater20092010p()40广2009-201035〇\?TNOj-^N4530-tiI^ ̄一N90壁至ilHiliiliiiiiiilllll取样日期-图27稻田田面水全氮浓度(2009-2010)21 2不同施氮量对水稻产量、氮祀利用率及水质的影响facea-20FiTotalNconcentrationsinsurwter00910g.)口7广200920-m-10m-?-N45-6--ArN90T ̄-T-N135-^N180!TffT-iIIIiiITII41+」IIT05m弓ii言喜音弓>5^ii111取巧曰期--图28稻田滲漏水全氮浓度(20092010)--Filiinercolationwater20092010g.28TotaNconcentratonsp()2.3讨论23.1产量.一683422009)(N(k/hm)在试验第年(年,不施氮肥处理O)的好粒产量g22比获得最高产量的N225处理(8157k/hm)仅仅低1323kg/hm,送表明±壤g残留氮含量较高,从而抵消了部分化肥氮的作用(Liu等,2005)。浙中地区是经常过量施氮,在获得高产的同时也导浙江的水稻主产区,为了获得高产,农民0-15(Wan2007),致±壤残留氮普遍较高g等,。在本试验开展么初耕层±壤(2cm)碱解氮的含量达155.4mg/kg,说明约有315kg/hm有效氮存在于±壤中。220m,在2010年和11年,当施氮量达到180kg/h时,特粒产量未能显著增加这一再次表明。,该地区在不影响产量的前提下降低氮肥用量是可行的2,统计分析表明,当施氮量高于180kg/hm时,随着施氮量的提高好粒产量""一一个产量稳定期。或许这可并未显著降低,而是处于个持平状态,即出现22 浙江大学博±学位抢文ilil解释为什么农民更倾向于施用过量的氮肥,因为施用过量氮肥后,巧粒产量未出现明显下降,这会让农民误W为如果再多施些氮肥产量还会再提高,由此很容易导致氮化的过量施用。生产实践中一。,多种肥料效应模型均可用于最佳施肥量的估算例如,元二次模型一、线性加平台模型、元二次加平台模型、指数模型和平方根模型等er一二(Crato和Backmer,1990)。l在中国乃至全世界,元次函数是粮食作物肥料用量估算中最常用的模型(陈新平等,2000)。然而,许多研巧者指出,当所有模型均可对产量数据进行拟合时一二次加平台相较于其他,线性加平台和元模型可W更好的反应产量的肥料效应一,然后再从中选择个拟合度最高的模型来估算肥料用量(C山等,2010;Osterha等,2008)。经过对比,本试验选定线性加2平台作为最理想的施肥模型。经计算,获得最高产量时的施氮量为176k/hm,g2只占常规施氮量(270kg/hm)的65%。该试验结果与巨晓棠(2009年)的研究一致^30,即在中国大部分水稻产区,氮肥用量可^1%到60%。由于是线性加[减少。平台,其也为获得最佳经济施肥量时的施氮量2.3.2肥料利用率到目前为止一,氮肥利用率的定义在国内仍然没有形成统的标准(彭少兵等,200巧,国外通用的定量指标有氮肥偏生产力(PFPn)、氮肥农学效率(AEn)、氮服表观巧用率(REn)和氮肥生理利用率(PEn),这些指标从不同侧面描述了作物对氮肥的利用效率(Novoa和Loomis,1981)。张福锁等(2008)通过分析全国179个试验的结果指出,目前我国水稽REn平均为28.3%,AEn平均为10.4kg/kg,P巧N平均为54.2kg/kg。ao2、Qi等(201)研究认为,氮肥施用量氮素积累量及好粒产量对氮肥利用效率有重要影响。本试验结果表明,氮肥利用效率总体与施氮量成反比(表2-2)。Dobermann(2007)在南亚及东南亚开展的研究表明,在不施氮肥的田块,23000-4000k水稻好粒产量仅为g/hm。然而在中国,由于高基础地力和大气沉降2-等原因,多数不施氮肥田块的巧粒产量高达50006000k/hm(L山等2005g,;Peng等,2006)。而在本试验中,不施氮肥处理的产量甚至还高于此区间,达到26834km(2-1)。(g/h表方差分析发现,与常规施肥相比N270),化个减氮处理N4-显著提高氮肥表观利用率(5N180)能够。除此之外,我们还发现,随施肥23 2不同施氮量对水稻产量、氮肥利用率及水巧的影响年限的增加,各处理REn呈逐渐增加的趋势,但其年际间变幅差异比较大,变幅最高达150%(N45),最低仅为36%(N225),这说明不同施氮量下,REn的稳定性不同。生产中既要追求高REn,也要注重稳定的REn,当施氮量为2-135225kg/hm时,两者可兼备。根据Novoaooms(11AE-和Li98)的报道,水稻n的变化区间为740kg/kg,在良好的管理条件下,应当达到25kg/kgW上(Dobermann,2007)。而在本研AEn低于Dobe一究中rmann的这标准。低AEn主要是由W,大多数施氮化理的P2006下原因造成的:en等,)连续多年过量施用氮肥导致主壤基础肥力偏离(g;由于降水、灌滅、大气沉降及农作物残留导致大量外源氮素进入农田,导致王壤肥力升高(Cassman等,巧98;Liu等,2013),致使化肥氮不能被充分利用,从而导致低AEn的出现。PFPn的计算虽然简单易化但因其未排除主壌供氮能力对作物产量的影响,皆故只有当氮服用量较高时用PFPn才更有意义(彭少兵等,2002)。Yadav(2003)认为,PFPn与止壤有机碳及有效氮含量呈正相关关系。本研究中,±壤有机质及有效氮的含量均高于Yadav的报道,但是PFPn与Yadav的结果(2M9k/k,平gg2均施氮量为109k/hm)却处于相似水平g。巧其原因,主要应该是氮肥用量较高导致的。据Zhang等(2008)报道,中国的PFPn平均为54.2kg/kg。本试验中,如I-2果施氮量降至180k/hm,那么PFPn为45.3k/k。,ggg,这与其报道相接近简而言之在该地区可W通过减氮的方式来提高氮肥利用率。2.义3稻田水体氮浓度稻田施氮及由地表径流和渗漏而导致的水体污染一直是前人研究的热点(Power和Schepers,1989;Zhang等,1995)。由于水稻生长期间气温比较高,+导致尿素中的氮WNH4-N的形式快速释放(Lian等,2003),然而水稻幼苗的+NH-N的吸氮速率低于4释放速率,这样就很容易导致大量氮素W镑态氮的形式挥发掉。另外,由于刚施基肥后1周内水体氮浓度较高,但水稻吸氮能力较弱,如遇大雨氮素极易经径流而损失,因此考虑可W将分次施肥进行优化,即将基服量由50%降为30%,同时将藥肥童由30%升为50%,这样将会有助于提高氮肥1211)利用率并降低氮素损失(Liu等,20Sun等20。;,24 浙江大学博db学位论文2.4小结由于止壤背景氮值偏高,,导致REn、AEn和PFPn偏低尤其是在高施氮量处理中,氮肥利用效率更加低。S年的研巧表明,将施氮量由农民常规的27022kg/hm降至ISOkg/hm时不会导致巧粒产量的显著下降,但可W显著提高REn、AE2PFPNi180kN和。因此可!^?考虑将施氮量维持在g/hm左右。施氮量增加会使田面水及渗漏水中较态氮、谣态氮及全氮浓度显著升高。镑态氮是田面水中氮的一主要形态5-7,施肥后的个相对较高的水平。因此天其浓度会维持在,送段时间是控制径流降化氮素流失的关键时期。硝态氮是渗漏水中氮的主要形态,其在2最高施氮量315kg/hm时的浓度仅为2.7mg/L,所W几乎不会对地下水造成不利影响。由于全氮浓度与施氮量呈线性正相关关系,所W可W通过减少氮肥用量来""降低总氮浓度,!此来降化氮素污染的风险。由线性加平台推断出获得最高2产量时的施氮量约为176k/hm65%。g,其占传统施氮量的25 3长期施用氮巧钟肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响3长期施用氮碟巧肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响一,水稻是我国的主要粮食作物之,发展水稻生产提高7jC稻产量是确保我国粮食安全的关键(方福平等,2009)。水稻产量的稳定增长一。受诸多因素影响,合理施肥是确保水稻高产稳产重要措施之氮、磯、钟是水、稻正常生长必不可少的H大营养元素,其合理施用对水稻产量养分吸收利用率及经济效益的提高至关重要。长期W来,国内外在施肥对水稻产量及养分吸收利用的影响方面进行了大量、研究,但由于试验环境水稻品种、耕作措施等各异,致使研究结果不尽相同。众知肥料氮、磯、钟兰要素中,氮肥的研究相对较多较全面,如曾勇军等(2008)对两个水稻品种研究发现一,产量与施氮量均呈抛物线关系,其中个品种的氮肥利用效率随施氮量增加而逐渐下降一,而另品种的氮肥利用效率则随施氮量的増加先升高后下降。张军等(2011)指出,氮肥利用率与施氮量之间存在思著或极显著的二次相关关系。目前,关于施磯、钟对产量及肥料利用率的综合研究较少。如粪金龙(2011)等只研究了施磯量对水稻产量的影响,认为产量随施憐量的増。加先增加后下降,各品质指标值与施磯量的相关均未达到显著水平才硕等(2011)利用两个品种材料研究了施钟量对水稻产量的影响,发现适量施钟能显著提高产一些研究主要涉及钟素平衡量和稻米蛋白质含量。另有(廖育林等,2008)和评月E利用效率(胡激和王光火,2003)等方面。有关氮憐钟肥料配施研究主要集中在其对产量和肥料利用率的影响方面(李成亮等,2007),且关注更多的是氮肥。效果,而较少关注磯钟肥效果因此,较难为水稻的优质高效生产提供全面的施肥参考。""、14浙江是我国水稻主产区,与全国其他地方类似,开展水稻氮憐、钟34肥料试验已有多年,且有很多研究报道(谢良清等,2011;胡铁军等,2013),但前人多是探讨施用氮、磯、钟肥的产量效应,且多数试验仅实施1年,难提供试验中各指标的年际间变化情况,因此,较难为施肥效果的全面评价提供可靠""。3414田间试验2008-1的数据支持本文通过设在浙江省中部永康市的,在203年6季单季稻中研巧了氮、磯、钟肥对水稻产量、养分吸收利用效率及经济效益的影响,建立了肥料效应方程,分析了试验中部分指标的年际变化,W期为浙中26 浙江大学博±学位论文地区水稻的高产高效提供科学依据和技术参数。3.1材料与方法3.1.1试验地点°'|008-20^试验于213年在浙江省永康市石柱镇田贩林村进斤(285335,°"20'10624E)。该地区位于浙江中部,属于亚热带季风气候,年平均降水量为U97乂mm。供试±壤为渗育水稻止培泥田,质地为壤王。其理化性状为;有化质38.8/kg全氮2.2149.2m67mk726g;g/kg;碱解氮/k./.gg;有效稱gg;速效巧H""m/k5.1。。gg;p供试水巧品种为中浙优1号义1.2试验设计""3412本试验采用肥料二次回归4试验设计(陈新平等,006)。设氮、稱和钟3个因素,各因素设4个水平,共14个处理,分别为:1)N〇P〇K〇;2)NcP2K2;3)N1P2K2;4)N2P0K2;5)N2P1K2;6)N2P2K2;7)N2P3K2;8)N2P2K0;9)N2P2K1;10)N2P2K3;11)N3P2K2;12)N1P1K2;13)N1P2K1;14)N2P1K104个水平的含义!0水平指不施肥;2水平指当地推荐施肥量;1水平(施肥不足)=2x〇=XNNNN水平.532水15。;水平(施肥过量)平.本试验中o、、、i:3分别表222]亦氮肥(N)用量为0kg/hm、%.3kg/hm、172.5kg/hni、258乂kg/hm;P〇、S22Pi、P2、P3分别表亦磯肥(P2O5)用量为0kg/hm、18kg/hm、%kg/hm、54kg/hnA。22K〇、K、K、K()、45、、i23分别表不钟肥K2O用量为Okg/hmkg/hm90kg/hm2135kg/hm。所施氮肥为尿素(含N46%)、磯肥为过磯酸巧(含P2O5I2%)、钟肥为氯化钟(含K2060%)。其中氮肥50%作基肥30%作葉肥20%作穗。,,肥稱肥和钟肥全作基肥一次性施入。各处理2次重复,共28个小区。小区面积为2228m30cmx20cm,栽插规格为丛数16.丛/hm,,总5每穴两株基本苗。其他管理措施同常规栽培。""根据3414试验设计,从中可提取出3个单因素试验,即1个氮服试验;N0P2K2、N化K2、N江乂2和NsP龙:2处理;1个磯肥试验:N2PGK2、N2P1K2、N2P2K2和NsP来2处理;1个巧肥试验:N2P2K0、N江来1、N化松和N化K3处理。其中N2P2K2为送3个试验的共用处理。3.1.3水稻样品采集和分析27 3长期施用氮憐钟肥对水稻产量、养分利用率及经巧效益的影响收获前1天,在每小区取5穴代表性植株,将稻轩和持粒分开后于烘箱内105摄氏度杀青30min,75摄氏度下烘干至恒重,粉碎并过0.5mm筛备用。植-H物千样采用祀SO42O2消煮,碱解扩散法测定氮含量,磯箱蓝比色法测定磯含000量,火焰光度法测定钟含量(鲁如坤)。,2各小区单打单收,所获巧粒风干。后称重,折合成含14%水分的产量,即为最后实际产量测产的同时,各小区随机选取10义植巧齐地收割、风干,巧粒和稻杆分别称量,计算谷草比,然后根据谷草比计算稻杆产量。3丄4参数计算方法氮为例,计算公式如下:2=XX氮素积累总量/(kg/hm)粹粒产量巧粒含N量+程杆产量稻轩含N量=X氮素收获指数(%)巧粒吸氮量/地上部吸氮量100=氮祀表观利用率(-/(%)施氮区地上部吸氮量无氮区地上部曝氮量)/施x氮量lOO=氮化农学效率-/(kg/kg)(施氮区好粒产量无氮区粋粒产量)/施氮量3丄5统计分析’采用Excel进行数据整理,利用STATISTIC5.5进行统计分If,并用Duncans新复极差法进行差异显著性检验。3.2结果与分祈3.2.1长期施用氮巧卿肥对水巧巧粒产量的影响6年试验表明,不同施肥处理间巧粒产量存在明显差异,且都显著高于一P理---NooKo处(表31),同处理年际间产量也有明显变化(图31,图32,图3-3-4,图3)。2氮肥试验中,每年N3P2K2巧粒产量最高,平均为8900kg/hm,显著高于N0P2K2和N1P2K2,在前3年与N2P2拉无显著差异,但从第4年开始,其产量开始显著高于N2P-1理的产2拉处理产量。图3显示,N0P2K2、NPKN2PK122和22处2:2<量分别W每年397kg/hm(PO.Ol)、388kg/hm(PO.01)和205kg/hm(p〇.〇5)2的幅度递减,N3P2K2处理产量年减幅为50kg/hm,但未法蟲著水平(P>0.05)。磯肥试验中,2008和2009年4个磯弧处理间巧粒产量无显著差异,表明在28 浙江大学博±学位论文前两年中施憐效果不明显:在2010和2011年施磯处理曲2?iK2、N贫來2和N2P3K2)与N2P0K2产量的差异达显著水平;至2013年,N史来2和N2P3K2的产量开始显著高于N3-22P0K2和N2P1K2的产量,表明两年不施磯肥后,主壤开始缺憐。图2显示,N2P0K2、N2P1K2和N2P2松的产量分别每年4nkg/hm(PO.Ol)、29422kg/hm(PO.Ol)和205kg/hm(P<0.05)的頓度递减,N2P3K2处理产量的年降2幅为139kg/hm,但未达显著水平(P>0.05)。、钟肥试验中,前5年3个施钟处理(N化KiN化拉和N2P2K3)间巧粒产量无显著差异;和N2P2K3处理的产量湿著高于N2P2K0,除2009和2010年外,N2P龙2处理。在2013年,N2P龙:2和N出化3处理的产量开始显著高于NsP糸1处理。由23-33困可化N2P2K0、N2P2K1和N2P2K2的产量分别^^19k/hm(PO.01)、1每年g22254kg/hm(PO.Ol)和205kg/hm(P<0.05)的幅度递减,N2P糸3处理产量的2年降幅为巧Ikg/hm,但未达显著水平(P>0.05)。、从6年的平均产量看,狩粒产量WN少还:2N3P2K2、N江2P3和N化K3处理一较高:,,其中N3P速2处理最高,是个增产效果最好的施肥处理。氮肥试验中狩粒产量为N3P2K2>N2P2K2>N1P2K2>N0P2K2,且N3P2K2和N2时。显著高于N1P2K2,NiP必显著高于N0P2K2,其中N史瓜!比N0P2K2増产36.7%;稱肥试验中,N2P1K2、N2P糸2和N2P3IC2间的巧粒产量无显著差异,且N2P2K2和N2P3K2显著高于N2P0K2,其中N2P2K2比N2P0K2仅増产9.6%;钟肥试验中,H个施钟处理(N2P2K1、N2P来2和N2P还:3)间产量无显著差异,但显著高于N2P2K0处理,其中N2P2K2比N2P2K0增产9.4%。施氮礎钟处理(N江2K2)的产量分别比不施肥(NoPoKo)、不施氮(N0P2K2)、2不施碟(N2P0K2)和不施钟(N江来0)处理的产量显著增加2440kg/hm、1840222kg/hm、730kg/hm和720kg/hm,表明在该地区,氮磯钟配施的效果不仅优于不施肥处理而且也优于任意两种肥料配施的效果。本研巧中影响巧粒产量的首要因子为氮肥,憐肥和钟肥的增产作用相当。29 3长期施用氮磯钟肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响表3-1不同E磯卿处理对水稻巧粒产量的影响2008-2013)(:*-ab-Tle1ecsofdiferentfeilireatmensoniiceainieldin2003Eftrtizatonttrsdur82013gyg肥料效应处理巧粒产量2访地!ield(k/hm)平均ygEffectTreatment2008200920102011201220巧Mean氮肥效应N0P2K27646fg6630f6666g7080f5761g巧02h6514f糸28665bcde7610cde7025fg8139de6862f6179g7413ePK291地化83N2255aSnOab82469092b7巧Ibc77654abcN3P2K29412a8344a8480a9890a8697a8574a8900a縣肥效应NaPoKz9079化巧75化cd7491cd7800e6887f6500ef7622de12a8076ab7945bc859cdcdc8090bcdN2PK9巧71b7490巧01N2P2K291巧a8110油8246ab9092b7巧Ibc7768b8354abcN乐3K29121ab8139ab8202油9131b7992b804化8439ab钟肥效应N2P2K0851Ide7910bc<i7640cd8012e705lef6660de763IdeN2P2K18994abc8030ab8039bc8700bc7503cd7巧Ic8106bcdN2P2K29155aSllOab8246油909化7751bc7768b8354abcN2P2K39102ab7997abc82。油9062b7748bc7巧化巧。abc其他NdPoKo7198g6巧Of5791h6巧Ig5090h4682i5912gN1P1K28461e7433e6810fgmit6922f6003g7巧2e>K88cdef71eJiP2i857579de671Ig8208cde01If625Ifg739N2PK8978abc8060ab7"0ef81Ude7巧Ode6845d7743cde11变异来源年份**(Y)处理**T()x**Y了**表示达同列数据后不同小写字母表示不同处理间水稻巧粒产星差异达0.05虽著水平。0.01湿著水平。**Valueswithinacolumnfollowedbydiferentlettersindicatesinificantdiferenceatthe0.05level:meanssinificantatthegg0.0leve.1l30 浙江大学博±学位论文 ̄12::-10▼I-…A:r也、巧2史==**--■Y0.397X+8054.5民0.供;^==**Y-0?N,388X+787.7R0.59.;PK,j^*==*Y-+01a,0.205X419.7R.32;2==Y-0.050X牛。0.1r0.02.;▼200820092010201120122013年巧-国31不同氮施用量条件下水稻巧粒产量变化趋势2008-2013()巧-f-iiiog.31TrendsoriceranieldsundervariousNalcatnratesdurin20082013gyppg***巧分别代表年际间水稻好粒产星差异达到化05and.001显著水平,下同。***and.indicatesin巧cantdiferenceatthe0.05and001levelsresectivel.Thesameasbelow.g,py-10|18"w?.■■。,至6-一2==**>mY-0.452X牛917.0;r0.85■1乂托-24=**iYMK294X+599.5r0.58?NPK;*^^j^=-=*aY0.205X+419.7R0.31;'2==Y-0.139X巧巧.1r0.12;tnp2-^200820092010201120122013年巧图3-2不同磯施用量条件下水稻好粒产量变化趋势2008-20巧()-巧-.32Trendsofricerainieiliidildsund知varousPacatonratesurn20082013ggyppg31 3长期施用氮磯钟服对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响-— ̄—:10T圓"—,,—■:一:■至6-:;^2=+=**騰?口晒Y-0.319X648.3r0J9;:声。24-="=M+?妄Y).254XyS义r0.51邸户定,2*=*0=aY.205X+419^r0.31^=M=Y).191X+392.1RK).25;▼K2.化,0200820092010201120122013年巧-图3-3不同磯施用量条件下水稻巧粒产量变化趋势20082013)(--巧g.33TrendsofricerainieldsundervariousPalicationratesdurin20082013gyppg10-|11^?4-2==**%"0X+1r?y.45692.80.82;邸而*2Y=**&0.369X+748.0r0.61?N;PK,,,j2=c*YM3.340X+691.8r〇.44‘2-;化K,2=M=**Y)338X+687r0..9.巧;▼八户化1,0___-.,,.■,JJIJ1J2008200920102011201220巧年巧-图3-4不同氮憐钟施用量下水稻巧粒产量变化趋势20082013)(-巧-34rendsoflicerainieldsundervariousNPandKalicationratesduri打20082013呂?Tgy,ppg32 浙江大学博±学位论文3.2.2长期施用氮稱钟肥对水稽产量构成因子的影响6(-13)不同氮磯钟处理条件下,年200820水稻产量构成因子的平均值列于42-2x表3。在所有处理中,NsP肢处理的有效穗数(2601〇穗細)歷著高于其他12处理,但其实粒数(6.4粒/穗)显著低于其他处理,其结实率亦处于较低水平(84.1%)。施用氮肥可W显著提高有效穗数和株高,随着施氮量的增加,实粒数先显著增加而后显著下降,结实率呈逐渐下降趋势,千粒重无显著变化。施用磯肥有助于有效穗数和株高的增加,对实粒数和千粒重无显著影响。随着施钟量的提高,水稻有效穗数和株高逐渐增加,实粒数先提高后下降,结实率及千粒重无显著变化。上述结果表明,有效穗数的提高应该是水賴增产的主要原因,对于千粒重而言,施肥对其几乎没有影响。33 3长期施用氮雜巧肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响表-32不同氮稱巧处理对水稻产量构成因子的影喃Tab-le32EffectsofdifferentNPandKtreatmentsonieldcomonentsofrice,yp肥料效应处理有效穗数实粒数结实率千粒重株高-FeritilizerPanicle巧liedSeedsetting1000gran巧antTreatmenteffectNoihtht.grainsratewegeigh^x^%(lO/hm)(No./anicle))()(cm)p(gP2K2186..氮肥效应N0.7g1446de906abc26.9ablll.SeN..1P2K2206.8ef1452de909abc27.0a119.3d2P2K2208.6def154.5.2a1N浊89.2abcd2723.3aK2260.N3P2.0aI26.4f84le27.2a123.4aP0K204..轉肥效应N22If152.5abc91.1化27.1a1215bc206.8efN2P1K2158.6a87.5cde27.0a122.3ab89.N2P2K2208.6def154.5ab.2abcd272a123.3a.6cde154.7ab86.5de27.0a123N2P3K2210.0a钟肥效应N化Ko206.5ef..c147.5cde89.0abcd268ab1210N2P糸!206.8ef152.0abc86.3de26.8ab121.4bcN2P2K2208.6def154...5泌892abcd27.2a1233a.5b..N2P2K32221468cde85.6de269ab123.3aNoPoKo180.加144.2(ie91.1a26.4b108.4fN1P1K2213.3cd142.9e87.5bcde27.1a112.1e>hP2Ki215.7c142827.0a119.0d.7e7.4bcde2.化N2P1K14.0cdI46.9cde86.9de27.2a1201同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异达0。.05显著水平Valueswi化inacolumnfbUowedbyd近erentlettersindicatesignificant出航renceatthe0.05level.3.2.3肥料效应分析对不同氮、磯、钟处理的巧粒产量分别采用H元二次模型、二元二次模型和一二-元次模型拟合,共得7个肥料效应方程(表33)。其中,由氮磯钟H元模型、""氮憐一、氮钟二元模型W及氮元模型计算出的把料用量高于本试验所设的3水平而出现外推结果,故将这些肥效方程舍弃。利用剩余的稱钟二元模型和隣、钟一3元模型计算得出最高巧粒产量的憐巧2〇5)和钟(松0)施用量分别为巧.34 浙江大学博±学位论文""2k化沁和100乂k/hm的氮用量明显超过本试验所设的3gg;由肥效方程计算出2水平(258.8kg/hm),故无法通过效方程获得氮肥的推荐用量。表3-3水稻氮稱钟祀料效应方程Tab-le33Fertilizerresponseequationofrice肥效模型肥料效应方程2R值养分最高产貴施祀量MajdmumieldyeModellFertilizerresponseequationRvaueNutrient啤pHcationrate=++H元二次Y6440+..024110.0020N1U844P3.9966KN370922**--.-..P2O512800147妒00050P0.0226K0966.9-0-.0166NP+0.0178NK0.0218PK松〇1巧.6=二元二次Y59巧+化..巧68PN34.2.40922599N+31**0.96522---0.086P.1180NPPO5I%.6.0193N0102=Y6172.+...0巧8+141154N122388KN3巧6**0.970-0.0194NM).0395KM).0231NK松058.7=.的Y68巧.巧45"73427P+1815KP2〇534.7**0.77022---松0102.6(U687P0.0488K0.2499PK—**=巧+-2N巧元二次Y69.282011.7270N0.0183N0.9800.5*=-2Y8n9+R941702P.巧8P2O543.9.17143排0.02**=Y80+9-拉098.187663.79巧K00495K0乂的9..**表示达到**0.01。indicatesinificantdiferencthe0.01level.显著水平geat3.2.4长期施用氮磯钟肥对水稻养分吸收利用的影响-为了解氮磯钟肥的利用效率,在试驗前3年(20082010)通过测试程轩和巧粒养分含量,获得了相关指标。由表34可W看出,氮素积累总量(TNA)随施氮量增加而提高,各施氮处理间TNA的差异达显著水平;平均来看,2008年的TNA显著高于2010年,且后者又显著高于2009年。施氮可W显著增加百千克巧粒吸氮量,而年份对其无显著影响,表明百千克巧粒吸氮量受年份影响比较小。施氮量及年份对氮素收获指数(NHI)有极显著影响,NHI随施氮量増加呈逐渐下降趋势,说明虽然増加施氮量可W显著提高TNA,但狩粒中氮素所占比35 3长期施用氮縣巧肥对水稻产里、养分利用率及经济效益的影响例却在下降,即更多的氮素被留在了稻杆中。除2010年的N1P2K2外,氮肥表观利用率(REn)和氮肥农学效率(AEn)均随施氮量增加而下降或显著下降。3-显示表5,磯素积累总量(TPA)随施磯量增加而提高,N2P2K2和N2P3K2处理间无显著差异,但显著高于N2P0K2和N2P1K2处理;2008和2009年的TPA显著高于2010年。施磯可W显著增加百千克巧粒吸礙量,N2P2K2和N2P3K2处理间无显著差异,但显著高于N2P0K2和N2P1K2处理;年份对其也有显著影响,2008年的百千克衍粒吸磯量显著高于2009和2010年。憐素收获指数(PHI)比较稳定,施憐量与年份对其均无显著影响。稱肥表观利用率(REp)和磯化农学效率(AEp)均随施磯量增加呈下降趋势,但施稱量对REp无显著影响,然而值得注意的是,年份对REp和AEp却有极显著影响,REp和AEp随年限的延长而显著提高,其主要原因应为N2P0K2处理连续不施磯服,使得其与其他施憐处理的产量3-1E差距逐渐变大(表),致使通过差减法计算出的REp和Ap显著提高。3-6可知由表,施钟可显著提高钟素积累总量(TKA),但在试验的前2年,3个施巧处理间TKA的差异未达显著水平;2008年各处理的TKA显著高于2010年,后者显著高于2009年。百千克狩粒吸钟量受施钟量及年份的影响显1著,其随施钟量的增加而逐渐増加200,其中年4个钟肥处理间的差异达显著水平2009年的。与施磯类似,钟素收获;百千克粹粒吸钟量显著低于其他两年指数(KHI)亦较稳定。施钟量及年份对钟肥,施钟量与年份对其均无显著影响表观利用率(REk)和钟肥农学效率(AEk)有极显著影响;REk和AEk随施巧量增加而下降或混著下降;由于2009年4个钟肥处理间产量无显著差异,致使该年的REk和AEk显著低于2008和2010年。-3-4-PH日7-、由表、表35和表36还可看出,NHI、巧KHI的变幅分别为6.576.6%-11-15IPHI、80.385.8%和.32.%,KHI明显低于NH和。这是因为氮稱在穗部中含量较高,而巧在茎杆中含量较高的缘故。由3年的结果可知,每生产100kg-巧粒的养分吸收量为-1、P-2。N1.14.始kg2〇5〇.%0.65kg和K2O2.l6.68k若WgN2P还:2的标准计算,则每生产100kg巧粒需吸收N1.47kg、P2〇50.60kg和K202.49kg。36 0q?请11,r0S々式?输O户J教X(d站iu6q郝u30另惠o義0.?JP一名,兴N’9S担达一SB、M。喊艺?q写巧8.ZS/‘N三S901安另另0I?S2*1巧封y巧03皆最A(6请艮0另受%180.賣p)00a、N5《2I職坦3曼玄0城q/客S禹;I0zTZ笑zZU0请U1屋90‘爱?0’9.Z9/豁A,P良视g3X(qAC擦J3%6另请p0He)含5每占u0八I|、Z7/臟M.P户U城6/另身含L空/IO079N,户9度宏3Ji。OuUI另l巧O雌f9Jr.?jJ城OS二l-一BZupjaf接ofd云s6Pn绍备宮妥09爱含po丑)0£《获‘可‘s、UN二1一一B悼qSw3一|5中BZ》dl阳0為皂妥d雪0等nr‘N二三游iI么密UOpES摩巧S,含?JUO.‘8宗s1SNz,6三兵尝一咖uo皆i一{a"鸿巧lZ》?u|u6P賊1n另裹6ll00,喊之过/0.T/J獲O巨?,空窝Un一的,/2經Ho)一一3贼J、今3苗Ji贼J孩J》qp屋巧病0r,卸山07s八。,為寸N8身三一一10减0担區】凹§片寸屋名店屋-洒U内4^t身皂鸟鸟立9SJJeZnZ芝qHBJ^8齡^398 1?3巧2巧rOIN巧式封占嫌X怒3iBU妥qo鄉30oJ?空,IO考S3S,z换BN二垣含s、堅uc筵这塞每请爱O.67.N.々-五芭屋S.’O;错N等兵々台巧3x>odq存{6w妾s0po8.3‘%0.廣p)1N兵苗、或恥S坦Qu堅ZbSB皂筵Z巧O/£.O.N巧巧空dS巧另o另?.O>lN8这8養載一S3您AJx6BBs0巧S擦占p00写.蹇々u空S.、NS8SGf篇倘懲直Mw屋S巧薑马r.OT11N8s888一二占》。S名81身99巧,uJO3.〇峭N000iO一B筵Z§P皆!q岩8S6另占S宮0巧海90妥fps进)N020史q、2Q§B巧O3£一>i中〇q请》督m这另d怔/O塞s<受9游n.1’N0么o20涅C巧。这OU?震爱1含Ur?皂US6UNs兵赛契皆UB咖§鹏a(鸿这zuu£夸每马港這n6?贼这nl2?i/0,/式巧uu1.碟IN装々呀n^奇矣岂)做uo、巧禁黎B》U舊卸巧06?另巧一,0巧z,身。N等另其n一樓3应叟l田u片听u店込造苗u-既l£占£n巧写与-o身lU浸eJz是ZqH龄禹 》0占1户看,I1r00貧1s8鄰毛孩OX{33U靴OSj■壽g巧黄SSoI与换‘b送NX30坦、霉〇0恭込a:6>塞爱OI?.巧N己8《qOBIZ马專.O/—Z;兵嫌V等巧03XA31展(68qO8S006L’窝9‘S%0.?.J)9L、N齡£巧I0坦髮u苗恭Sq云O另zO?I;ZN.々S£挺S写巧马爲OX載N三I三三存现3AJ擦Bs空占巧复占p马i蔓OT爸〇‘n/Nl己三二?界這8巧0々屋写导0x莫Nf三己三33O占f2另另JIO£兵9一咖r,0ZNH以zPC贵JO8J珍S】宮WB请IZ驻so迸空皂6另妥I奇)巧r吉史qw0另T’n0\T33巧〇巧:中迫0§》看*阳c旁3皂5>0矣{0r巧SBNz1】:ZC^d誓口瑜^P。密CG产爱Os?巧o赛三这z空一一京UNOU咖c尝oU巧〇’l皆田巧3店!q看妇晚n9客另贼含’8,00|£啓目9>y3一3Z66發0)83J一一S職X、一徑3岂振B冷涅qd巧I6s邊Pg,‘‘閒JIo8々3£ON身2s巧巧S症歴叟凹芒u皆也-聞巨苗苗屋怒9£巧直直身皂-09结1J之乏£J芝郝恥请^H书狸郝¥过窝 3长期旌用氮磯钟肥对水巧产量、养分利用率及经济效益的影响3.2.5长期施用氮雜巧肥对水巧经济效益的影响不同施肥处理的肥料总投入-。、水稻产值及经济效益有较大差异(表37)2NsP龙2、N2P3K2、N2P來3及NsP糸2处理的肥料总投入较大,均超过1500元/hm,〇%比最低肥料投入处理(N0P2K2)分别高119%、132%、156/〇和178。施肥处理的水稻产值显著高于不施肥处理.N,平均提高227%,其中产值最商的sP龙2处理比之提高30:.7%。N化K2、N2P3K2、N2P法N3P2拉处理的经济效益较高,1和比NoPoKo分别湿著提高21.1%、20.3%、20.3%和22.4%。由表3-4中的氮K肥农学效率可得,在P22的基础上,每千克N可增产好粒4-.211.8k./(4./kg,按水稍巧粒价格(26元kg)与氮肥价格78元g)计算,每投4-可得3.7(M.95元.483,在化松的基础入1元的氮化可増收,平均元;由表5上-5,毎千克P2〇5可增产好粒1.836.1k,每投入g1元的磯肥(元/kg)可增收-9-5.37.41元.7,平均79元由表36可知,在NP的基础上,每千克&〇可增;22-入-0.812.9k1元的钟肥(.71.6.产巧粒g,毎投5元/kg)可增收9407元,平均2.90元。由此可W看出,施用磯肥的增收效果大于氮肥的增收效果,钟JT的増收效果最低。40 浙江大学博±学位论文2表3-7不同氮踞钟处理对水稻经巧效益的影响单位:元/hm^Tab-le37EffectofdifferentandKtreatmentsonriceeconomicbenefitUnit:uan/hmNP,y月巧奉斗总主曼处理氮腮投入诱肥投入钟肥投入人工成本水稻产值经济效益入TotalRJ说Np2〇5KaOLaborEconomyTreatmentfertilizeroututpinputinputinputCO巧benefitinputvalueNoPoKo00000167%g化巧5gN0P2K2018051369315018149f17306gN.巧巧1P2K:41231805131105.325020194e8f.60513N2P0K28241337.62502口72cd19684cdeN2P1K2824.690527.62502180沈c20126abcd巧14NP来28246180513.21517625022110b20342地N2P3K2824.62705巧1607.625022067b202l0abcNP2K82.6180250208巧d19598de20401004.6N2P糸I拉4乂180256.5H61.125021721bc202!0abcN2P2K3824.61807汾.51774.125021935b19911bcdeN3P2K21..巧68180513192982502巧39a205巧aPK24.N123905131015.325019676e1841If11.58483fN1P2K1412.3180256.825019829e1871N2P824..Id91K6902%51171.125020931510e1,s■5060hm穫肥40元氮赃投入/hnA肥料总投入哦肥投入娜肥投入;人工成本指施肥用工成本,基肥1元化如,黃肥元/,水稻产值S巧粒产巧粒价格=?-:经济效溢水稻产擅肥辑总投入人工成本。同列数字后不同小写字母表示处理间差异达20.05显著水平?Totalfertilzrinu户Ninut+POint+KOiutLrcostbasalfertUization150uan/hmtil!erinieppaspuiabo叩;y,g22fert化zation60uan/hmearinfertilizatio打40uan/hmRiceouuvalu产ainieldxriceEcicbenefi村ce,andtronomygy;巧gyp;ou-tota-tutvaueertUzrnutaborostauesoedtlettersinesamemnaresn巧cantferenttpllfieiplc.Vlfllowbydiferen化CO山iglyiad0.05probabilitylevel.3.3讨论2根据±壤养分含量测试结果可知,供试地块氮营养水平偏高(全氮.2g/kg;.2/k.7m速效钟72./k。碱解氮149mgg),憐钟水平偏低(有效憐6g/kg;6mgg)41 3长期施用氮槐钟化对水巧产量、养分利用率及经济效益的影响一2试验第年空白区的产量达到7198k/hm属于中g,表明该地块的基础供肥能力""""""1等偏高水平。344试验中氮憐钟2水平的确定非常重要,如果27长平""太低就有可能造成得到的肥料效应方程出现外推情况(最佳施肥量超出3水""平),如果2水平太高又会造成设计的施肥水平离最隹施肥量太远,不能准确(地捕捉到最佳施肥量陈新平等,2006)。因此,在试验前需尽量根据±壤肥力""及产量水平将2定在合理的水平。本研究中,随着施氮量的增加,6年中巧一20粒产量直增加06江明等10)产,并未出现多数试验中(张耀鸿等,20;周,量随施氮量先升高后下降的现象,所得最佳施氮量出现外推结果,其原因有可能""2是试验所设氮2水平偏低(172.5kg/hm),也可能是试验所用水稻品种较耐高氮环境。,具体原因将在本论文第6部分讨论在试验前两年(2008和2009年),施磯处理与不施磯处理间的巧粒产量无NPK显著差异,表明施磯增产效果并不明显:经过两年的消耗,不施磯处理(202)产量在2010年开始显著下降。目前多数试验报道称随施磯量的增加,水稻产量会呈先增加而后下降的趋势(粪金龙等,2011;张德军,2009),然而本试验中,m…虽然主壤有效磯基础含量较低(6.7/k)4年gg,但3个施磯处理间产量在前直无显著差异,即低量施磯与过量施磯的增产效果相差不大。008-20施巧后产量得到显著提升,但同施磯盾的结果类似,在试验前5年(212年),施钟无论低量(N2P2K1)、适量(N江糸;2)还是过量(N2P2K3),3个处理间水稻产量皆无显著差异,证明施钟肥无效。肥料施用效果不仅受±壤速效钟含。量影响,也受缓效钟含量影响为此,我们在2012年水稻收获后,检测了止壤445m、1.5速效钟及缓效钟含量./k(N2P2K1)5,发现止壤速效钟含量分别为ggm/k-gg(N2P2K2)和53.9mg/kg(N2P2K3)(详见本论文第4部分图46),但3个处理的缓效钟含量都约为480mg/kg(Imol/L热硝酸提取,数据未列出)。据胡-覆堂(2003)报道,当速效钟养分含量为50100mg/kg,且缓效钟含量高于350一mg/kg时,施用钟肥般没有増产效果,由此可W解释低量施钟和过量施钟皆无增产效果的原因。本研巧中,氮肥为限制产量的首要因素,前3年施肥效果为氮月己>钟肥>磯肥,这与前人研究结果相同(胡春花等,2012;h容燕等,2010),>>而后3年变为氮肥鱗肥钟肥。一狩粒产量能否获得高产和稳产。,是衡量项施肥措施效果好坏的最直观指标42 渐江大学博±学位论文对6季水稻的产量进行统计后发现,所有处理的枯粒产量都呈下降庭势,且除N3P2K2、N2P3K2和N2P龙:3兰个处理之外,其他处理巧粒产量的下降幅度均达显""""<PC0著水平P0.05)或极显著水平(.01)。由于0和1水平都属于缺素(状态,连续6年不施肥或者低量施肥,必然导致产量的下降;虽然N2P龙:2处理2在理论上属于适宜施肥水平,但其产量却队每年205kg/hm的降幅显著下降,只有N3P2K2、N2P3K2和NsP灰3H个处理的产量下降幅度未达显著水平,说明本试""22验所设定的氮、磯及钟的2水平(成:m.5kgN/hm;P2;36kgP2〇5/hm;K2902:k0/hm)均较低g拉,应该增加其施用量,否则将对该地区水稽的高产稳产产生不巧影响。本试验中,水稻养分积累总量WK20>N>P205,平均积累总量分别为212.0222kg/hm、125kg/hm和50.9kg/hm(WN2P2K■2处理的结果计算)。养分收获指数WP205>N>K20,平均收获指数分别为81.6%、71.2%和11.7%,大部分氮与稱进入了好粒中,而钟却留在了稻轩中,其中氮及稱素收获指数明显高于王伟妮等(2011)的报道,钟素收获指数则与之持平,这应主要是由水稻品种不同所致。""在测±配方试验中,百千克巧粒养分吸收量是目标产量法(胡巧堂,2003)一W中的个重要参数,据it等(2009)报道,每100kg水稻巧粒需吸收N1.47kg、POO;25.巧kg、K2〇1.75kg。本试验条件下,若!江龙2的标准计算,贝悔生产1P00k巧粒需吸收N1.47k、2〇50.60k、杉02.49k,gggg其中氮与碟吸收量与Wht等的结果相似,但钟吸收量明显高于其报道,这说明计算百千克巧粒养分吸收量要依据当时当地的条件(水稚晶种、±壤类型及气候等)来确定。随施肥量增加,氮、磯、钟肥的吸收利巧率、农学效率均呈下降趋势,表明肥料施用越多损失越多,,所在保证产量不会明显下降时要尽量减少肥料用量,从而促进肥料利用率的提高(王伟妮等,2011)。本研究结果表明,氮、磯和钟肥料吸收利用率分别为25.2%、38.3%和%.0%(WN江龙处理的结果计算),其中氮和钟肥吸收利用率与全国平均水平近似(张福锁等,2008),但磯肥吸收利用率高于全国平均水平。由于不同处理间氮磯钟肥的用量不同且单价不一,使得肥料的总投入差别较大一,任何种肥料施用过多,均会增加肥料成本,从而影响经济效益。本研巧中,虽然施氮量最高的N3P2K2处理经济效益最高,但与N2P2K2处理相比,并无显著43 3长期施巧氮稱巧肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响性差异:理经巧效益在所有;施稱量最高的N2P3K2处理和施钟量最高的N江还3处处理中仅处于中等水平。义4小结、、在本试验条件下,水稻巧粒产量W氮(N)溝化〇5)钟化2〇)施用量222258m、m分别为.8kg/h%kg/hm和90kg/h的处理组合(N3P2K2)最高。由于中氮水平设计较低,导致拟合无效,无法获得准确的氮肥推荐用量,最佳憐钟肥22推荐用量分别为39k/hm和01k/hm。100k1.47k、g1g每生产g狩粒需吸收NgP2O50.60kg和松02.49kg。44 4长期施用氮巧神化对止壤肥力及米质的影响;4长期施用氮磯卿肥对主壤肥为及米质的影响施肥可W直接或间接地改变±壤的物理化学及生物特性,进而影响±壤生产力一。合理施肥与±壤管理对水稻的高产稳产至关重要,并会对稻米品质产生定影响(Lee等,2008)。然而,己有很多长期定位试验表明,由于养分供应问题,一些研究表明导致水稻产量、米质及主壌质量会出现很大的变异性。,施充足的adeon0一氮肥至关重要(W等,1999Bli等,210),;g;另些研巧认为磯对水稻产量eue等2004一、米质及主壌质量影响很大(Sal,Chu等,2007);还有些q;报道称由于钟的投入低于输出,导致钟素成为水稻增产的限制因素(Mussnugg集一2006)。过量及不平衡施肥已经引起了系列的环境问题,并危及到了国家食品安全(Ju等,2009)。厘清其原因并找到相应的解决办法变得迫在眉睫。这些信息对于保持农业的可持续发展,满足人们的食品需求至关重要。目前,有很多研巧都涉及作物养分管理及王壤化力变化,但多数研究都属于一-12年的短期研究,因此只能提供些初步的施祀建议,无法对试验的长期效应进行评估。而长期定位试验可W帮助我们了解作物产量的年际变化,掌握养分的动态变化及评估系统的可持续性,这些都是短期试验所无法实现的(Dawe等,2000;La化a等,2003)。简而言之,其最大的优势就是可W记录过去,并且可W对未来做出科学预测。前人己在不同止壌和作物系统中开展了很多长期定位试验,用来监测施肥对±壤质量和肥力变化的影响(Banger等,2009;Bi等,2009;Nayaka等,2007)。但是目前很少有关于单季稍系统中开展长期定位试验来研究王壤肥力及稻米品质的报道。水稻是浙江省最主要的粮食作物,且目前单季稚占比最高。因此该区域为研究长期施肥条件下单季稻田的±壤理化性质变化及稻米品质提供了很好""的条件。水稻氮磯钟3414试验已在浙江省不同作物上实施多年,其中也有很-多针对单季稻的试验,但多数试验都是为期12年的短期试验,较难从中获得施008-20肥后主壤理化性质及米质的长期动态变化信息。为此,我们213年在浙江""省永康市开展了为期6年的水稻氮磯钟3414试验,其目的是研巧不同氮稱钟处理条件下主壤肥为及米质的变化情况,为该地区科学施肥提供理论和技术支持。4.1材料与方法45 浙江大学博±学位论文4.1.1试验地点同第3章3.1.14丄2试验设计同第3章3丄24.1.3主壌样品采集和分析每年水""稻收割后1周左右,在每小区都进行王壤取样。每个小区按S型515。2mm随机取个点,混合后带回实验室,取样深度cm左右待±样风干后过筛,用于检测±壌碱解氮,有效磯、速效钟含量和pH;再从过2mm筛的止样一中取部分过0.15mm筛,用于检测有机质及全氮含量。采用碱解扩散法测定碱解氮含量-;盐酸氣化镑浸提法测定有效磯含量;立酸钱(1M)浸提法测定速效-钟含量:.5±;12水比测定止壤pH值;&化〇7祀S〇4法测定王壤有机质含量;硫酸消化-2000《±碱解扩散法测定全氮含量。实验的具体步骤参照鲁如坤()的壤农化分析一》书。由于是单季稻,考虑到冬季和春季休耕,王壤地力有可能会上升的原因,在来年稼栽前再次化验止样,W此来检验不同施肥量及休耕期对主壤养分含量的影响一。止样采集和测试方法与秋季收获后的方法样。2104年6月水稻插秩之前为最后一次采集止样。4.1.4稻米品质检测各处理巧粒晒干2个月后,取1kg测定稻米品质。胶稠度、直捷淀粉、碱销值、蛋白质含量和总氨基酸含量用近红外光谱仪(Foss5000型)测定。4.1.5统计分析’采用Excel进行数据整理,利用STATISTIC5.5进行统计分析,并用Duncans新复极差法进行差异显著性检验。4.2结果与分析4.2.1主壤服力变化4.2.1.1±壌阳和有机质2008±壤基础H值为510(-。年试验开始前,p.表41)测王配方施肥6年之后4-5,pH平均值年际间变化范围为.96.06,没有发生明显变化按取样时期来46 4长期施用氮巧钟肥对止壌肥力及米质的影响看,每次所有14个处理间都无显著差异,表明施肥年限和施肥量对该试验地区的±壤pH无显著影响。试验开始前王壤基础有机质含量为38.8g/k,处于相对g较高的水平-2显示2009-。表4,2014年各处理主壤有机质平均含量年际间的变--化范围为41.044.8/k.715.5%植gg,与试验开始前相比,提高了5,表明随着种年限的増加,±壤有机质含量总体呈增加的趋势,但是从单个年份来看,各个处理间有机质含量无显著差异,表明不同施肥量对主壤有机质含量没显著影响。-表4-1不同氣稱巧处理对±壤pH的影响(20082013)ab--Tle41EfectsofdiferentfertilizationtreatmentsonSO。during20082013脚2008年2009年2010年2011年20口年2013年20U年处理移栽前移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前TreatmentBTBTAFBTAFBTAFB了AFBTAFBT4.N.07a54.98a...01..99a4.89a505aoPoKo5.15.10a509a502a5a508a5.13a-惡.胆a5........N0P2K25.15.03a500a505a511a501a507a5.03a501a499a506aN.......1P2K251497a500a5.00a505a5.16a503a5.10a503a5.01a5.03a506aNPK5.0215.07a504a5.07a5.04a5.07a5.04a5.04a5.00a5.05a5.07a507a2..N2P....01K25.1502a498a5.03a500a5.09a5.00a5.02a4.95a5.02at05a55aNP2K25.......2.1512a5.04a511a5.04a512a5.03a5.04a496a507a509a512aN2P...3K25.1502a4.98a505a4.97a4.98a5.01a4.96a4.93a5.03a509a5.00aN2P2K05.14.97a4.95a5.01a4.95a4.98a4.99a4.96a4.93a5.00a5.04a4.97aN2P2K.......51507a4.99a5.]la497a498a502a494a4.91a5.06a514a5.02a1.N2K.5.02a4.96a5.06a.04a5a5.01a.3a49a5.04a5.11a518aP23515.3451.1N3P2K25.14.97a4......9.94a506a495a498a5.04a495a4.92a505a5.16a47aN........1P1K251497a4.94a504a494a4.98a501a494a491a5.03a5.12a497aN......9..1P2K15.1502a4.94a500a493a498a492a42a486a496a4.%a5.00aN2P.......1K1515.02a5.02a506a503a507a506a505a5.02a5.0細5.11a504a5.的4...平均5.1.99545.005065.015.014名6503506504.0.BT。n:表示移栽前,AF表示收获后。同列数字后不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平BT:beforetranslantatioAFp;afterharvest.Valuesfollowedbdiferent【ettersinthesamecolaresin巧cantldiferent泌0.05babililevel.yumngyproty-表4-2不同(200820)氮磯钟处理对±壤有机质含量的影响13Tab--le42Efectsofdiferentfertnizationtreatmentsonsoilorganicmatercontentduring2008201347 浙江大学博±学位论文20082009年20102刖1201220132014年年年年年年处理种植前移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前Treatment^T/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT//k/k/k/k/k/k/k/k/k/k/k/k(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)NoPoKo38.842.7a41.6a44.0a42.1a43.4a42.3a40.5a39.2a41.6a40.5a41.2aN0P2K238.842.9a42.2a41.5a化6a44.6a42.3a39.0a40.4a41.0a41.1a41.9aN...1P2K238.841.5a42.8a41.1a432a47.8a44.1a43.3a39.8a420a440a40.7a38化42.N2P0K2.8412a40.6a422a42.9a431a40.2a42.8a43.5a40.0a418a....PK238..N2.841.0a4a43.8a43.5a45.5a43.8a%6a4!7a42.化42.4a4Ua11.7N2P2K238.840.2a42.0a42.9a43.....4a45.4a43.5a38.6a388a409a441a398aNP3K238.841.4..41.a2.2a40.3a423a41.6a44.化419a0,3a42.0a422a394a1.8巧...N2P2K038.6a40.8a42.4a42.3a41,5a42.7a41.2a4L2a433a419a409aN2P2K........138.8404a410a43.3a426a416a44.9a425a400a422a415a40.2a42...N2P2K338.841.5a.4a42.4a41.9a43.3a44.8a418a415a44.0a43.2a419aN3P2K23884...43.0.0.4.6411.16a421a419a41.5a474a化8aa42a435a2a.a..42.8a42...N1P1K238.8422a421a.7a468a44.4a449a43.1a450a42.0a41.7aP40..N138.840.9a化6a41.8a467a44.5a392a423a45.0a41.4a41.4ai采3a..N2P1.....11K138.841.4a49a43.7a43.2a44.7a42.4a426a389a413a410a4.2a平均38......841341642.842644843.541.14142.741841.1BTAF表示收获盾。同列数字后不同小写字母表示处理间差异达。BT:beftrsltationAF:表示移栽前,0.05显著水平oreanpan;afterharvest.Valuesfolloweddi嵌renUettersi打thesamecohunnresi巧ca抽ldiferentat0.05robabilitlevel.的agnypy4.2丄2±壌全巧和禱気-。试验开始前王壤全氮含量为2.2/k较高水平(表43)gg,处于相对年际间2-24各处理全氮含量平均值变化范围为.2./k比无明显变化gg,与试验前相;按取样日期来看,某些处理在某些年份出现了显著升离或下降,但幅度均不大,至2014年移栽前,所有处理的全氮含量平均增加9%,但各个处理间无显著差异。总体来看,当前的施肥量对止壌全氮含量无显著影响。4-4显示20±壤碱解氮含量的变化范围为表,在13年水稻收获后,48 4长期施用氮磯钟肥对王壤肥力及米质的影响--101.4138.4mg/kg,与试验开始前的149.2mg/kg相比,下降了7.232.0%。然而经过7个月的休耕后,2014年各处理主壤碱解氮含量平均升高了9.6%,这表明止壤休耕有助于止壤碱解氮含量的提升。2014年,在所有处理中,N汪龙3处理的碱解氮含量最高,达179.5mg/kg,而N0P2K2处理的最低,仅为131.9mg/kg。总体来看一,水稻在收获后,所有处理止壤碱解氮处于个较低水平,但经过冬季。,和春季休耕后,其含量会获得比较明显的提升此外由NoP來2、N1P2K2、N2P2松和%P2拉四个处理可看出,无论在移栽前还是收获后,随着施氮量的提高,止壤碱解氮含量总体呈増加趋势,但多数情况下差异不显著,说明目前的施氮量对碱解氮含量的影响不大而7个月左右的休耕期对其有明显的影响。49 浙江大学博±学位论文--表43不同氮磯巧处理对王壌全氮含量的影响(20082013)Tab--le43EffectsofdiiFerentfertilizationtreatmentsonsoiltotalnitrogencontentduring200820132朋8年200920102011201220132014年年年年年处理种惶前移栽前收获后巧栽前收获后巧栽前收获后移栽前收获后巧栽前收获后巧栽前TreatmentbT/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT/(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)2.......沈2..NoPqKo223化22a24a2.2ab22a22ab2.1a23a23ab2.3aNPK22.22.5a2.4a2.4a2.3a2.3a2.3化2.化2.4a2.4a2.3ab2.3a02.4ab2.....N1P2K22.22.4a24a2,4a2.3a24a2.4ab24a24a2.4地24a..化2......N2P0K2222.4a2.5a2,3a21a22化2化23a24a2.4ab24a.22.....N2P1K22.3地2.4a2.5a3a23a2.3化23b23a2.4a23地23a2.N2P2K2.22....2.4ab2.1a24a1.9b2.1a20b2.2b1.9a24a24ab2.4a.22.6a2..化1...N2P3K22.1a2.3a1.化20a1.9b28a23a23油2.3a....N库采02.22.2化2.3a2.3a2.3a1.9a22ab2.1b23a24a25a25a.N.......2P2K1222.5ab23a2.4a24a2.0a24a2.4ab23a2.2a20b24a2...N2P2K32.22.6a2.3a.4a2.3a2.3a22ab2.2b23a2.4a2.5a2細N3P2K22.22.5a2.3a2.4a2.3a2.3a2.3ab2.5a2.2a2.3a2.3化2.3aN1P1K22.22.3油2.4a2.5a2.3a2.4a2.3油2.化23a2.4a2.3地2.3a2.......化2.:NP2K22.4ab23汪25a21ab23a21ab2.1a2.3a22ab2.2aiiN2P....,....1K12225a23a25a20ab2.1a2lab21b2.0a2.4a23ab23a之22.42.32.4222.2.322.4.3.平均..2.22.2224BT表示移栽前,AF表。同列数字盾不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平。BT:beforetranslantationAF:示收获盾p;afterharvest.ValuesoUowetersmecosncanterenta.roabeve.fedb出frentleinthesalumnareii巧ldift005bilitllygypy50 4长期施用氮稱钟肥对±壌肥力及米质的影响表4-4不同2008-20)氮稱钟处理对王壌碱解氮含量的影响(13Tab--le44Efectsofdiferentfertilizationtreatmentson撕口availablenitrogencontentduring200820132008年200920102011年2012年20132014年年年年处理种植前移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前TreatmentBT/BT/AF/ST/倒BT/AF7BT/AF/BT/AF/BT/(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)*NoPKo..浊l..o14921407ab141.7b167油13776.0a112.0a159.3b134.2b1500b10!4cI35.9d.1.8NoP糸49..2.21495化1519ab72b154a169.化105.4a化70浊137.化158.2地117.4b131.9d11.1a.4.N1P2K2149.2147.1化139.7b169.2ab132.3b1的,3a125.1a168.0化147.8ab157.6ab116.7b160.6cNP0K.4泌175..化125...化bc22149.2147.4ab150.4油1533a1826a1642油150.7a1巧.Sab120164.1.....化b..N2P1K214921501化148.1化1900a1461ab176.8a巧3.9a化5.6ab1441巧8ab122.5b化60abcNP2K.2ab146..22149.2149*2ab化9.6ab143.2地175.0a109?化】拍.lab1%.化]%lab125.5ab1说Oabc......N2P3K2149.21488ab1444ab178.7ab140.0ab164舶1225a1645ab143.5化156.6ab1230ab1645bcM9.N2P2K0.2141.0ab141他1861418ab172.6a巧2.1a164化1.0aK2.7ab125.3化164.3bc.5a..553油1.N2P2K19.2....巧.口..浊14化1巧.Oab120.化1675abc141427ab1456ab1890a148415a3a17544.4N2P2K3...149.2163.2a1化6a179.7化1540aI837a1173a1沿.OaI54.3aH2.6a138.4aI79.5aN3P2K149.2154.8ab147.....2.4ab1沿.8a140.0ab1867a1256a1792油153.1a1670a1278ak179.1a..化144...化.N1P1K214921巧0化173.2ab1509ab181.2a106.3a171.5泌142.如b1544ab1171640bc.化161.N1K11.24.7ab1巧.3b巧.化151..6.1.9油1.如b165化cP24915a1,9a1840a121化191浊35.24.....化180..油N2PiK149.21535ab1525化1684ab1516a174.8a120.3ab1444浊1669a125.3沈177.8i平均...14921485147.5175.31461177.9119.6169.61445159121.9163.5.BT:befortransl:表示移栽前,AF表示收获后。同列数字后不同小写字母表示处理间差异达0.05虽著水平。目TepantationAF;afterharvestValuesfollowedbdifere打tletersinthesamecolumnaresignificantldiferentat0.05probabililevel.yyty42;L3..±读有效巧和速效钟经过6季水稻的种植-5)±壤有效磯含量显著下降(表4。,按取样日期来看,1-51m各处理有效磯含量的平均值变化范围为.8./k6.7m/kgg,与试验开始前的gg239-73.1%。2013,相比,降幅达到.年水稻收获后,有效稱含量己处于极低水平最低达0.9mg/kg,最高也仅为3.0mg/kg,虽然经过7个月的休耕期,到201451 浙江大学博±学位论文-i-年移栽前其含量仅升高到1.63.7mgk。由N江〇拉、N2Pg1K2、N2P2K2和N2P3K2一四个处理可知,,随着施磯量的増加,王壤有效磯含量有定程度的増加但多数情况下其差异未达显著水平。可W看出,无论是不施磯处理,还是施最高磯量的2王壤都处于憐缺乏状态54。处理(kg2〇5/hm),在经过几季种植后,所有处理的P±壤速效钟爸量的动态变化列于表4-6。与±壤有效磯含量的变化趋势类似,随施肥年限的増加,王壤速效钟含量呈现降低趋势。按取样时期对各处理速效钟-i1-。13含量取平均值,其变化范围为38.74.3mk20年水稻收获后,止壤速效gg34-钟含量的变化范围为.248.1m/k200872.6mgg,与年试验前的基础含量(g/kg)-4-相比.52.9%(6)。经过休耕后,2014,各处理速效钟含量的降幅达到337表一。年所有处理的速效钟含量都有了定的提升,但都低于72乂mg/kg由N2P2K0、一N化Ki、N江扳和N2P2K3四个处理可知,在同取样时期,随着施钟量的增加,王壤速效钟含量有一定程度的增加,且多数情况下其差异达显著水平。52 4长期施用氮磯巧肥对±壤肥力及米质的影响-表45不同氮2008-20)稱钟处理对±壌有效稱含量的影响(13-Tab-le45Efectsof出ferentfertilizationtreatmentsonso"availablehoshoruscontentdurin20082013ppg2008年20092010201120122013年2014年年年年年处理种植前移栽前收获后替栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前TreatmentbT/BT/AF/BT/AF/ST/AF/BT/AF/BT/AF/BT/m/km/km/km/km/km/km/km/km/km/km/km/k(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg)(gg).......化2.dNoPoKo6754c34c38c2化15c1.6c23a2.4c2.0abc1.8NP.1.....5.02K26.777a5.a4化c35abc2.7化2.化3比c30a3a30a3.2a.74.1c3.1c3.化3.3abc2.3b2.化3.3bc1.9a2.化c3.N1P2K26.1c10abN2P0K26.....化3.....746c3.4c36c26c22b15abc14a22cOc16d.74.化3.5c4.5bc3..N2P]K26.1abc1化1.9b25c2.7a2.5bc1.化c25bcN2P2K26.74.2c3.4c4.7bc3.4abc2......,6ab21b39abc17a24c24ab34a.76.....N2P3K26.2ab43ab3.9c26c24b19b4.5ab21a2.6bc2.0abc3.7aN2P2K06.73.4c3.1c4.0bc4.1a2.4b1.化4.0abc2.7a2.0c2.3化3.4aN2P2K.7.......2.3油3.1637c29c47bc38a23b24b4.6ab2.5a2c24aN2P2K36.74.2c3....8bcS.labc4.1a3.3a1.化5.0a2.a25bc23泌34a1N3P2K26.75.4bc4.3沁5...5化3.7a3.2a2.5b4.5沁2.0a29b18bc义Oab.0..N化K2677.7a5.0a6.6a2.洗c2.靴2.6ab4.0abc1.7a3.7a化2化c*N6.75........化c1.1P2K14bc41bc47bc41a37a40abc24a25bc3.3a1......化3....化2N2P1K6740c3.1c38c34浊c23b15沈c21a21c0.0cd平均6.75..........13845342522382226829BT表示移栽前,AF表示收获后。同列数字后不同小写字母表示处理间差异达0.05适著水平。BT:beforetransplantation;AF:afterharv故t.Valuesfollowedbdiferentlettersinesamecoumnarencanterenta.roabitlevel.y化lsiifilift005bilgydpy53 渐江大学博壬学位论文表4-6008-20不同氮雜锦处理对±壤速效钟含量的影响口13)-T-able46Efectsofdiferentfertilizationtreatments0白化。availableotassiumcontentdurin20082013pg2008年2009年2010年20H年2012年20口年2014年处理种植前移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收获后移栽前收歎后移栽前TreatmentBT/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT/AF/BT/m/k/km/km/kra/k/km/k田/k/m/km/km/k(gg)如gg)(gg)(gg)(gg)脚gg)(gg)(gg)如g喊(gg)(gg)(gg)NoPoKo72.654.7e45.Id46.5d巧.5bc39.7bcd44.2cdef34.5d40.9c42.0c34.2c41.4eP采272.6巧.9de47.5cd65....N〇.0bcd351c412泌cd479bcd45.7cd41.4c416c44.4沈化Obc.....]SriP2K272.679.2bcd451d620bcd巧Oc35.0d46.7bcde47.0cd44.2c535abc437ab59.6bc.660.8cde56...N2P0K272.3bc66.0bcd50.5化51.7abc44.2cdef517bcd56.3化608ab432ab62,2bcN2P........1K2726846abc66.6aWOcd430abc化4a529abc662ab612a670a48.1a59.9bc.Oc39..N2P2K272.682.9bc51.7cd74.5油c巧.4bcd%2defg54.4bc51.5c51.7abc47.5浊610bc.683.3bc52.4bc43.0d33.5c42.8泌cd34.7ef52.7bc4义化44..N2P3K272g.7bc456ab567bcdN2P2K072.654.6e42.7d49.0d31.5c39.3bcd29.3g39.2cd43.5c43.7bc34.8c40.8eN2PK.....2172.689.6化48.]cd52.5cd巧Oc413abcd442cdef化7cd445c47.7bc38.2bc473de.6107.1a64....如b53.如53.N2P2K372.1a85.0ab515a508abc542化651abc43.7油67.6沁N3P2K272.682.2bc63.1油63.0bcd35.5c48.0aboi44.2cdef66.5浊4义2bc48.4bc40.1abc53.6cdNP.663.de的....6ab..2沁55.1ab56.5ab11K2725c5a935a335c53616a69c48.1a71.6aNjP龙111怎62.0cde59.3abc57.0cd37.0c37.9cd49.2bcd68.5ab41.3c44.7bc43.7ab51,4cde.1a51.5cd32.0c42..1...N2P1K172.6巧.5bcde66.0abcd330fg766a57b615化39.3bc465化平均71674.3巧.460.338.144.144.7%...l47.751242.5556BTF。0.0。BTbeforetranslantation:表示移栽前,A表示收获后同列数字盾不同小写字母表示处理间差异达5置著水平:pAF;afterharvest.Valu的foHowedbydiferentletersinthesamecolum打aresinificantliferentat0.05robabililevel.gydpty4.2.3稻米品质-7氮肥对稻米品质的影响比较明盈(表4);施氮量对胶祸度有极显著影响;与N0P2K2相比,N2P2K2和N3P2K2分别蟲著提高9%和。施氮量及年份对直链淀紛含量切无显著影响。施氮量对碱消值的影响达极显著水平,N3PK显著22低于于其他3个处理,其中2008年N3P2K2的碱消值最低。蛋白质含量随施氮量54 4长期施用氮稱巧肥对±壌肥力及米质的影响^増加而显著增加,4个施氮水平间差异达显著水平;2008年的蛋白质含量显著高于2009和2010年。总氨基酸含量随施氮量增加而显著增加,4个施氮水平间差异达显著水平008009010。;2和2年的总氨基酸含量显著高于2年磯肥对稻米品质的影响则不如氮祀明显-、(表47):施磯量对胶稠度直链淀。N江龙粉含量及碱消值均无显著影响随施稱量增加蛋白质含量逐渐增加,2和N2P3松显著高于N2P0K2;2008年各施磯处理的蛋白质含量显著高于2009年,2009年显著高于2010年。施碟量对总氨基酸含量无显著影响,但年份对其有显著影响,2008年各施憐处理的息氨基酸含量与2009年无显著差异,但显著高于2010年。-神肥对部分米质性状也有显著影响(表47):施钟量对胶稠度有极显著影响;与N江2氏)相比,N2P2K2和N2P2K3分别显著提高16%和19%。施钟量对直链淀粉含量无显著影响,且年际间也无显著变化。施钟量对碱消值的影响达极显著水平;与N2P2K0相比,N2P2K2和NsP叔分别显著提高18%和20%。施巧量对蛋白质暮量有歷著影响,N2P2K2和N2P2K3显著高于N2P2K0;2010年各施钟处理的蛋白质20082009年。含量显著低于和年份对总氨基酸含量有极显著影响,2010年各施钟处理的总氨基酸含量显著低于2008和2009年。55 {%OPo户BBB》B巧)I豪屋广QL虞巧.9Or??-写5/,.Z》广2含gL,7/Z:>邮量U如8PVB占£豆占I懲8另备.P..S巧..马..WS*9788LL满.》一》S88B喊o巧*i0qB》》9空导9巧I巧另巧马身1.召O....?‘《..9〇N9L26S》S》》L88xaI0qqW占aa36Z占rrA2另6.£含6寡8寺{/3........50oo》-?86666666%I6llA)JI>l响Iq如晏a》》qBPU妾巧每1占每專C11Zr....s泉/.暗...666302d88空u22212巧一jus谢*o驻OU6巧l》Pq象某污容S占另6身jd0r.0..巧.....u.o0000.66aI1iil2三222112a担巧(o。舍p黃田^黃£e屋受另巧屋々店另?畜...《拭養巧.《寸八占户心5r《《§5《S)坦/o良n巧|B细A》q占a£§名.s妄污云另巧9马含U巧i《u.r!sS。心>八《八。5:s占UI落P3BI28Id3sUI占d巧B之S弓芝名屋屋屋巧9巧屋屋《3’..‘?8|.3is心八《5《S《心对八矣奇皂vU|芭3。》《<导另名占占屋巧另看r每這妥-‘..?.‘.%】】999户S959空u§1乙乙一11已111乙一a>je咖u装如ss8da若月屋巧專窮.專尋另屋屋屋....v.r‘.P泛99.Z899A993巧1空一1巳一一t2l一一掛是ilu圳i呑y這S田d》》一占再含巧6含S6.3.巧.93..马马..靈9999.S9s99913I一1N資一2一一一一一1A。U中OS兴。占看W户J男這觀巧0含S這袁0UI.6?3,SX內.寸会{TZ.頃U§ZSZ違S.空.SAI巨A99s巧皆臣o)尝/潑姑X疫山粗3化Po占皂細S爱巧巧另為屋袁寡暖】罢.0‘昭S.5S.Ii612£9运Iw9巧姿Si998Z,受空P9受P户U巧来?島之8蝶长S巧3Js》d巧術患污另o名等巧巧W...《巧慰尝98.Z泛;!9^身i99a8uUS受PP恤2邮辑症0令结證舊匯郝喊摆S片书应曲巧迫马店苗苗占苗項苗苗在哎马狸^户I直占直dMB乌霉写皂皂么价4身NNO郝aN害£NNN泛NZ之菱N赫气里a¥々占孩歴知齡白豁 4长期施用氮稱钟肥对±壤肥力及米质的影响4.3讨论一作为个养分资源库,主壤有机质因其巨大的缓冲能力,对于农田生态系统来说至关重要(Post,1982)。同时它还有助于提高养分有效性,对王壤质量具有重要影响(Wang等,2005)。本研究中,经过6年的施肥,所有处理间的有机质含量无显著差异./k比,但与试验前±壤有机质含量基础值(388gg)相,各处理止壤有机质平均含量增加了约14%。试验过程中,所有小区都未施入过有机肥或者稻巧,但是每个小区都留有水稻残著(距离地面高20cm),并且在休耕期'(10月份到来年6月份)有大量杂草生长,例如,日本看麦娘(如知poracw’Sne献?Thunbteud.),碎米莽(CaWa/w■nrfaL.),通泉草(MazwywoWcuy(.)O.Kuntee),鼠曲草(仿7巧麻3加m妨?weD.Don)和早熟禾(fooaMMwaL.)等。这些杂草和水稻残巷在插秩之前会被翻入主壤中,因此会有助于增加主壤有机质含量。有机质的提高,不仅可料直接促进全氮含量的提高,而且也可1^^提高主壤的蓄氮能力并降低氮素损失(Wang等,2002)。或许是由于此原因,与主壤全氮含-.2/k)相比9.6%43)。量基础值(2gg,所有处理全氮含量的平均值提高了(表据前人报道,连续施用化肥会导致止壤pH显著下降(化等,2009;Liu等,2013),而本试验结果表明,经过6年的连续施肥,主壌pH并未出现显著变化。很多研究表明,王壤有机质与pH么间具有显著的负相关关系,即随着±壌有机质含量的提高,主壤H会有明显下降(Dai等,2009Motav址i等,1995)。但在本试p;验中,经过6年种植,止壤有机质含量提高了,但H依然保持在原有水平p,这与前人报道有所不同。令人惊讶的是./k3,±壤有效磯含量从试验之初的67mgg降到了201年的1-m。经过近7个月的休耕期后.63.7g/kg,虽然其含量在2014年水賴移栽之前一-有了定语度的提高,但是依然低于6.7mg/kg(表45)。依据Dobemann等(1998)5-的观点,水稻田止壤有效稱值低于mg/kg、510mg/kg和高于10mg/kg分别代表严重缺磯、轻微缺磯和不缺磯。但令人困惑的是,试验开始前,主壤的有效磯含量(6.9mg/kg)即处于轻微缺磯状态,且所有处理中磯的消耗非常明显(例如,N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2和N2P3K2处理的有效磯含量仅分别为1.6、2.5、3.4和""23.7m/k)2Pgg,但是似乎磯月己水平(36kg2〇5/hm)可满足水稻对磯素的需求,因为与N2P3K2处理(理论上磯肥处于巧量水平)相比,N2P2K2处理的产57 渐江大学博±学位论文3-量并未有显著差异(表1)。然而从±壤有效磯含量显著下降的事实来看,从长远来说,当前的施磯量无疑会对±壤肥力和水稻生长产生不利影响。因此,在""一后的研究中2。,宜将水平提高到个更高水平目前由于作物需钟量明显大于稻田施钟量,导致±壤钟亏缺现象非常普遍(Dobermann等,1996)。本研究中,钟肥的输入与输出同样处于负平衡状态,K〇2即施钟量低于作物吸钟量。例如,N2P2K2处理的施钟量为90kg2/hm,但被2水稻巧粒和植株吸收的钟量达到200kg/hm左右。与止壌速效钟含量基础值 ̄(72.6m/k)相比1.48gg,203年水稻收获后所有处理速效巧含量(342.lmg/kg)显著下降。然而尽管钟肥的输入与输出处于负平衡状态,但N2P2K3(135kg〇2NPK90kK〇2一K2/hm)和222(g2/hm)处理的好粒产量未出现显著差异,送现象同样出现在了Dobermann等(1996)和Shen等(2004)的报道中。究其原因,一0是有可能主壤钟库中有非交换性钟不断释放出来,因为与213年水稻收获后王壤速效钟含量相比,在2014年教栽之前主壤速效钟含量提高了30.8%。此外,检测发现灌概水中有时含有钟元素一,也许这是造成±壤速效钟含量升髙的另原因。但是即便有7个月的休耕期,与±填有效钟背景值(72.6mg/kg)相比,施""2钟量在2水平(90kK2〇/hm)的处理的速效钟含量皆表现出逐渐下降的趋g""。势因化从维持±壤肥力的角度来讲,应当将巧肥的27iC平做适当的提高。氮稱巧肥的施用不仅对特粒产量具有重要影响,而且对某些稻米品质也有较""大影响。例如,施氮量低于和等于27jC平时,施氮对胶稠度和碱消值无显著""影响,而施氮量等于3水平时,胶稠度显著变长,且碱消值显著降低,使得""一稻米蒸煮含昧品质思著提高,其原因可能同好粒产量在37k平最高样,即""2试验所设氮水平偏低,导致水稻生长期间处于相对缺氮状态,影响了光合速率及光合产物向狩粒的运输(李成亮等,。,2007)从而影响高品质的形成由于施氮可明显促进巧粒氮含量的提高,故施氮还可显著促进稻米蛋白质含量(许仁良等,2005)和总氨基酸含量的提离。同时施碟也可W促进蛋白质含量的一提高,这与王伟妮等(2011)的研究致006),而粪金龙等(2则指出蛋白质含量随施憐量增加呈先增后降的趋势。施钟可W提高胶稠度,从而提高蒸煮食味品2004一)质,这与王强盛等(的试验结果致。同时施钟使碱消值呈先升高后降低趋势I且使蛋白质含量呈上升趋势。另外,吕川根和徐耀垣(1990)认为増加施58 4长:期施用氮踩钟肥对止壌肥力及米质的影响氮量后直链淀粉含量有降低的趋势;粪金龙等(2011)指出随施憐量增加直链淀粉含量表现趋势不明度,王强盛等(2004)发现钟肥施用能降低直链淀粉含量,-7可知但从表4,本试验条件下各施肥处理间的直链淀粉含量均无显著差异,说明在本试验条件下直链淀粉含量受施肥处理的影响较小。此外,方差分析结果显示,稻米胶稠度、直链淀粉含量及碱消值在年际间无显著差异,但蛋白质及总氨基酸含量在年际间有显著差异,说明试验所用水稻品种有些品质指标受年份的影响较小,有些受影响则较大。4.4小结连续6年的施用氮磯钟肥后,止壤pH无显著变化;休耕期有助于±壤有机质含量的提高,各处理±壤有机质平巧含量增加14%左右;各处理主壤全氮含量平均提高9.6%;与试验开始前相比,主壤有效憐和速效钟含量均显著下降,从维持王壤肥力""的角度来讲,应当将磯钟肥的2水平做适当提高。施霉P提高稻米胶稠度、蛋白质含量和总氨基酸含量,降低碱消值;施稱可提高蛋白质含量;施钟可提高胶稠度、碱消值及蛋白质含量氮、磯、钟肥的施用对直链淀粉含量;均无显著影响。59 5水稻高效施肥集成技术试验与示范5水稻髙效施肥集成技术试验与示范我国是世界上最大的化学肥料生产与消费国。在化学化料施用量逐年増长的一同时一,我国农田化肥利用率却直处于较低水平,这直是困扰我国农业生产的突出问题。较低的化肥利用率直接或间接地加重了地表水富营养化、地下水硝态一97氮污染、大气中N20排放量增加等系列的环境污染问题(李庆逵等,19),同时也不利于种植效益的提高。如何解决W上问题,是目前肥料研巧中共同关也(的课题,其中缓控释肥料被视为解决此问题的有效途径符建荣,2001徐明岗,;2009)。缓控释肥料是指W各种调控机制使其养分最初释放延缓,延长植物对其有效养分吸枚利用的有效期,使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释。放的祀料(张民,2007)280。本论文第2部分证明,获得最高产量时的施氮(N)量约为1kg/hm论2文第3部分证明,获得最高产量时的施磯(P2〇5)及钟化泪)量分别为40kg/hm2和lOOkg/hm,N:P205:K20约为20:5;11。然而论文第4部分证明,当氮磯222钟肥施用量分别为180kg/hm、40kg/hm和lOOkg/hm时,随着施肥年数增加,。稻田碱解氮虽无明湿变化,但有效磯和速效钟含量将会明显下降因此,从维持。,地为角度考虑,需提高肥料中憐神的比重从施肥效果及肥料成本两方面考虑--。最终选择缓控释复合肥(201018)作为永康地区的主推肥料2年(2012-20比试验在大面积推广之前,我们进行了为期13)的对,其目的是对比研巧缓控释复合肥和当地常规复合肥对水稻产量及经济效益的影响,找出适合当地的缓控释复合肥施用量。此外,借助20]2年所进行的对比试验结果,2013年在永康的3个乡镇进行了大面积的示范研究,W便为永康市全面推广缓控释肥工作提供理论依据与技术支持。5.1材料与方法5.1.1试验地点小区试验于2012-2013年在浙江省永康市石柱镇姚塘村进行。该地区位于浙江中部,属于亚热带季风气候,年平均降水量为1397.8mm。供试止壤为水稻±""2培泥砂田12。,,质地为壤王。供试水稻品种为甫优号每小区面积为巧m每处理重复3次。2年试验中水稻播种期均为5月8日,移栽期为6月6日(201260 浙江大学傅±学位论文年)和6月8日(2013年),收获期为11月2日(20口年)和11月5日(2013lm年)。主壤基本理化性状:?H6.3,有扔质记.4/k,碱解氮lOO./k,有效pgggg5.3m/k。磯2gg,速效巧施6mg/kg5丄2试验设计5.1.2.1小区试驗为检验缓控释复合肥与当地常规复合肥的肥效差异,找出适合当地最佳的缓-控释复合服用量:,设置了W下试验(表50。试验巧包括5个处理空白(不施任何肥料),习惯施肥(施用当地普通复合赃),与习惯等养分施肥(施用控释复合肥100%),习惯施肥量的80%施肥(施用控释复合肥80%),习惯施肥量的60%--施肥(施用控释复合肥60%):1。试验设计中,普通复合肥含量为569,总养一30%--分为。控释复合肥含量为!201018,总养分为48%。所有小区的肥料均次性施入作基肥。表5-理及施1试验处8己虽abe-Tal51Fertilizerplicationratesforeachtreatmentp缓控择复爸肥常规复合肥尿素N?2〇K205U处理SCR评TCFUreaTreaetmnt^^。!(k)(hm)()(k/hm)(k/hm/hm^g/hmkg/kg/hmggS(kg空白000000常规施肥2255785.50948180与常规等养分施肥154.578139.577500常规施肥是的80%124.561.5111拍100一施_肥常规施肥是的60%93化58446500一施_肥-rad地onaSCRCF:Slowcontrolledcomoundfertiizer:lcomoundfertilizr.rel凶seplTCFTe;p5.2.1.2大区示范2013年在永康市下辖的石柱镇、芝英镇和舟山镇共选取200块田开展大区一示范。试验开始前,在每块示范田取份主样,并用GPS定位经绅度,带回实(2-1-验室检测王壤碱解氮、有效磯和速效巧含量0018)。选取控释复合化和61 5水稻高效施肥集成技术试验与示巧23--2(;U1)作为示范用肥料,当±壤氮含量相对较高而钟含量相对较低时,选择控释复合化---U421(201018),反之则选择控释复合肥Q3)。根据202年对2控释肥复合肥(20--1018)进行的试验表明,其用量为750kg/hm左右时基本可^^。因此,将每块田的控释复合肥的用量定为7501满足水稻生长的养分需求2主壤养分测试值W及后期水稻实际生长状况k/hm,对每块田追加g,然后再参照2-5-kg尿素和l3kg氯化钢。水稻收获盾选取21个田块(每镇7个田我)进行测产,然后与周围常规施肥田块作产量对比。5.1.3水稻样品采集和分析1收获前天,在每小区取5穴代表性植株,将程轩和好粒分开后于烘箱内105摄氏度杀青30min,75摄氏度下烘干至恒重,粉碎并过化5mm筛备用。植-拓〇物干样采用访S〇42消煮,碱解扩散法测定氮含量,磯笛蓝比色法测定憐含,火焰光度法测定钟含量。各小区单打单收量,所获巧粒风干后称重,折合成含14%水分的产量,即为最后实际产量。测产的同时,各小区随机选取10穴植株齐地收割、风干,巧粒和稻轩分别称量,计算谷草比,然后根据谷草比计算程轩。、产量各处理巧粒晒干2个月后,取1kg测定稻米品质。胶稠度、直链淀粉碱消值、蛋白质含量和总氨基酸含量用近红外光谱仪(Foss5000型)测定。5.1.4统计分析’xcel进行数TISTfDun采用E据整理,利用STAIC5.5进行统计分If,并用cans新复极差法进行差异显著性检验。5.2结果与分析52..1各施肥处理对水巧产量及其构成因子的影响25-2可知./hm比由表,最高产量出现在控释肥100%处理,为121245kg,其空白、常规施化、缓控释肥80%和缓控释肥60%处理的产量分别高巧.3%、6.2%、16.7%和2.3%。2012年,除空白处理外,其他几个施肥处理间产量无显著差异。而在2013年100%处理的产量显著高于比常规施肥高,缓控释肥其他处理,其中9.8%,缓控释肥80%处理与常规施肥处理产量持平。与2012年的产量结果相比,空白区产量明显下降,这应是由于两年不施肥导致地力下降的必然结果;另外,控释肥80%一处理和60%处理的产量也出现下降,该也应是由于第年施肥不足62 浙江大学博±学位论文使得地力出现不同程度下降二。控释,在第年依然施肥不足的情况下导致的结果肥00%。1处理的地上部生物量明显高于其他;L个处理综合2年的产量结果看出,与常规施肥相比,不施肥处理和控释肥60%处理的产量显著下降,控释肥80%处理的产量与么持平,而控释肥100%处理的产量有所升高,且第二年显著升高。此外3,还,,无论是个重复间是两年之间控释肥100%处理的产量的变异性均低于常规施肥,这说明缓控释肥无论在促进水稻高产还是稳定方面均优于常规施肥。由表5-30%处理増产的主要原因是有效穗的提高可知,控释肥10,明显高一于其他处理。施肥对株高有较大影响,株高般与植株生物量呈正相关关系,生物量越大代表产量越髙。各施化处理对穗粒数,结实率及千粒重无显著影响。--2各施肥处理对水稻产是的影响2020)表5(1213Tab--le52Efectsofeachtreamentonriraiield01220tcen口1g巧y化获指数地上部生物量产量2Yieldk/hm处理(g)HarvestindexShootbiomassTreatment220eank/hm(H22。平均M(%)(g)空白10080胤8H69..3d098.2c515a17666.5d常规施胆11730.1am〇6.0b11418.1沁47.4bc240閒.6b控释肥100%12049.99..3a化121.5a12124.5a455c26647.1.化lU67c控释肥80%117195a1014.2ab48胤弗60%.油1...化.1控释肥1口45603巧化107993b4822405c同列数字后不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平。Valuesfollowedbydiferentlettersinthesamecolumnaresintficantl出ferentat0.05robabiievegyltllpy63 5水稻高效施腮集成技术试验与示拖表5--3各施肥处理对水稻产量构成因子的影响(201220巧)Tab--le53Efectsofeachtreatmentonricerainieldcomonents2012201(巧gyp株髙有效穗每穗总粒数结实率千粒重处理-PhiraiihtlanteightPanicleNo.FilledrainsSeedsettnrate1000nweggggTreatment^^cmx/hm./nicle%)()lONoa)(()(p(g)..ga1143c100.5c416.0a85.3a巧3a29.6a142.5a383.2a84.6a巧常规1.2a.化15....缓控释肥100%12911a3943a化la236a缓控释肥80%127.4a136.3化390.4a87.3a巧.4a60%123.5b33缓控释肥1.如388.細85.8a巧.6a同列数字后不同小写字母表示处理间差异达0.05湿著水平。Valuesfollowedbydiferentlettersinthesamecolumnaresntldiferentat.roteve.igificany005babilillpy茜,5.2.2各施肥处理对稻米品质的影响一不同施肥用量对稻米品质有定影响-4。(表5)各处理间的糖米率和精米率均无度著差异。与常规施肥处理相比,控释肥100%处理、挖释肥80%处理和60%处理的聖白粒率分别显著下降8.6%、4.4%和4.2%,碱消值分别下降了2.4%、1.4.7%。但常规施肥处理的粗蛋白含量显著提高,%和1,从而使得米质有所改善这可能是常规施肥的施氮量较高所致;控释化80%处理和60%处理的粗蛋白含量也显著高于控释肥100%处理,送有可能是水稻巧粒中氮素的浓缩效应导致的。总体来看,控释肥100%处理的米质较优。64 浙江大学博±学位论文表5^各施肥处理巧稻米品质的影响-ab?Tle4cthrit5Efesofeactreatmentonceuali2012201(巧qy髓米率精米率整精米率聖白鞍率碱消值粗蛋白BrownMilledHeadChalkyAlkaliCrude处理*iicedri化sinicereepreadingproteTentraterateratevaluecontentreatmr狂化%)%)%)(%)(rade%(((g)()82.24a72.07a63.3化6.71a4c空白34.23c.78常规施肥82a.3.377214a63.17b7.44a6.54b5a.71..缓控释肥100%83.28a7222a65.7a3421c6.38c5.3化....缓控释肥80%8229a7222a63.1化3580b645c5.54a缓控释赃60%82.43a72.11a化02b35.88b6.43c55化.同列数字后不同小写字母表示处理间差异达0.05显著氷平。Valuesfollowedbyd旅renUettereinthesamecolumnaresignificantly出fe巧ntat0.05robabilitlevel.py5.2.3各施肥处理对水稻经济效益的影响不同施肥处理的肥料总投入-、水稻产值及经济效益有较大差异(表55)。施月E处理的水賴产值显著高于不施肥处理,常规施肥处理和控释肥100%处理的肥2料总投入较大,均超过3000元/hm。控释肥100%处理的经济效益显著高于其他处理,其中比常规施肥处理高7.5%。65 5水稻髙效施肥集成技术试验与示范表5-5各施肥处理对水稻经巧效益的影喃Tb-ale5Effectsofeachtreatmentonriceeconomicbfi2035enet12。01()处理肥料用室(Aicaionrae)赃料总投入人工成本水稽产值经巧效益pplttFertilizer控释复合肥普通复合肥原素laborRiceoutputEconomicTreatmentinutpSCRCFTCFUreavaluecostvaluebenefit2。(kg/hm^元/hm元/hm)/hr巧()((元空白00000225化5c22563.5c常规施肥094818032401502沿16.9浊22926.靴控释祀100%775.500310515030068.8a26813舶控程肥.80%62100249015028I90.7ab255506b控釋肥*60%46500860026782.3b2472.2b1157控释复合肥4元/k3,,.eg,常规复合肥元化g稻谷Z5元/kg同列数字后不同小写字母表示处理间差异达005显著;平?Thpri说Sare4yuan/kgforSCRCF,3yuan/kgforTCF,and2.5uan/kricerainresectivel.Valuesfollowedb出ferentgforg*pyyyletersinthesamecolumnaresin巧cantldiferentat0.05bab化tylevel.gypro5.3小结与常规施肥处理相比,施用等养分控释复合肥处理(控释肥100%)的产量提高了.2%6,稻米品质有所改善,经济效益提高了7.5%。当将控释脏?量减少20%时(控释肥80%),水稻产量和经济效益与常规均出现下降趋势,但与常规施肥处理无显著差异。两年的试验表明,控释服的施用效果优于当地常规复合肥,2-00%-其中控释肥1处理的效果最佳,即当控释肥(201018)施用量为775kg/hm时,可W获得最佳的种植效益。利用6年的测王配方施肥试验所获得参数及经验,1^?及2012年缓控释化小120-1-23--区试验,203年在永康市大面积推广示范了缓控释复合肥(018)和(U12)两种控释肥。与当地常规施肥相比,水稻产量可提升5%左右,增产量约为50022105:k/hmI,按水稻销售均价2.1元/kg计算0hm,g,增收达元/同时每公页平均50。节工1元无论是在产量上还是在综合经营成本上,选定的缓控释复合肥都优于当地常规复合肥。66 ""6对3414平衡施肥技术的认识""6对3414平衡施肥技术的认识为推动粮食増产、农民增收和保护生态环境,自2005年起,国家在全国范围内开展测主配方施肥工作。但由于测±配方施服技术指标体系不够完善,因此在具体的推广工作当中首先要解决此技术问题、。为此,全国农业技术推广服务中屯将通过田间试验牵立推荐施肥指标体系作为千分重要的工作来抓。其中大田""3414试验设计因其包含氮磯钟H大主要元素,且试验处理较少,较易为农技人员实施而被推荐为主要的田间试验方案。"""i、该方案可^^l为目前生产实践中常用的地力差减法±壤养分校正系数"""""""法提供百千克巧粒养分需要量、止壌基础产量W及肥料利用率""等关键参数。同时,它也可[^1为建立肥料效应函数方程提供各类数据。应用该方案,除了可应用14个全处理进行氮、憐、钟王元二次肥料效应函数的拟合一夕h还可分别进行氮、碟、钟中任意二元或元肥料效应函数的拟合。例如:进-71行氮、磯二元肥料效应函数拟合时,可选用处理2、11、2可求得在1^松7火,平为基础的氮、稱二元二次肥料效应函数;选用处理2、3、6、11可求得在P2K2水平为基础的氮肥效应函数、5、6、7可求得在N2松水平为基础的;选用处理4憐肥效应画数;选用处理6、8、9、10可求得在N2P2水平为基础的钟肥效应函数。可W说它是一个可W最少的劳动量而获得最多施肥参数的试验方案。一,笔者在应用该方案进行实际工作过程中:然而,发现该方案存在整不足1.试验第二个水平(相对合理施肥量)的确定虽然该方案有14个处理,但将其分解为氮磯钟单因素试验时,每个单因素试""验只含4个水平。3414试验中氮、憐、钟第二个水平的确定非常重要,如果第二个水平太低,就有可能造成得到的方程出现外推现象(最佳施赃量超出第H水平);如果第二个水平太高,又会造成设计的施肥水平离最佳施赃量太远不能准确地捕捉到最佳施肥量。W本论文中第3部分的氮素为例,施氮量只有02222kg/hm、86.3kg/hm、172.5kg/hm、258.8kg/hm,利用这四个处理进行拟合后2就发现方程出现外推结果5m(-(最佳施氮量达320.kg/h)表33),逐似乎说明氮""肥2水平设置偏低。然而,在本论文第2部分,在地力相似的相邻田块,我们2设置了8个施氮水平(0、45、90、135、180、225、270、315kg/hm),利用相2同的水稻品种(中浙优1号)进行了3年试验IWk/hm。,得出获海最佳施氮量为g67 浙江大学博±学位论文""""2由此说明论文第3部分3414试验的氮肥2水平(172.5kg/hm)是合理的。此外,当前水稻品种多为杂交稻,其耐氮能力普遍较强,即使出现过量施氮,如本论文第22部分最高施氮量法315kg/hm,其产量依然不会现显著下降,只有増""加施肥水平才能更清楚地看到产量的变化趋势。无疑,与3414中4个氮水平相比,由8个施氮水平计算出的施氮量更具可靠性,即该地区的合理施氮量应为2180kg/hm左右。这也就是说明,仅通过设置4个施肥水平,有时会较难获得最佳的推荐施肥量。2.肥料效应函数的拟合""一般来说,3414试验的结果可W直接通过H元二次肥料效应函数进行拟""合并通过边际分析计算推荐施肥量。但是,该函数在对3414试验进行拟合,并计算推荐施肥量时经常会出现拟合不成功(孙义祥等,2009)。即便是拟合成功,由H元二次肥料效应函数计算出的推荐施肥量,往往存在偏高的问题(张文君等,2009)。例如,本论文中由H元二次肥料效应函数计算出的氮磯钟推荐量222-分别为370.9k/hm、128.9k/hm和172乂k/hm(表33)ggg,明显与实际施肥情况不符。即便是采用二元二次肥料效应函数进行拟合也经常不成功,如本论文中一只有憐钟二元二次料效应函数计算出的憐钟肥用量与事实相符一二。般元次肥料效应函数拟合最为成功,但是该函数忽略了氮磯钟王元素间的交互作用,因此得出的并不一定是最优化的肥料用量。3.试验选址及重复设置。任何大田试验开展之前,都需要进行选址选址的好坏,直接关系到试验效果的优劣一。在平原地区,选择块平整且面积适宜的田块比较容易实现,但在丘陵地区或水稽产区,寻找面积符合要求的试验地是十分困难的(陈新平和张福锁,2006)。在本试验开始前,虽然选址比较慎重,但水稻收获后,发现靠近路边的几个小区的产量明显高于同等施肥量下的其他小区。另外,我们经过调查发现,""为降低工作量,很多地区的3414试验不设置重复,这就大大増加了试验的风险和误差,如果试验田地力不均,或者出现其他外力因素,如牲畜践踏或者小鸟嗦食,将导致该小区的产量失真,由此影响试验的整体效果。在本试验的第二年,在水稻成熟期,由于小鸟啄食,就导致了多个小区产量数据遭到破坏。此外,没68 ""6对3414平衡施化技术的认识有重复,将无法进行方差分析,也就无法对施肥效果进行科学而严谨的评价。因此,为保证试验数据的可靠性,应至少设置两个重复。""4.农民对3414试验的认知度""3414试验目前已在全国范围内广泛开展,几乎每个县的农技推广部口都""在开展送项工作。但据笔者的亲身体验及调查,很多农民不了解3414试验的概念一、实施目的W及作用。究其原因,是很多农民都是小规模种植,由于种植""效益有限,所W根本不把精力放在农田上,也就无也去了解3414试验;二是""基层农技人员较少积极主动向农民宣传和讲解3414试验。""5.3414试验成果的实际效用""开展3414试验的目的是从中获取施肥参数,构建施肥技术体系,优化当-一。然而,由于目前多数地区仍^家户小巧围种植经营为主,因地的施肥结构!^此田块间的肥力会有很大差异,即便是相邻的两块田地,由于归不同农户种植,""有时其地为会相差很大,因此从3414试验获得的施肥参数只能适用%部分与之r力相似的田块。例如,我们在试验小区周边选择了78块田进行王壌肥力检测,-发现碱解氮含量为的.3252.6mg/kg,有效憐含量为6.M8.9mg/kg,速效钟含量""一为27-141.39.5mg/kg。如此大的肥为差异,如果只靠居于其中的个344试验所提供的施胆参数来指导农民施肥,湿然不科学。换言之,只有打破田巧,均""衡地力,实行规模化经营,由3414试验得出的施肥參数才会发挥最的效用。69 7结论与展望7结论与展望7.1全文结论本文在单季稻上研究了不同施氮量对水稻产量、氮肥利用率及水质的影响;长期施用氮碟钟肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响;长期施用氮憐巧祀对±壤肥为及米质的影响;水稻缓控释复合肥施用技术试验与示范研究。主要研巧结果如下:221m/hm.将施氮量由农民常规的270kg/h降至180kg时不会导致狩粒产量11的显著下降,但可£>1、AEN和PFPN。镑态氮是田面水中氮的主要{^显著提高一-。形态,施肥后的57天其浓度会维持在个相对较高的水平硝态氮是渗漏水中。最佳施氮量约氮的主要形态,但因浓度较低,几乎不会对地下水造成不利影响2为176kg/hm,占传统施氮量的65%。2.氮、稱、钟肥的施用可^?显著提高巧粒产量,且3种肥料配施的増产效2果显著优于任意两种肥料配施。N3P2K2处理产量最离,为8900kg/hm。水稻养分总吸收量和100k巧粒养分需求量随施肥量増加而增加g,肥料表观利用率及农学利用率则随施肥量増加而下降。每生产100kg巧粒需吸收N1.47kg、P2〇5〇0〇.〇。0.60k、K2〇2.49k。氮5.2/〇、383/0和3民0/gg、憐、钟肥吸收利用率分别为2利用肥料效应方程(K20)肥施用,得出该地区获得最高产量的磯(P2〇5)和钟22量分别为39.3k/hm100.8k/hm。g和g3.连续6年施用氮磯钟肥后,±壤的1无显著变化;休耕期有助于±壤有机质,各处理±壤有机质含量平均增加14%左右各处理主壤全氮當量平含量的提高;""均提高9.6%;止壤有效磯和速效巧含量显著下降,应将磯钟肥的27jC平做适当提高。施氮可提高稻米胶稠度、蛋白质含量和总氮基酸含量,降低碱消值;施憐可提高蛋白质含量、、稱、钟肥;施钟可提高胶稠度碱消值及蛋白质含量;氮的施用对直链淀紛含量均无显著影响。4.与常规施肥处理相比,施用等养分控释复合肥可使产量提高6.2%,可使8.6%和2.4%.5%。当将控释肥稻米聖白粒率和碱消值分别下降,经济效益提高7用量减少20%时(控释肥80%),水稻产量和经济效益与常规均出现下降趋势,2-20-1但与常规施肥处理无显著差异。当缓控释肥(108)施用量为775kg/hm时,可W获得最佳的种植效益。70 浙江大学博±学位论文5-1-1--.两种缓控释复合化(2008)和(231112)大田示范结果表明,与当地常规施肥相比,缓控释复合肥可使水稻产量提升5%左右,产量增加约50022工k/hm.1hm1g,按水稻销售均价2元/kg计算,增收达1050元/,同时节50元^/hmo7.2本文创新点1.论文通过多组试验研究,明确了长期施肥条件下水稻的氮憐钟肥合理用量及其腮料效应,探索了配方肥为技术载体的应用模式,并提出了两个适合当-20-8-1レ12地的控释复合肥配方(101)和(23),为该区域养分管理和减少氮素流失提供了重要支撑。",’2.论文对测主配方施肥项目的3414试验方案进行了较为深入的研究,指""出了3414试验方案具备的优点及其存在的问题,从方法论上为全国的测±配方工作作出了有益探索。7.3问题及展望""1.3414试验方案虽然处理较多,但每种肥料只有4个施用水平,用H二一二^次方程较难拟合成功1^1,元,利用元次方程虽然可拟合成功但计算出的最佳施肥量往往会偏高一,因此为保证试验成功建议増加个施肥水平。2.6、本试验虽实施了年,对研究水稻产量米质及±壤肥力变化进行了探讨,但只是围绕1个肥力中等的试验点进行的,所W无法建立完善的施肥指标体系,因此在今后需要选取低、中、高不同肥力的田块,进行多年多点的研究,这。样才能使试验数据更加可靠,更具实用价值71 参考文献参考文献Kuka-BanerKlSSToorGSudhirKHuTH.Imacflonrmaddisofg.....anumanthra.totetion,,,,jpgche-wicalfertzerndfarmardmanureoncnndnnuetnunderrcemilisayarboaitrogeseqstraioicopea-croinssteinsemi-inaridtroics./VoWoWf:/5W/20093}8:2735.ppgyp,,巧LDZhnBLi狂Li左ZLiuCi.ZhGYiLia..a.u民..Y.R.Ye.Yu义C.LaTanJ..nLM.n,g,,,,,,,,,gg-iYii.Longtermefectsoforgancamendmentsonth与ricieldsfordoubleri说cronsstemsn马yppgyb巧 ̄sutropicalChina.^《/化?1&20091巧:4541.巧妃,,*BinderD.LSand巧DHLWaitersD.T.Maizeieso打化timeofnitro幻1alicationasaffectedb,.,化pgppy-levelofnitroendciencJbw/20009212281巧6g油y.饼TKj,,:.BolinAATuonTRVanKHBoumanBSuandaHSierzJYieldaofrainfedriceing.......,t.,g,,,gpgp’‘fanne-rsfieldsinCentralJavaIndonesia/1007?^7cm化化卸贿w20103:3315.,巧,,Bra民?H.KurtzLTDeterminationoftotaloranicandavailabieformsofPin…ilsiS饥沁内cey,...7五c,,g-194559:3945.,BroschaT.Klt,Nitratehoshateandoassiumleachinomcontainerrownantsfertilizedb,ppptgfrgpysevera-lmethodsHorticultureScience1995301:7477..^,()CassmanK.G.,DobermannA.,WakenD.T.,YangH.S.Meetingcerealdemandwhileprotecting’naturalresourcesandini/imrovgenvronmentalualit?如WM。巧mewoEnvironmentandResourcespqyf,200328-:315358.,CassmanK.haih.G.PenSB.CHkD.C.LadhJ.K.ReicrdtW.DobermannA.SnU.,g,,a,,,gOo-rtunitiesforincreasednitroenuseeciencfromimrovedresourcema打aementinirriatedppgfiypgg‘ricesstenis.fze/£/〇0w/?esearcA199856:7-39.y/,,CerratoMEBlackmerAMomarisonofmodelfordescriincomieldresonsetonitroen....Csb,pgypgfQXzer-AronomJ199082:138143\\\,gyournal,,.Chen1HuanYili.TanY,uantifngo打omicaljandecooicallotimumntroenratesfor,g,,ecgQyy呂ypg--riceroductioninsoutheasternChinaAlEtEt1142:19204..ricuturecossemsnvironmen2015pg,y,,-meChenJ.L.Effectsofslowreleasefertilizeralicationonrirainualitatdifferentculturethod.ppcegqynl-KoreaS64JournaofCrocience1991:286294.p,,ChuHYLinXGFu巧TMorimotoSYaiKHJLhanJBSo。micrialbiomass...,...ua..Z..ob,,j,,g,,g,dehdroenaseactiv-litbacterialcommunitstructureinresonseolontermfertiizermanaement.ygy,yptgg‘-SoilBh29.技!oha打diocemistr200739:712976gy,,yDaiWH加anYWuLYuJRelationshisbetweenso。OTanicmattercontentSOMandHin.?..,g,,pg()p-tosoilofzonalso化ini妃沁Chna?如化戶化c幻况wc幻200946:851860.p巧,,72 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