寒地黑土稻作不同水氮调控模式的肥料氮素利用试验研究

发布时间：2020-06-24 17:14

【摘要】：水稻是我国主要的粮食作物,种植面积大。稻作生产不仅会消耗大量的水资源,同时也需要大量的肥料氮素。因此,系统地分析不同水氮调控模式下肥料氮素在水稻-土壤系统中的回收效率及损失情况,根据不同地区环境因素的不同,选择合理的农田灌溉模式和施肥水平,提高水稻对肥料氮素的吸收利用率,对于减少稻作生产过程中对生态环境造成的负面影响具有重要意义。本试验在黑龙江省水稻灌溉试验站内进行,在田间试验小区中开设了~(15)N示踪微区,利用~(15)N示踪技术分别标记施用的基、蘖、穗氮肥,将传统常规淹灌作为对照,研究了不同施氮水平稻作控制灌溉模式下成熟期水稻基肥、蘖肥、穗肥氮素的积累量及各时期肥料氮素在水稻地上部各器官的分布情况,对比研究了两种灌溉方式不同施氮水平下的各期肥料利用率,并定量分析了水稻收获后各期肥料氮素在稻田土壤中的残留形态和残留量,以及残留在稻田土壤中的肥料氮素在0~60 cm土层的分布情况。主要研究结果如下:(1)稻作控制灌溉模式较常规淹灌显著提高了水稻地上部干物质积累量、氮素总积累量及产量,起到了“节水、高产”的作用;不同施氮量下水稻氮素总积累量中肥料氮素的占比约为15.49%~22.23%,不同灌溉方式之间差异并不显著;不同施氮水平控制灌溉处理水稻的肥料氮素总利用率为31.82%~36.29%、基肥氮素利用率为10.91%~15.36%、蘖肥氮素利用率为34.84%~36.90%、穗肥氮素利用率为55.78%~63.85%,相关性分析表明:肥料氮素的总利用率与蘖肥和穗肥氮素利用率呈极显著正相关。(2)不同施氮水平下稻作控制灌溉模式基肥氮素在稻田土壤中的残留率为36.0%~39.9%;蘖肥氮素的残留率为54.9%~57.3%;穗肥氮素的残留率为29.4%~35.4%;肥料氮素在土壤中的总残留率为35.4%~37.1%,相同施氮量下稻作控制灌溉模式下各期肥料氮素在土壤中的残留率均高于常规淹灌,且相同施氮水平不同灌溉模式下肥料氮素在相同深度土层中的残留量差异显著,不同施氮量下稻作控制灌溉模式水稻生长期内施用的基肥、蘖肥、穗肥氮素在稻田表层土壤(0~20 cm)中的残留量均高于常规淹灌模式;而在20~40 cm和40~60 cm土层的残留量均低于常规淹灌。相关性分析表明:肥料氮素在土壤中的总残留量除与各时期肥料氮素在土壤中的残留量呈极显著正相关外,与基肥和穗肥氮素在表层土壤的残留量呈显著正相关。(3)稻作控制灌溉模式下土壤无机氮和以无机氮形态残留的肥料氮素在土壤剖面的累积量均随施氮量的增加而增大,并随土层深度的增加而较少。不同施氮量下稻作控制灌溉模式表层土壤(0~20 cm)中无机氮和以无机氮形态残留的肥料氮素的累积量均高于常规淹灌,20~40 cm和40~60 cm土层的无机氮和NO_3~--~(15)N总累积量均低于常规淹灌,不同灌溉模式间20~60 cm土层中NH_4~+-~(15)N的累积量差异不显著(P0.05)。相同施氮量下常规淹灌模式20~40 cm土层的NO_3~--~(15)N累积量较控制灌溉模式增长了10~11倍;40~60 cm土层的NO_3~--~(15)N累积量较控制灌溉模式增长了近3倍。不同施氮量下稻作控制灌溉模式水稻成熟期氮素积累量中77.77%~84.51%来自于土壤氮素,较常规淹灌提高了12.91%~23.12%,且相同施氮量下稻作控制灌溉模式土壤氮素有效性“A”值较常规淹灌模式分别提高了9.41%、5.65%和3.69%。研究结果表明:稻作控制灌溉模式下除水稻对基肥氮素的利用率较低外,肥料氮素总利用率、蘖肥和穗肥氮素利用率均优于常规淹灌,使得肥料氮素得到了高效利用,降低了肥料氮素残留引起环境污染的风险;稻作控制灌溉模式可以提高肥料氮素在根区土壤(0~20 cm)中的残留量,减少了肥料氮素损失,同时残留的肥料氮素可以在一定程度上补充黑土区的土壤氮库,有利于黑土区稻田土壤的保护及肥力的提升;稻作控制灌溉模式可以有效提高稻田土壤氮素有效性,增加表层土壤无机氮累积量,并减少肥料氮素的淋溶损失,起到了节水减排的作用。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511
【图文】：

技术路线图,穗肥,灌溉模式,施氮量

揭示不同水氮管理下水稻叶片气体交换代谢调节规律，为叶片论。灌溉模式和施氮量下水稻对基、蘖、穗肥氮素的吸收利用作为对照，采用在田间小区试验中开设15N 示踪微区的方法，细分，研究不同水氮调控下水稻对基肥、蘖肥和穗肥氮素吸收在水稻植株内的积累和分布情况。灌溉模式和施氮量对基、蘖、穗肥氮素在土壤中残留的影响模式作为对照，在研究稻作节水灌溉模式下肥料氮素在水稻收，分别计算和分析基肥、蘖肥、穗肥在收获后稻田土壤的残留肥料氮素在各不同深度土层的残留量。灌溉模式和施氮量对稻田土壤氮素分布与有效性的影响区和微区的试验结果，通过对比分析不同水氮调控模式对稻田的 NH4+-15N 和 NO3--15N 累积量、水稻对土壤氮素的吸收利用响。线图究内容及目的，技术路线见图 1-1。

试验区,位置,土壤基本性质,灌溉试验站

东北农业大学工学硕士学位论文料与方法概况龙江省水稻灌溉试验站进行，该站（127°40′45″E，46°57′28″N 2-1 所示，是典型的寒地黑土分布区。从水稻移栽到成熟，该降雨量变化如图 2-2 所示，多年平均水面蒸发量 750 mm，作物全年无霜期 128 d。气候特征属寒温带大陆性季风气候。供试土土壤耕层厚度 11.3 cm，犁底层厚度 10.5 cm，在移栽和施肥前~40 cm 和 40~60 cm 土层进行 5 点对角取样后混合，并对其主要试土壤基本性质见表 2-1。

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