洱海流域减氮施肥条件下水稻产量和土壤剖面氮磷变化特征

摘要

【目的】研究实现水稻稳产和土壤氮磷淋失低风险的肥料管理措施,以减少农田养分进入流域水域的风险,并提高农业生产的效益。【方法】田间试验在云南大理国家农田生态系统野外观测研究站进行,种植制度为水稻–大蒜–水稻–蚕豆轮作,试验连续进行了两年。设置8个水稻施肥处理:不施肥(CK);常规施肥(CF);减施20%常规肥(T1);等氮有机肥替代T1(T2);等磷(P)有机肥替代T1,尿素补齐氮肥(T3);考虑有机肥矿化率25%,以氮计,有机肥替代T1(T4);考虑有机肥矿化率25%,以磷计,有机肥替代T1,尿素补齐氮肥(T5);缓控释肥(T6)。测定2019和2020年水稻产量,以及2020年0—100 cm深度稻田土壤剖面全氮、铵态氮、硝态氮、全磷和有效磷含量的变化。【结果】与常规施肥比,T2、T3和T4处理降低籽粒和秸秆产量,T1和T5处理籽粒和秸秆产量与常规施肥无显著差异,T6处理显著增加水稻籽粒和秸秆产量。土壤全氮在0—40 cm土层累积,与常规施肥CF相比,有机肥处理增加了土壤表层全氮含量。土壤铵态氮含量在0—20 cm土层最高,20 cm以下急剧降低,除CK外,其他处理土壤铵态氮含量均低于CF处理。土壤硝态氮在0—40 cm土层累积,最高含量在20—40 cm土层,施用高有机肥量的T4和T5处理土壤硝态氮含量大于CF,其他处理小于CF。土壤全磷含量随着土层深度增加缓慢降低,与CF处理相比,T4、T5和T6处理表层土壤全磷含量增加显著。土壤有效磷主要在0—40 cm土层累积,与CF处理相比,T4和T5处理在0—40 cm土层土壤有效磷含量增加最多。【结论】在本研究试验条件下,不论施用化肥还是有机肥,土壤全量和有效态氮磷均主要固存于0—40 cm土层。化肥在常规用量基础上减施20%可以保证水稻产量且降低土壤氮磷含量,使用缓控释肥替代常规化肥的效果更佳。短期施用低量有机肥会降低水稻产量,而大量施用有机肥替代化肥增加了土壤氮、磷含量及氮、磷下移的风险。