科研产出
控释尿素对环洞庭湖区双季稻吸氮特征和产量的影响
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：缓控释肥料应用于我国水稻生产中,对化肥使用量零增长和农业可持续发展具有重要推动作用.本研究以连续在湖南进行6年(2013—2018年)的双季稻控释尿素施用试验为研究平台,分析控释尿素施用下环洞庭湖区早晚稻主要生育期地上部氮素累积、氮素阶段吸收速率与氮素利用的关系,探究控释尿素减施对水稻持续稳产增产的原因.结果表明:早稻各施氮处理均有1次明显的氮素阶段吸收速率峰值,控释尿素(controlled-release urea,CRU)处理氮素吸收相对延后,氮素累积主要在幼穗分化始期至抽穗期阶段,占生育期总量的35.31%~42.33%,其次为始分蘖期至幼穗分化始期和抽穗期至乳熟期.晚稻于始分蘖期至幼穗分化始期和抽穗期至乳熟期出现2次明显的氮素阶段吸收速率峰值,均以1.0 CRU(等氮量控释尿素)处理峰值最高;始分蘖期至幼穗分化始期、抽穗期至乳熟期水稻大量吸收氮素,累积增量分别占35.92%~40.52%和23.05%~24.58%.控释尿素还能显著提高双季稻产量,早晚稻分别以0.9 CRU(控释尿素减氮10%)和0.8 CRU(控释尿素减氮20%)处理最佳,控释尿素减施的晚稻增产效果优于早稻,且显著提高早晚稻氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力.CRU处理早晚稻产量与幼穗分化始期、抽穗期、乳熟期、腊熟期氮素累积量和有效穗数均呈极显著正相关,且晚稻产量与穗长呈显著正相关;早晚稻幼穗分化始期氮素累积量与氮肥农学利用率、生理利用率呈显著负相关,氮肥偏生产力与早稻幼穗分化始期、抽穗期、乳熟期和腊熟期氮素累积量呈极显著或显著负相关,与晚稻抽穗期氮素累积量呈显著负相关.因此,控释尿素施用使水稻氮素阶段吸收速率、地上部氮素累积后延,有利于后期生殖生长及籽粒结实,显著提高双季稻产量及氮肥利用效率.结合双季稻吸氮特征和籽粒产量,建议环洞庭湖区早稻采用释放期较短的控释尿素或配合速效氮肥施用,进一步实现增产.
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控释尿素减施对稻田CH_4和N_2O排放及经济效益的影响
《生态环境学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：通过控释尿素(CRU)替代普通尿素(CU),是实现农业生产化肥"减施增效"及其使用量零增长目标的有效途径之一。选取环洞庭湖典型双季稻(Oriza sativa L.)连作区,设置100%氮CU(农民习惯施肥方式,CU)、100%氮CRU(1.0CRU)、减氮10%CRU(0.9CRU)、减氮20%CRU(0.8CRU)和减氮30%CRU(0.7CRU)共5个处理,通过静态暗箱采气、气相色谱法检测,研究CRU减氮施用对双季稻田CH_4、N_2O排放及稻作经济效益的影响。结果表明:减氮10%—30%CRU处理早稻的CH_4、N_2O排放总量和全球增温潜势(GWP)比CU处理分别减排18.8%—28.7%、15.7%—28.6%、18.4%—28.7%,晚稻的分别减排27.1%—39.5、17.5%—25.0%、25.5%—37.1%;与CU处理相比,0.8CRU和0.7CRU处理显著减少双季稻田CH_4排放总量的23.1%、33.5%和N_2O排放总量的21.9%、26.9%,0.9CRU、0.8CRU和0.7CRU处理分别有效降低GWP的21.7%、22.9%、32.5%和温室气体排放强度的33.0%、29.5%、36.4%;1.0CRU、0.9CRU处理连续4年显著增产(3.75%—18.05%),年均增产幅度分别为12.03%和11.20%;CRU处理双季稻生长季平均增加经济收益2 124.1yuan·hm~(-2),且以0.9CRU处理最高。综合考虑控释尿素施用后的环境及经济效益,减氮20%CRU是一种适宜在环洞庭湖典型双季稻区推广的氮肥有效管理模式。
关键词： 温室气体排放 经济效益 控释尿素 减量施肥 双季稻田
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控释尿素减施对双季稻田氮素渗漏淋失的影响
《应用生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：大量施用氮肥引起的土壤氮素淋失是稻田氮素损失的一个重要途径.为探究自然降雨过程中典型双季稻田氮渗漏淋失特点,采用田间渗漏池法,通过大田小区试验,研究控释尿素减施对稻田土壤60 cm深处渗漏水中氮淋失和水稻产量的影响.结果表明:施肥初期出现氮渗漏淋失峰值,这是防控的关键时期;双季稻生长季控释尿素减氮20%(0.8CRU)和减氮30%(0.7CRU)处理全氮淋失量分别为42.3和37.7 kg·hm~(-2),均显著低于常规尿素(CU)处理(53.9 kg·hm~(-2)),且0.7CRU处理显著低于等氮量控释尿素(1.0CRU)处理(51.3 kg·hm~(-2));各施氮处理全氮渗漏淋失率为11.9%~13.5%,处理间差异不显著.0.8CRU和0.7CRU处理较CU处理明显提高了水稻产量和氮肥吸收利用率,显著增加了氮收获指数.总之,控释尿素减氮20%~30%能保证水稻产量和防控稻田氮渗漏淋失.
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控释尿素减施对双季稻田土壤剖面养分分布特征的影响
《水土保持学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为探讨双季稻田控释尿素施用对养分在土壤剖面的垂直分布与迁移的影响,通过长期田间定位试验,研究比较普通尿素(U)和控释尿素(CRU)减施稻田剖面的养分累积和分布。结果表明:随着土层深度的增加,土壤全氮、NO_3~-—N、有机质、全磷、速效磷和全钾含量呈下降趋势,NH_4~+—N含量先下降后升高,速效钾含量呈上升趋势,土壤pH升高且趋于稳定。施肥会降低0—20cm土层pH和速效钾含量。与U处理相比,0—20cm土层CRU处理全氮含量提高7.72%~19.45%,且随着施N量的增加呈上升趋势;40—60cm土层CRU处理NH_4~+—N含量降低6.99%~19.23%。施用CRU可以有效降低土层NH_4~+—N向下淋溶,提高0—40cm土层全氮和NO_3~-—N含量,避免土壤N素流失。施用CRU对不同深度土层有机质、速效磷、全磷、速效钾、全钾和pH的影响不显著,但减量过大会导致有机质降低。CRU减量10%~20%处理显著提高双季稻成熟期N、P、K的吸收量。相关分析表明,不同用量控释尿素处理早、晚稻成熟期N、P、K吸收量与籽粒产量均呈显著正相关。总之,CRU处理有效地控制N素向下淋溶,减少因N肥施用带来的潜在面源污染,而CRU减施可更好地维持和提高土壤的养分水平和肥力,促进养分累积,实现生态与经济效益的双赢。
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控释尿素减施对双季稻田氨挥发损失和氮肥利用率的影响
《中国水稻科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究连续控释尿素减施对双季稻籽粒产量、N肥利用率和NH3挥发损失的影响,以期为水稻稳产条件下减少双季稻田氮素损失提供理论依据和技术方法。【方法】以中早39(早稻)和泰优390(晚稻)为材料,设置不同控释尿素N用量的等N量控释尿素(CRU1)、控释尿素减N 10%(CRU2)、控释尿素减N 20%(CRU3)、控释尿素减N 30%(CRU4)以及尿素(U)和不施肥对照(CK)的6个处理,采用密闭室间歇通气法监测双季稻田NH3挥发特征,同时测定水稻产量和N含量。【结果】普通尿素(U)处理和控释尿素(CRU)处理施基肥和分蘖肥后早稻NH3挥发发生在施肥后的8~9 d内,峰值分别于第1~2天和第2~4天出现;晚稻NH3挥发发生在施肥后的6~7 d内,峰值分别于第2~3天和第3~4天出现。早、晚稻生长季U处理总计NH3挥发损失量(率)最高,分别为47.2kg/hm~2(26.4%)和61.9 kg/hm~2(28.7%),产量分别为5.5 t/hm~2和6.2 t/hm~2,N肥利用率分别为23.0%和20.0%;早、晚稻生长季CRU处理总计NH3挥发损失量(率)分别为22.8~32.3 kg/hm~2(14.6%~16.5%)和30.4~42.1kg/hm~2(15.9%~17.6%),产量分别为5.8~6.3 t/hm~2和6.6~7.5 t/hm~2,N肥利用率分别为34.3%~40.5%和33.8%~39.2%;其中,CRU2处理在早、晚稻生长季总计NH3挥发损失量较U处理降低40.9%、38.3%,产量增加14.9%、20.9%,N肥利用率提高75.6%、96.0%。早、晚稻生长季及双季稻整个生长季CRU处理总计NH3挥发损失量及籽粒产量与施N量呈显著线性关系。【结论】施用控释尿素显著减少双季稻田NH3挥发损失,增加籽粒产量,提高N肥利用率,以减N 10%处理效果最明显。
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控释尿素减施对双季稻田径流氮素变化、损失及产量的影响
《水土保持学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了探究双季稻田典型自然降雨径流过程中氮(N)的输出特点,采用田间径流池法,通过长期田间定位试验,比较普通尿素(U)和控释尿素(CRU)减施稻田径流水中总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)的动态变化及N素径流流失量和流失率。结果表明:稻田施肥初期出现N素径流峰值,是防控N素径流损失的关键时期。早、晚稻季生育期间施N处理径流水中以NH_4~+-N为主要形态,分别占TN径流损失量的64.5%~66.3%,61.0%~68.6%。早、晚稻季U处理径流水TN流失量(率)分别为5.6(2.2%),5.0(1.7%)kg/hm~2;CRU处理较U处理径流水TN流失量分别降低17.4%~34.1%,17.3%~37.7%;且随着N肥用量的减少,TN流失量(率)逐渐降低。受降雨强度的影响,早稻季N素径流损失较晚稻季高,且晚稻季CRU处理N素径流损失减排效果优于早稻季。早、晚稻季及连作周期CRU处理TN径流累计损失量和籽粒产量与施N量呈显著线性关系,随着N用量的增加而增加。总之,U处理显著提高径流水中N素浓度以及NH_4~+-N占TN的比例。CRU处理有效减缓N素释放速度,降低施肥初期N素径流损失量,实现增产;而CRU减施有利于进一步防控稻田N素流失风险,促进农业面源污染减排,且以减N 10%效果较好。
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紫云英与尿素或控释尿素配施对双季稻产量及氮钾利用率的影响
《植物营养与肥料学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】了解化肥氮钾用量减少条件下不同比例紫云英与普通化肥尿素或控释尿素配施对双季稻产量及氮钾利用效率的影响,旨在为南方双季稻种植区制定科学减肥增效策略提供依据。【方法】通过连续6年定位田间小区试验,除对照不施肥外,试验的其他5个处理早稻施肥量均为N 150 kg/hm~2、P_2O_5 75 kg/hm~2、K_2O 120 kg/hm~2,氮素以尿素、控释尿素、紫云英按处理比例配合和施用。分析了双季稻产量,植株氮、钾养分吸收积累、利用效率及土壤氮、钾养分含量。【结果】与(CF100)处理相比,早稻翻压紫云英鲜草17145 kg/hm~2时,早、晚稻均减施氮40%、减施钾21%条件下,氮肥采用尿素处理(CF60+A40)或控释尿素处理(CRU60+A40)以及早稻翻压紫云英鲜草25715 kg/hm~2,早、晚稻均减施60%氮、32%钾条件下,氮肥采用控释尿素处理(CRU40+A60)有利于早晚稻及全年产量的提高,其中以CRU60+A40处理增产效果最佳。CF60+A40和CRU60+A40处理早晚稻的稻谷、稻草和植株氮素及钾素积累量均较CF100提高,其中CRU60+A40处理提高效果最明显。紫云英与尿素或控释尿素配施提高了早晚稻氮、钾养分利用效率,CF60+A40、CF40+A60、CRU60+A40和CRU40+A60处理的氮肥和钾肥回收利用率、氮肥和钾肥农学效率以及氮肥和钾肥偏生产力均高于CF100处理。在紫云英替代和肥料等量施用条件下,施用控释尿素处理比施用尿素处理有利于提高养分利用效率。6年12季水稻种植后,紫云英与尿素或控释尿素配施处理的土壤全氮、碱解氮和速效钾含量均较CF100处理有所提高。【结论】综合考虑作物产量效应、养分高效利用及土壤肥力维持,在该区域双季稻种植体系中早稻可用紫云英替代40%氮肥、20%钾肥,晚稻减施40%氮肥、20%钾肥,氮肥品种采用控释尿素或尿素均可,采用控释尿素有进一步提高早稻紫云英的替代比例和晚稻氮钾肥减施比例潜力。
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