【摘要】：南方雙季稻區(qū)是我國水稻的主產(chǎn)區(qū),雙季稻生產(chǎn)增加了復(fù)種指數(shù),其早、晚兩季的周年產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單季稻,并且緩解了單季稻所面臨的高產(chǎn)壓力和風(fēng)險,為我國糧食安全做出了重大貢獻。但是,由于傳統(tǒng)雙季稻生產(chǎn)需多次施肥,勞動強度大、生產(chǎn)成本高、費時費工且經(jīng)濟效益低,影響了農(nóng)民種植雙季稻的積極性,導(dǎo)致雙季稻的面積不斷下降。為了獲得高產(chǎn),農(nóng)民常常大量施用氮肥。氮肥過量不僅增加了水稻生產(chǎn)成本,降低了氮肥利用率,而且造成資源浪費,氮素?fù)p失嚴(yán)重,進而對大氣和水環(huán)境造成了破壞。緩/控釋肥料的問世有效的解決了水稻生產(chǎn)中氮肥利用率低,氮肥損失嚴(yán)重的問題。本研究于2013-2016年在湖北省武穴市開展田間試驗,研究控釋尿素(CRU)對雙季稻產(chǎn)量、氮素?fù)p失及氮肥利用率的影響,明確了雙季稻的氮素吸收規(guī)律和控釋尿素的氮素釋放特征,篩選了適合華中地區(qū)雙季早、晚稻施用的控釋尿素品種,闡明了控釋尿素的增產(chǎn)增效和減少氮素?fù)p失的作用機制,并確定了控釋尿素的適宜用量及與普通尿素的最佳配比。主要研究結(jié)果如下:(1)控釋尿素的氮素控釋性能需要根據(jù)水稻的氮素吸收規(guī)律來設(shè)計。雙季早、晚稻的氮素累積吸收量均呈“S”形曲線變化,其氮素吸收快速增長期分別為27-59d和9-50d;其快速增長期持續(xù)時間為早稻30-31d,晚稻36-41d;氮素最大吸收速率出現(xiàn)時間分別為早稻42-43d,晚稻27-30d�？梢�,雙季早、晚稻所需控釋氮肥釋放期分別應(yīng)在60d和50d左右。根據(jù)雙季稻氮素吸收規(guī)律研制的3種控釋尿素,其氮素養(yǎng)分初期溶出率均不超過15%;28d的養(yǎng)分累積釋放率均不超過80%;養(yǎng)分累積釋放率達到80%的時間分別為56d、42d和42d,符合我國的緩釋肥料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。3種控釋尿素在25℃水中和稻田土壤的累積釋放率曲線相似。但CRU-1和CRU-2田間養(yǎng)分釋放要比25℃水中緩慢,CRU-3在田間的養(yǎng)分釋放較快,其釋放期小于25℃水中的測定結(jié)果。(2)CRU可有效提高雙季稻的產(chǎn)量,增加氮素吸收量,提高氮肥利用率,減少氨揮發(fā)和氮素徑流損失。與普通尿素處理相比,CRU-1和CRU-2顯著降低了早稻季氨揮發(fā)(23%-62%)和氮素徑流損失(8%-58%)。施用CRU降低了田面水和徑流水中NH4+-N濃度和p H值。CRU能夠維持(-3%-4%)甚至增加(5%-16%)早稻產(chǎn)量,并提高氮肥利用率3%-34%,增加氮素吸收量(3%-55%)。晚稻季各施氮處理中,以CRU-2處理2年均獲得最高產(chǎn)量。與普通尿素處理相比,CRU處理籽粒、秸稈和植株地上部吸氮量分別增加了0.1%-34.0%、-0.5%-65.2%和2.6%-33.3%,氮肥利用率提高了2.7-30.2個百分點,氨揮發(fā)和氮素徑流分別降低了14.3%-65.0%和6.8%-26.9%。(3)應(yīng)用穩(wěn)定性同位素15N示蹤控釋尿素研究氮素在稻田的去向和肥料氮利用率,結(jié)果表明,與普通尿素相比,CRU增加了水稻產(chǎn)量4.3%,提高水稻植株15N吸收量13.3%,提高水稻15N利用率13.2%,增加水稻吸收來自肥料的氮素達13.3%,Ndff提高12.4%,增加15N土壤殘留率9.9%,提高15N總回收率11.4%,減少15N損失率6.2%。水稻生育期吸收氮素來自土壤的氮素約占70%以上。肥料氮在土壤中的殘留量隨土層深度的增加而顯著下降,水稻收獲后,肥料15N主要殘留在0-20cm土層中,約占總殘留量的78%。其次是20-40cm和40-60cm土層,這兩層土壤中肥料15N殘留量相近,約占總殘留量的19%左右。而在60cm土層以下,仍有微量的肥料15N殘留,占總殘留量的4%以下。(4)當(dāng)控釋氮肥用量小于165 kg N/hm2時,隨著控釋氮肥用量的增加,雙季稻產(chǎn)量、有效穗數(shù)和穗粒數(shù)均呈升高趨勢,超過這一水平,各指標(biāo)增加不明顯。隨著控釋氮肥用量的增加,雙季早、晚稻植株氮含量和地上部吸氮量均呈增加趨勢,雖提高了氮肥利用率,但也增加了稻草中氮素積累的比例,易造成水稻徒長、貪青晚熟。雙季稻田氨揮發(fā)損失隨控釋氮肥用量的增加而不斷增加,晚稻季氨揮發(fā)損失高于早稻季。雙季早、晚稻控釋尿素推薦用量分別為153和150 kg/hm2。(5)配施一定比例的控釋尿素可以增加雙季稻產(chǎn)量,提高氮肥利用率,降低肥料成本,增加經(jīng)濟效益。與普通尿素相比,早稻施用控釋尿素平均增產(chǎn)12.0%-19.1%,晚稻平均增產(chǎn)3.0%-7.5%。隨著CRU配施比例增加,水稻產(chǎn)量呈增加趨勢。早稻以單施CRU處理平均產(chǎn)量最高,晚稻以配施60%CRU(Mix-3)處理產(chǎn)量最高。考慮農(nóng)學(xué)效果,配施60%-80%的CRU可以滿足多雨季節(jié)或年份水稻對氮素的需求,配施20%-40%的CRU可以滿足干旱季節(jié)或年份水稻的氮素需求。考慮經(jīng)濟效益,配施20%-40%的CRU能獲得較好的經(jīng)濟效益。
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1949-2017 中國水稻播種面積、總產(chǎn)量和單產(chǎn)（數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局和中國農(nóng)業(yè) 1-1 Planting area, production and yield of rice in China from 1949 to 2017 (The dafrom National Bureau of Statistics of China and China Agricultural Yearbook) 我國雙季稻體系發(fā)展現(xiàn)狀季稻是指一年中，在同一塊稻田里種植和收獲兩茬水稻（《雙季稻生產(chǎn)寫組編 1976）。頭茬是早稻，早稻收獲后，及時翻耕耙耘，再搶插晚收搶種，也叫“雙搶”。雙季稻的發(fā)展，對充分利用氣候資源和勞動力稻收獲面積和提高糧食生產(chǎn)能力起了至關(guān)重要的作用（段居琦 2012）。生產(chǎn)增加了復(fù)種指數(shù)，可以在一定程度上緩解當(dāng)前單季稻所面臨的高（彭少兵 2014；劉義 2015），因為其早、晚兩季的周年產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于江和王繹 2013）。2015 年我國雙季稻平均周年產(chǎn)量達 11.9 t/hm2，而單僅為 7.5 t/hm2，雙季稻周年產(chǎn)量比單季稻產(chǎn)量高 57.9%。另外，雙季性有效削弱了由于自然災(zāi)害所引起的糧食減產(chǎn)風(fēng)險（鄒應(yīng)斌和戴魁根 季稻區(qū)是我國水稻的主要產(chǎn)區(qū)，主要分布在華南雙季稻稻作區(qū)，而華

控釋尿素對雙季稻產(chǎn)量、氮素?fù)p失及氮肥利用率的影響8t，增加了 18.5%。1985-1995 年雙季稻總產(chǎn)量呈現(xiàn)總產(chǎn)量與 1984 年持平，為 1.01 108t，，下降 0.5%明顯下降趨勢，降至 0.61 108t，降幅為 39.4%。性增長趨勢，到 2015 年提高到 0.71 108t，比 2003稻總產(chǎn)量占全國水稻總產(chǎn)量的比例也呈顯著下降1980-2015 年雙季早稻和晚稻以及周年的產(chǎn)量基本的單產(chǎn)分別提高了 33.3%和 81.9%，周年產(chǎn)量從 7.74.0%。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S511.42

【參考文獻】

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本文編號：2647652