江漢平原水稻-油菜輪作系統(tǒng)氮磷鉀肥施用及氮肥運籌效應(yīng)研究.pdf

1、耕地業(yè)歷來以實現(xiàn)更高的生產(chǎn)水平為目的;然而，現(xiàn)在需要考慮新的多樣目標(biāo)。作物和生產(chǎn)系統(tǒng)對環(huán)境的影響、農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提升營養(yǎng)物質(zhì)利用率是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要目標(biāo)之一。水稻旱地旱輪作在南亞國家很重要，覆蓋面積約2670萬公頃。而在中國，輪作的產(chǎn)量占據(jù)谷物總產(chǎn)量的72％，覆蓋約13萬公頃的區(qū)域。中國長江流域是“水稻-油菜”水旱輪作系統(tǒng)的主要種植地，其產(chǎn)量占據(jù)中國谷物總產(chǎn)量的70％，油菜產(chǎn)量更是占據(jù)中國油菜總產(chǎn)量的91％。在該區(qū)域，油菜在

2、單瓣水稻-油菜輪作中或重瓣水稻-油菜輪作中種植，但兩者都限制了作物的期限和土壤的養(yǎng)分供應(yīng)。此外，水稻旱地輪作的產(chǎn)量面臨著顯著的下降或停滯，因為它的可持續(xù)性受到肥料失衡應(yīng)用、較低的養(yǎng)分利用率和土壤肥力下降的威脅。這引起一系列的經(jīng)濟和環(huán)境問題，因此，本文進行一系列的調(diào)查實驗，以期解決此類問題。
　　中國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)取得驚人的成就，但未來在確保食物安全和環(huán)境安全上還有無數(shù)的挑戰(zhàn)。分析平衡施肥和本土營養(yǎng)素的供給能力將有助于促進糧食產(chǎn)量和

3、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。水稻旱地輪作是研究區(qū)域內(nèi)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。現(xiàn)已經(jīng)通過運用礦物肥料來增加水稻和油菜的產(chǎn)量。然而，水稻-油菜輪作中，氮(N)、磷(P)、鉀(K)的積累和適當(dāng)應(yīng)用與高的產(chǎn)量和養(yǎng)分供應(yīng)能力之間的關(guān)系仍然不明確。因此，2011至2013年間，我們的田間試驗在華中湖北省的洪湖（HH）、沙洋(SY)和荊州(JZ)三個地點進行，為的是研究水稻-油菜輪作中提高作物產(chǎn)量和本土營養(yǎng)供應(yīng)能力的施肥效應(yīng)。四種礦物肥料（NPK，NP，NK和PK）

4、和三個重復(fù)項一起被置于隨機組中。在研究地兩年(2011-2013)的水稻-油菜輪作中，與磷鉀肥(PK)相比，施用氮磷鉀肥(NPK)的農(nóng)作物產(chǎn)量均顯著上升:19-41％（水稻）和61-76％（油菜）。施肥的產(chǎn)量效應(yīng)排序依次為:氮磷鉀＞氮磷＞氮鉀＞磷鉀，這顯示出氮(N)是排在磷(P)和鉀(K)之后最具限制性的水稻油菜輪作營養(yǎng)素。最高的氮(N)、磷(P)和鉀(K)的積累是在氮磷鉀肥(NPK)的情況下，而最低的吸收是在磷鉀肥(PK)的條件下。此

5、外，當(dāng)和氮(N)一起施用時，磷(P)和鉀(K)的積累效應(yīng)很高。和氮磷鉀(NPK)肥相比，本土的供氮能力（INS），本土的供磷能力(IPS)和本土的供鉀能力(IKS)降低到一個顯著水平，并影響了每個點的水稻油菜輪作產(chǎn)量。INS，IPS和IKS的結(jié)果表明，在這些土壤平衡施肥對于避免土壤肥力狀況惡化是必要的。根據(jù)作物的產(chǎn)率，養(yǎng)分的積累和土壤養(yǎng)分的供給能力得知，氮磷鉀肥(NPK)均衡營養(yǎng)的使用是提高水稻油菜產(chǎn)量和環(huán)境安全的關(guān)鍵策略。
　　

6、氮(N)肥的高效率使用對于提高作物生產(chǎn)力和保持環(huán)境可持續(xù)性非常重要。水稻-油菜輪作是中國經(jīng)濟和糧食安全的支柱。因此，本研究于2011-2013年間在洪湖進行了一個現(xiàn)場試驗，以確定提高作物產(chǎn)量的最合適施氮量和水稻-油菜輪作中氮的使用效率。六種氮肥處理（RO1，RO2，RO3，RO4，RO5和RO6）和三個重復(fù)項一起被放入完全隨機組中。ROx代表了水稻和油菜的氮肥施用量。與RO1（控制;沒有使用）相比，在2011-2013年總輪作期間，施加

7、了氮肥的地塊的糧食產(chǎn)量顯著上升59-71％（水稻）和109-160％（油菜）。此外，本研究觀察到氮積累的類似趨勢，水稻和油菜的范圍分別為88-125％和134-200％。在總輪作期間，RO2氮的利用率(NUE)很高(38.5％)，RO6氮的利用率(NUE)很低(34.2％)。R05的表觀氮平衡（ANB）最低（183.4千克/公頃），R02其次（234.2千克/公頃），R06最高（344.5千克/公頃），糧食產(chǎn)量、氮的利用率(NUE)和表

8、觀氮平衡（ANB）的結(jié)果表明，R02的施氮量為最優(yōu)選擇。這些信息可以幫助華中地區(qū)的水稻油菜輪作系統(tǒng)開發(fā)具有成本效益的、環(huán)境友好型的管理策略。
　　冬油菜（油菜）是一種顯性油料作物，并已成為食用油產(chǎn)品以及能源農(nóng)業(yè)的替代作物。本研究旨在找出氮(N)、磷(P)、鉀(K)肥組合的產(chǎn)量效應(yīng)，以及油菜作物中油和蛋白質(zhì)的含量。2012-2013年間，根據(jù)湖北省三個地點的地方建議，氮(N)，磷(P)，鉀(K)肥（NPK，NP，NK和PK）的四種肥

9、料被應(yīng)用。相比于研究點的磷鉀(PK)肥，施用氮磷鉀(NPK)肥后的油菜產(chǎn)量顯著上升61-72％。施肥產(chǎn)量效應(yīng)的排序依次為:NPK＞ NP＞ NK＞ PK，說明氮是磷、鉀之后油菜生產(chǎn)力中最具限制性的營養(yǎng)素。氮、磷、鉀肥的施用可顯著影響油和蛋白質(zhì)的含量，在所有對照組中，氮磷鉀(NPK)組合效果最佳。油和蛋白質(zhì)的含量以及其它脂肪酸（棕櫚酸，硬脂酸，油酸，亞油酸和亞麻酸）沒有受到氮磷鉀肥的施加的顯著影響。通過增加氮肥的施用量，油菜的含油量持續(xù)減