不同水氮条件对水稻生长发育及稻田氮素渗漏淋溶的影响

摘要

目前，水资源严重缺乏是制约我国农业可持续发展的重要限制因素。水稻作为我国当前重要的粮食作物之一，又是耗水量最大的农作物。氮素营养是水稻生长发育过程中的重要限制因子，它与水分条件相互影响和制约。对水稻氮素营养与节水灌溉的综合性研究已成为当前及今后水稻科学研究的重要方向和领域。实施节水灌溉与减量化施肥后，稻田土壤生态环境的各种因子发生变化，导致土壤氮素形态、水稻的氮素营养特性及生长发育规律均发生变化，因此，开展不同水肥条件对水稻生长发育、产量及环境效应的系统性研究具有重要的现实意义。
　　 本研究采用不同灌溉措施（CI:控制灌溉;CF:常规灌溉）和施氮水平(N0:242kg·hm-2; N1:90％N0; N2:80％N0; N3:70％N0)的双因素交互试验，通过两年的田间试验探究了控制灌溉措施的节水效应、不同水氮条件对水稻生长发育及稻田氮素渗漏淋溶的影响。两年的试验结果表明:
　　 1)灌溉措施和施氮水平对水稻的产量和农艺学性状有一定的影响，但无明显的规律性。在同一施氮水平下，控制灌溉下水稻产量较常规灌溉增幅达3.19％;水稻株高平均降幅达3.36％;水稻茎蘖量较常规灌溉有所下降，但无显著差异。在同一灌溉措施下，随施氮量的降低各处理的水稻产量均有下降的趋势，且N0与N2、N3处理间差异达到显著水平;茎蘖量随施氮量的降低而减少;施氮水平对水稻株高影响不明显。灌溉措施和施氮水平对水稻的每穗总粒数、结实率、千粒重等均无显著影响，但控制灌溉和增施氮肥可以提高水稻的有效穗数，其中施氮水平作用显著。灌溉措施和施氮水平间的交互作用对产量有显著影响。
　　 2)在同一灌溉措施下，水稻穗干重在N0条件下显著升高，减氮施肥(N2、N3)显著降低了茎叶干重;控制灌溉可以在一定程度上降低水稻茎叶干重，但对穗干重无显著影响。灌溉措施对水稻地上部氮素累积量的影响不显著，其变化趋势与水稻干重相似;在相同灌溉措施下，水稻地上部氮素累积量随着施氮量的增加而显著提高。
　　 3)控制灌溉较传统的灌溉措施节约用水达25.31％～26.50％,有效降低了水稻植株的蒸腾耗水量及稻田渗漏水量，提高了水稻生产对雨水的利用效率。
　　 4)灌溉措施和施氮水平对不同深度土壤渗漏水的NH4+-N、NO3--N浓度均有不同程度影响。在稻田20cm处土壤渗漏水中，同一施氮水平下，控制灌溉下的NO3--N浓度显著高于常规灌溉，而灌溉措施对NH4+-N浓度无明显影响;在同一灌溉措施下，渗漏水中NH4+-N、NOs-N浓度均随氮肥施用量的减少而降低，降幅为1.93％～35.29％。稻田80cm处土壤渗漏水中，NO3--N浓度随施氮量的增加而升高;与常规灌溉相比，控制灌溉显著提高了渗漏水中的NO3--N浓度，增幅达31.17％;灌溉措施和施氮水平对NH4+-N均无显著影响。NO3--N是稻田中氮素渗漏淋溶的主要形式，占氮素渗漏淋溶总量的77.05％～91.79％;在同一灌溉措施下，NO3--N淋溶量随施氮量的增加而升高;在同一施氮水平下，控制灌溉显著降低了NO3--N淋溶量，降幅达15.98％～49.28％。太湖地区兼顾生产与生态效益的生态合理施氮量为213.46 kg·hm-2～220.35 kg·hm-2，相应的产量为7917.36 kg·hm-2～8976.65 kg·hm-2。
　　 5)灌溉措施和施氮水平对稻田土壤中的NH4+-N含量、NO3--N含量及TN含量均有一定程度的影响，但无明显规律性。与常规灌溉相比，控制灌溉显著提高了表层土壤(0～10cm)中NH4+-N的含量，但对其它各层土壤中NH4+-N含量无显著影响;除20～30cm土层外，控制灌溉提高了各层土壤中的NO3--N含量。施氮水平对各层土壤中NH4+-N和NO3--N含量均无显著的影响。灌溉措施、施氮水平对稻田土壤TN含量影响均不显著。随着土壤深度的增加，稻田土壤中的NH4+-N、NO3--N、TN含量均呈下降趋势。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章 文献综述

1．1 我国水资源现状及发展水稻节水灌溉的必要性

1．1．1 我国水资源现状

1．1．2 我国发展水稻节水灌溉的必要性及国内外研究进展

1．1．3 水稻的需水特性及其对节水灌溉的生态适应性

1．1．4 控制灌溉的涵义、节水机理及其推广应用

1．2 水稻的氮素营养及我国氮肥使用现状与存在问题

1．2．1 我国稻田氮肥使用现状

1．2．2 水稻吸收和利用氮素营养的特性

1．2．3 土壤氮素的损失途径及过量施氮对水稻和环境的不利影响

1．3 水稻水氮互作研究进展

1．3．1 水稻水氮互作效应的研究进展

1．3．2 水氮互作对水稻生长生理及氮素吸收利用的影响

第二章 材料与方法

2．1 田间试验区概况

2．2 水稻品种

2．3 试验设计

2．3．1 试验设计

2．3．2 小区布置

2．3．3 水稻栽培管理

2．4 测定指标与方法

2．4．1 气象因子监测

2．4．2 灌溉指标监测

2．4．3 水稻生育指标监测

2．4．4 土壤样品采集及测定方法

2．4．5 渗漏水样采集及测定方法

2．4．6 水稻植株样品采集及测定方法

2．5 数据分析

第三章 不同水氮条件对水稻农艺学性状、产量及氮素利用的影响

3．1 不同水氮条件对水稻株高动态变化的影响

3．2 不同水氮条件对水稻茎蘖量变化规律的影响

3．3 不同水氮条件对水稻产量构成要素的影响

3．4 不同水氮条件的产量效应

3．5 不同水氮条件对水稻干物质累积与分配及其对氮素吸收利用的影响

3．5．1 不同水氮条件对水稻干物质累积与分配的影响

3．5．2 不同水氮条件对水稻氮素吸收利用的影响

3．6 讨论

第四章 不同水氮条件对稻田土壤氮素渗漏淋溶及其环境效应的影响

4．1 不同水分管理模式在水稻生产中的节水效应分析

4．2 不同水氮条件对稻田土壤氮素渗漏淋溶的影响

4．2．1 不同水氮条件对稻田土壤渗漏水中NH4+-N浓度动态变化的影响

4．2．2 不同水氮条件对稻田土壤渗漏水中NO3--N浓度动态变化的影响

4．3 稻田氮素渗漏淋溶量估算

4．4 水稻生态合理施氮量分析

4．5 讨论

第五章 不同水氮条件对稻田土壤性质的影响

5．1 不同水氮条件对稻田土壤NH4+-N、NO3--N含量的影响

5．2 不同水氮条件对稻田土壤TN含量的影响

5．3 讨论

第六章 全文结论与研究展望

6．1 主要结论

6．2 创新点

6．3 存在问题及展望

参考文献

致谢

附录：在校期间发表的论文