中国农业科学|江西省红壤及种质资源研究所柳开楼课题组探索长期施肥对红壤双季稻系统氮素盈亏和土壤碱解氮的影响

学术   2025-01-16 07:56   英国  


红壤性水稻土是我国南方最主要的土壤类型之一,但红壤性水稻土受成土母质、耕作方式、不合理施肥等因素影响,存在水土流失、土壤酸化、总体肥力水平低等问题。氮素是影响水稻产量的重要因素,氮素营养状况对水稻产量和氮素吸收利用等方面的影响十分重要。但是,过量的氮肥投入不仅会导致肥料利用率下降,造成资源的浪费,还会加剧土壤酸化和生态环境破坏。研究表明,我国南方红壤和砖红壤地区农田氮、磷处于盈余状态,且盈余量在近年来呈逐渐增高的趋势。因此,在保证水稻高产的同时,探索更为安全高效科学的氮素养分管理方式显得尤为重要。

近期,江西省红壤及种质资源研究所柳开楼课题组题为“长期施肥对红壤双季稻系统氮素盈亏和土壤碱解氮的影响《中国农业科学》2024年第57卷24期正式发表。

该研究依托红壤双季稻长期施肥定位试验(始于1981年,位于江西省进贤县),选取不施肥(CK)、施氮磷化肥(NP)、施氮钾化肥(NK)、施氮磷钾化肥(NPK)、施氮磷钾化肥和有机肥(NPKM)等5个处理,调查分析每季水稻的籽粒和秸秆产量、氮素吸收量,晚稻后分析耕层土壤碱解氮含量,并以10年为一个阶段,计算并分析水稻氮素吸收量、氮肥利用率、氮素表观平衡以及耕层土壤碱解氮的变化。
在试验40年间(1981—2020年),NPKM处理的水稻产量及氮素吸收量均为最高,较CK分别增加65.9%—108.4%和85.1%—132.5%,较化肥处理(NPK、NK和NP)分别增加19.3%—92.1%和19.4%—99.8%,均差异显著。

长期不同施肥下的稻谷年产量

长期不同施肥下的水稻周年氮素吸收量

随试验年限的增加,化肥处理的氮肥利用率逐渐降低,NPKM处理在前30年(1981—2010年)也呈降低趋势,但降低速率较化肥处理小,在近10年(2011—2020年)则有所升高,且由前10年(1981—1990年)所有处理中最低,到近10年升为最高,较化肥处理增加25.3%—271.2%。

氮素盈余量在试验40年间最高均为NPKM处理,较化肥处理增幅为137.1%—577.2%,但在后30年(1991—2020年)间,其氮素盈余量随着试验年限的增加呈逐渐降低趋势。

试验40年间土壤碱解氮含量最高的均为NPKM处理,较CK增加7.1%—24.4%,但前10年差异不显著,较化肥处理增加11.0%—35.2%,而化肥处理与CK则始终无显著差异。相关性分析显示,在后20年(2001—2020年)间,氮素盈余量与土壤碱解氮含量显著正相关。
氮素盈余与耕层土壤碱解氮的相关关系
综上, 在红壤双季稻系统,随施肥年限的增加,有机无机肥配施对水稻产量、氮素吸收量、氮肥吸收利用率和土壤碱解氮含量的提升效果最佳,同时,长期施肥导致的氮素盈余量增加也进一步提升了耕层土壤碱解氮含量,且随施肥年限的增加,氮素盈余量对土壤碱解氮的贡献能力逐渐增强。

江西省红壤及种质资源研究所/农业农村部酸化土改良与利用重点实验室柳开楼为该文通信作者,胡丹丹为该文第一作者。

该研究获得国家科技基础资源调查专项课题(2021FY100504)、江西省重点研发计划“揭榜挂帅”项目(20223BBF61020)、江西省双千计划项目(jxsq2020102116)、江西省高层次高技能领军人才培养工程(2021-49)的资助



论文链接:
长期施肥对红壤双季稻系统氮素盈亏和土壤碱解氮的影响

引用本文:

胡丹丹, 宋惠洁, 段英华, 吴艳, 胡志华, 徐小林, 张文菊, 何小林, 柳开楼, 苏鹏, 黄群招. 长期施肥对红壤双季稻系统氮素盈亏和土壤碱解氮的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(24): 4907-4918.

HU DanDan, SONG HuiJie, DUAN YingHua, WU Yan, HU ZhiHhua, XU XiaoLin, ZHANG WenJu, HE XiaoLin, LIU KaiLou, SU Peng, HUANG QunZhao. Effects of Long-Term Fertilization on Nitrogen Surplus and Deficit and Soil Alkali-Hydrolyzed Nitrogen in Red Soil Double-Cropping Rice System[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(24): 4907-4918.


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