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湖南双季稻田控释尿素减施状态下氮素收支特征研究
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  • 用途:硕士毕业论文 Master Thesis
  • 编辑:若诗
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  • 论文编号:el2020122723125921273
  • 日期:2021-01-01
  • 来源:上海论文网
本文是农学论文,揭示出稻田N素氨挥发和渗漏损失是湖南双季稻主产区潮沙泥水稻土稻田中N素损失主要途径。调整施肥结构,运用新型控释肥料等能有效减少N素损失,降低土壤N素盈余,提高水稻产量和N肥利用率。在本研究区双季稻生长季,U处理因高量N肥投入使稻田整体N盈余,平均为N53.26kg·hm-2·a-1。化肥投入是稻田N素收入的主要来源;作物吸收是双季稻田N支出的主要方式,且气态损失中氨挥发、液态流失中渗漏淋失是也是其重要损失方式。CRU减量施用能有效提高植株养分吸收,减少田间养分流失,有效降低土壤N素盈余,且随N用量降低其土壤N素盈余量越少,且以0.8CRU和0.7CRU处理收支效果最佳。

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第一章绪论

 

随着我国农业产业高速发展,各地粮食作物高产区过量施肥现象格外突出,N肥过量施用导致农田N素盈余,大量N素损失引起生态环境等问题越发严重,备受关注。在新农村建设、国家农业部和发改委相关文件中,特别强调控制农业面源污染,要求大力发展资源节约型、环境友好型农业。多年来,尽管国内外围绕稻田N素平衡特征已开展相关研究,但由于不同地域土壤类型和性状、气候、作物种类、种植方式及肥水管理等综合条件存在较大差异,使得研究南方区域典型双季稻田N素收支平衡意义重大。湖南省双季稻田面积和产量均名列全国前茅,加上国家愈发重视长江流域经济发展和生态环境保护,地处长江中游区域的湖南也开展了洞庭湖生态“保卫战”等专题调研湖区生态环境问题,还成立了长江生态环境保护修复研究团队,因此研究湖南典型双季稻田N素平衡特征显得非常有意义。为此,本研究拟在本课题组已建成的长期定位试验基础上,系统、深入研究双季稻田N素收支特征,比较普通尿素和控释尿素减量施用的N素盈余状况。

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第二章控释尿素减施下双季稻氮素吸收特征

 

2.1引言
面对我国耕地面积不断减少而粮食需求不断增长的局面,稳定和增加双季稻种植面积、提高双季稻单产是提高水稻产量及粮食总产的重要途径(朱德峰等,2013)。长江中下游地区具备种植双季稻的土壤和气候条件,是我国最重要的水稻生产区域(邹应斌,2011)。缓/控释肥料养分释放缓慢,肥效期长,且释放速率基本与作物吸收保持同步,在作物整个生长期持续提供作物生长所需养分,施肥技术简化,肥料养分利用率高,人工投入成本低及肥料流失造成环境污染风险小等优点(樊小林等,2009;冯爱青等,2014),但包膜控释尿素价格高,严重制约其广泛推广应用(袁嫚嫚等,2011;马昕等,2017)。研究结果为摸清本区域双季稻种植体系的节N优化空间、协调水稻高产和环境效应的N肥管理以及双季稻田N素损失的主要途径提供参考,为本区域粮食增产和环境保护提供一定的理论依据和技术指导。

 

2.2材料与方法
控释肥养分供应持久,能满足整个水稻生育期所需养分,植株生长发育好,对水稻产量构成因素有正效应(李方敏等,2004)。本研究认为,CRU处理N用量与早稻稻谷产量呈一定负相关关系,与晚稻稻谷产量呈一定正相关关系,施用CRU对晚稻的增产效果优于早稻。水稻生育中后期控释N肥能够保证N素持续供应,为作物灌浆孕穗提供充足的N素营养,利于籽粒产量建成(鲁艳红等,2016)。徐明岗等(2009)研究发现,等量控释N肥处理较普通尿素处理早、晚稻产量分别增加3.61%和9.30%,其对晚稻的增产效果优于早稻,与本研究结果基本一致。主要由于早稻生育期短,CRU前期养分不能及时释放造成有效穗下降,加上生长后期CRU养分释放减缓,每穗实粒数下降,导致产量明显下降。

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第三章控释尿素减施下双季稻田氮素气态损失特征....................................................33
3.1引言..................................................................................................................................33
3.2材料与方法......................................................................................................................34
3.3结果与分析......................................................................................................................37
3.4讨论..................................................................................................................................47
3.5结论..................................................................................................................................50
第四章控释尿素减施下双季稻田氮素液态损失特征....................................................52
4.1前言..................................................................................................................................52
4.2材料与方法......................................................................................................................53
4.3结果与分析......................................................................................................................55

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第六章双季稻田氮素养分循环与收支特征

 

6.1引言
二是N素质量平衡法(Liuetal.,2004;王秀斌等,2009),从稻田无机N系统平衡角度,根据农田N素输入和输出平衡原理,通过分析稻田系统无机N的输移变化特征和增减变化量,估算稻田N素利用与损失情况,研究稻田N素利用和平衡特征。表观损失是N输入总量减去作物吸收和土壤残留两项输出之后的剩余量,包括氨挥发损失和排放损失的N量及土壤淋溶等途径损失N量(张惠,2011c)。三是同位素标记示踪法,虽可追踪N素最终归宿,但未能完全阐明整个农田系统N素收支和循环特征(党延辉等,2002;Juetal.,2007;Fanetal.,2007)。因此,评价N素平衡特征的各种方法均有其优点和不足。目前,大田条件下直接测定各项N素输入和输出在技术和成本上还有许多限制性因素。因此,将不同N素平衡研究方法有机地结合起来,才能更好地反应农田系统N素的循环和变化特征。本章以长期定位试验为基础,通过前2种N素平衡研究方法,研究湖南双季稻区经土壤界面的N素输入和输出各项养分循环参数,对比分析双季稻田U与CRU减量施用后N素的收入和支出平衡特征,为合理分配和充分利用N肥资源、减少农业生产过程中养分损失、最大限度利用外界环境养分、合理推荐施肥保障作物高产高效提供指导与借鉴。
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6.2材料与方法
农田系统N素输出量包括植株吸收、土壤残留及各种类型N损失。作物收获时籽粒和秸秆被移出土壤,是农田系统N素输出的主要途径;N损失主要是淋溶损失和气态N形式损失,是农田系统N素损失的主要途径(上官周平,2004)。其中,N素气态损失是农田系统最主要的损失形式(朱兆良,1985)。由图6-2可知,U处理的氨挥发(110.25kg·hm-2)为主要支出部分,占施N量的26.82%;作物吸收(178.46kg·hm-2)和土壤残留(44.95kg·hm-2)次之,分别占20.93%和21.27%。CRU处理作物吸收(201.91~227.69kg·hm-2)为主要支出部分,占34.40%~40.04%;土壤残留(25.48~57.72kg·hm-2)和氨挥发(58.10~77.69kg·hm-2)次之,分别占20.91%~25.14%和15.74%~16.95%。(1)化肥投入是稻田N素的主要来源,两年平均占N素总输入的60%以上。(2)N素输出项中,以作物吸收带出为主,气态损失中的氨挥发和液态损失中的渗漏淋失也是N素输出的主要方式。(3)长期定位试验条件下,施N肥处理中,U处理双季稻田N平衡表现为盈余,两年平均的TN盈余53.26kg·hm-2·a-1,而CRU减量处理能有效提高植株养分吸收,并减少田间养分流失,有效降低土壤中N素盈余,且随着N施用量降低,土壤中N素盈余量越少,且以0.8CRU和0.7CRU处理收支效果最佳。
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第七章创新点与展望
本研究供试土壤为河流冲积物发育的潮沙泥田水稻土,主要分布于洞庭湖区和环洞庭湖区的湘北、湘中地区,在湖南双季稻区具有一定的代表性;湘中及湘南地区土壤多以第四纪红色粘土发育的红壤为主,因此从供试土壤来看,虽有一定代表性但并不全面。今后研究中可结合红壤一起进行,并在不同区域进行长期连续试验。(2)研究内容虽然工作量较大,但对土壤N素硝化反硝化损失(N2、NO等损失)未能有效监测;同时双季稻田固氮微生物的固氮能力未定量化,使得本研究双季稻田固N量只能选用经验值,值得今后进一步研究。(3)土壤中施入肥料后,肥料对当季作物的贡献及土壤养分对当季作物的贡献并未作系统研究,今后可考虑运用N稳定同位素方法开展研究。
参考文献(略)