水稻氮磷钾肥料长期施用效应研究

摘要

近年来，随着化肥的大量投入，水稻产量不断增加，但随之也出现了肥料利用率下降，农业面源污染，土壤地力不平衡，种植成本增加及效益下降等问题。如何在保持水稻产量不降低，又能够减少或避免以上不良后果，一直是当前研究工作的重点。由于稻田施肥具有很强的地域性，在一个地区获得的试验数据，有时很难适用于另一地区。浙中地区是我国一个重要水稻产区，掌握该地区的施肥状况，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、米质及土壤肥力影响的研究报道很多，然而多数只是1-2年的短期研究，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以记录过去又可以预示未来，可以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究报道，但多数是双季稻或者稻麦轮作，鲜有涉及单季稻。当前浙中地区主要以种植单季稻为主，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，长期施用氮磷钾肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响，长期施用氮磷钾肥对土壤肥力及米质的影响，同时开展水稻缓控释复合肥施用技术试验与示范。主要研究结果如下：
　　1.将施氮量由农民常规的270 kg/hm2降至180 kg/hm2时不会导致籽粒产量的显著下降，但可以显著提高REN、AEN和PFPN。因此可以考虑将施氮量维持在180 kg/hm2左右。施氮量增加会使田面水及渗漏水中铵态氮、硝态氮及全氮浓度显著升高。铵态氮是田面水中氮的主要形态，施肥后的5-7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。硝态氮是渗漏水中氮的主要形态，其在最高施氮量315 kg/hm2时的浓度仅为2.7 mg/L，所以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量时的施氮量约为176 kg/hm2，其占传统施氮量的65％。
　　2.长期施用氮、磷、钾肥可以显著提高籽粒产量，且3种肥料配施的增产效果显著优于任意两种肥料配施;其对籽粒产量的作用顺序为N＞K＞P。N3P2K2处理产量最高，为8900kg/hm2。水稻养分总吸收量和100kg籽粒养分需求量随施肥量增加而增加，肥料表观利用率及农学利用率则随施肥量增加而下降。每生产100kg籽粒需吸收N1.47kg、P2O50.60 kg、K2O2.49 kg。氮、磷、钾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N0P0K0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磷(P2O5)和钾(K2O)肥施用量分别为39.3 kg/hm2和100.8 kg/hm2。
　　3.长期施用氮磷钾肥条件下，土壤pH无显著变化;休耕期有助于土壤有机质含量的提高，各处理土壤有机质含量平均增加14％左右;各处理土壤全氮含量平均提高9.6％;与试验开始前相比，土壤有效磷和速效钾含量均显著下降，从维持土壤肥力的角度来讲，应当将磷钾肥的“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;施磷可提高蛋白质含量;施钾可提高胶稠度、碱消值及蛋白质含量;氮、磷、钾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％，稻米垩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％。当将控释肥用量减少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，控释肥100％处理的施用效果最佳，即当缓控释肥(20-10-18)施用量为775 kg/hm2时，可以获得最佳种植效益。
　　5.利用持续6年的“3414”肥料试验所获得施肥参数及经验，以及2012年缓控释肥小区试验结果，2013年在永康市对两种缓控释复合肥(20-10-18)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量可提升5％左右，产量增加约500 kg/hm2，按水稻销售均价2.1元/kg计算，增收达1050元/hm2，节工150元/hm2。无论在产量上还是在综合经营成本上，选用的缓控释复合肥都优于当地常规肥料。

目录

论文说明

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 中国化肥利用现状

1．1．1 稻田化肥利用率现状

1．1．2 提高稻田化肥利用率的方法

1．2 农业面源污染

1．3 测土配方施肥研究概述

1．3．1 近代基础施肥科学理论

1．3．2 测土配方施肥的定义

1．3．3 测土配方施肥的意义

1．3．4 “3414”试验方案

1．4 控释肥研究概述

1．5 研究目的及内容

1．5．1 研究目的

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

2．1 材料与方法

2．1．1 试验地点

2．1．2 试验设计

2．1．3 样品采集和分析

2．1．4 氮肥利用率计算公式

2．1．5 统计分析

2．2 结果与分析

2．2．1 水稻产量

2．2．2 氮肥利用效率

2．2．3 稻田水体氮浓度

2．3 讨论

2．3．1 产量

2．3．2 肥料利用率

2．3．3 稻田水体氮浓度

2．4 小结

3 长期施用氮磷钾肥对水稻产量、养分利用率及经济效益的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 试验地点

3．1．2 试验设计

3．1．3 水稻样品采集和分析

3．1．4 参数计算方法

3．1．5 统计分析

3．2 结果与分析

3．2．1 长期施用氮磷钾肥对水稻籽粒产量的影响

3．2．2 长期施用氮磷钾肥对水稻产量构成因子的影响

3．2．3 肥料效应分析

3．2．4 长期施用氮磷钾肥对水稻养分吸收利用的影响

3．2．5 长期施用氮磷钾肥对水稻经济效益的影响

3．3 讨论

3．4 小结

4 长期施用氮磷钾肥对土壤肥力及米质的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验地点

4．1．2 试验设计

4．1．3 土壤样品采集和分析

4．1．4 稻米品质检测

4．1．5 统计分析

4．2 结果与分析

4．2．1 土壤肥力变化

4．2．3 稻米品质

4．3 讨论

4．4 小结

5 水稻高效施肥集成技术试验与示范

5．1 材料与方法

5．1．1 试验地点

5．1．2 试验设计

5．1．3 水稻样品采集和分析

5．1．4 统计分析

5．2 结果与分析

5．2．1 各施肥处理对水稻产量及其构成因子的影响

5．2．2 各施肥处理对稻米品质的影响

5．2．3 各施肥处理对水稻经济效益的影响

5．3 小结

6 对“3414”平衡施肥技术的认识

7 结论与展望

7．1 全文结论

7．2 本文创新点

7．3 问题及展望

参考文献

作者简历

已发表及待发表文章